我國作為一個(gè)產(chǎn)棉大國，年產(chǎn)棉籽約為800萬t，提油后的棉籽餅和棉粕占我國年產(chǎn)各種餅粕總量的12%左右。 如果充分利用棉籽餅和棉粕將部分緩解我國蛋白原料的供求矛盾。
1 棉酚的理化性質(zhì)與分布
    棉酚是一種具有廣泛生理活性的黃色酚類化合物，分子式為C30H30O8，分子量為518，化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1。


    棉酚具有2種光學(xué)異構(gòu)體，即右旋棉酚與左旋棉酚，其主要活性成分是左旋棉酚。棉酚主要存在于錦葵科植物的種子色素腺體中，從棉籽中分離得到的棉酚為2種異構(gòu)體存在的消旋體。另外，棉酚還可以分為游離棉酚和結(jié)合棉酚，其中游離棉酚因具有活性醛基和羥基而發(fā)揮毒性作用。
    經(jīng)檢測(cè)，棉籽餅中棉酚的含量約為0.15%～1.80%。家畜攝入棉酚以后，棉酚經(jīng)消化以后，一部分棉酚以結(jié)合型被排出體外，而游離型棉酚則被消化道吸收入血對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒副作用。不同的動(dòng)物對(duì)棉酚的耐受量是不同的。我國規(guī)定其游離棉酚含量不得超過1200mg/kg棉籽餅，豬飼料中的棉酚耐受量為100mg/kg飼料，超過該量則抑制生長(zhǎng)，并可能導(dǎo)致中毒死亡。一般乳仔豬禁用、種豬少用(3%以內(nèi)對(duì)精子和產(chǎn)仔數(shù)都有影響)、生長(zhǎng)育肥豬不超過10%為宜。
2 棉酚的生殖毒性
2.1 棉酚的雄性生殖毒性
2.1.1 對(duì)睪丸的損傷： 雄性生殖器官是棉酚造成生殖毒性的主要靶器官，它能破壞雄性動(dòng)物的睪丸生精上皮，導(dǎo)致精子畸形、死亡，甚至無精子，造成繁殖能力下降或公畜不育。
    棉酚所引起的睪丸病理學(xué)改變主要集中在生精上皮、生精小管等部位。陳思東等用120mg/(kg•bw)的棉酚對(duì)小鼠灌胃20d，睪丸病理變化主要表現(xiàn)為部分生精小管排列較疏松，生精小管內(nèi)基膜上的精原細(xì)胞較少，間質(zhì)細(xì)胞消失，可見一些生精小管的初級(jí)精母細(xì)胞與精原細(xì)胞或基膜之間有較大的空隙，亦有部分生精小管腔內(nèi)的精子尾部減少�？梢�，棉酚能夠損傷睪丸的生精功能。同樣，Ojha等用20mg/(kg•bw)的棉酚飼喂雄性小鼠70d后，發(fā)現(xiàn)精子形成過程中處于各階段的細(xì)胞類型和數(shù)量出現(xiàn)明顯變化，主要表現(xiàn)為生精細(xì)胞分裂到單倍體細(xì)胞(精子和精子細(xì)胞)期的高峰逐漸消失，其次這種分裂抑制現(xiàn)象在二倍體細(xì)胞(主要為精原細(xì)胞和次級(jí)精母細(xì)胞)期更突出，部分分裂抑制出現(xiàn)在四倍體細(xì)胞(主要為初級(jí)精母細(xì)胞)期，在試驗(yàn)后期，大多數(shù)生殖細(xì)胞停滯在二倍體細(xì)胞期，所以減數(shù)分裂的初級(jí)精母細(xì)胞失去進(jìn)一步分化為單倍體細(xì)胞的能力。另外，棉酚還可以促進(jìn)小鼠睪丸生精細(xì)胞凋亡，其中以精母細(xì)胞和精子細(xì)胞凋亡最多，偶可見呈串珠狀或密集成堆狀。在停飼120d后，睪丸部分生精功能恢復(fù)。
2.1.2 對(duì)附睪的損傷：附睪也是棉酚的靶器官之一，附睪是精子成熟的主要部位，棉酚通過干擾精子的形成過程從而導(dǎo)致精子數(shù)量下降、形態(tài)異常。Andrade等研究表明，斷奶期至發(fā)情期的雄性小鼠采食棉酚后，精子日生成量和附睪中精子密度出現(xiàn)明顯下降，但是血漿中睪丸激素水平和生殖器官重量沒有改變。另外，采食棉酚的雄性小鼠精子形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的改變。附睪經(jīng)超微結(jié)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)上皮主細(xì)胞呈鱗片狀脫落，胞質(zhì)內(nèi)含有退化的精子。退化的上皮細(xì)胞內(nèi)含有大小不同、形狀各異、密度不均的小泡或顆粒。棉酚對(duì)精子形態(tài)的影響主要是通過破壞精子的細(xì)胞膜，抑制微管蛋白的形成，阻止微管蛋白之間的聚合等作用，從而破壞精子尾部形態(tài)結(jié)構(gòu)造成精子活力的喪失。但是，Hassan認(rèn)為棉酚對(duì)反芻類動(dòng)物精子的形態(tài)學(xué)影響是可以改變的。這種可逆的改變與Ojha等研究的停喂棉酚后睪丸生精能力的恢復(fù)有關(guān)。
    另外，棉酚還能夠破壞精子的動(dòng)力裝置，干擾精子能量的產(chǎn)生。棉酚還是線粒體氧化磷酸化反應(yīng)的解偶聯(lián)劑，干擾線粒體的氧化呼吸作用，從而造成線粒體腫脹、空泡嵴退化消失、螺旋鞘膜區(qū)排列紊亂等。它可以抑制腺苷酸環(huán)化酶，降低精子能量水平，造成精子活力完全喪失。線粒體是精子運(yùn)動(dòng)的主要能量結(jié)構(gòu)，線粒體結(jié)構(gòu)的破壞是造成精子活力喪失的主要因素之一。在精子活力的體外研究中，Roychoudhury等發(fā)現(xiàn)棉酚對(duì)家兔精子活力的影響和其與棉酚的接觸時(shí)間、劑量呈現(xiàn)正相關(guān)。這與錢曉菁的研究結(jié)果基本相同。錢曉菁的研究發(fā)現(xiàn)，棉酚作用于動(dòng)物的時(shí)間越長(zhǎng)，形態(tài)異常精子的數(shù)量越多。異常精子主要表現(xiàn)為尾部形態(tài)異常(包括細(xì)胞膜不完整、軸絲脫出、尾部折斷等)和頭尾分離2種情況，畸形率高達(dá)54.67%。其中，在第28天時(shí)，精子以頭尾分離為主；在第70天時(shí)，2種異常比例基本持平。同樣，陳思東等以200mg/(kg•bw)棉酚飼喂小鼠發(fā)現(xiàn)在20d時(shí)小鼠精子數(shù)目顯著減少�？梢�，棉酚作用于附睪主要是擾亂了其正常的結(jié)構(gòu)和功能，在一定程度上阻礙了精子的成熟過程，造成精子異常。另外，棉酚對(duì)精子頂體酶類活性的抑制作用在一定程度上造成了動(dòng)物受精率的下降。
2.2 棉酚的雌性生殖毒性
2.2.1 對(duì)卵巢的損傷： 棉酚不但對(duì)雄性動(dòng)物的主要生殖器官具有損傷作用，而且對(duì)雌性動(dòng)物的主要生殖器官及生理周期也有影響。李繼俊等研究發(fā)現(xiàn)，棉酚不但抑制卵泡的發(fā)育成熟，使竇狀卵泡減少，閉鎖卵泡增加，而且還可以干擾雌性動(dòng)物體內(nèi)性激素的代謝，造成血漿雌二醇降低，性激素合成抑制。陳詠等報(bào)道，棉酚能夠顯著地抑制體外培養(yǎng)大鼠黃體細(xì)胞中基礎(chǔ)孕酮分泌。大劑量的棉酚造成排卵停止，黃體溶解，卵巢運(yùn)血減少，卵巢減輕等現(xiàn)象。棉酚干擾性激素的水平和抑制卵泡發(fā)育可能是造成雌性動(dòng)物排卵減少的主要因素。另外，棉酚的體外毒性研究中，龍安梅等證實(shí)醋酸棉酚可以抑制豬原代培養(yǎng)黃體細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)黃體細(xì)胞凋亡的發(fā)生。
    可見，棉酚對(duì)雌雄動(dòng)物的毒性作用不同于雄性動(dòng)物。它不但造成雌雄動(dòng)物實(shí)質(zhì)臟器損傷，如抑制卵泡發(fā)育、造成卵泡閉鎖等，而且還能夠干擾性激素的代謝水平，從而影響雌雄動(dòng)物生殖細(xì)胞的發(fā)育。
2.2.2 對(duì)動(dòng)情周期的改變： 大劑量的棉酚可以擾亂哺乳動(dòng)物正常的動(dòng)情周期，使動(dòng)物的動(dòng)情周期呈現(xiàn)不規(guī)則變化，表現(xiàn)為間歇期延長(zhǎng)或非動(dòng)情期狀態(tài)。但是，Akinola等的研究中，用40mg/(kg•bw)棉酚對(duì)小鼠灌胃，15d后小鼠的發(fā)情周期和排卵沒有發(fā)生顯著的變化，卵母細(xì)胞數(shù)量也沒有顯著差異，說明雌性動(dòng)物中可能具有限制或消除棉酚毒性的因素。
2.2.3 對(duì)妊娠的改變： 棉酚不但對(duì)動(dòng)物生殖細(xì)胞的發(fā)育有影響，而且可引起著床率降低、孕畜流產(chǎn)、死胎或早產(chǎn)。
    Galvao等在對(duì)母牛胚胎移植試驗(yàn)中表明，正常組的母牛的胚胎移植妊娠率與棉酚組相比要高(見表1)。
    由此可見，棉酚可以通過改變胚胎成活力而實(shí)現(xiàn)其生殖毒性作用。Hernandez和Jousan等研究證明上述觀點(diǎn)，當(dāng)胚胎在含10μg/mL棉酚的介質(zhì)中培養(yǎng)時(shí)，1-細(xì)胞期胚胎變成胚泡的比例減少。長(zhǎng)期接觸棉酚時(shí)，其胚胎發(fā)育能力被破壞，但該作用可逆。