谷氨酰胺及鱼类消化吸收能力关系研究进展

1、谷氨酰胺及鱼类消化吸收能力关系研究进展l前言l生产性能l消化吸收能力l作用机制l鱼是低等生物，消化能力弱l血液中丰富的游离氨基酸之一l谷氨酰胺营养研究刚起步1.1 Gln促进鱼生长Gln的适宜添加量： 结果说明：结果说明：Gln促进建鲤生长促进建鲤生长图1 Gln对建鲤PWG的影响（Lin和Zhou，2006）图图2 Gln对建鲤采食量的影响对建鲤采食量的影响（Lin和和Zhou，2006）图图3 Gln对建鲤饲料效率的影响对建鲤饲料效率的影响（Lin和和Zhou，2006）结果说明：结果说明：Gln促进鱼生长与提高其采食量和饲料效率有关。促进鱼生长与提高其采食量和饲料效率有关。PWG与采食量

2、和饲料效率呈极显著正相关与采食量和饲料效率呈极显著正相关鱼种类鱼种类蛋白质沉积蛋白质沉积率率脂肪沉积率脂肪沉积率 灰分沉积率灰分沉积率建鲤建鲤1373822 罗非鱼罗非鱼217表表1 Gln对鱼类营养物质沉积率的影响对鱼类营养物质沉积率的影响* 相关分析发现：饲料利用率与蛋白质沉积率和脂肪相关分析发现：饲料利用率与蛋白质沉积率和脂肪沉积率均呈显著或极显著的正相关。沉积率均呈显著或极显著的正相关。*，表示最适组较未添加组提高或降低的百分比，表示为测定，P 0.05 。1-Lin和Zhou，2006；2-杨奇慧等，2008。l提高蛋白质、脂肪和矿物质沉积能力的原因。提高了鱼的消化吸收能力？（已开展

3、了一些研究）提高了鱼的营养物质合成能力？（未见报道） 鱼的两个能力都有提高？（未见报道）酶促化学消化是鱼主要的消化方式，肠内消化酶活力是其消化能力的重要标识（周小秋，2008）。图图4 Gln对建鲤肠道蛋白酶活力的影响对建鲤肠道蛋白酶活力的影响（Lin和和Zhou，2006）。）。图图5 Gln对建鲤肠道脂肪酶活力的影响对建鲤肠道脂肪酶活力的影响（Lin和和Zhou，2006）。）。图图6 Gln6 Gln对哲罗鲑肠道蛋白酶活力的影响对哲罗鲑肠道蛋白酶活力的影响 （徐奇友等，2010）图图7 Gln7 Gln对哲罗鲑肠道脂肪酶活力的影响对哲罗鲑肠道脂肪酶活力的影响 （徐奇友等，2010）结果说

4、明：结果说明：GlnGln能提高哲罗鲑对蛋白质和脂肪的消化能力能提高哲罗鲑对蛋白质和脂肪的消化能力。l以上的研究表明：Gln提高了鱼类对蛋白质和脂肪的消化能力。l营养物质是否会影响鱼类吸收能力肠道是营养物质吸收的主要场所。肠道是营养物质吸收的主要场所。其吸收能力与肠道内壁面积相关，面积其吸收能力与肠道内壁面积相关，面积越大，吸收能力越强越大，吸收能力越强（一色泰等，（一色泰等，1992） 。皱襞高度是反映吸收面积大小的最重要指皱襞高度是反映吸收面积大小的最重要指标标(Halver & Hardy, 2002) 。图图8 Gln对建鲤肠道皱襞高度的影响对建鲤肠道皱襞高度的影响（Lin和和

5、Zhou，2006）Gln能增加建鲤前、中、后肠吸收面积，提高其吸收能力。能增加建鲤前、中、后肠吸收面积，提高其吸收能力。图图9 Gln对日本对虾肠道皱襞高度的影响对日本对虾肠道皱襞高度的影响（叶均安等，（叶均安等，2009）Gln能增加日本对虾肠道的吸收面积能增加日本对虾肠道的吸收面积营养物质主要通过主动转运形式吸收营养物质主要通过主动转运形式吸收Na+, K+-ATPase 的活性可反映肠黏膜吸收的活性可反映肠黏膜吸收能力能力(Rboads等，等，1998 )。Gln提高了建鲤的刷状缘提高了建鲤的刷状缘Na+,K+-ATPase活力，从而提高了活力，从而提高了对营养物质的吸收能力对营养物质

6、的吸收能力。Gln提高了哲罗鱼的刷状缘提高了哲罗鱼的刷状缘Na+,K+-ATPase活力，从而提高活力，从而提高了对营养物质的吸收能力了对营养物质的吸收能力。Gln促进了草鱼肠道对亮氨酸和脯氨酸的吸收促进了草鱼肠道对亮氨酸和脯氨酸的吸收图图12 Gln对草鱼肠道氨基酸吸收的影响对草鱼肠道氨基酸吸收的影响（叶元土等，（叶元土等，2007）l以上结果说明：Gln提高鱼类的消化吸收能力l其作用机制l消化能力与消化器官生长发育密切相关。l肠细胞是鱼类肠道主要的功能性细胞，其正常生长发育、结构和功能正常与肠道功能联系密切。肝胰体指肝胰体指数数肝胰脏蛋肝胰脏蛋白白肠体指肠体指数数肠长指数肠长指数肠蛋白含肠

7、蛋白含量量45%45%28%28%49%49%9%9%32%32%Gln促进了鱼类肝胰脏和肠道的生长发育。促进了鱼类肝胰脏和肠道的生长发育。表表2 Gln对建鲤消化器官体指数和蛋白含量的影响对建鲤消化器官体指数和蛋白含量的影响*表示最适组（1.2%Gln）较未添加组提高的百分比，P 0.05 。Lin和Zhou，2006。 Gln促进了建鲤肝胰脏和肠道的生长发育促进了建鲤肝胰脏和肠道的生长发育Gln改善前、中、后肠黏膜结构。改善前、中、后肠黏膜结构。肠细胞的生长发育肠细胞的生长发育图图13 Gln对建鲤肠道黏膜结构的影响对建鲤肠道黏膜结构的影响（周小秋等，（周小秋等，2005）0Gln，前肠，

8、前肠1.2%Gln，前肠，前肠0Gln，中肠，中肠1.2%Gln，中肠，中肠0Gln，后肠，后肠1.2%Gln，后肠，后肠图14 Gln对鱼肠细胞生长的影响（姜俊和周小秋，2005）A 0mg/L GlnB 1000mg/L GlnGln缺乏，仍有少量细胞存活生长，形成一些小的细胞集落缺乏，仍有少量细胞存活生长，形成一些小的细胞集落(A); 1000mg/L时，迅速生长，贴壁生长数量明显增多时，迅速生长，贴壁生长数量明显增多(B)3.2.1 Gln促进了鱼肠细胞生长促进了鱼肠细胞生长肠细胞增殖分化是肠道生长发育的基础。MTT OD值能敏感反应细胞增殖，AKP活力则能敏感反应肠细胞发育状况。图图

9、15 Gln15 Gln对鱼肠细胞对鱼肠细胞 MTT OD MTT OD值的影响值的影响（JiangJiang和和ZhouZhou，20092009）图图16 Gln16 Gln对鱼肠细胞对鱼肠细胞AKPAKP活力的影响活力的影响（JiangJiang和和ZhouZhou，20092009）Gln促进了鱼肠细胞的增殖分化促进了鱼肠细胞的增殖分化Gln(mg/L） 细胞蛋白沉积量（细胞蛋白沉积量（g） 蛋白质沉积率（蛋白质沉积率（%）0433.2b1.4c300893.0a5.4c700743.4a7.9b1000716.8a8.0b1200707.4a9.4b1400858.0a14.3a表表

10、3 Gln对鱼肠细胞蛋白质沉积量和沉积率的影响对鱼肠细胞蛋白质沉积量和沉积率的影响（姜俊和周小秋，（姜俊和周小秋，2005）Gln提高了鱼类肠细胞蛋白质利用能力提高了鱼类肠细胞蛋白质利用能力Gln (mg/L）氨生成与氨生成与Gln消耗量比率（消耗量比率（%）0-30045.1a70025.6b100020.4bc120014.7c140013.1c表表4 Gln对鱼肠细胞氨生成量的影响对鱼肠细胞氨生成量的影响（姜俊和周小秋，（姜俊和周小秋，2005）Gln降低了鱼类肠细胞氨产量。降低了鱼类肠细胞氨产量。表表6 Gln对鲤对鲤肠细胞培养液中肠细胞培养液中LDH活力的影响活力的影响（周小秋等，（

11、周小秋等，2009）Gln对肠细胞膜结构的完整性具有保护作用。对肠细胞膜结构的完整性具有保护作用。LDH是胞浆内酶，其溢出胞外的酶活力是反映细胞膜结构完整性的重要指标是胞浆内酶，其溢出胞外的酶活力是反映细胞膜结构完整性的重要指标Na+，K+-ATPase活力可以反映细胞的代谢水平和小肠粘膜活力可以反映细胞的代谢水平和小肠粘膜的吸收功能（的吸收功能（Zhou等，等，2007）。）。-GT是一种质膜结合蛋白，它能催化下谷氨酞基团的转移是一种质膜结合蛋白，它能催化下谷氨酞基团的转移，参与，参与“-谷氨酞循环谷氨酞循环”和氨基酸的跨细胞膜转运，是氨基和氨基酸的跨细胞膜转运，是氨基酸和蛋白质的吸收必须的

12、（酸和蛋白质的吸收必须的（Elce等，等，2001）。）。表表7 Gln对鱼肠细胞对鱼肠细胞Na+,K+-ATPase和和-GT活力的影响活力的影响（陈瑾和周小秋，（陈瑾和周小秋，2009）Gln保证了肠细胞的功能正常保证了肠细胞的功能正常l细胞氧化损伤通常会引起肠细胞生长受阻、结构和功能异常。l鱼肠细胞很容易受到氧化损伤。l关于Gln对鱼肠细胞氧化损伤的保护作用开展了一些研究。 结果说明：结果说明：Gln对鱼类肠细胞脂质和蛋白质氧对鱼类肠细胞脂质和蛋白质氧化损伤有保护作用。化损伤有保护作用。3.3.2 Gln对鱼肠细胞氧化损伤的有保护作用对鱼肠细胞氧化损伤的有保护作用表表8 Gln对鱼对鱼肠

13、细胞肠细胞MDA和蛋白质羰基含量的影响和蛋白质羰基含量的影响（Chen和和Zhou，2009）MDA和蛋白质羰基可敏感反映细胞脂质和蛋白质的氧化损伤和蛋白质羰基可敏感反映细胞脂质和蛋白质的氧化损伤通常体内的自由基以含氧自由基为主，通常包括：超氧阴通常体内的自由基以含氧自由基为主，通常包括：超氧阴离子自由基、羟自由基、单线态氧以及过氧化氢等。过多离子自由基、羟自由基、单线态氧以及过氧化氢等。过多的活性氧会对细胞产生毒性效应，生物大分子氧化破坏，的活性氧会对细胞产生毒性效应，生物大分子氧化破坏，细胞损伤，功能异常。细胞损伤，功能异常。超氧阴离子是细胞第一个生成的氧自由基，是所有氧自由超氧阴离子是细

14、胞第一个生成的氧自由基，是所有氧自由基的前身；羟自由基是化学性质最活泼的活性氧分子。基的前身；羟自由基是化学性质最活泼的活性氧分子。因此，超氧阴离子自由基和羟自由基的清除能力对细胞非因此，超氧阴离子自由基和羟自由基的清除能力对细胞非常重要，是细胞抗氧化能力的重要标识常重要，是细胞抗氧化能力的重要标识（Halliwe等，等，2004）。 Gln使鱼肠细胞抗超氧阴离子和羟自由基能力保持正常水使鱼肠细胞抗超氧阴离子和羟自由基能力保持正常水平，维持了肠细胞的抗氧化能力。平，维持了肠细胞的抗氧化能力。表表9 9 GlnGln对鱼肠细胞对鱼肠细胞超氧阴离子和羟自由基清除能力影响超氧阴离子和羟自由基清除能力

15、影响（陈瑾和周小秋等，（陈瑾和周小秋等，20092009）在抗氧化防护体系中，抗氧化酶可协助清除自由基，减轻和在抗氧化防护体系中，抗氧化酶可协助清除自由基，减轻和消除氧化损伤，主要的包括：消除氧化损伤，主要的包括：超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD） ：加速超氧阴离子发生歧化作用，：加速超氧阴离子发生歧化作用，清除超氧阴离子清除超氧阴离子过氧化氢酶（过氧化氢酶（CAT）：）： 可催化可催化H2O2转变为转变为H2O和和O2谷胱甘肽过氧化物酶（谷胱甘肽过氧化物酶（GPX） ：催化几乎所有的有机氢过氧：催化几乎所有的有机氢过氧化物化物(ROOH)转变为转变为ROH，减轻对机体的损伤，减轻对机体

16、的损伤谷胱甘肽还原酶（谷胱甘肽还原酶（GR）：催化谷胱甘肽氧化型还原为还原型）：催化谷胱甘肽氧化型还原为还原型谷胱甘肽谷胱甘肽-S-转移酶（转移酶（GST） ：催化某些内源性或外来有害物：催化某些内源性或外来有害物质的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的琉基结合，增加其疏水质的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的琉基结合，增加其疏水性使其易于排出体外，从而达到解毒的目的。性使其易于排出体外，从而达到解毒的目的。表表9 Gln对鱼肠细胞抗氧化酶活力的影响对鱼肠细胞抗氧化酶活力的影响 （Chen和和Zhou，2009） Gln处理组酶活与对照组无差异。因此，处理组酶活与对照组无差异。因此，Gln对肠细胞对肠细胞的

17、抗氧化酶性抗氧化系统有保护作用的抗氧化酶性抗氧化系统有保护作用 Gln使鱼肠细胞非酶抗氧化物使鱼肠细胞非酶抗氧化物GSH及比例保持正常水平及比例保持正常水平，维持了肠细胞的非酶抗氧化物清除自由基的能力。，维持了肠细胞的非酶抗氧化物清除自由基的能力。表表10 Gln对鱼肠细胞对鱼肠细胞GSH含量含量的影响的影响 （Chen和和Zhou，2009）GSH是鱼类最主要的非酶抗氧化物质，其含量是细胞抗氧能力的重要标识是鱼类最主要的非酶抗氧化物质，其含量是细胞抗氧能力的重要标识蛋白质是细胞功能的直接执行者，蛋白质合成是肠细胞增殖分化基础。Gln提高了鱼前、中肠细胞蛋白质合成能力提高了鱼前、中肠细胞蛋白质

18、合成能力图图17 Gln对鱼肠细胞对鱼肠细胞 蛋白质合成率的影响蛋白质合成率的影响（姜俊和周小秋，（姜俊和周小秋，2009）*nsnsnsns1：前肠；：前肠；2、3：中肠；：中肠；47：后肠：后肠TOR是细胞蛋白质合成调控的关键信号分子。是细胞蛋白质合成调控的关键信号分子。图图18 TOR与与IECs蛋白质合成力调控（姜俊和周小秋，蛋白质合成力调控（姜俊和周小秋，2009）TOR信号参与了信号参与了Gln促进鲤促进鲤IECs蛋白质的调控蛋白质的调控。a ab bc cRAP：TOR抑制剂抑制剂GLS是细胞代谢分解利用是细胞代谢分解利用Gln的关键酶。的关键酶。图图19 GLS与肠细胞蛋白质合成力调控（姜俊和周小秋，与肠细胞蛋白质合成力调控（姜俊和周小秋，2009）DON：GLS抑制剂抑制剂GLS参与了参与了Gln促进鱼类促进鱼类IECs蛋白质合成的调控蛋白质合成的调控。abc*图图20 同时添加同时添加TOR和和GLS的抑制剂后肠细胞蛋白质合成率的