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外源性生物活性肽对反刍动物的营养生理代谢调控
发布日期:2011-08-22  来源:全球肽网国际畜牧网-《河南畜牧兽医》  浏览次数:1227
长期以来,人们普遍认为食物或饲料中的蛋白质必须在消化道中分解成游离的必需氨基酸或非必需氨基酸,才能被机体吸收和利用。然而

长期以来,人们普遍认为食物或饲料中的蛋白质必须在消化道中分解成游离的必需氨基酸或非必需氨基酸,才能被机体吸收和利用。然而近几十年的研究实践表明,以旧的蛋白质氨基酸理论为基础配制日粮不仅不能获得最佳生产性能,而且动物对饲料中各种氨基酸的利用程度并不完全受单一限制性氨基酸水平的影响,也并不完全遵循营养学经典理论--“水桶法则”。另外,动物喂以按理想氨基酸模式配制的纯合日粮或低蛋白质氨基酸平衡日粮时,也不能获得最佳的生产状态。因此,传统的蛋白质代谢模型--蛋白质必须水解成游离氨基酸后才能被吸收利用的观点面临挑战,一些学者提出了动物对完整蛋白质本身或有关肽有特殊吸收利用的观点。

饲料或食物中的某些蛋白质隐含有一些特殊肽类物质,这些特殊肽在消化酶作用下释放出来,以肽的形式被吸收后,能参与摄食、消化、代谢及内分泌的调节,我们把这种非机体自身产生的却具有生物活性的肽类物质称为外源性生物活性肽(Exogenous Origin Biological Active Peptides,eBAP)。它是一类分子量小于6000,在构象上较松散,具有多种生物功能的小肽。

 

1外源性生物活性肽的来源和分类

研究表明:饲料和食物是eBAP的重要来源,但是均以无活性状态存在于蛋白质的多肽链中,通过酶的作用能够被释放出来,表现为多种生物学活性。小麦、大麦、燕麦、玉米中的谷蛋白经胃蛋白酶酶解,产物具有阿片肽活性,紫花苜蓿中含有TRH样物质,燕麦中也有LHRH样免疫物质。目前国内外研究的eBAP按其来源主要有乳源性生物活性肽、血清肽、大豆肽、小麦肽、胶原肽、水产肽、玉米肽、珠蛋白肽、谷胱甘肽等等,按其生理作用可分为阿片肽、激素肽和激素调节肽、免疫活性肽、微量元素运输肽、易消化易吸收肽、抗凝血肽、抗艾滋病肽和抗癌症肽等。

 

2外源性生物活性肽对反刍动物的作用

2.1外源性生物活性肽的吸收部位及进入血液的数量

用肽类混合物饲喂反刍动物时,出现在门静脉的80%的氨基酸与小肽有关,只有20%的氨基酸是游离形式的氨基酸。用单胃动物和反刍动物所做的对比试验发现,反刍动物静脉血中肽的浓度要比单胃动物高得多。这一差异主要是反刍动物以瘤胃为代表的非肠系膜吸收系统的缘故。Broderick以犊牛和绵羊为试验动物,发现在肠系膜系统中,游离氨基酸和肽结合氨基酸的流量基本相同;在非肠系膜系统中,游离氨基酸的流量几乎为零,而肽结合氨基酸的流量则是两个系统结合氨基酸总流量的85%-90%。这就是说,反刍动物血液中被吸收小肽的85%-90%由非肠系膜系统吸收,只有10%-15%的小肽通过肠系膜吸收而进入血液。

韩兴泰认为单胃动物以氨基酸吸收为主,反刍动物则以小肽吸收为主。McKain用离体瘤胃上皮细胞和瓣胃上皮细胞研究小肽的吸收情况时发现,瘤胃上皮细胞和瓣胃上皮细胞对小肽的吸收是不饱和的被动扩散过程;瓣胃上皮细胞吸收小肽的能力要强于瘤胃上皮细胞。因此反刍动物吸收的主要部位是瓣胃,其次是瘤胃等其他非肠系膜和肠系膜组织。

2.2外源性生物活性肽在瘤胃内的代谢

蛋白质在反刍动物瘤胃内能降解成大量的小肽。小肽在瘤胃内的代谢主要由瘤胃微生物的肽酶完成。最新的发现是,瘤胃内的肽酶以外切酶为主(Wallace等)。肽分子量的大小对其利用途径有影响。细菌对大分子肽的摄取速度比对小分子肽和氨基酸的摄取速度快,使大分子的肽更易于转化为菌体蛋白。

2.3外源性生物活性肽对瘤胃微生物的营养作用

Newbold报道,按1∶1比例给绵羊喂稻草和精料后1h,瘤胃中肽浓度增加2.5倍,然后直线下降,这一结果说明,饲料蛋白质迅速分解成肽以后,大部分被微生物利用。Wallace发现,瘤胃微生物蛋白合成所需的氨,大约有2/3来源于肽和氨基酸。即肽是瘤胃微生物合成蛋白质的重要底物。肽对瘤胃微生物生长的主要效应是加快微生物的繁殖速度,缩短细胞分裂周期。特别是,小肽能刺激发酵糖和淀粉的微生物生长。Brock等用瘤胃微生物纯培养结果表明,以可溶性糖,如葡萄糖和纤维二糖作能源时,小肽促进可溶性糖分解菌的生长速度比氨基酸的促进作用高70%,而纤维素分解菌在氯化铵、混合氨基酸和肽三种氮源条件下的生长速度相同。

虽然目前还不清楚瘤胃微生物对小肽转运和利用的机制,但已经证明小肽是促进瘤胃微生物生长的关键因子之一,但小肽能否促进微生物的生长,主要取决于作为能源的碳水化合物的发酵速度。对发酵速度快的可溶性糖,小肽能促进微生物的生长,而对发酵速度慢的纤维素类物质,小肽不能促进微生物的生长。这也是目前已建立的瘤胃微生物肽营养体系的核心。

2.4外源性生物活性肽对反刍动物代谢活动的影响

外源性生物活性肽对反刍动物胃肠运动的影响较单胃动物复杂。Kill S T(1994)用酪蛋白的酶解产物对公牛进行皱胃灌注,发现瘤胃DM含量减少,后段消化道收缩强度减弱,收缩间隔时间增长。这些作用均可被NAL反转。RuckebuschY et al(1984)认为,经μ受体介导的阿片肽主要抑制瘤胃、网胃运动,增加网瓣口开放时间;而经κ受体介导的阿片肽则抑制瘤胃收缩,增强网胃收缩,减少网瓣口开放时间。由于网瓣口开放时间与食糜流量呈正相关,因而阿片受体激动剂既可促进也可能抑制瘤胃的排空。

 

3外源性生物活性肽对反刍动物生产性能的影响

向日粮中添加小肽或水解物中含较多数量小肽的蛋白质时,动物的生产性能可得到明显改善。在荷斯坦牛日粮中添加少量的肽可以显著提高牛日增重、蛋白质利用率和饲料转化率(P<0.05)。Puchala R等人运用皮肤灌注技术把小肽和氨基酸灌注到安哥拉山羊的皮肤中,观察其对羊毛生长的影响。结果表明,小肽可以显著地促进羊毛的生长(P<0.05)。王恬等研究表明,在奶牛日粮中添加小肽可显著提高奶牛产奶量与乳品品质,进而提高奶牛生产经济效益。小肽在产奶牛日粮中的适宜添加量为0.1%-0.3%。曹志军等研究表明,奶牛日粮中添加保护性小肽比添加普通小肽能较明显地提高乳蛋白率(P<0.05)、产奶量(P<0.05),但乳脂率变化不明显(P>0.05)。添加保护性小肽可以降低瘤胃对其降解速度,避免日粮中氨基酸之间的吸收竞争;另一方面,提供了更全面的限制性氨基酸,并且保护性小肽在顺利通过瘤胃后可以被肠系膜系统直接吸收,相当于直接供给蛋白质用于奶的形成。

 

4小结

虽然目前多种肽的营养作用得到验证,但仍须进行大量研究工作,如在动物蛋白质营养中,肽营养的贡献率;小肽和氨基酸需要量和比例的关系;肽吸收对动物蛋白质、脂肪、糖和微量元素吸收、代谢的影响。肽的营养功能研究将涉及到对蛋白质营养功能的重新定位,可以更好地完善理想蛋白质模型,重新审定蛋白质原料的营养价值和质量评价标准。预计肽营养功能的研究将会补充和完善蛋白质营养理论体系,其最终目的是更加合理、有效地利用日益匮乏的蛋白质原料,提高饲粮氮沉积率,降低粪便中氮的污染,促进优质、高效畜牧业发展。

 

 

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