氨基酸生物活性及其营养调控功能研究进展.ppt

氨基酸的生物活性及其营养调控 功能的研究进展 汇报人： 王建勇 近年来，越来越多的研究证实了体内某些氨基酸不仅仅作为蛋白质合成的底物原料，它们还能够通过自身及其代谢产物所具有的生物活性对动物机体内许多生命活动产生调节作用，例如调节营养物质代谢、为机体提供能够能量、维持机体内环境稳态、合成一氧化氮、多胺、谷胱甘肽、核酸激素和神经递质，影响神经和内分泌，调控细胞的基因表达和信号转导、免疫、抗氧化、抗应激等功能，这些调节作用最终可影响到动物的生长发育、生产性能以及健康状况。 目前研究较多的氨基酸 精氨酸 1.精氨酸 精氨酸是一种半必需氨基酸，在动物体内具有重要的生理、代谢调控和营养作用，其代谢途径（见图１）。精氨酸通过其自身或其代谢产物ＮＯ、多胺、鸟氨酸、脯氨酸等在调节机体代谢和繁殖、促进激素分泌、改善免疫功能、预防心血管疾病和内皮细胞功能紊乱、维持骨骼肌和大脑功能、组织损伤与修复等多个方面均发挥重要的功能。 精氨酸是内源性ＮＯ的唯一前体，可在一氧化氮合成酶的作用下生成ＮＯ，ＮＯ在血管扩张过程中作为信号分子物质来促进血管的舒张，提高胰岛素敏感组织的血流量。 ＮＯ参与调节产能底物代谢（图２），可降低与脂肪合成和糖异生作用相关基因的表达，提高激素敏感脂肪酶磷酸化水平进而促进脂肪分解，此外ＮＯ还能够促进线粒体生物合成和氧化磷酸化。 精氨酸的代谢产物腐胺、精胺等多胺类物质在维持细胞膜稳定性方面起重要作用；肌酸能够在机体运动时迅速补充能量；鸟氨酸和瓜氨酸是体内尿素循环的重要代谢中间产物。 此外，精氨酸也是氨脱毒所必需的物质，保障中枢神经系统的健康。 １．２　精氨酸的营养调控功能 Mcknight 等指出了精氨酸减少脂肪合成，提高肌肉含量的可能机理：精氨酸通过改变能量摄取与消耗的平衡状态进而减少脂肪，降低白色脂肪组织的生长，具体的机理可能与精氨酸提高细胞信号分子（ＮＯ、多胺、环腺苷酸等）促进线粒体合成和棕色脂肪组织生长有关，也与精氨酸提高能够促进产能底物氧化的基因的表达有关。 1.2.2 调节泌乳功能 由于精氨酸的代谢产物ＮＯ具有扩张血管、促进血管生成的作用，因此调控精氨酸－ＮＯ途径可以促进乳腺及乳腺内血管的生长，提高营养物质的摄取量，进而改善哺乳动物的泌乳性能。 乳腺内精氨酸的摄取量通常情况下高于乳中精氨酸的量，给初产母猪饲粮补充精氨酸或ＮＯ前体物可以提高其泌乳性能。 细胞分子水平的研究表明，精氨酸水平可调控奶牛乳腺上皮细胞的增殖及酪蛋白基因的表达，可通过调控乳腺上皮细胞内酪氨酸激酶２－信号转导和转录激活子５、雷帕霉素靶蛋白信号转导通路影响酪蛋白基因的转录与翻译（图３） 1.2.3 改善消化道功能及机体抗氧化和应激能力 近年来的试验证实，提高泌乳母猪饲粮精氨酸水平或肠道补充精氨酸能够促进哺乳仔猪小肠黏膜生长发育。给新生仔猪补充精氨酸可提高其肠道通透性。 精氨酸可促进猪小肠上皮细胞增殖，在正常条件和应激状态下均能够维护肠道黏膜屏障和保护淋巴细胞，减少热应激造成的肠道黏膜屏障的损伤。 必威体育精装版的研究发现，精氨酸对肠道营养的益处部分归因于精氨酸调控肠道菌群氨基酸代谢及其利用率的结果。 断奶仔猪饲粮中补充精氨酸或Ｎ－氨基甲酰谷氨酸（合成精氨酸的前体物）在显著提高血浆精氨酸浓度的同时可显著促进小肠的生长和提高黏膜细胞的数量，增加十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度以及空肠、回肠的隐窝深度，提高断奶仔猪体重。 另外，精氨酸对消化道疾病也有一定的预防和改善作用，例如坏死性肠炎。饲粮中补充0.83％的精氨酸可显著增强猪机体抗氧化功能。在应激条件下提高精氨酸添加量可以缓解仔猪因应激导致的采食量下降，增强仔猪抗氧化能力，缓解氧化应激对动物生产造成的不利影响。断奶仔猪饲粮中补充精氨酸或Ｎ－氨基甲酰谷氨酸可显著提高热休克蛋白70（HSP 70）的ｍRNA表达量和蛋白含量，表明精氨酸有缓解热应激的作用。 ２　谷氨酰胺 谷氨酰胺对氮平衡、肌肉蛋白质代谢、肠黏膜免疫均有一定的益处，对营养不良、重大疾病后的恢复也具有明显的改善作用。谷氨酰胺能促进细胞增殖，在机体处于炎症状态下，谷氨酰胺的消耗量高于机体内源产生量。 ２.２谷氨酰胺的营养调控功能 动物肠黏膜细胞能够利用大量的谷氨酰胺作为其能氮来源，以保证正常的肠道功能，促进营养物质吸收。 研究发现谷氨酰胺能够显著增加肠道对亮氨酸和脯氨酸的吸收量，显著增加肠道组织游离亮氨酸和脯氨酸量，并显著增加肠道蛋白质的合成量。 谷氨酰胺通过调控相关基因表达保护肠黏膜细胞；通过促进还原型谷胱甘肽合成，达到抗氧化作用，维持肠黏膜细胞完整性，减少肠细胞凋亡。饲粮中添加谷氨酰胺可以促进鸡肠道黏膜发育，提高小肠绒毛密度和宽度，增加肠细