集约化养殖条件下，水产动物受养殖密度、疾病、水环境、饵料营养等各种生物和非生物因素的影响而产生氧化应激，影响其生长及健康[1]。氧化应激源自动物体内促氧化剂和抗氧化剂未达到平衡，对生物体不利。在水产动物饵料中补充抗氧化剂可以有效缓解机体的氧化应激，如类胡萝卜素、维生素C（VC）和维生素E（VE）等作为抗氧化剂已广泛应用于各类动物饲料。硫辛酸学名为1,2-二戊环-3-戊酸，分子式为C8H14O2S2，经加氢可转变成其还原型态——二氢硫辛酸（DHLA），二者可在机体构成氧化还原对，其强还原性可将电子和质子转移给VC、α-生育酚和谷胱甘肽二硫化物等，增强机体的抗氧化性能[2-3]。目前，硫辛酸在动物饲料和食品添加剂、人类医药等领域广泛应用，众多研究评估了硫辛酸对水产动物生长、代谢、抗氧化和免疫能力的影响。本文综述硫辛酸在水产动物中的应用研究进展，为硫辛酸作为水产动物功能性饵料添加剂的开发应用提供参考。1硫辛酸的抗氧化作用营养物质在线粒体内氧化代谢时易产生活性氧（ROS）。正常情况下，机体内的抗氧化防御系统与氧化系统相拮抗，达到动态平衡。机体受到胁迫刺激可导致该体系失衡，ROS水平上升，引起氧化应激，对细胞造成严重损害[4]。硫辛酸可通过多种途径参与机体抗氧化调节。硫辛酸和DHLA均能够与过氧化氢（H2O2）、过氧化亚硝基（·OONO）等各种类型ROS结合，直接祛除体内的活性氧自由基[4-5]。DHLA具有强还原性，可还原再生生物体内的抗氧化剂如VC、VE和谷胱甘肽（GSH）等，硫辛酸协同机体内源性抗氧化剂共同完成抗氧化功能[2-3]。此外，硫辛酸能够促进机体多种抗氧相关酶如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，提高机体抗氧化能力[2,4]，能够螯合机体内的活性金属离子缓解其造成的氧化损伤[5-6]。关于硫辛酸增强机体抗氧化能力的机制已有报道。在生物体内，信号通路Nrf2-Keap1在调控细胞氧化应激中发挥关键作用。正常生理状态下，胞内Keap1结合Nrf2并促使其在胞质中快速降解，但当细胞受到刺激导致ROS升高时，Keap1释放出Nrf2，使其能移位至核内调控抗氧化酶基因的转录[7]。抗氧化剂可通过影响Nrf2-Keap1信号通路调控抗氧化相关基因，以提高动物体的抗氧化应激能力[8]。研究发现，注射硫辛酸后小鼠肝细胞中Nrf2浓度显著升高[9]。进一步研究发现，上调小鼠肝脏Nrf2基因后，其下游抗氧化相关基因，如SOD等的表达水平也相应提高[10]。硫辛酸作为强抗氧化剂也能够介由Nrf2-Keap1信号通路影响机体抗氧化相关酶基因的转录，进而达到提高机体抗氧化能力的目的。2硫辛酸在水产养殖中的应用2.1硫辛酸对水产动物生长性能的影响添加适量硫辛酸可明显提高畜禽动物的生长性能[5,11]。在水产动物中，硫辛酸对生长性能的影响因种而异。研究发现，在皱纹盘鲍等7种水产动物日粮中添加适量硫辛酸均可以促进其生长，但不同种类最适添加量存在差异[12-18]。硫辛酸添加量超过一定范围会抑制皱纹盘鲍、草鱼幼鱼和大口黑鲈的生长[12,14,19-20]。硫辛酸对水产动物生长及抗氧化能力影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.19.027.T001表1硫辛酸对水产动物生长及抗氧化能力影响项目添加量/(mg/kg)作用效果文献来源皱纹盘鲍200.00~3 200.00适量促进生长、过量抑制生长，提高肝脏SOD、GSH-Px活性和GSH含量以及总抗氧化能力（T-AOC）Zhang等[12]奥尼罗非鱼300.00促进生长，提高肝脏SOD、GSH-Px的活性和T-AOC，降低MDA含量熊达等[13]草鱼203.00~953.00低浓度促生长，高浓度抑制生长Liu等[14]、Huang等[19]凡纳滨对虾68.00促进生长，提高组织GSH含量Da Silva等[15]中华绒螯蟹600.00高浓度促进生长，提高肝胰脏SOD、GSH-Px活性及T-AOCXu等[16]长丝鲈300.00~900.00适量促进生长，促进肝脏SOD活性，降低MDA含量Samuki等[17]非洲鲶500.00~2 000.00适量促进生长，促进肝脏SOD活性，降低MDA含量Siagian等[18]大口黑鲈600.00抑制生长陆梓晔等[20]日本沼虾600.00不影响生长以及抗氧化酶活性Wang等[21]细鳞肥脂鲤1 000.00不影响生长Trittner等[22]鲤439.84不影响生长Enamorado等[23]边缘鲳鲹316.40~1 367.30抑制生长，适当浓度提高脑谷胱甘肽巯基转移酶（GST）活性，降低肝脏GST酶活Kütter等[24]日本沼虾600.00低碳水化合物时抑制生长，高碳水化合物时不影响生长，提高肝胰脏SOD、GSH-Px活性和GSH含量，降低MDA含量Ding等[25]转基因罗非鱼300.00~1 200.00适量促生长，提高血清和肝脏SOD和GSH-Px活性以及GSH含量，降低MDA含量Xu等[26]高浓度硫辛酸可能是通过影响鱼类肠道食欲相关基因降低草鱼的食欲，影响其摄食，最终抑制草鱼生长[24]。但在日本沼虾、鲤和细鳞肥脂鲤的研究中，未发现硫辛酸对其生长造成影响[21-23]。而饵料中添加高、低浓度的硫辛酸均会抑制边缘鲳鲹生长[24]。硫辛酸可从多个途径影响水产动物的生长。适量的硫辛酸可以提高水产动物的摄食率及饵料效率，从而促进水产动物生长，过量硫辛酸则影响水产动物生长。如硫辛酸能够降低草鱼（1 200 mg/kg）、边缘鲳鲹的摄食率、饵料转化率以及蛋白效率，从而抑制其生长[19,24]。硫辛酸对动物摄食效率以及生长的影响与肠道健康有关[11]。也有研究表明，摄食硫辛酸后草鱼肠道紧密连接相关蛋白的表达升高、肠道细胞凋亡数量减少，最终改善肠道健康，促进生长[27]。硫辛酸还可通过参与水产动物机体新陈代谢和能量转换影响生长。水产动物摄食过量硫辛酸会影响其下丘脑AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）活性，导致代谢过程中的能量消耗增加，最终抑制生长[12,24,27]。因此，饵料中添加低浓度硫辛酸时会促进水产动物生长，添加高浓度时抑制其生长，原因可能与硫辛酸会影响水产动物食欲有关。2.2硫辛酸对水产动物营养代谢的影响机体内非蛋白来源营养素的能量用于新陈代谢后，饲料中蛋白能量将会用于生长。因此，可在饲料中添加更多的脂质或者碳水化合物达到节约蛋白的目的。但是，水产动物利用碳水化合物的能力有限，而且高脂饵料易引发水产动物代谢疾病，如脂肪肝、肝胆综合征等。硫辛酸作为线粒体氧化代谢的重要辅酶因子，对三大营养物质的代谢调控作用显著。2.2.1硫辛酸参与调控水产动物糖代谢硫辛酸参与α-酮戊二酸脱氢酶复合体——三羧酸关键酶的构成，进而调节机体糖代谢。研究发现，硫辛酸能够提高糖尿病患者对胰岛素的敏感性，增强机体对葡萄糖的摄取和利用能力[28]。水产动物利用碳水化合物效率低，在饵料中添加硫辛酸可改善其对碳水化合物的利用情况。Ding等[25]研究发现，不同碳水化合物水平下，硫辛酸均能够提高虾对碳水化合物的利用效率，但低碳水化合物水平时，硫辛酸抑制了日本沼虾的生长，而高水平时硫辛酸未影响其生长。表明摄食硫辛酸造成的能量消耗可能平衡了过多的碳水化合物增加的能量。硫辛酸能够提高摄食葡萄糖日粮鲤鱼的生长性能，抑制摄食淀粉日粮鲤鱼的生长性能，并且两种情况下硫辛酸均提高了鱼体肌肉中胆固醇和总蛋白的含量[29]。硫辛酸的这一效应与胰岛素类似，可以改善肌肉葡萄糖摄取，诱导蛋白质的保留效应。因此，硫辛酸对水产动物碳水化合物代谢的影响与其种类以及添加水平密切相关。甲壳类动物中参与碳水化合物调节的激素与鱼类中的激素有所不同，这可能也是造成硫辛酸差异作用的原因。2.2.2硫辛酸参与调控水产动物脂质代谢饲料的能量来源中，脂质的性价比高于蛋白质。近年来，水产养殖中有关脂肪和碳水化合物节约蛋白质效果方面的研究逐渐成为热点。高脂饵料可以促进水产动物生长，节约蛋白，降低氨氮排放，利于改善水质[30]。但高脂饵料易引发鱼虾代谢紊乱、肝脂沉积和氧化应激等问题[31]。硫辛酸能够促进机体脂质分解，抑制其合成。研究表明，硫辛酸可缓解多种动物因摄食高脂饵料引发的代谢紊乱问题[26,32-34]。在水产动物研究中，高脂饵料中添加硫辛酸提高了脂质分解相关酶基因，如脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）等的表达，加速其肝脏、肌肉、腹脂等组织的脂质水解，抑制了脂肪酸合酶（FAS）等基因表达或酶活，减少脂质合成[20,26,32]。离体研究发现，硫辛酸通过上调脂质分解基因促进草鱼脂肪细胞脂解[33]，通过激活AMPK/ATGL/CPT1α信号通路促进草鱼肝细胞的脂解[34]。但在中华绒螯蟹中，硫辛酸既增强了肝胰腺脂解基因的表达也促进了脂质积累，还降低了因脂肪积累造成的肝胰腺氧化损伤[16,26]。硫辛酸通过影响线粒体功能参与动物脂质代谢。脂质分解过程产生脂肪酸，并被转运至线粒体进行β-氧化继续分解。在哺乳动物中，硫辛酸可通过提高脂肪细胞线粒体生成相关基因的表达，进而增加线粒体数量、提高脂肪酸β氧化代谢速率[35-36]。在鱼的相关研究中也有类似发现，高脂饵料中添加硫辛酸显著增加了斑马鱼肝脏线粒体数量，上调了呼吸链相关基因的表达[37]。草鱼摄食硫辛酸后，促进了其肌肉、肝脏、脂肪等组织中脂肪酸β氧化进程[34]。硫辛酸能够促进水产动物组织中脂肪酸β氧化，增强脂质作为能源物质为机体供能，达到节约蛋白的目的。硫辛酸可调控脂肪酸代谢，影响机体脂质代谢。陆梓晔等[20]研究发现，高脂水平硫辛酸影响了大口黑鲈肝脏亚油酸代谢通路，提高不饱和脂肪酸含量。高浓度硫辛酸也可提高草鱼腹腔脂肪和肌肉组织中n-3多不饱和脂肪酸的比率，降低腹脂中饱和脂肪酸的比率[34]。多不饱和脂肪酸可提高细胞膜的稳定性，其氧合代谢产物有调节细胞内氧化还原状态的作用[38]。此外，高浓度的硫辛酸促进了中华绒螯蟹的脂肪酸代谢、氨基酸代谢、肉碱代谢并提高血清中葛根苷3、甘氨酸等植物抗氧化剂的积累[16]。综上所述，硫辛酸可通过调节水产动物脂质分解与合成、线粒体功能以及脂肪酸代谢等多个途径影响水产动物脂质代谢，而水产动物种类繁多，硫辛酸调控水产动物脂质代谢机制亦复变化多样。2.2.3硫辛酸参与调控水产动物蛋白代谢蛋白质是细胞内生命活动的主要承担者。研究发现，硫辛酸可促进多种鱼类组织中的蛋白沉积[17,20,23,26,32,37]。PI3K-AKT-mTOR信号通路在机体蛋白合成中发挥重要的调控作用。mTOR作为细胞内的营养素感受器，当胞内氨基酸等营养素水平和能量状态发生变化时可引起mTOR信号通路的变化[39-40]。在小鼠成肌细胞中，硫辛酸参与PI3K/AKT/mTOR信号通路的调控，促进细胞合成蛋白质[41]。研究发现，亮氨酸处理虹鳟肝细胞也同样能够激活AKT/mTOR信号通路[39]，表明水产动物细胞内调控蛋白沉积的信号通路与哺乳动物一致。Shi等[42]研究表明，硫辛酸可激活草鱼腹腔脂肪、肝胰脏和肌肉中AKT/mTOR/S6K/4E-BP通路，促进鱼体蛋白沉积。硫辛酸可能是通过影响草鱼游离氨基酸含量激活mTOR通路。目前，已在多种水产动物中发现硫辛酸促进蛋白沉积的现象，但其调控机理的相关研究尚少。2.3硫辛酸对水产动物抗氧化状态的影响硫辛酸凭借其多调控途径在机体抗氧化能力方面呈现很强的能力，可作为常规抗氧化剂的替代品在水产动物养殖中应用。Park等[43]评估了硫辛酸替代维生素C对细鳞肥脂鲤的影响，发现补充硫辛酸可以缓解维生素C缺失引发的症状。硫辛酸可显著提高多种水产动物抗氧化性能。与陆生动物中研究结果类似，硫辛酸可促进多种水产动物的抗氧化酶活性，如SOD、GSH-Px和T-AOC等，还可直接清除水产动物体内自由基，降低组织中ROS和氧化产物MDA含量。与哺乳动物中作用机制类似，硫辛酸也能够通过影响Nrf2-Keap1信号通路减轻多种因素造成的鱼体氧化应激和炎症反应[34,44]。目前，在水产动物中，多数研究关注硫辛酸对SOD、GSH-Px等抗氧化相关酶的活性以及基因表达的影响，关于硫辛酸抗氧化作用分子机制的报道较少。2.4硫辛酸缓解环境胁迫对水产动物的影响硫辛酸可缓解各种生物及非生物因素造成的水产动物氧化应激。硫辛酸可降低重金属和藻毒素等有害物质在水产动物组织中的积累[45-48]，逆转对虾肌肉中镉暴露后诱导的GSH降低[48]。硫辛酸能够有效缓解重金属、藻毒素胁迫导致的水产动物抗氧化酶活性降低，减少组织中MDA含量，提高机体抗氧化应激能力[21,45-50]。此外，硫辛酸能够缓解因低盐诱导导致的凡纳滨对虾存活率低、肝胰腺MDA含量升高以及SOD酶活性降低等现象[51]。硫辛酸可通过提高大口黑鲈血清和肝脏抗氧化酶活性、降低MDA含量等方式缓解因氨氮胁迫引起的氧化应激[52]。在水产动物饵料中添加硫辛酸能够有效缓解重金属、藻毒素以及环境胁迫等造成的胁迫效应，对水产品安全具有重要的保护作用。2.5硫辛酸对水生动物免疫功能的影响硫辛酸可影响机体的适应性免疫和固有免疫系统。研究发现，在陆生动物中硫辛酸可通过抑制核因子κB（NF-κB）活化，降低肿瘤坏死因子、白细胞介素等炎症细胞因子的释放，缓解机体的炎症反应，增强免疫功能[53]。硫辛酸也能够参与水产动物免疫调节。有研究发现，草鱼摄食硫辛酸后进行嗜水单胞菌攻毒，鱼体溶菌酶和酸性磷酸酶的活性提高，补体和免疫球蛋白的含量增加，免疫相关基因升高，但过量的硫辛酸可降低头肾和脾的免疫功能[54]。罗非鱼摄食硫辛酸后再攻毒，其血清溶菌酶活性提高，诱导脾脏免疫调控基因TOLL样受体（TLR），病菌感染引发的炎症反应得到缓解[55]。硫辛酸可增强机体免疫应答能力，仍需深入发掘硫辛酸在水产动物免疫调节方面的作用，为其作为饵料添加剂应用开发提供参考。3展望硫辛酸能够促进水产动物生长、营养代谢调控，提高抗氧化应激功能，作为一种新型饲料添加剂在水产养殖业中具有广泛的应用前景。未来还需要从以下方面开展研究工作：不同水产动物对硫辛酸的敏感性存在差异，应确定硫辛酸在不同类别水产动物中的合适剂量，以使其对动物生长和健康、抗氧化能力等方面的有益作用最大化；硫辛酸影响水产动物生长、营养代谢以及抗氧化能力的内在机制问题的研究尚不完善，可深化代谢组学技术在此方面的应用，以发现硫辛酸影响水产动物的可能代谢途径；硫辛酸在动物体免疫功能、内质网应激及细胞凋亡方面发挥重要的调控作用，但水产动物中仍缺乏系统性研究。