1. 引言
可持续水产养殖不仅需要高生产效益，还需要维护养殖水生动物的生理健康 [1,2]。然而，随着养殖密度的增加，水质往往会恶化，拥挤应激也变得更加频繁，这可能导致更高的发病率 [3,4]。在这种压力下，抗氧化防御系统充当着第一道屏障 [5,6]。但它并非坚不可摧。当应激持续或加剧时，活性氧（ROS）的生成与清除之间的平衡会被打破，从而导致抗氧化防御系统受到抑制 [7]。氧化还原稳态的失衡进一步导致其他生理异常，增加了水生动植物对环境挑战和病原体的易感性 [8]。因此，评估环境挑战如何诱导氧化应激，以及开发实用的策略来增强养殖水生动物的抗氧化能力至关重要。
越来越多的证据表明，生物活性化合物是增强抗氧化能力、支持水生动物健康的有前途的饲料添加剂 [9]。这些化合物还被报道可调节免疫反应、炎症信号传导、营养代谢和肠道功能 [10,11]。这些报道表明，膳食抗氧化剂可能不仅通过直接抗氧化活性，还通过调节多个生理过程发挥有益作用。然而，对于水生动物而言，其具体生理作用及潜在机制仍有待进一步探索。
特刊"天然抗氧化剂与水生动物健康——第二辑"旨在为抗氧化剂在维护水生动物健康中的作用提供新见解。它重点关注了一些具有抗氧化特性的饲料添加剂的关键分子机制及其在水产养殖中的潜在应用。本特刊还聚焦于抗氧化防御系统在水生动物对环境应激反应中的关键作用。在此，我们对本特刊中11篇原创研究论文进行概述。
2. 已发表文章概述
膳食补充抗氧化剂可以增强抗氧化防御，帮助维护水生动物的生理稳态和健康。在本特刊中，多项研究调查了某些饲料添加剂的抗氧化效果，并进一步探索了其潜在分子机制。膳食维生素B6增强了幼年大口黑鲈（Micropterus salmoides）的抗氧化能力，表现为抗氧化酶活性增加和抗氧化相关基因表达上调。其对肠道抗氧化防御的有益作用也与Keap1/Nrf2-ARE信号通路的调节有关 [Contribution 1]。在饲喂全植物蛋白饲料的幼年团头鲂（Megalobrama amblycephala）中，膳食蛋氨酸补充改善了生长性能和肝脏抗氧化防御，并维持了线粒体功能。它还改变了肝脏m6A甲基化以及自噬和凋亡相关基因的表达，从而调节代谢和细胞稳态 [Contribution 2]。在克氏原螯虾（Procambarus clarkii）中，Guo等人 [Contribution 3]评估了磷补充的改善效果。他们发现，将膳食磷水平提高至1.40-1.52%可有效缓解由高水平细菌蛋白引起的生长迟缓、氧化损伤和脂质代谢紊乱。类似地，对营养失衡的小黄鱼（Larimichthys polyactis）适当补充鹅去氧胆酸和熊去氧胆酸。该干预措施改善了生长性能，调节了甲状腺激素代谢，并增强了肠道抗氧化能力 [Contribution 4]。
除了营养干预外，几项研究还检查了鱼类和蟹类中与氧化应激相关的分子和代谢变化。Yang等人 [Contribution 5]检查了氧化鱼油对团头鲂肌肉的影响。他们发现氧化鱼油诱导了氧化应激，表现为丙二醛（MDA）水平增加，以及超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性降低。由此产生的肌肉退化与miR-144介导的Nrf2信号传导密切相关。类似地，在鲤鱼（Cyprinus carpio）肌肉中，H2O2诱导的氧化应激导致了显著的代谢和转录变化 [Contribution 6]。这些变化主要涉及氧化磷酸化、脂肪细胞因子信号传导和PPAR信号传导。Feng等人 [Contribution 7]进一步报道了H2O2诱导的氧化应激引起中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）鳃部损伤，同时引发了代偿性抗氧化反应。它还改变了离子转运和渗透调节，并上调了参与凋亡和自噬的基因表达。在吉富罗非鱼（Oreochromis niloticus）中也观察到类似模式，微囊素-LR注射诱导了氧化应激和肝脏损伤。这些效应伴随着肠道微生物群失调和短链脂肪酸代谢紊乱 [Contribution 8]。这些研究表明，氧化应激可以同时影响抗氧化防御、代谢途径和组织特异性生理功能。
抗氧化防御系统在很大程度上有助于水生动物适应环境波动。在不同pH值暴露下的大黄鱼（Larimichthys crocea）中，pH 7.8与最低脂质过氧化和最高抗氧化酶活性相关，表明该pH水平对该物种更有利 [Contribution 9]。应对热应激时，香港牡蛎（Magallana hongkongensis）触发了抗氧化、凋亡、炎症和热休克蛋白相关通路。然而，当温度超过35°C时，这些保护性反应被破坏，导致存活受损 [Contribution 10]。在比目鱼（Scophthalmus maximus）中，Liu等人 [Contribution 11]报告了类似模式。高温应激诱导SOD的日节律调控丧失和MDA积累。他们还发现热应激对昼夜节律完整性构成破坏性威胁。这些研究表明，抗氧化防御系统在中度应激下提供保护；然而，当应激过度时，该系统可能被压垮，最终导致组织损伤。
3. 结论
总之，本特刊突出了膳食抗氧化剂在支持水生动物健康方面的潜在应用价值。它还提供了关于抗氧化防御系统如何响应环境应激的新见解。然而，鉴于天然抗氧化剂的结构多样性和水生物种间的生理差异，当前知识仍不完整。此外，这些化合物对不同养殖水生动物的安全性需要进行更多系统评估。我们感谢所有贡献者的宝贵研究，并希望本特刊能激发对天然抗氧化剂与水生动物健康之间关系的持续研究。
