膳食必需脂肪酸对老年母马线粒体功能及生殖健康影响的跨组织研究

《Scientific Reports》：Impact of dietary essential fatty acids on phospholipid composition and mitochondrial function in aged mares

　　本研究针对老龄母马生育力下降与线粒体功能障碍问题，系统探讨了玉米油(N6)和亚麻籽油(N3)两种多不饱和脂肪酸(PUFA)补充剂对血小板、骨骼肌和卵泡细胞磷脂组成及线粒体功能的调控作用。研究发现单纯补充PUFA会降低组织氧化磷酸化(OXPHOS)能力并增加活性氧(ROS)释放，而添加含左旋肉碱和抗氧化剂的营养支持配方(DS)可显著改善线粒体耦合效率并增强卵母细胞耗氧率。该成果为优化老年马匹营养干预策略提供了关键实验依据。

　　

随着寿命延长，老年马匹数量已占全球马群总数的三分之一，这些马匹常面临体重下降、肌肉功能衰退和生育力降低等问题。与人类相似，马的老化过程伴随着线粒体功能下降，尤其在骨骼肌和卵泡细胞中表现明显。为维持老年马匹健康，兽医常推荐添加植物油来增加热量摄入，其中富含omega-6多不饱和脂肪酸(PUFA)的玉米油和富含omega-3 PUFA的亚麻籽油最为常用。然而，这些膳食油脂对马匹细胞能量代谢的具体影响，特别是在衰老背景下不同组织中的差异化反应，至今缺乏系统研究。

为解答这一科学问题，科罗拉多州立大学的Kyle Fresa、Giovana D. Catandi等研究人员以23.2±1.1岁的老年轻型母马为模型，开展了一项精心设计的营养干预研究。通过为期12周的实验，团队首次揭示了膳食PUFA对老年母马多组织线粒体功能的复杂调控网络，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用高分辨率荧光呼吸测量技术(Oroboros Oxygraph系统)同步检测血小板、骨骼肌和颗粒细胞的氧消耗速率(OCR)与过氧化氢释放速率(J_H2O2)，结合气相色谱分析血清、卵泡液等样本的磷脂脂肪酸组成。通过对比基线期、6周纯油补充期和6周油+营养支持剂(DS)补充期的动态变化，系统评估了不同干预方案的生物学效应。

动物形态计量学与血清细胞因子

研究发现两种PUFA饮食均未显著改变动物体重和体况评分，但N3饮食短暂降低了颈脊评分。血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在两种油脂补充后均显著升高，提示膳食油脂可能诱发轻度炎症反应。

PUFA饮食对磷脂脂肪酸组成的影响

如图1所示，N6饮食显著提高各组织n-6/n-3 PUFA比值，而N3饮食仅使颗粒细胞中长链n-3 PUFA显著增加。值得注意的是，亚麻籽油中17%的亚油酸(LA)含量导致N3组n-6 PUFA也呈上升趋势，反映出马匹对ALA向长链n-3 PUFA的转化效率有限。

细胞类型特异性线粒体生物能量学效应

在血小板中，两种PUFA饮食均降低基础OCR和脂肪酸氧化支持的最大OXPHOS速率，但提高了OXPHOS耦合控制效率。骨骼肌纤维束表现出更明显的代谢重编程，N6饮食显著降低最大OXPHOS容量，而DS的添加使两种饮食组的线粒体耦合控制率提升约30%。

PUFA饮食增加颗粒细胞ROS释放

如图7所示，6周PUFA补充使颗粒细胞在最大OXPHOS状态下的H₂O₂释放量增加约2.5倍，这种促氧化效应在添加DS后呈现减弱趋势。与之相反，血小板中的ROS释放普遍受到抑制，凸显了线粒体反应的组织特异性。

膳食补充剂提升卵母细胞耗氧率

单独补充PUFA对卵母细胞OCR无影响，但DS的添加使N6和N3组的卵母细胞基础OCR分别提升85%和92%。这种代谢激活效应与颗粒细胞OXPHOS容量增强同步出现，提示DS可能通过改善卵泡微环境支持卵母细胞成熟。

肌肉线粒体ROS释放机制

如图8所示，PUFA补充使骨骼肌在脂肪酸氧化支持下的ROS释放增加3.1倍，同时伴随锰超氧化物歧化酶(MnSOD)表达下调。值得注意的是，这种氧化应激增强并未导致丙二醛(MDA)或4-羟基壬烯醛(4-HNE)等脂质过氧化标志物的显著升高，表明内源性抗氧化体系仍能维持氧化还原稳态。

本研究首次揭示膳食PUFA对老年母马多组织线粒体功能的差异化调控：一方面，单纯补充油脂会降低血小板和肌肉的氧化代谢能力，增加颗粒细胞ROS产生；另一方面，配合包含左旋肉碱、抗氧化剂等成分的营养支持剂可有效逆转这些负面效应，显著提升卵母细胞代谢活性。这些发现不仅为马匹营养学提供了精准干预策略，更启示人类衰老研究中需关注营养组合效应。特别是马匹与人类相似的生殖衰老特征，使该模型成为研究营养-线粒体-生育力轴的重要桥梁。未来研究可进一步探索PUFA代谢的种属差异机制，以及最佳营养配比在延缓衰老过程中的应用潜力。