蘇氨酸對(duì)畜禽腸道健康影響的研究進(jìn)展

1、蘇氨酸對(duì)畜禽腸道健康影響的研究進(jìn)展時(shí)間：2011-09-22 來源： 作者： 1 蘇氨酸的理化特性    蘇氨酸分子中含有兩個(gè)不對(duì)稱碳原子，分子式為NH2CH（COOH）CHOHCH3，化學(xué)名稱為-氨基-羥丁酸，相對(duì)分子量為119.18。存在L型（2種）及D型（2種）4種同分異構(gòu)體，其中L蘇氨酸生物活性最大。    L蘇氨酸為無色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，有時(shí)微黃，無嗅微甜，可溶于水，20時(shí)溶解度為20g/dl，難溶于有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)253257；D蘇氨酸為斜方晶，是無色或白色結(jié)晶粉末，溶于水，不溶于醇、醚和氯仿等有機(jī)溶劑，易被堿破壞，熔點(diǎn)22

2、9230。工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的飼料級(jí)L蘇氨酸有效成分為98%98.5%，可利用率為100%。    2 蘇氨酸的代謝途徑    蘇氨酸是動(dòng)物體內(nèi)唯一一種不需經(jīng)過脫氨基和轉(zhuǎn)氨基作用進(jìn)行分解代謝的氨基酸，它主要通過蘇氨酸脫水酶（TDH）和蘇氨酸脫氫酶（TDG）以及蘇氨酸醛縮酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，蘇氨酸的詳細(xì)代謝途徑見圖1。Bird等（1983）用鼠的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在正常飼喂條件下有87%的蘇氨酸通過TDG降解，而在限飼或饑餓條件下TDH在催化降解中起主要作用。對(duì)于禽和豬，蘇氨酸醛縮酶和蘇氨酸脫氫酶分別是它們體內(nèi)蘇氨酸代謝的關(guān)鍵酶。試驗(yàn)還證實(shí)，蘇

3、氨酸的分解代謝途徑受飼糧蛋白質(zhì)或特異氨基酸（色氨酸、蛋氨酸）的調(diào)節(jié)。 圖1 蘇氨酸在體內(nèi)代謝途徑    3 腸道黏膜免疫系統(tǒng)    3.1 小腸黏膜結(jié)構(gòu)及生理功能    小腸從前至后可分為十二指腸、空腸、回腸3段。小腸壁的結(jié)構(gòu)分為4層，自管腔面向外依次為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層（董常生，2001）。其中黏膜層由上皮、固有層和黏膜肌層組成，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有環(huán)形皺襞、腸絨毛和小腸腺（彭克美和張登榮，2002）。小腸絨毛的形狀、密度和長度依縱軸方向由前向后都有變化，腸絨毛使小腸表面積增加約8倍；絨毛表層為單層

4、柱狀細(xì)胞，下陷成腸腺。上皮游離緣有發(fā)達(dá)的微絨毛，微絨毛上有多種酶、轉(zhuǎn)運(yùn)載體及其受體，使小腸的吸收面積增加約20倍（沈霞芬，2001）。    3.2 腸黏膜屏障    腸黏膜屏障由腸黏膜機(jī)械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障和免疫屏障組成。腸黏膜機(jī)械屏障包括腸黏液屏障（主要是杯狀細(xì)胞分泌的黏蛋白）和腸細(xì)胞屏障（主要是腸上皮細(xì)胞間的緊密連接）。各自具有不同的結(jié)構(gòu)、不同的分子調(diào)控機(jī)制和不同的生物學(xué)功能，同時(shí)又通過各自的信號(hào)通路有機(jī)地結(jié)合在一起，共同防御外來抗原物質(zhì)對(duì)機(jī)體的侵襲，維護(hù)機(jī)體腸道健康。    3.3 影響腸道

5、黏膜免疫的營養(yǎng)因子    通過營養(yǎng)因素來調(diào)控黏膜免疫功能，其優(yōu)勢顯而易見。目前，多數(shù)研究集中在兩大方面：通過營養(yǎng)調(diào)控促進(jìn)IgA的分泌；通過營養(yǎng)調(diào)控維持胃腸道黏膜組織的完整性。目前，已經(jīng)有報(bào)道出來的營養(yǎng)因子有以下幾個(gè)：（1）氨基酸和多肽；（2）谷氨酰胺；（3）精氨酸；（4）酪蛋白磷酸肽；（5）短鏈脂肪酸；（6）微量元素；（7）核苷酸。    3.4 蘇氨酸與黏液蛋白質(zhì)    黏液蛋白質(zhì)是黏液層的主要成分，在保護(hù)內(nèi)臟免受酸性食糜、消化酶和病原體的作用中扮演重要角色。另外，黏液素參與過濾胃腸道的營養(yǎng)物質(zhì)，并且影

6、響營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。從松散的黏液層到堅(jiān)固的黏液層其黏液素的組成不同。黏液素的合成和降解處在一個(gè)穩(wěn)定常態(tài)，松散層是重復(fù)的，固有層的黏液素有薄膜附著在上面。任何因素，日糧或是環(huán)境都有可能引起黏液素動(dòng)力學(xué)變化，影響?zhàn)こ硇浴ひ恒的完赵和渔y飾盞那繃樟敢蛩厝韁菜崦負(fù)拖宋梢栽黽羽核氐姆置凇怯鎦試黽羽核胤置謔峭ü翰愫宛核匾杭浯致車南嗷饔檬迪值摹聰赴ü黽羽核睪銑衫床鉤核氐乃鶚鞍字屎吞囟ò被崢梢愿謀漯核氐姆置冢銥梢災(zāi)苯雍捅聰赴饔沒蛘吆湍持職被崛縊瞻彼帷堪彼岷桶腚裝彼嵩陴核毓羌芐緯傷繆蕕慕巧刑厥庾饔謾瞻彼嵩諶死圇核鼗虬被嶠峁顧急壤蟾盼?1%，黏液素中的絲氨酸和蘇氨酸大概占了飼喂無

7、氮日糧的豬所分泌的內(nèi)源氨基酸的40%。絲氨酸和蘇氨酸的羥基對(duì)形成糖上的黏液素氨基酸骨架酯鍵是必需的，這些構(gòu)成了黏液素的主要分子量（50%80%）。    黏液素糖蛋白主要由富含蘇氨酸的肽合成，據(jù)估計(jì)這些肽組成了將近1/3的黏液素可利用的蛋白質(zhì)。腸道產(chǎn)生黏液素的種類和數(shù)量影響微生物區(qū)系（黏液素相當(dāng)于細(xì)菌發(fā)酵和固著的培養(yǎng)基）、營養(yǎng)利用和免疫功能（通過微生物區(qū)系的調(diào)節(jié)和營養(yǎng)利用）。再者，腸道的微生物區(qū)系將影響?zhàn)ひ核貏?dòng)態(tài)。    4 蘇氨酸對(duì)豬腸道健康的影響    健康人和豬的腸道可滯留從日糧中采食的60%80%

8、蘇氨酸（Fuller，1994；Stoll等，1998）。與其他腸道蛋白質(zhì)相比，腸道黏液蛋白質(zhì)尤其富含蘇氨酸（占其氨基酸組成的30%）。Bertolo等（1998）的研究表明，采食蘇氨酸缺乏日糧的仔豬其腸道重量和杯狀細(xì)胞數(shù)量均顯著降低，且這種腸道損傷無法通過腸外蘇氨酸營養(yǎng)的補(bǔ)充得到恢復(fù)。對(duì)于早期斷奶仔豬，添加蘇氨酸的低蛋白質(zhì)日糧可減少因高蛋白質(zhì)引起的過敏性仔豬腹瀉發(fā)生率。限制日糧中蘇氨酸采食量的大鼠，其黏液蛋白質(zhì)的合成顯著降低（Faure等，2005）；而對(duì)于仔豬，日糧蘇氨酸的缺乏或過量都可引起腸道黏液蛋白質(zhì)合成速率的降低。李德發(fā)等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，日糧真可消化蘇氨酸顯著提高了E.coli

9、K88感染后斷奶仔豬黏膜免疫功能，這是通過Th2途徑實(shí)現(xiàn)的。日糧真可消化蘇氨酸顯著改善了斷奶仔豬腸絨毛形態(tài)，并對(duì)產(chǎn)毒素大腸桿菌感染后對(duì)絨毛造成的損傷有顯著改善作用。Xu Wang、Shiyan qiao等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，蘇氨酸缺乏或過量都會(huì)減少小腸黏膜蛋白和黏液素的合成，還影響肝臟和骨骼肌蛋白質(zhì)的合成，也就是說日糧蘇氨酸在維持快速生長豬主要組織足夠數(shù)量黏膜黏液和蛋白質(zhì)合成上起重要作用。譙仕彥等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)510kg斷奶仔豬日糧的真可消化蘇氨酸水平為需要量的50%或150%時(shí)，斷奶仔豬的小腸黏液蛋白質(zhì)含量和黏液蛋白質(zhì)基因表達(dá)量均顯著降低，而適宜的蘇氨酸水平可以促進(jìn)黏液蛋白質(zhì)的合

10、成黏液蛋白質(zhì)基因表達(dá)量的增加；日糧真可消化蘇氨酸水平可以影響斷奶仔豬小腸黏液蛋白質(zhì)的類型，從而影響其屏障作用。同時(shí)，日糧真可消化蘇氨酸的過量或缺乏都會(huì)導(dǎo)致小腸黏膜形態(tài)受損和小腸黏膜上皮細(xì)胞凋亡的增加，從而導(dǎo)致腸細(xì)胞屏障功能減弱。Faure等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，在病理情況（如膿毒癥）下，腸道抵御外界損害和實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)的過程使得機(jī)體對(duì)蘇氨酸的需要量大大增加。用于小腸合成物質(zhì)的蘇氨酸的量可以達(dá)到采食蘇氨酸的兩倍。Didier Remond caroline等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)仔豬腸道有炎癥時(shí)，會(huì)增加其胃腸道對(duì)蘇氨酸的攝取和腸內(nèi)黏液素的合成。這些研究均暗示，適宜含量的蘇氨酸在腸道的生長、健康、腸炎治療以及功能的發(fā)揮等方面具有非常重要的作用。    5 蘇氨酸對(duì)家禽腸道健康的影響6 結(jié)語    近年來，隨著生物發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用研究的深入，蘇氨酸的生產(chǎn)工藝日趨完善與多樣化，成本也日漸降低，因此對(duì)蘇氨酸的研究也日漸火熱，尤其是在低蛋白質(zhì)日糧中添加蘇氨酸的研