2009-11-06
異黃酮類(lèi)化合物是廣泛存在于豆科植物和牧草（如三葉草等）中的一類(lèi)生物活性物質(zhì)，一直被人們用來(lái)治療人心血管系統(tǒng)疾病和抗腫瘤。1974年匈牙利科學(xué)家首次將異黃酮類(lèi)化合物用作飼料添加劑后，異黃酮類(lèi)化合物逐漸引起了動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的興趣，并成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。我國(guó)科學(xué)家也從90年代開(kāi)始研究了異黃酮類(lèi)化合物的生物學(xué)功能及其在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用，并取得了令人矚目的成果。
1． 異黃酮類(lèi)化合物的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)和理化特性
異黃酮類(lèi)化合物屬于多酚類(lèi)化合物，它的母體為3-苯基苯并吡喃酮（結(jié)構(gòu)通式如圖-1），包括大豆黃酮① (Daidein Da)、染料木素②(Genistein)、6-甲氧大豆素(Glycitein)、雞豆黃素③(Biochanin A)、香豆雌酚(Coumestrol)和芒柄花黃素④(Formononetin For)等12種化合物(屈建 2002)。其中Da和染料木素在大豆中含量較高，F(xiàn)or和雞豆黃素在紅三葉草中含量較高。這些化合物具有與雌二醇（E2）相似的結(jié)構(gòu)，能與雌激素受體結(jié)合，具有微弱雌激素活性，又被稱(chēng)為植物雌激素（phyto-estrogen）。目前研究較多的為Da和For。
異黃酮類(lèi)化合物常溫下為固體，熔點(diǎn)在100℃以上，性質(zhì)穩(wěn)定，易于貯藏。易溶于有機(jī)溶劑如氯仿、二甲基甲酰胺等中，不溶于水、甲醇等極性溶劑。不同種類(lèi)的異黃酮類(lèi)化合物還有各自不同的理化特性。如Da，常溫下為白色粉末、無(wú)毒、無(wú)味、不溶于水，在醇、酮類(lèi)溶劑中有一定的溶解度，極易溶于二甲亞砜（DMSO）中。
R2 R3
①R1=OH,R2=H,R3=OH
②R1=OH,R2=OH,R3=OH
③R1=OH,R2=OH,R3=CH3O
R1 ④R1= OH,R2=H,R3=CH3O
（ 圖-1）
2異黃酮類(lèi)化合物在動(dòng)物體內(nèi)的分布、代謝與吸收
2.1在動(dòng)物體內(nèi)的分布
異黃酮類(lèi)化合物以極低的濃度存在于動(dòng)物組織中，它在各組織中呈現(xiàn)不均勻分布，以血漿、肝、腎中的含量較高，腦中含量較低。飼料中添加的異黃酮類(lèi)化合物在動(dòng)物體內(nèi)大部分在胃腸道內(nèi)與葡萄糖醛酸結(jié)合后被吸收進(jìn)入血液，未被結(jié)合的部分在肝臟或腎臟中被結(jié)合解毒(Lundh 1995)。
2.2代謝與吸收
在單胃動(dòng)物體內(nèi)，異黃酮類(lèi)化合物主要在腸道微生物的作用下降解。雞豆黃素和For被腸道微生物脫去甲氧基后生成Da和染料木素。大豆中95%的Da和染料木素是以糖苷形式存在，只有被腸道微生物脫去糖基后形成苷元才能被吸收。大豆中異黃酮的苷元在單胃動(dòng)物的胃和小腸上部吸收，β-糖苷能在小腸末端被吸收，而丙二酰化和乙酰化的糖苷被大腸中的微生物降解后被吸收。被吸收的異黃酮及其分解產(chǎn)物在動(dòng)物的解毒機(jī)制作用下在胃腸粘膜、肝和腎中被結(jié)合成葡萄糖醛酸酯的形式，少量被結(jié)合成硫酸酯的形式。葡萄糖醛酸酯經(jīng)膽汁流入十二指腸，在小腸中被再吸收，形成腸肝循環(huán)（Stephen Barnes 1998）。染料木素主要被還原為有雌激素活性的6-羥基-O-脫甲基安哥拉紫檀素(6-hydroxy-O-demethylangolensin)后被胃粘膜吸收。
在反芻動(dòng)物體內(nèi)異黃酮類(lèi)化合物主要在瘤胃微生物的作用下降解，肝臟的代謝量很少。雞豆黃素脫甲基生成染料木素，進(jìn)一步代謝為對(duì)-乙基苯酚和有機(jī)酸。For脫甲基生成Da，后者經(jīng)脫甲基和脫糖苷后70%被微生物還原為雙氫大豆黃酮，最后形成穩(wěn)定的雌馬酚(Equol) 被胃腸粘膜吸收，還有5%-20%受微生物作用開(kāi)環(huán)成為O-脫甲基安哥拉紫檀素(O-demethylangolensin)，極少量的直接被胃腸粘膜吸收。瘤胃中的染料木素被微生物分解為無(wú)雌激素活性的對(duì)乙酚和2，4，6-三羥基苯甲酸。
3異黃酮類(lèi)化合物的生產(chǎn)
異黃酮類(lèi)化合物的生產(chǎn)主要有兩種方法：天然提取法和化學(xué)合成法。
3.1天然提取法
多采用浸提法。以大豆為原料，通過(guò)水、醇等溶液浸提分離得到粗黃酮，再經(jīng)過(guò)色譜柱和樹(shù)脂吸附可得到較純的大豆黃酮（其它異黃酮類(lèi)化合物的提取方法與此類(lèi)似）。此方法成本高，受植物資源和純度較差的影響，而且生產(chǎn)周期長(zhǎng)，發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆?/span>
3.2化學(xué)合成法
劉建忠等（1999）年研究成功用化學(xué)方法合成異黃酮類(lèi)化合物。其具體方法如下：第一步用間苯二酚與苯乙酸反應(yīng)制得4-苯乙酰基-1，3苯二酚，第二步是閉環(huán)反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)物的不同可得到不同的產(chǎn)物，4-苯乙酰基-1，3苯二酚與醋酐、醋酸鈉進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)得到2-甲基取代的異黃酮類(lèi)化合物；4-苯乙酰基-1，3苯二酚與吡啶、六氫吡啶、原甲酸三乙酯閉環(huán)可制得2-位無(wú)取代的異黃酮類(lèi)化合物，例如Da。
4異黃酮類(lèi)化合物在畜牧業(yè)上的作用
4.1促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)
異黃酮類(lèi)化合物具有微弱的雌激素活性，能與下丘腦、垂體等處的雌二醇受體不同程度的結(jié)合，影響動(dòng)物神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的性腺軸和生長(zhǎng)軸，使睪酮、GH、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1型（IGF-1）生成和釋放增加。而睪酮是促進(jìn)雄性動(dòng)物蛋白質(zhì)合成代謝的激素，GH直接促進(jìn)肌肉蛋白的合成、并通過(guò)肝GH-R影響IGF-1的發(fā)育,使IGF-1水平明顯升高，IGF-1對(duì)肌肉組織的增長(zhǎng)具有強(qiáng)大的作用。最終加速動(dòng)物的生長(zhǎng)。
眾多的研究表明，適量的異黃酮類(lèi)化合物能夠促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，降低料重比，提高飼料效率。但特對(duì)動(dòng)物的促生長(zhǎng)作用有著性別上的差異。王國(guó)杰等(1994)報(bào)道指出，日糧中添加3g/tDa能顯著提高雄性肉雞日增中，使胸肌重和腿肌重顯著增加，但對(duì)母雞生長(zhǎng)無(wú)顯著影響；研究還發(fā)現(xiàn)，飼喂Da的公雞血清睪酮水平顯著提高，母雞血清雌二醇水平呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說(shuō)明Da可能通過(guò)改變內(nèi)源激素水平從而間接促進(jìn)公雞肌肉生長(zhǎng)；同時(shí)，雞組織中的RNA/DNA比率增加，血清尿酸水平顯著下降，說(shuō)明Da的促生長(zhǎng)作用，主要是肌纖維的營(yíng)養(yǎng)性肥大，蛋白質(zhì)合成代謝加強(qiáng)，而不是細(xì)胞加速繁殖的結(jié)果。劉根桃等(1996)報(bào)道，妊娠母豬預(yù)產(chǎn)期前30天，日糧中添加5mg/kgDa可顯著提高仔豬出生重，并對(duì)20-30日齡公仔豬體重仍有顯著提高，而母仔豬則差異不顯著。陳杰等(1999)報(bào)道，Da還能改善瘤胃微生物的消化代謝，雄性水牛經(jīng)十二指腸瘺管灌注Da(500mg/d)，連續(xù)12天，瘤胃細(xì)菌蛋白、揮發(fā)性脂肪酸和HN3-N均有顯著提高。
4.2提高動(dòng)物機(jī)體免疫力
異黃酮類(lèi)化合物能提高T細(xì)胞、NK細(xì)胞(自然殺傷性細(xì)胞)及K細(xì)胞(殺傷細(xì)胞)的免疫功能。Wang等(1997)報(bào)道，Da顯著提高高刀豆素A(ConA)或脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的脾淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)。Da還可促進(jìn)ConA誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生白介素-2（IL-2）和白介素-3（IL-3）。IL-2能激發(fā)淋巴細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和繁殖，維護(hù)自身的免疫穩(wěn)定，而IL-3能刺激各類(lèi)血細(xì)胞的增值。Zhang等(1999)報(bào)道，染料木素小于0.5μmol/L時(shí)，能明顯增強(qiáng)NK細(xì)胞活性，抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。
異黃酮類(lèi)化合物能提高動(dòng)物的非特異性免疫，張榮慶等(1993)報(bào)道，在正常情況下，用Da處理小鼠，明顯促進(jìn)腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能和提高空斑形成細(xì)胞（PFC）的溶血能力。
此外，還能提高動(dòng)物機(jī)體的體液免疫能力，張榮慶等(1995)發(fā)現(xiàn)母豬妊娠后期攝入5.0*10-6Da，可明顯提高母豬整體和乳腺局部的體液免疫功能，同時(shí)還明顯提高血和初乳中GH和PRL含量,并明顯降低血清中生長(zhǎng)抑素（SS）的含量，而且新生仔豬血清中母源抗體水平亦明顯提高。
異黃酮類(lèi)化合物能提高動(dòng)物機(jī)體免疫功能的機(jī)制可能包含四個(gè)方面：(1)直接作用與免疫器官（胸腺和脾臟等）或各種免疫細(xì)胞上的雌激素受體；(2)調(diào)節(jié)垂體生長(zhǎng)激素(GH)和催乳素(PRL)的分泌；(3)降低體內(nèi)生長(zhǎng)抑素(SS)對(duì)免疫細(xì)胞的抑制作用；（四）發(fā)揮抗雌激素作用、抗氧化作用，或抑制體內(nèi)某些關(guān)鍵酶的活性，如抑制酪氨酸蛋白激酶（TPK）拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的活性，影響有絲分裂的轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡。
4.3促進(jìn)乳腺發(fā)育提高泌乳能力
Bennetts早在1946年報(bào)道，采食富含異黃酮類(lèi)化合物的豆科植物能引起空懷母羊和閹公羊的乳頭增長(zhǎng)。1988年蘇聯(lián)科學(xué)家АЛИХАНОВ報(bào)道，飼草含有適量的異黃酮雌激素可提高奶牛的泌乳量。據(jù)試驗(yàn)報(bào)道，F(xiàn)or和Da能夠促進(jìn)動(dòng)物乳腺的發(fā)育，提高泌乳量。劉根桃等（1996）報(bào)道，妊娠后期母豬飼喂Da能提高母豬的泌乳量和乳中GH、IGF-1和促甲狀腺素（TSH）水平。
它的機(jī)制可能是：
1）直接作用于乳腺的E2-R，表現(xiàn)雌激素樣的生物效應(yīng)；
2）增加乳腺細(xì)胞的雌、孕激素受體數(shù)目和親和力；
3）作用于下丘腦和垂體，促進(jìn)GH和PRL的分泌。
而GH促進(jìn)乳腺發(fā)育及泌乳機(jī)制是：
1）調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和營(yíng)養(yǎng)成分在組織間的分配，以保證乳腺攝取豐富的營(yíng)養(yǎng)；
2）刺激肝臟（或其它器官）產(chǎn)生IGFs，作用于乳腺細(xì)胞的IGFs受體促進(jìn)乳腺發(fā)育及泌乳。PRL促進(jìn)乳腺發(fā)育及泌乳機(jī)制是：1）直接作用于乳腺的PRL受體；2）上調(diào)E2-R和孕酮受體；
3）誘導(dǎo)肝臟（或其它器官）產(chǎn)生催乳素協(xié)同因子Synlactin發(fā)揮作用（張榮慶等，1995）。
4.4提高家禽的產(chǎn)蛋性能
產(chǎn)蛋是家禽在神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)控下的復(fù)雜的生理過(guò)程。日糧中添加Da，可使血中T3、T4、孕酮（P4）水平顯著提高，促進(jìn)甲狀腺發(fā)育，提高機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝和利用，從而影響產(chǎn)蛋性能。Da使T3、T4水平提高可能與其弱雌激素活性有關(guān)。下丘腦分泌的促甲狀腺素釋放激素（TRH）促進(jìn)腺垂體合成和分泌TSH， TSH 又促進(jìn)甲狀腺合成和分泌T3、T4，而雌激素能加強(qiáng)腺垂體對(duì)TRH地反應(yīng)；P4可刺激腺垂體釋放促卵泡素和黃體生成素，加快卵泡成熟和排卵。
柯葉艷等（1999）分別在7月齡和10月齡的蛋用鵪鶉日糧中添加6mg/kgDa，結(jié)果產(chǎn)蛋率分別提高6.6%和10.1%血液中T3水平提高23.5%和34.2%，T4也有所提高。周玉傳等（1999）在紹興鴨產(chǎn)蛋初期添加3mg/kgDa，結(jié)果產(chǎn)蛋率和血液GH水平顯著下降，但血液中T3、T4水平有所提高。說(shuō)明Da對(duì)家禽產(chǎn)蛋初期有抑制作用，而對(duì)產(chǎn)蛋高峰期和產(chǎn)蛋后期有促進(jìn)作用。
4.5促進(jìn)生殖系統(tǒng)發(fā)育，提高繁殖力
朱建平等（2002）報(bào)道，Da能明顯提高種鴨的繁殖機(jī)能，提高種鴨的產(chǎn)蛋率，促進(jìn)卵泡發(fā)育，同時(shí)對(duì)種公鴨的精液質(zhì)量沒(méi)有負(fù)面影響，異黃酮類(lèi)化合物還能促進(jìn)雄性動(dòng)物的生殖系統(tǒng)的發(fā)育。王國(guó)杰等（1994）用紅三葉草異黃酮添喂肉仔雞試驗(yàn)、劉根桃等（1996）用Da飼喂大鼠試驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)雄性動(dòng)物的睪丸重和血清睪酮水平分別有所提高。
異黃酮類(lèi)化合物對(duì)動(dòng)物繁殖性能的影響，主要是通過(guò)影響體內(nèi)促性腺激素釋放激素（GnRH）、促黃體生成素(LH)、阿片肽受體等與生殖有關(guān)的激素和通過(guò)調(diào)節(jié)性激素水平。
5結(jié)語(yǔ)
異黃酮類(lèi)化合物具有多種生物學(xué)效應(yīng)，而且安全、無(wú)毒、無(wú)殘留，是一種值得推廣的飼料添加劑。但我們還需要對(duì)它進(jìn)行更加深入的研究，如它的作用機(jī)理、對(duì)不同種類(lèi)、以及同一種類(lèi)的不同生理階段的適宜添加量，和對(duì)異黃酮類(lèi)化合物過(guò)量使用的長(zhǎng)期毒性還有待于我們進(jìn)一步研究。目前我們?cè)陲暳现凶鳛閯?dòng)物的促生長(zhǎng)劑、免疫增強(qiáng)劑、催情劑等的適宜添加量為2-5mg/kg、5-20mg/kg、100-200mg/kg為宜。
異黃酮類(lèi)化合物雖然還未在生產(chǎn)中推廣使用，但其作為飼料添加劑的作用是非常顯著的，因而具有較大的潛力和廣大的應(yīng)用前景。
