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高度不饱和脂肪酸（HUFAs）
高度不饱和脂肪酸（HUFAs）是指含有三个或三个以上双键且碳链长度为20个以上碳原子的脂肪酸。HUFAs或其代谢产物不仅是构成高等动、植物细胞的重要成分之一，而且其在人和动物的生理活动中起着重要的作用。鱼类的营养需求与其它动物的营养需求基本一致，即需要蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素和无机盐等，其中脂类是鱼类必需的营养要素，也是其所需能量的主要来源。本文概述HUFAs对水生动物代谢的影响及机理，重点综述HUFAs对脂肪酸代谢、蛋白质代谢、糖（能量）代谢、核酸代谢的影响及其机理，以便进一步深入研究、掌握HUFAs影响水生动物代谢的规律和调控机制，有效地应用HUFAs调控水生动物代谢，改善水生动物的生长发育，促进其健康养殖，提高生产效率，增加社会效益和经济效益。
1、HUFAs影响水生动物脂肪酸代谢
首先，HUFAs能提高水生动物体内AA、DHA和EPA等的含量。提高饲料中n-3 HUFAs的水平，可显著提高水生动物体内脂肪酸含量，其中主要是AA、DHA和EPA，进而促进机体脂肪代谢。淡水鱼可由18：3n-3转化为DHA和EPA。但大多数海水鱼不具这种转化能力或能力有限，只能通过直接摄食HUFAs，满足生长需求。因此，HUFAs对大多数海水鱼尤为重要。
HUFAs能促进水生动物脂肪分解，抑制脂肪合成，影响机体脂肪酸的组成。研究发现，HUFAs一方面能促进脂肪分解，另一方面能抑制脂肪合成，进而减缓脂肪过多沉积的问题。对于水生动物尤其是鱼类来说，能优先利用脂类作为能源物质，当食物中脂肪含量或组成不合理时，会导致鱼类代谢紊乱，造成必需脂肪酸缺乏或脂肪沉积过多，影响鱼体健康，而添加HUFAs可有效缓解体内应激反应并促进脂质代谢。
n-3 HUFAs能调节机体脂肪细胞的脂解作用。在饲料中添加DHA和EPA可显著增加草鱼体内甘油和游离脂肪酸的释放，并显著提高相关酶如脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）、激素敏感脂肪酶（HSL）等的表达，这表明n-3 HUFAs调节草鱼体内或体外脂肪细胞的脂解作用。n-3 HUFAs可抑制草鱼脂质合成及其转运，降低肝胰脏及腹腔脂肪的沉积，影响草鱼的抗氧化作用、脂肪代谢和生长。在草鱼日粮中添加适宜的花生四烯酸（AA）（0.30%）可有效抑制其脂肪积累，改变脂肪代谢的关键基因表达，说明AA在调节脂肪代谢中发挥重要作用。EPA和DHA等HUFAs对降低血清胆固醇和甘油三酯有很大的作用，可防止血液中过多的脂质在血管中沉积。
PUFAs特别是HUFAs能抑制脂肪酸合成酶（FAS）、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PD）等脂肪合成酶的活力，从而降低肝脂含量。DHA可通过抑制细胞分化、促进细胞凋亡和水解、增加线粒体数量，降低脂肪细胞数量和脂质含量，从而降低脂质蓄积。
HUFAs除了为机体提供必需脂肪酸外，还可储存和通过β氧化提供能量。脂肪酸的β氧化是在线粒体和过氧化物酶体中进行的一个完整的酶促反应过程。HUFAs都可以促进线粒体的β氧化。当EFAs的量超过机体利用限度时，便会被β氧化，最终以ATP的形式提供能量。DHA也可被β氧化，并促进线粒体的生成，为机体提供能量。金头鲷和大菱鲆等在胚胎发育和仔鱼吸收卵黄内源营养阶段，利用脂肪酸的顺序是按n-9、n-6、n-3系列进行的。
2、HUFAs影响水生动物蛋白质代谢
适宜的HUFAs能提高饲料蛋白质的转化效率。饲料中适宜的HUFAs含量和比例，能提高饲料蛋白质转化效率，节约蛋白质。此外，在同一蛋白质水平内，黑鲷幼鱼的特定生长率和蛋白质效率随饲料中脂肪水平的增加而提高，降低饲料系数。饲料中n-3 HUFAs能促进蛋白质在大西洋鲑肌肉中沉积。通常，鱼类对碳水化合物的消化能力较差，一部分蛋白质作为能源被消耗。因此，提高脂肪含量，增加可利用的能量（脂肪）后，能节约消耗蛋白质，提高蛋白质利用效率，即脂肪对蛋白质的节约效应。HUFAs能显著提高生长速率、饲料转化率和粗蛋白含量。在饲料中添加0.52％的n-3 HUFAs，可减少肝胰脏脂质含量和提高鲤鱼幼鱼的蛋白质效率，并促进一些与脂质代谢相关的基因如脂蛋白脂肪酶（LPL）、硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）和过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）的表达。
然而，脂肪对蛋白质的节约作用有一定的限度范围，蛋白质和脂肪的生理功能不能相互替代。一方面，蛋白质含量过低将严重阻碍鱼类生长，另一方面，饲料脂肪过高，会使脂肪沉积在腹腔及肠系膜上，影响鱼类的品质及健康。配制成n-3 HUFAs水平分别为0.5%、1.5%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%的七组等氮等脂实验饲料，投喂斜带石斑鱼幼鱼66d，鱼体粗脂肪的含量随饲料n-3 HUFAs水平的升高而显著降低（P<0.05），但对石斑鱼全鱼水分和粗蛋白的含量无显著影响（P>0.05）。
3、HUFAs影响水生动物糖（能量）代谢
HUFAs可调节鱼体血糖水平、葡萄糖代谢、提高胰岛素敏感性，改善胰岛素功能等。脂联素能够调节葡萄糖代谢、降低血脂水平、改善胰岛素功能，而HUFAs能显著促进脂联素基因的表达和分泌。在DHA 25~100mol/L浓度范围，DHA可以提高细胞脂联素mRNA表达，改善糖脂代谢。但是，用不同浓度DHA（50~400mol/L）、不同作用时间（0~72h）之于小鼠胚胎或纤维细胞（3T3-3L），发现DHA下调脂联素mRNA的表达，且抑制效应呈时间、剂量依赖性。HUFAs调节脂联素mRNA表达受时间和剂量影响。
高DHA/EPA能有效降低机体空腹血糖水平，具有较好的降血糖作用。与模型小鼠对照组比较，高DHA/EPA组的小鼠血清胰岛素平均下降18.5%（P<0.01）；HOMA-IR指数平均下降35.4%（P<0.01）。说明，高DHA/EPA能较好地降低血清胰岛素，改善胰岛素功能。
通常，鱼类对碳水化合物的消化能力较差。然而，HUFAs可间接影响葡萄糖、糖原的沉积和中间代谢，从而影响鱼类能量代谢。饲料HUFAs的组成除了影响大西洋鲑肝脂肪生成外，还间接影响葡萄糖、糖原的沉积及其中间代谢。
HUFAs在调控脂类代谢时，会抑制肝中糖酵解酶的基因转录。在斑马鱼、大西洋鲑和金头鲷，其固醇调节元件结合蛋白（SREBP-1）可调节脂肪酸合成或糖代谢相关基因的表达。
4、HUFAs影响水生动物核酸代谢
HUFAs通过影响机体核酸、蛋白质等代谢，直接或间接影响生长发育。实验证明，添加EPA、DHA和AA等n-3 HUFAs，可促进军曹鱼幼鱼的核酸代谢，提高RNA/DNA比率，增加蛋白质合成，加速生长；而且不同剂量和比例的EPA、DHA和AA对军曹鱼幼鱼核酸代谢影响相异，剂量高的影响大，与鱼肌肉核酸代谢成正比，与幼鱼生长正相关。用添加n-3 HUFAs的饲料饲喂草鱼三个月后，发现n-3 HUFAs能够影响鱼核糖核酸聚合酶Ⅱ核心启动序列和真核翻译起始因子eIF-4a等基因的表达。HUFAs可通过影响过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）和PPARγ辅助活化因子α（PGC-1α）而对一些基因进行调控。HUFAs能提高鱼体中Δ5、Δ6脂肪酸去饱和酶基因的表达量，表明HUFAs能诱导Δ5、Δ6脂肪酸去饱和酶基因mRNA的转录。
5、HUFAs对水生动物代谢影响的机理
HUFAs通过受体和基因影响代谢
HUFAs可通过直接或间接的途径影响某些重要基因的表达，进而调控机体代谢。n-3 HUFAs影响参与信号转导、细胞进程、代谢、转运、转录调节和免疫反应的基因，也影响编码蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶、核激素受体以及细胞因子受体基因的表达。其中一个重要的转录因子就是PPARs，已在乌颊鱼和比目鱼等鱼类发现三类PPARs亚型。PPARs对于n-3 HUFAs亲和性强于n-6 HUFAs。PPARα能够促进脂肪酸分解基因如乙酰辅酶A氧化酶（ACO）和硫解酶等的表达，促进脂肪酸转运、吸收基因如脂肪酸转运蛋白（FATP）和脂肪酸转位酶（FAT）/CD36等的表达，还可促进脂蛋白A-Ⅰ和A-Ⅱ基因的表达，进而影响脂肪代谢。n-3 PUFAs能上调PPARα的表达，进而激活其靶基因如脂蛋白酯酶（LPL）和肉毒碱棕榈酰转移酶Ⅰ（CPTⅠ）的表达，促进脂肪分解代谢。n-3 PUFAs是通过抑制肝X受体α（LXRα）的转录而抑制胰岛素上调的SREBP-1c基因转录的。肝LXR是一种转录调控因子。LXR可以调节胆固醇代谢、脂肪酸合成等过程中相关基因的表达。不饱和脂肪酸可作为LXR激动剂，HUFAs可调控LXR的表达。
HUFAs通过影响代谢酶调节代谢
HUFAs通过影响酶的表达或活性调节代谢。HUFAs可以影响脂质生成相关酶LPL的表达及酶活性，进而影响机体脂肪代谢。HUFAs抑制肝脂肪生成相关酶AMP和激活蛋白激酶（AMPK），再通过抑制固醇调节元件结合蛋白-1c（SREBP-1c）基因表达而抑制脂肪合成。在体及离体研究均证实，HUFAs可以促进脂肪细胞内线粒体和过氧化酶体脂肪酸的氧化速率，这一作用主要是通过促进氧化相关酶的活性来实现的，这些酶包括肉毒碱棕榈酰转移酶-Ⅰ、酰基辅酶A氧化酶和烯酰辅酶A水合酶。投喂含n-3 HUFAs饲料后，罗非鱼肌肉中的HUFAs含量增加，总n-3脂肪酸和总PUFAs也随之升高，显著影响肝中琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、脂蛋白脂酶和肝脂酶的活性并促进脂质代谢。
综上所述
HUFAs可通过多种途径影响水生动物代谢，其机理十分复杂，认真研究HUFAs对水生动物代谢的影响及其机理，在深入理解的基础上，应用HUFAs调控水生动物代谢，促进水产业的高效生产，提高社会效益和经济效益。今后，可加强以下方面的研究：
①探讨相关研究技术，为深入研究提供先进的技术手段；
②进一步研究水生动物对n-3 HUFAs、n-6 HUFAs的需求量，以及n-3/n-6的比例；
③研究其他物质和HUFAs共同对水生动物的影响；
④深入研究HUFAs如何通过转录因子调节水生动物代谢；
⑤研究HUFAs对不同物种海、淡水水生动物的代谢影响，从生态系统水平上研究HUFAs对代谢的影响。
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