氨基酸营养与肠道健康答辩.ppt

蛋白质氨基酸营养与猪肠道健康,谯仕彦,2009-10-25 重庆,猪的肠道屏障及其功能 氨基酸与猪的肠道健康 日粮蛋白质水平与猪的肠道健康,主要内容,一、猪的肠道屏障及其功能,肠道屏障,粘液层 肠上皮层 紧密连接层 粘膜下固有层,机械屏障,生物屏障,维持肠道微生态平衡 降低肠道pH值 激活肠道免疫系统活性 促进营养素消化吸收,肠道屏障,上皮内淋巴细胞 派尔集合淋巴小结 肠上皮的识别功能 M细胞 肠道免疫球蛋白,免疫屏障,化学屏障,胃酸 胆汁 各种消酶溶菌酶 粘多糖,常驻菌群微生态平衡,注：研究较多的为肠上皮细胞屏障和免疫屏障,猪肠道屏障功能,肠道屏障功能不全 病原微生物入侵（细菌内毒素、炎症介质、细胞因子导致肠粘膜水肿） 营养物质消化吸收障碍 日粮抗原过敏反应 肠粘膜缺血缺氧 自由基损伤肠粘膜细胞,小肠氨基酸代谢,注：Asp，天冬氨酸；BCAA，支链氨基酸；BCKA，支链酮酸脱氢酶；CP，氨甲酰磷酸；Glu，谷氨酸；a-KG，a-酮酸；MTF，N5，N10亚甲基四氢叶酸；OAA，草酰乙酸；Pyr，丙酮酸；TF，四氢乙酸,Wu，1998,二、氨基酸与猪的肠道健康,1、苏氨酸,苏氨酸在肠道的去向?,采食的苏氨酸,肠道 (6085%),蛋白质合成,氧化供能,97%,3%,黏液蛋白,内源分泌,CO2,IgA,黏膜蛋白,日粮真可消化苏氨酸对7-13kg猪生长性能的影响,Wang Xu，Qiao Shiyan, et al. 2006, Anim. Feed Sci. Technol.,日粮真可消化苏氨酸对7-13kg猪蛋白质合成效率的影响,Xu Wang，Shiyan Qiao，2007，J. nutr.,日粮TID苏氨酸水平对大肠杆菌激发前后断奶仔猪空肠黏膜IgG含量的影响,IgG: 苏氨酸水平 P 0.05 E. coli P = 0.06 互作 P = 0.07,IgG浓度,日粮TID苏氨酸水平 (g/kg),(g/g),王旭, 谯仕彦. 2006,日粮真可消化苏氨酸对21日龄断奶仔猪小肠黏液蛋白含量的影响,Weiwei Wang，Shiyan Qiao, etal., 2009, J. Nutr.,日粮真可消化苏氨酸对仔猪小肠黏液蛋白基因表达的影响,Weiwei Wang，Shiyan Qiao, etal., 2009, J. Nutr.,日粮真可消化苏氨酸对仔猪小肠黏液蛋白亚型的影响,Weiwei Wang，Shiyan Qiao, etal., 2009, J. Nutr.,日粮真可消化苏氨酸对仔猪小肠黏膜上皮细胞凋亡的影响,Weiwei Wang，Shiyan Qiao, etal., 2009, J. Nutr.,小结,日粮TID苏氨酸影响断奶仔猪肠黏膜和黏液蛋白质的合成 日粮TID苏氨酸影响断奶仔猪肠黏液蛋白的基因表达，改变黏液蛋白的类型，从而影响小肠黏液屏障功能 日粮TID苏氨酸影响小肠黏膜形态、黏膜上皮细胞通透性和细胞凋亡，从而影响小肠上皮细胞屏障功能,2、精氨酸,精氨酸作用的信号通路,精氨酸 FAK,细胞信号 PI-3K AP-1 和 cJun (丝氨酸激酶) (转录因子),血管再生 血管舒张 血流 神经传递 免疫反应 线粒体功能,蛋白激酶 A,mTOR,蛋白质合成,细胞增殖和迁移,70 kDa S6 kinase (p70s6k),NO & 多胺,Rhoads et al. (2004) Gut 53: 514-522. FAK, focal adhesion kinase. Rhoads et al. (2008) J Nutr (In press),日粮添加精氨酸对14日龄断奶仔猪小肠绒毛高度的影响,日粮添加精氨酸对14日龄断奶仔猪小肠隐窝深度的影响,A,B,断奶仔猪日粮中添加精氨酸对小肠绒毛形态的影响,Zhenfeng Zhan, Defa Li，et al., 2008, J. Nutr.,日粮添加精氨酸对14日龄断奶仔猪小肠中NO浓度的影响,日粮添加精氨酸对14日龄断奶仔猪小肠中ET-1浓度的影响,断奶仔猪日粮中添加精氨酸对小肠NO和血管内皮素的影响,Zhenfeng Zhan, Defa Li，et al., 2008, J. Nutr.,小结,精氨酸影响肠道重量、肠粘膜重量、绒毛高度、隐窝深度、粘膜蛋白含量、粘膜DNA、肠上皮细胞的增殖，影响肠道屏障功能 日粮适宜添加精氨酸可以作为一种有效的促进小肠微血管损伤修复的手段,3、谷氨酰胺,谷氨酰胺在肠道的生理功能,为氨基酸、蛋白质和核酸的合成提供氮源 为肠道供能约占总量的70以上 是肠道粘膜代谢的必需营养物质 Gln缺乏，可使肠粘膜萎缩、绒毛变稀变短，屏障功能下降,谷氨酰胺减轻肠粘膜损伤的可能机制,参与三羧酸循环，生成ATP供能 参与粘膜细胞核酸及蛋白质的合成代谢 促进肠粘膜细胞的更新和再生 保持肠粘膜细胞超微结构的完整性 刺激机体产生高血糖素 增加萎缩肠粘膜中谷氨酰胺酶活性,Wu et al.1996. J Nutr. 126: 2578-2584.,断奶仔猪日粮中添加谷氨酰胺对肠道绒毛高度和粘膜固有层深度的影响,谷氨酰胺防止断奶仔猪空肠粘膜萎缩,Domeneghini.2006. Vet Res Comm. 30:331342.,断奶仔猪日粮中添加0.5%的谷氨酰胺对小肠绒毛高度和隐窝深度的影响,Domeneghini. 2006. Vet Res Comm. 30:331342.,断奶仔猪日粮中添加0.5%的谷氨酰胺对小肠上皮细胞凋亡和有丝分裂的影响,炎性介质TNF-、 IL-6、 DAO、 D乳酸增加，使肠粘膜通透性增强，导致肠道屏障功能降低,断奶仔猪日粮中添加1%的谷氨酰胺对空肠谷胱甘肽和绒毛高度的影响,Wang JJ et al. (2008) J Nutr 138: 1025-1032,谷氨酰胺下调与凋亡有关的基因,KLF-10 - 64% La protein homolog - 41% Peptidyl-prolyl isomerase - 37% MAPK-6 - 75% ICAM-1 - 38% Wang JJ et al. 2008, J Nutr 138: 1025-1032,二、日粮蛋白质水平与猪的肠道健康,试验设计与试验日粮,Bellego 和 Noblet, 2002; 猪起始体重:11kg,试验日粮养分含量,Bellego 和 Noblet, 2002,日粮蛋白质水平对仔猪生产性能的影响,Bellego 和 Noblet, 2002,降低日粮蛋白质水平对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响,Y. L. Yao and S. Y. Qiao, Livestock Science, 2007,结果：对生长性能和粪指数的影响,Y. L. Yao and S. Y. Qiao, Livestock Science, 2007,结果：肠道形态发育（单位um）,Y. L. Yao and S. Y. Qiao, Livestock Science, 2007,结果：粘膜蛋白和二糖酶活性,Y. L. Yao and S. Y. Qiao, Livestock Science, 2007,降低日粮蛋白质顺序补充氨基酸对断奶仔猪生长性能的影响,岳隆耀，谯仕彦，2008,结果：对仔猪生长性能的影响（试验期7天）,岳隆耀，谯仕彦，2008,40头杜 大 长仔猪, 17 1 d断奶, 体重5.32 0.24 kg ，2个组，每组5圈，每圈5头 处理1日粮CP水平，22.5%；处理2日粮CP水平17.6% CP 试验期14天，第8天用 5 1010 cfu/mL的大肠杆菌口服感染， 感染后1、3、7天屠宰,日粮蛋白质水平对断奶仔猪生产性能和肠道健康的影响(Opapeju等, 2009),Opapeju et al., 2009. J. Anim. Sci.,日粮配方,饲料营养成分含量,结果：生产性能,日粮蛋白质水平对回肠食糜中大肠杆菌K88数量的影响,日粮蛋白质水平对结肠菌群的影响,日粮蛋白质水平对结肠氨浓度和总挥发性脂肪酸的影响,日粮蛋白质水平对回肠绒毛发育的影响,结论,用大肠杆菌感染17日龄断奶仔猪 17.6% CP添加合成氨基酸的日粮 可取得和22.5% CP日粮相似的生产性能 降低日粮蛋白质水平可减少结肠氨气的产生和蛋白质的发酵 降低日粮蛋白质水平减少大肠和小肠中大肠杆菌的数量 降低日粮蛋白质水平增加绒毛高度和隐窝深度的比,增加结肠中丁酸的产生,Maximum quadratic = 2.38 R2 = 0.89,日粮净能含量与育肥猪最小平均日增重百分比的折线和二次趋势图,最小平均日增重百分比 （%）,日粮净能含量 （Mcal/kg）,Broken point = 2.36 R2 = 0.84,易学武、谯仕彦，2009,Maximum quadratic = 2.40 R2 = 0.81,日粮净能含量与育肥猪最小饲料转化率百分比的折线和二次趋势图,最小饲料转化率百分比 （%）,日粮净能含量 （Mcal/kg）,Broken point = 2.36 R2 = 0.80,易学武、谯仕彦，2009,日粮净能含量与育肥猪最小无脂瘦肉率百分比的折线和二次趋势图,Maximum quadrat