试验报道：甜菜碱在肉鸡体内供应甲基及节约蛋氨酸机制的研究

wlei908 · 发表于 2010-1-30 09:08:56

甜菜碱在肉鸡体内供应甲基及节约蛋氨酸

机制的试验研究

张民

（中国农业科学院饲料研究所精细化学品饲料添加剂研发中心，北京，100081）

摘要选用600只21日龄的AA肉鸡,按饲养试验要求分成3组（每组4个重复），即不添加蛋氨酸的对照组、按1200mg/kg添加蛋氨酸试验组、按600mg/kg添加甜菜碱的试验组，进行了为期21d的饲养试验。结果表明，与不添加蛋氨酸组相比，添加甜菜碱显著提高了肉鸡的日增重（P<0.01），降低了料重比（P<0.01），达到了添加蛋氨酸的效果（P<0.01）。添加甜菜碱导致了试验鸡肝脏甜菜碱-高半胱氨酸-S-甲基转移酶（BHMT）活性升高，BHMT活性比不添加蛋氨酸组和添加蛋氨酸组均显著增高（P<0.01），与不添加蛋氨酸组比，添加甜菜碱还使肝脏甲基化反应产物（游离肉碱和肌酸）的生成量明显增多（P<0.01）和胸肌中两者的存储量显著增加（P<0.01），但与添加蛋氨酸组比无明显差异（P>0.05）。这表明，甜菜碱在肝脏BHMT调控下，替代蛋氨酸为机体甲基化产物的合成提供甲基，从而产生节约蛋氨酸效应。

关键词甜菜碱；肉鸡；BHMT；肉碱；肌酸

在19世纪60～70年代, Finkelstein[3]为首的课题组在研究人的先天性高半胱氨酸尿症时发现,在纯合日粮中,添加甜菜碱能显著提高大鼠肝脏的BHMT的活性,而增强甜菜碱转甲基与高半胱氨酸合成蛋氨酸的能力,产生降低高半胱氨酸毒性的效果。现已证实,甜菜碱是动物体内普遍存在的中间代谢物,由胆碱在肝脏黄素蛋白酶氧化下形成。此反应需VB12参与,同时受FeCl3、Co、Ni的抑制。在鸡体内胆碱只能合成少量的甜菜碱[4-6]。该课题组研究还发现,大鼠肝脏BHMT和β-CYST双重调控甜菜碱的甲基代谢[7-8]。但是,在鸡体内是否存在相同的调控机制,尚无报道。此外,有报道指出,甜菜碱是动物体内肉碱和肌酸合成的有效甲基供体,但缺乏充足的数据依据。后来，Pesti[1]和Miles[2]分别通过肉鸡饲养试验发现，甜菜碱在肉鸡体内可提供甲基并具有节约蛋氨酸的效应。本研究以AA商品代肉鸡为试验对象，探讨甜菜碱在肉鸡体内提供甲基及节约蛋氨酸的机制。

1
材料和方法

1.1
试验材料

试验产品为饲料专用甜菜碱（纯度72%，含甜菜碱盐酸盐95%）由潍坊祥维斯化学品有限公司提供。试验动物为AA肉鸡；饲粮配方和营养水平见表1。

表1
基础日粮配方及营养水平

原料名称	配比（%）	营养水平
玉米	59.00	代谢能(MJ/kg) 12.40
豆粕	32.00	粗蛋白(%) 19.12
次粉	3.00	钙(%) 0.94
大豆油	2.00	总磷(%) 0.62
磷酸氢钙	1.80	赖氨酸(%) 1.08
石粉	1.50	蛋氨酸(%) 0.32
食盐	0.35	总含硫氨基酸(%) 0.64
赖氨酸	0.15
肉鸡多维	0.05
微量元素	0.20

1.2
试验方法

1.2.1
饲养试验

选择600只健康AA商品代肉鸡(21日龄)，预试一周,28日龄清晨空腹称重,按饲养试验要求分成3个组,每组200只(含4个重复,每个重复50只,公母各半)。在相同的基础日粮中,不添加蛋氨酸的为对照组(对照组,下同)、添加1200mg/kg蛋氨酸的试验组为蛋氨酸组(蛋氨酸组,下同) ；添加600mg/kg甜菜碱的试验组为甜菜碱组（甜菜碱组，下同）。甜菜碱分子可提供3个甲基,而蛋氨酸分子仅提供1个甲基,但据报道,甜菜碱在大鼠体内实际提供甲基的效率约是蛋氨酸的2.2倍,因此,甜菜碱组中甜菜碱的添加量为蛋氨酸添加量的1/2。在自由采食、饮水和23h、1小时黑暗光照的条件下,饲养21d(29-49日龄)。

1.2.2
样品采集和保存

饲养试验结束后,每组每个重复选体重相近的试验肉鸡8只(公母各半),共96只。在自由饮水条件下禁食12h,称重后屠宰,取同一部位肝脏和胸肌各30g,包于塑料袋中,立即放入液氮罐,然后转至-70℃冰箱保存。

1.2.3
肝脏BHMT和β-CYST 的测定

BHMT( EC2.1.1.5)的提取、纯化和测定参照Ericson(1955 ,1956)的方法[9-10]；β-CYST (EC4.2.1.22)的提取、纯化和测定参照Shinbo(1983)的方法[11]。酶蛋白含量分析采用Lowry(1951)的方法,以牛血清白蛋白作标准曲[12]。

1.2.4
肝脏和肌肉中肌酸和游离肉碱的分析

肌酸的分析参照Wahlefeld(1985)酶学分析方法[13],游离肉碱的分析参照Wiehland(1985) 酶学分析方法[14]。

1.2.5
数据统计与处理

试验数据的统计分析采用SAS统计软件中的GLM过程进行，差异显著性检验采用邓肯法。

2
结果与分析

2.1 生长速度与饲料利用率

由表2中的数据可以看出,甜菜碱组比对照组肉鸡日增重提高了13.3%(P<0.01),料重比降低了12.79%(P<0.01),但采食量无显著差异(P>0.05)；而与蛋氨酸组相比均无显著差异(P>0.05)。

表2 甜菜碱对肉鸡采食量、日增重和料重比的影响

项目	对照组	蛋氨酸组	甜菜碱组
初始重(g)	799.30±6.55	800.50±7.14	808.50±8.35
期末重(g)	1991.90±12.25	2170.80±25.25	2160.70±22.54
日增重(g)	56.79±0.66b	65.25±1.12a	64.39±0.78a
日采食量(g)	135.42±4.55	136.45 ±2.56	136.14 ±2.44
料重比	2.38±0.11a	2.09±0.06b	2.11±0.08b

2.2
肝脏BHMT和β-CYST的活性

表3中的数据可以表明,在饲粮中添加甜菜碱显著提高了肉鸡肝脏BHMT活性,BHMT总活力和比活力较对照组分别提高了12.11%(P<0.01)和16.13%(P<0.05),较蛋氨酸组分别提高了15.69%( P<0.01)和22.03%(P<0.01),但BHMT酶蛋白含量,甜菜碱组与对照组、蛋氨酸组间均无显著差异(P>0.05)

表4中的数据显示,甜菜碱组与对照组和蛋氨酸组间,β-CYST的总活性、比活力和酶蛋白含量均无显著差异(P＞0.05)。

表3
甜菜碱对肉鸡肝脏BHMT活性的影响

项目	对照组	蛋氨酸组	甜菜碱组
总活力(μ/ g)	3.88 ±0.27b	3.76 ±0.78b	4.35 ±0.55a
酶蛋白(mg/ g)	6.62 ±0.86	6.58 ±0.56	6.67 ±6.55
比活力(μ/ mg)	0.62 ±0.09b	0.59 ±0.11b	0.72 ±0.12a

表4 甜菜碱对肉鸡肝脏β- CYST活性的影响

项目	对照组	蛋氨酸组	甜菜碱组
总活力(μ/g)	2.38 ±0.08	2.39 ±0.11	2.37 ±0.14
酶蛋白(mg/g)	5.84 ±0.35	5.82 ±0.28	5.64 ±0.61
比活力(μ/mg)	0.41 ±0.04	0.42 ±0.05	0.43 ±0.07

2.3
肝脏、肌肉中肌酸和游离肉碱的含量

从表5中的数据可以看出,饲粮中添加甜菜碱和蛋氨酸均明显地促进了肉鸡肝脏甲基化产物—肌酸和游离肉碱的生成,同时增加了肌肉中肌酸和游离肉碱的含量。与对照组比,甜菜碱组肝脏中肌酸和游离肉碱含量分别提高了18.91%(P<0.01)和19.64%(P<0.01),肌肉中肌酸和游离肉碱含量分别提高了16.18%(P<0.01)和10.71%(P<0.05)。但甜菜碱组与蛋氨酸组间,肝脏、肌肉中肌酸和游离肉碱的含量均无显著差异( P>0.05)。

表5
甜菜碱对肉鸡肝脏、肌肉中肌酸和游离肉碱含量的影响

项目	对照组	蛋氨酸组	甜菜碱组
肝脏肌酸(μg/g)	14.59 ±0.68b	17.69 + ±1.11a	17.35 ±2.01a
肝脏游离肉碱(μmol/g)	0.56 ±0.08b	0.68 ±0.05a	0.67 ±0.06a
肌肉肌酸(μg/g)	31.26 ±3.17b	37.58 ±2.45a	36.32 ±3.64a
肌肉游离肉碱(μmol/g)	1.12 ±0.13b	1.24 ±0.06a	1.24 ±0.08a

3
讨论

本试验研究结果表明，在饲粮中添加600mg/kg甜菜碱明显提高了肉鸡的日增重,降低了料重比,并达到了添加甜菜碱在肉鸡体内供应甲基并节约蛋氨酸的效果，而且与添加1200mg/kg蛋氨酸的作用效果没有明显差异。但究其作用机理,目前尚未完全清楚。Finklestein 等1982 年研究了人的先天性高半胱氨酸尿症后发现,正常人体肝脏存在β-CYST,β- CYST 催化高半胱氨酸与丝氨酸合成胱硫醚,进而降解形成半胱氨酸,而先天性高半胱氨酸尿症病人缺乏此酶, 致使高半胱氨酸在体内蓄积致毒[3]。为此,他们为寻找治疗这类先天疾病的特定药物进行了研究,发现甜菜碱在肝脏BHMT的催化下,能与高半胱氨酸反应合成蛋氨酸,从而缓解了高半胱氨酸的毒性[7-8]。本研究首次用肉鸡探讨甜菜碱供甲基效应的酶活调控机制，结果显示，在缺乏蛋氨酸的日粮中,添加甜菜碱显著地提高了肉鸡肝脏BHMT的活性,与不添加蛋氨酸组比,BHMT总活力和比活力均显著提高(P<0.01)；与添加蛋氨酸组比,BHMT活性增高更明显。但从肝脏β-CYST活性变化来看,添加600mg/kg甜菜碱或1200mg/ kg蛋氨酸均未有显著影响。上述结果提示，在本试验条件下,鸡体通过提高BHMT活性,增强甜菜碱转甲基与高半胱氨酸合成蛋氨酸的代谢,产生节约蛋氨酸的作用。Finklestin等（1983）还发现在大鼠肝脏甜菜碱参与高半胱氨酸→蛋氨酸→S-腺苷蛋氨酸(供活性甲基) →S-腺苷高半胱氨酸→高半胱氨酸的循环,替代蛋氨酸为机体提供甲基。在动物体内,甲基是难以合成的,必须由食物中摄取。Virtanen(1982)研究认定,甜菜碱是动物体内肌酸、肉碱等甲基化产物合成的有效甲基供体[15]。Walker(1960)研究证明,鸡体内形成肌酸的两步反应都在肝脏进行,肌肉中的肌酸来源于肝脏的合成[16]。Rebouche(1980)研究指出,肌肉组织约占机体肉碱总量的98% ,肌肉组织本身不能合成肉碱,也依赖于肝脏的合成[17]。据此,本研究就甜菜碱对鸡体的重要甲基化产物肌酸、肉碱的合成代谢做了进一步研究。结果显示,与不添加蛋氨酸对照组比,添加600mg/kg甜菜碱明显提高了肉鸡肝脏、胸肌中游离肉碱和肌酸的含量,并与添加1200mg/kg蛋氨酸组的效果基本一致。据此,在肉鸡体内甜菜碱作用机理与Finklesten 等在大鼠上的研究结果基本一致,甜菜碱替代蛋氨酸为机体甲基化产物肌酸、肉碱等的合成提供甲基,从而减少蛋氨酸的消耗,产生节约蛋氨酸的效应。

参考文献

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