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通過影響類二十烷酸的合成
前列腺素、凝血惡烷酸和白三烯等類二十烷酸，由多烯脂肪酸(γ-亞麻酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸)代謝而成。類二十烷酸是在細胞因子、類毒素、酵母多糖、氧自由基等的刺激下，細胞膜各種磷脂酶活化，然后動員膜上磷脂中的不飽和脂肪酸(ARA、EPA)，在脂氧合酶(LOX)和環氧酶(COX)氧化作用下產生各種類型的類二十烷酸。由ω-6PUFA合成的類二十烷酸(PG-2、TX-2、LT-4類物質)與由ω-3PUFA合成的類二十烷酸類似物(PG-3、TX-3、LT-5)并不總是具有相同的生物學特性，所以ω-3PUFA與ω-6PUFA合理的比例對調節細胞免疫功能至關重要。如果某種PUFA的攝入量過多或過少，這種平衡被打破，機體免疫功能就會出現異常。Farndale等(1999)用含不同ω-3PUFA與ω-6PUFA比值的飼料飼喂黑鱸，結果發現黑鱸血漿中LTB4與LTB5和TXB2與TXB3比值呈現顯著的變化。在大西洋鮭上的研究發現：飼料中不同來源由于其ω-3PUFA與ω-6PU?FA比例不同，巨噬細胞產生的LTB4與LTB5的比值也呈現顯著的不同，當LTB4與LTB5比值最大時，巨噬細胞的吞噬活性也達到最大(Bell等，1996)。類二十烷酸可通過調節淋巴細胞的增殖、抗體形成、巨噬細胞的吞噬活性以及巨噬細胞的呼吸爆發活性等來調節機體的免疫功能。
調節促生長激素釋放激素(GRH)的分泌
PUFA能影響下丘腦-腦下垂體-腎上腺軸的敏感度，影響GRH的分泌。Koven等(2003)的研究表明：給海鯛飼喂富含花生四烯酸的飼料，增加了下丘腦-腦下垂體-腎上腺軸的敏感度，導致了高水平的可的松。GRH分泌的加強可能會影響免疫細胞的增殖和體液免疫因子這些蛋白質的合成，從而加強水產動物的免疫功能。
影響細胞內信號分子生成
有研究表明，UFA可通過影響細胞內信號分子生成來發揮免疫調節作用。二酰甘油(diacylglyceral，DAG)是蛋白激酶C(PKC)的激活者，是T淋巴細胞上IL-2基因表達的分子內重要的脂質第二信使。Jolly(1997)指出：飼喂含DHA和EPA的日糧將降低鼠有絲分裂原激活的脾細胞產生DAG，從而降低了IL-2的分泌，抑制淋巴細胞的增殖反應。酰基硝胺醇是分子內另一種脂質第二信使。最近的研究表明：它能增強T淋巴細胞IL-2基因表達，促進淋巴細胞的增殖。Jolly(1997)發現：日糧EPA和DHA削弱了COA激活的酰基硝胺醇的產生，從而抑制了IL-2的分泌和淋巴細胞的增殖，而AA則使其產量增加。
多不飽和脂肪酸提高動物免疫能力的效果
動物的成活率是其疾病抵抗力高低的綜合反映指標。PUFA在提高動物的成活率和降低動物發病率方面的效果非常好。
在飼料中添加ω-3PUFA顯著提高了接種愛德華氏菌(Ｅdwardsi?ellaictaluri)的虹鱒(Kiron等，1995)和接種氣單胞菌(ＡeromonasSal?monicida)的大西洋鮭(Thompson等，1996)的攻毒后成活率。趙明江(2007)在鯉魚上的研究發現：當飼料中CLA添加量從0提高到1.70%時，接種嗜水氣單胞菌的鯉魚成活率顯著提高80.02%(P<0.01)，進一步提高CLA添加量其成活率沒有顯著變化。ω-3PUFA還能提高豚鼠(Barton等，1991)和鼠(Mascioli等，1988)注射細菌脂多糖(LPS)后的成活率，提高鼠用Staphylococcus aureus (Rayon等，1989)、 Streptococcus ssp (Sadeghi等，1999)和逆轉錄病毒(murineret?rovirus)(Xi等，1998)攻毒后的成活率。在安徽農大畜禽疾病預防研究所所做的試驗結果表明，在日糧中添加紫蘇籽提取物，艾維茵肉雞死亡率下降41.23%。在重慶名揚養殖有限公司所做的試驗結果表明，紫蘇籽提取物能替代豬飼糧中所用抗菌藥物飼料添加劑并降低發病率。
