综述：水生动物脂肪酸氧化代谢物：代谢途径、动态重塑与功能意义

《Reviews in Aquaculture》：Fatty Acid Oxidation Metabolites in Aquatic Animals: Metabolic Pathway, Dynamic Remodeling, and Functional Implications

本综述系统梳理了水生动物脂肪酸氧化（FAO）代谢途径及其对营养、环境和病原刺激的动态重塑，阐明了关键代谢物（如乙酰辅A、酮体等）作为能量载体和信号分子的双重功能，为通过代谢干预策略缓解水产养殖应激反应提供了新视角。

　　

ABSTRACT

作为代谢网络的基本组成部分，代谢物既充当能量载体，又作为信号分子，协调广泛的生理功能。因此，组织和细胞内代谢物的丰度通常受到严格调控，这种代谢平衡的任何扰动常常会引发多种应激反应和疾病。最近的研究表明，水产养殖过程中的营养、环境和病原性刺激因素可能导致水生动物脂肪酸氧化途径的重塑，改变脂肪酸氧化相关代谢物的丰度，随后引发应激反应级联。因此，阐明这些代谢物的功能作用和调控机制对于制定有针对性的策略以减轻这些应激反应至关重要。然而，目前关于水生动物脂肪酸氧化相关代谢物的研究进展尚未得到很好的总结。因此，在本研究中，我们描述了水生动物脂肪酸氧化的基本途径，并总结了这些代谢途径响应各种水产养殖相关应激源的机制。此外，我们系统地阐明了这些代谢物介导其调控功能的机制，重点介绍了关键代谢物的独特生理作用。另外，我们还就脂肪酸氧化相关代谢物在水产养殖中的潜在应用和未来研究重点提出了我们的观点。本综述有助于更好地理解水生动物脂肪酸氧化相关代谢物的动态和功能，并将促进基于代谢物的治疗策略的开发，从而提高水产养殖的可持续性。

脂肪酸氧化的基本途径

脂肪酸氧化（FAO）是水生动物能量代谢的核心过程之一。其主要途径包括线粒体β-氧化、过氧化物酶体β-氧化以及不饱和脂肪酸的氧化等。在线粒体β-氧化途径中，脂肪酸首先被活化生成脂酰辅酶A，然后通过肉碱棕榈酰转移酶（CPT）系统转运至线粒体基质内，经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步重复反应，最终生成乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）、NADH和FADH₂，为三羧酸循环（TCA cycle）和氧化磷酸化提供底物。过氧化物酶体β-氧化则主要负责超长链脂肪酸的初始氧化。这些代谢途径的精确调控对于维持水生动物的能量稳态至关重要。

代谢途径对水产养殖应激源的响应机制

营养、环境及病原性应激源可显著重塑水生动物的FAO途径。例如，饲料中脂肪酸组成的变化会调节CPT-1等关键酶的活性，影响脂肪酸进入线粒体的速率。环境因子如低氧胁迫可通过缺氧诱导因子（HIF-1α）信号通路抑制FAO，将代谢转向糖酵解。病原感染则可能通过免疫信号通路（如Toll样受体TLR通路）引起炎症反应，导致FAO相关代谢物谱的改变。这种代谢重塑是动物体应对内外环境变化的适应性反应，但持续的扰动会破坏代谢平衡，诱发疾病。

关键代谢物的功能与调控机制

FAO过程中产生的代谢物不仅提供能量，还扮演信号分子的角色。乙酰辅酶A是组蛋白乙酰化的底物，参与表观遗传调控。酮体（如β-羟基丁酸，β-HB）在能量短缺时可作为替代能源，并具有抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的活性，影响基因表达。活性氧（ROS）作为FAO的副产物，在低水平时起信号作用，而过量则导致氧化应激。这些代谢物通过调控细胞信号转导、免疫应答和基因表达等过程，广泛影响水生动物的生长、发育和抗病力。

潜在应用与未来展望

基于FAO代谢物的干预策略在水产养殖中具有广阔前景。通过营养调控（如添加特定脂肪酸）或使用代谢抑制剂/激活剂，可以定向调节FAO通量，增强水生动物对应激的抵抗力。未来研究应侧重于利用代谢组学技术绘制不同应激条件下的代谢物动态图谱，鉴定关键代谢靶点，并开发代谢物标志物用于健康监测。这将为实现精准水产养殖、提高产业可持续性提供重要理论依据和技术支撑。