谷氨酰胺(Gln)是鱼类含量最丰富的一种α-游离氨基酸，是重要的营养素之一[1]，可生成抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)。维生素E是脂溶性断链抗氧化剂，它可影响GSH氧化还原以及氧化剂和抗氧化剂之间的平衡[2]。因此，Gln和维生素E在抗氧化应激方面密切相关，有互补作用，可协同增效[3]。同时，它们对鱼类的生长、发育、免疫都具有促进作用[4, 5, 6]，二者同时使用可降低鱼类细胞应激反应，提高细胞生存发育能力[7]。然而，过去对Gln和维生素E协同作用的研究主要集中在人和陆生动物医学上，二者协同对鱼类的影响及机理鲜见报道。本文在概述Gln和维生素E主要生理功能的基础上，重点综述二者协同对动物特别是鱼类的影响及机理，以期促进Gln和维生素E协同作用的科学研究，拓展Gln和维生素E的联合应用。
Gln是机体发生应激、受伤、疾病时的条件必需氨基酸[8]。在应激、受伤、疾病等状态下，机体对Gln的需要量大增，而自身合成供不应求，必须添加外源Gln[9]。Gln的主要功能有：1)参与三羧酸循环氧化功能，作为细胞分化、增殖的燃料；2)为新蛋白质与核酸的合成提供氮源；3)维持肠黏膜结构的完整性，改进免疫，提高应激反应能力；4)作为GSH的前体，维持机体氧化还原平衡；5)作为氨的载体参与尿素的生成和碳酸氢根(HCO-3)回收，维持机体酸碱平衡；6)调节基因的表达，影响热休克蛋白的合成。
由于Gln的溶解度低和性质不稳定，所以目前用丙氨酰谷氨酰胺二肽(AGD)代替Gln。应用AGD不但安全有效，与Gln的生理作用无异，而且AGD于体内经二肽酶水解还可以同时释放出Gln和丙氨酸供组织利用[7]。
天然维生素E只能在植物中合成，人和动物包括鱼类自身不能合成维生素E，只有通过食物摄取[10]。维生素E作为鱼类的必需营养素，具有广泛的生理功能，主要生理功能有：1)作为抗氧化剂，保护细胞膜免受氧化损伤，维持细胞膜完整性和正常功能。还可与维生素A、维生素C、GSH、β-胡萝卜素、硒(Se)及多种抗氧化酶等协同作用，增强抗氧化和多种生理功能。2)促进鱼类免疫，增强抗应激能力。3)影响基因转录和表达。4)促进鱼类繁殖和鱼卵发育。
饲粮中添加2种或多种营养素可产生协同效应，其效能往往可超过单一添加者。Gln和维生素E均可促进鱼类的生长和抗氧化作用，二者可相互转化和再生，能起到协同增效的作用。
Gln是GSH的前体物质，而GSH是细胞质最重要的非酶抗氧化剂，维生素E则是主要的细胞膜抗氧化剂，二者可产生互补效应，协同增效[3]。联合应用Gln和维生素E，不仅可清除单线态氧(1O)和超氧阴离子(O-2)，更重要的是与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)有协同作用，阻断脂质过氧化链，保护膜结构和脂蛋白的生物活性[11]。补充Gln和维生素E显著提高了大鼠血清GSH水平，表明外源Gln可提高机体GSH水平[12]。Gupta等[13]将还原型GSH和维生素E单独和联合添加到大鼠肝细胞悬浮液，用于防护乙醇诱导的细胞损伤，发现单独添加还原型GSH或维生素E，细胞的生存发育能力增加了78.97%或70.42%，但联合添加GSH和维生素E，细胞生存发育能力增加了92.12%。维生素E使脂质过氧化降低了41.32%，但联用GSH和维生素E使脂质过氧化降低了61.15%。结果表明，在防护乙醇诱导的肝细胞损伤方面，GSH和维生素E协同作用对肝细胞具有更好的保护作用。
肠上皮细胞不断受到饮食的物理和化学损伤，需要不断地高效、快速修复。Gln和维生素E可协同刺激上皮细胞的生长和再生，保护肠道上皮细胞免受不利因素的损害。维生素E通过清除自由基，增加非酶抗氧化剂和抑制脂质过氧化，促进鱼肠细胞抗氧化能力。Gln能显著刺激建鲤肠细胞的生长[7]。Schuster等[3]发现，联合补充Gln和维生素E可显著改善大鼠肝缺血再灌注损伤者的肝功能。其中Gln通过减少大鼠肝炎症反应，维生素E通过它的抗氧化性质，都对缺血再灌注诱导的肝损伤具有保护作用，且二者显示出互补效应。Gln和维生素E协同降低肝中一氧化氮(NO)的产生，可较好地维持肝脏中GSH水平。Nattakom等[14]研究表明，联合使用Gln和维生素E有助于治疗肝静脉闭塞症。Goringe等[15]也报道，静脉注射Gln(以二肽的形式)和口服维生素E可能既可预防又可治疗肝静脉闭塞症。Sakamoto等[16]发现，1~7日龄的肉鸡饲粮添加11 IU/kg维生素E和1% Gln可提高肉鸡的免疫反应。Murakami等[17]报道，饲粮中联合添加11 IU/kg维生素E和1% Gln，可为肉鸡肠道发育提供更好的条件，但对生长指标无显著影响。联用Gln与维生素E(灌胃方式)对机体抗氧化和运动后免疫功能的保护有一定协同作用[12]。联合应用Gln、维生素E、精氨酸和β-胡萝卜素能有效地减轻饥饿大鼠肠屏障功能的损害[18]。
在冷应激中、后期，雏鸡肝热休克蛋白70(HSP70)mRNA的表达水平显著降低，而添加Gln可提高冷应激中肝脏HSP70 mRNA的表达水平。这从分子水平上说明Gln能缓解冷应激对雏鸡肝脏的损伤[19]。联合应用Gln和L-肉碱，能提高低温条件下肉羊血清超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，提高机体总抗氧化能力，增加机体抗冷应激能力[20]。
维生素E可减少低温诱导的大鼠骨骼肌氧化应激，降低线粒体释放过氧化氢(H2O2)，降低组织对氧化剂的敏感度[21]。抗冻蛋白(也称为热滞后蛋白)能够影响冰晶生长和抑制冰的再结晶[22]。补充抗冻蛋白和维生素E能减少冷冻和解冻对肉质的影响。尤其是维生素E能缓解长期冷冻条件下的肌红蛋白氧化[23]。联合补充维生素E和维生素C可保护大鼠间歇性低温暴露诱发的氧化应激[24]。
添加Gln和维生素E都能提高抗氧化应激能力，保护机体，二者通过不同的途径和方式互为补充。
GSH是细胞内抗氧化系统的主要组成部分，除直接抗氧化外，还可作为GPx的底物[25]，GSH还具有去毒功能，并与半胱氨酸残基形成二硫键，调控蛋白质的功能[26]。GPx在细胞抗氧化、清除过氧化氢和维持细胞膜功能完整性中发挥重要作用[25]。GPx不能被其他还原剂(如半胱氨酸)激活，却对GSH具有特异性，其活性与GSH水平成比例。有趣的是，GPx能还原不饱和脂肪酸过氧化的初级产物烃基过氧化氢(ROOH)[27]，还原脂肪过氧化物成非毒性的羟基脂肪酸，保护细胞成分免受过氧化物的损害，尤其在缺乏维生素E及其他抗氧化剂时更是如此，而且预防这些过氧化物分解成重新发动过氧化作用的游离基。GPx通过还原过氧化物来保护维生素E[27]。
维生素E主要结合在细胞膜上，在细胞外发挥第1道氧化防线的作用。GPx在细胞内发挥第2道抗氧化防线的作用[28]。GPx可防御缺维生素E对大西洋鳕鱼(Gadus morhua)肝的损害[29]。维生素E通过防止脂质过氧化物和反应性氧化物的产生，减少清除活性氧(ROS)所需的GPx[28]。因此，GPx对维生素E具有保护作用，而且二者可以互为补充。
Gln是合成GSH的前体物质，增加Gln和胞内GSH水平的提高显著相关[30]。GSH可还原和再生维生素E，使维生素E具有抗氧化活性[13]。因此，补充Gln可提高胞内的抗氧化能力[31]。
维生素E是一个有效的生物抗氧化剂，其反应性和极性羟基(OH)驻留于细胞膜表面或附近，极易接近水溶性化合物[32]。为保护细胞膜，维生素E给脂质过氧化自由基提供氢，形成α-生育酚-氧基自由基，后者是一种氧化剂，必须被GSH或维生素C还原后才能恢复对膜脂质的抗氧化功能[7]。当维生素C缺乏时，还原型GSH是最必要和强有力的抗氧化剂，它能使其他抗氧化剂如维生素A、维生素C、维生素E[13]持续地发挥有效的抗氧化作用[33]。还原型GSH使抗氧化剂修复它们的标准电子形态，使其再次成为有活性的抗氧化剂[33]。因此GSH对维持细胞内氧化平衡状态具有极重要的作用[34]。补充维生素E的大鼠，在血浆维生素E升高的同时，红细胞中的GSH升高。GSH同维生素C一样，可以将生育酚自由基再生成有活性的维生素E[35]。GSH能使维生素E和维生素C转变为活性形式。
Gln可进入柠檬酸循环氧化供能，柠檬酸循环中产生的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)可通过呼吸(电子)链使维生素E再生。α-生育酚被氧化为α-生育酚醌后，能够被NADH或NADPH和醌氧化还原酶(NQO1)还原为α-生育酚氢醌，后者的抗氧化能力是α-生育酚的5倍，而NQO1的氧化还原作用是NADH或NADPH依赖性的[36]。
研究显示，低剂量(3.5 μg/mL)或中等剂量(4.5~6.0 μg/mL)维生素E也能显著提高鱼肠上皮细胞GSH水平和还原型GSH与总GSH的比值[37]。补充维生素E、维生素C还可减少GSH转化为氧化型谷胱甘肽(GSSG)[38]。
综上所述，Gln和维生素E皆有广泛的生理功能，且都促进机体生长发育、增强免疫和抗氧化应激作用，二者联用产生互补效应，协同增效，但Gln和维生素E协同作用机理尚不完全明确。二者协同对鱼类影响的报道很少，今后应加强Gln和维生素E协同对鱼类生长发育、抗氧化应激、免疫调节、成活影响和最适添加量与比例的研究，同时还应加强二者协同对机体代谢调控的机理研究，特别是基因调控的机制。以便更好地理解和利用Gln和维生素E的协同作用，为调控动物特别是鱼类营养和配制高效合理的饲料提供科学依据，促进Gln和维生素E的广泛联合应用，为健康生态养殖业的持续发展服务。
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