李建華1,劉東文2,方麗云1,高春生1 (1.河南農業大學牧醫工程學院,河南鄭州450002;2.河南省鄭州市金水區大陸康地飼料厂,河南鄭州450008)作者簡介 李建華(1955-),女,河南鄭州人,實驗師,從事動物生理學与組織胚胎學教學和研究工作。
摘要:牛磺酸是一种非常重要的含硫氨基酸,具有重要的生理功能,作為藥物、食品及飼料添加劑而應用廣泛。綜述了牛磺酸的生理功能及其在畜禽飼料中的應用進展。
關鍵詞 牛磺酸;生物功能;飼料;應用
牛磺酸是一种結构簡單的含硫氨基酸,又稱牛膽酸,其化學名稱為2 氨基乙磺酸(Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3Ｈ)。牛磺酸廣泛存在于人及哺乳動物的臟器中,是最重要的氨基酸之一,具有特殊的藥理作用和生理功能,可消炎、鎮痛、解熱、降血糖、維持正常視覺机能,調節神經傳導,調節脂類消化与吸收,并且參与內分泌活動,增加心臟收縮能力,提高免疫能力,作為藥物、食品及飼料添加劑而廣泛應用。隨著對牛磺酸營養机理研究的深入,它在養殖業中的應用也越來越廣泛。筆者對牛磺酸的生理功能、在畜禽飼料中的應用進展作一綜述,以促進它作為添加劑在養殖業中的推廣應用。
1 牛磺酸的生理功能
1.1 對神經系統的作用 牛磺酸是新生動物腦中含量最丰富的游离氨基酸,隨著腦的發育,牛磺酸的水平逐漸下降,成年動物腦中牛磺酸的含量僅為新生動物的1/3,在發育成熟的大腦中,牛磺酸的含量僅次于谷氨酸。牛磺酸在中樞神經系
統中主要分布于大腦皮層、小腦、海馬及嗅球等區域。中樞神經系統中的各种細胞均含有牛磺酸,其中以神經膠質細胞和突触細胞中的含量最為丰富。牛磺酸對某些激素如生長素和催乳素的分泌具有調節作用,低劑量的牛磺酸可增加催乳素的釋放,而高劑量的牛磺酸則沒有上述刺激作用。牛磺酸可使人腦神經細胞增殖,促進神經細胞突触的形成,加速神經細胞的分化形成[1]。
1.2 滲透調節作用 滲透調節作用是牛磺酸最基本的也是了解得最清楚的生理學功能。海洋動物的滲透壓主要靠牛磺酸來調節和維持;哺乳動物的滲透壓雖然靠無机鹽來維持,但它的平衡是通過牛磺酸的移動來調節的。現已証明,牛
磺酸在中樞神經系統、視网膜、血小板、骨骼肌和心臟等許多器官中起滲透調節作用。
1.3 抗氧化作用 牛磺酸能夠增強細胞膜抗氧化、抗自由基損傷及抗病毒損傷的能力。牛磺酸与ＶＥ、ＶＣ、類胡蘿卜素和一些多酚類化合物一樣,具有清除活性氧自由基的作用。它們共同組成生命內源的防御系統,防止毒素對細胞及組織的傷害[2]。牛磺酸的清除活性氧自由基和抗脂質過氧化損傷的作用与其劑量呈依賴關系,它能防止兔精液細胞膜的脂質過氧化,保持正常精子的活動能力。体外試驗表明,牛磺酸可直接作用于微粒体膜,減少膜的脂質過氧化反應,從而抑制肝的脂質過氧化。口服牛磺酸還可顯著降低引起細胞膜脂質過氧化的物質四氯乙烯對鼠肝和腎的損傷。
1.4 對Ｃａ2+的調節作用 据報道,牛磺酸可影響Ｃａ2+的結合、轉運,調節Ｃａ2+的依賴或刺激過程[3]。Ｃａ2+的攝取分為高親合攝取和低親合攝取兩种途徑,高親合攝取時Ｃａ2+的攝取濃度在2μｍｏｌ/Ｌ內,在生理情況下由胞漿向胞外轉運Ｃａ2+或將Ｃａ2+由胞漿轉入細胞器內;低親合攝取是指Ｃａ2+的攝取不受ＡＴＰ的影響,將Ｃａ2+由胞外向胞漿轉運或自線粒体及內質网這些聚集了高Ｃａ2+的細胞器向胞漿轉運,它又稱為Ｃａ2+的細胞外運法。Ｃａ2+高親合攝取過程需要ＡＴＰ、碳酸氫鹽和Ｎａ+的存在,而牛磺酸通過調節 的活性來激活這一過程。另外,自細胞器中釋放的Ｃａ2+亦受牛磺酸的影響,牛磺酸對內皮損傷導致的血管平滑肌細胞Ｃａ2+內流的增加及細胞Ｃａ2+含量的升高有明顯的抑制作用。此外,低濃度的牛磺酸可促進腸道對鋅的吸收,保護細胞膜的穩定性。它是動物体內肝臟合成膽酸的一种成分,食物中添加牛磺酸可抑制膽結石的形成,促進膽汁排泄。
1.5 參与脂類代謝 甘氨膽酸和牛磺膽酸參与脂肪分解、微團形成及脂肪酸再酯化過程。牛磺膽酸的水溶性比甘氨膽酸強,表面活性大,其比例升高可顯著改善机体脂質代謝。牛磺酸攝入量增多,結合膽酸增多。牛磺酸改善脂質吸收的作用首先發現于患囊性纖維化的儿童,該類患儿經大便丟失過多牛磺酸,使得膽汁鹽中甘氨酸結合型比例升高,造成脂類吸收不良,但在補充牛磺酸后這种情況即可得以改善[4]。牛磺酸還是膽汁中膽固醇的重要促溶劑,膽固醇排出体外的主要方式是在肝臟內轉變成牛磺膽酸等結合膽酸排出,牛磺酸不足會因結合膽酸減少而產生高膽固醇血症[5]。用含牛磺酸的飼料喂養大鼠可明顯降低其血液及肝臟中的膽固醇水平,也可減少膽固醇結石的形成。大鼠飲用牛磺酸水溶液2周后,肝中游离膽固醇、膽固醇酯、甘油三酯、游离脂肪酸等含量均顯著低于對照組[6]。
1 .6 牛磺酸与環核 酸系統的相互調節作用 在腦部海馬區,牛磺酸可頡頏由去甲腎上腺素、腺 和組胺誘發的ｃＡＭＰ(環磷酸腺 酸)水平升高現象,其作用机制可能是通過對受体的競爭性抑制來實現的。何天培等[7]報道,牛磺酸可顯著抑制應激大鼠心肌及血漿中ｃＡＭＰ、ｃＧＭＰ(環磷酸鳥 )的升高,從而頡頏由ｃＡＭＰ、ｃＧＭＰ介導的蛋白磷酸化及基因轉錄,并可抑制應激大鼠心肌細胞和線粒体中的鈣超載及心肌細胞中的Ｎａ+含量的上升和Ｋ+含量的下降,提高心肌細胞中的Ｍｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕ及線粒体中的Ｆｅ、Ｚｎ水平,減輕大鼠應激性心肌損傷。
1.7 對繁殖性能的作用 牛磺酸是母貓正常妊娠、分娩,仔貓成活和正常發育所必需的物質[8]。貓飼料中牛磺酸含量低于0.01%就可能會出現生殖功能不良,死胎、流產和先天缺陷率明顯升高,幼仔成活率下降。國內學者也証明牛磺酸對体外培養的小鼠、倉鼠和兔的胚胎發育有促進作用。牛磺酸可促進黃雞性腺組織形態的發育和內分泌功能,提高性成熟前公雞睾丸的重量,增大曲細精管的直徑,促進生殖細胞的發育,提高精子細胞形成的速度,且能提高性成熟前母雞卵巢的相對重量,促進卵細胞的發育。牛磺酸提高公雞血漿睾酮的含量以及血漿促黃体激素的含量,從而促進性腺發育。母豬日糧中缺乏牛磺酸時,產仔能力下降,易發生流產,且仔豬死胎多,成活率低。
1.8 對机体免疫的影響 牛磺酸可保護血漿成分和白細胞免受氧化劑和自由基的損傷。在白細胞內牛磺酸可与局部產生的次氯酸結合形成氯胺,氯胺有助于防止細胞自溶。牛磺酸能夠促進脾臟的生長發育,提高机体免疫机能。不同淋巴細胞中牛磺酸的含量是血漿中的8～30倍,這進一步說明了牛磺酸与机体免疫机能之間的關系。貓的淋巴細胞內有相當多的牛磺酸。缺乏牛磺酸時,淋巴細胞和噬中性細胞的免疫功能下降,血中白細胞總數下降,多形核細胞和單核細胞比例异常,過氧化物的產物減少,吞噬殺滅表皮葡萄球菌的能力減弱,血中ｒ 球蛋白的含量降低,脾結節及其內細胞形態均出現异常。
2 牛磺酸在畜禽飼料中的應用
2.1 牛磺酸在家畜飼料中的應用 牛磺酸在家畜飼料中的應用和報道很少。Ｋａｎｄｅｌｇｙ[9]報道,用添加0.15%牛磺酸的飼料飼喂妊娠母豬沒有提高產仔數、初生重以及0～21日齡的存活率。但斷奶后繼續添加牛磺酸能提高仔豬生長速度和飼料效率。Ｓｔｅｐｈｅｎ[10]報道,用添加牛磺酸的脫脂奶粉飼喂7日齡斷奶仔豬,到28日齡時對仔豬的生長率和飼料效率沒有明顯影響。盧福庄等[11]報道,在以不含乳制品的基礎飼糧中添加0.11%牛磺酸飼喂28日齡的斷奶豬,發現斷奶后10ｄ的平均增重比對照組高0.55ｋｇ,但增重差异主要在斷奶后
5ｄ發生,他們認為牛磺酸可能有抗斷奶應激作用[11]。
2.2 牛磺酸在家禽飼料中的應用 Ａｎｄｅｒｓｏｎ[12]在雛雞日糧中添加0.075%的牛磺酸,0～20日齡体重增加20.5%,飼料轉化率提高7.2%。Ｌａｃｅｔｅｒａ[13]報道,1日齡的肉用仔雞自由采食含0.03%、0.6%牛磺酸的飼糧,飼養56ｄ,添加0.3%牛磺酸的仔雞在21ｄ時有較大增重,但添加0.6%的牛磺酸在42～56ｄ稱重發現有負面影響;血清膽固醇含量,添加0.3%牛磺酸的在28ｄ時較高,而添加0.6%的在56ｄ時較高,肌肉中膽固醇含量各組相近。何天培等[14]報道,在仔雞日糧中添加0.10%、0.15%的牛磺酸,能促進仔雞的早期發育,1、2周齡体重顯著高于對照組,并可以降低2、3周齡雞的料肉比,但添加0.05%的牛磺酸對肉仔雞体重及料肉比均無顯著影響。肖世平等[15]報道,牛磺酸能促進黃雞性腺發育及內分泌功能,日糧中添加0.45%的牛磺酸,能提高性成熟前公雞睾丸的重量,增大曲細精管的直徑,促使生殖細胞發育,提高精子細胞形成的速度,也能提高性成熟前母雞卵巢的相對重量,促進卵細胞的發育。李學儉等[16]報道,飼料中添加20～320ｍｇ/ｋｇ牛磺酸的試驗組成年蛋雞群,在接种雞新城疫疫苗后,与對照組相比其ＮＤ ＨＩ效价明顯提高,而且牛磺酸的添加量与ＮＤ ＨＩ效价提高之間存在一定的正相關。何天培等[14]報道,日糧中添加0.1%牛磺酸能夠使肉雞的ＮＤ ＨＩ效价明顯提高,添加0.05%和0.15%牛磺酸的肉雞ＮＤ ＨＩ效价沒有明顯差异。Ｙａｍａｚａｋｉ[17]報道,飼喂含牛磺酸0.25%和0.5%日糧5周的來航雞,其蛋重明顯降低,但是其他生產性能沒受影響。劉遠丰等[18]報道,飼料中添加适量的β 胡蘿卜素和牛磺酸能夠提高蛋重和改善蛋黃色澤,但是其效應是由β胡蘿卜素引起的還是牛磺酸產生的尚不得而知。
目前,牛磺酸作為一种添加劑在人的食品中已經得到比較廣泛的應用,而在家禽生產中還缺乏系統的研究,并且在劑量和效應方面的研究結果還不一致。因此,牛磺酸真正作為畜禽飼料添加劑還需要進行更多的研究。
參考文獻
[1]韓春來,王茂榮.影響腦功能的活性氨基酸———牛磺酸[Ｊ].中國食品与
營養,2001(4):46-47.
[2]溫寶書,張敏.牛磺酸的細胞保護作用[Ｊ].中國藥學雜志,1995,30(8):451-452.
[3]唐毅,李萍.牛磺酸對大鼠心肌Ｃａ2+調節作用的研究[Ｊ].中國藥理學通
報,1991,7(4):263-266.
[4]俞鳴,田慶偉.牛磺酸保健作用的研究進展[Ｊ].中國食品添加劑,1999(
4):27.
[5]陳開海.營養強化劑牛磺酸[Ｊ].中國食品添加劑,1994(4):30-33.
[6]張平偉.牛磺酸的生理功能及其營養作用[Ｊ].中國食品衛生雜志,1
997,9(5):36-39.
[7]何天培,顧景范.牛磺酸對應激大鼠第二信使及心肌离子含量變化的影
響[Ｊ].營養學報,1998,20(3):260-265.
[8]何天培,王玉江.牛磺酸在貓營養中的作用[Ｊ].國外畜牧科技,1994,21(
2):36-37.
[9]ＫＡＮＤＥＬＧＹ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｅｔａｒｙｔａｕｒｉｎｅｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｆａｔｒｅｔｅｎｔｉｏｎｉｎｂ
ｒｏｉｌｅｒａｎｄｐｏｕｌｔｒｙｖａｒｙｉｎｇｌｅｖｅｌｏｆｆａｔ[Ｊ].ＡｎｉｍＳｃｉ,1993,72:880-885.
[10]ＳＴＥＰＨＥＮ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｅｔａｒｙｔａｕｒｉｎｅｏｎｇｒｏｗｔｈａｎｄＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｎｃｈｉｃｋｅｎｓ[Ｊ].ＡｎｉｍＳｃｉ,1996,75:1330-1333.
[11]盧福庄,張宏福.牛磺酸的生理功能及其在畜牧生產中的應用[Ｊ].飼料
廣角,2000(15):22-23.
[12]ＡＮＤＥＲＳＯＮＪＤ.Ｒｅｐｔｉｌｅｄｉｅｔａｒｙｍｅｔｈｏｎｉｎｅａｎｄｃｙｓｔｅｉｎｅｉｎｃｈｉｃｋｄｉｅｔｗｉｔｈｓｕｌｆａｔｅｏｒｏｔｈｅｒｓｕｌｆｕｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓ[Ｊ].ＰｏｕｌｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅ,1975,54:1122-1128.
[13]ＬＡＣＥＴＥＲＡ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｅｔａｒｙｔａｕｒｉｎｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｎｓｕｄｄｅｎｄｅａｔｈｓｙｎ ｄ
ｒｏｍｅｉｎｂｒｏｉｌｅｒｃｈｉｃｋｅｎｓ[Ｊ].ＣａｎａＪＡｎｉｍＳｃｉ,1989,65:509-512.
[14]何天培,周毓平.牛磺酸對肉仔雞生產性能的影響及其作用机制的研究
[Ｊ].吉林農業大學學報,1995,17(2):68-73.
[15]肖世平,傅偉龍,江青艷.飼糧中添加牛磺酸對黃雞性腺發育及其內分
泌的影響[Ｊ].華南農業大學學報,1997,18(2):94-99.
[16]李學儉,潘樹德,袁纓,等.牛磺酸對雞ＮＤ ＨＩ抗体產生影響的研究[
Ｊ].動物科學与動物醫學,2002,7(2):29-32.
[17]ＹＡＭＡＺＡＫＩ.Ｈｉｇｈｄｉｅｔａｒｙｔａｕｒｉｎｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｉｓｓｕｅｔａｕｒｉｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｕｔｒｉｔｉｏｎ,1992,22:553-559.
[18]劉遠丰,周明娥,程漢梅,等.蛋雞日糧中添加β 胡蘿卜素及牛磺酸對產蛋性能的影響[Ｊ].湖北畜牧獸醫,1997(1):16-17.
