外源核苷酸对动物营养的作用

外源核苷酸对动物营养的作用 外源核苷酸对动物营养的作用 外源核苷酸对动物营养的作用 罗国富,杨小萍,宋焕,陶正国 (1.福建华龙集团,福州350003;2.广州立达尔生物科技有限公司,广州510500) 摘要-.外源核苷酸作为一种无毒,无害,安全的新型功能饲料添加剂,有促进家畜,.家禽及水产动物生长 及免疫的作用.在维持免疫系统的正常功能,改善胃肠道发育,提高肝功能和促进脂肪代谢等方面都有重要的作 用.其作为是一种半必需营养素,具有良好的发展前景.一.j.--叠.-一一 关键词:饲料添加剂;核苷酸;动物营养..-誊一毒: 中图分类号1.Q524'$816.7;$816l5文献标识码:A文章编号:l0010O842o09)o4_0o0804 核苷酸是低分子化合物,具有编码遗传信息, 调节能量代谢,传递细胞信号,作为辅酶等重要的 生理生化功能『1.由于动物机体能合成各种核苷 酸,且没有特异性缺乏症,因而长期以来核苷酸一 直被视为非必需营养素.近年来,许多研究结果 明,体内从头合成的核苷酸不能满足各种代谢旺盛 的组织和细胞的需要.当动物处于特殊的生长时 期,如出生,断奶,疾病或应激时,在饲粮中添加 核苷酸可以减少体内核苷酸的从头合成,降低动物 的应激反应,提高动物的生长性能.有研究认为, 日粮中核苷酸缺乏会削弱肝脏,心脏,肠道和免疫 系统的功'N'e,IJ.本文对核苷酸的吸收代谢,生理功 能,作为新型饲料添加剂在生产中应用及前景作一 综述. 1核苷酸的吸收和代谢 1.1核苷酸的吸收 对动物的研究表明,核苷是核苷酸主要的吸收 形式,小肠上部区域的吸收能力最大,90%以上 的核苷和碱基被吸收进入其上皮细胞,主要通过易 化扩散和特异的钠离子依赖的转运方式. 1.2核苷酸的代谢 核苷酸的合成有从头合成,补救途径两种方 式.核苷酸的从头合成是由多种小分子如CO, 氨,甲酸盐,核糖(嘧啶)或甘氨酸,天冬氨酸以及 分别来自于叶酸,谷氨酰胺的甲酰基和胺基(嘌呤) 收稿日期:2009—02—1l 作者简介:罗国富(1972一),男,福建上杭人,主要从事饲料生 产及企业管理方面的工作. 8饲料博览?技术版2009年第4期 逐步组装而成的;补救途径是由食物吸收和体内核 酸分解所提供的碱基磷酸化而成的.研究表明,尽 管直接从头合成是核苷酸合成的主要方式,但此过 程消耗能量相当高,补充外源核苷酸可直接增加补 救途径,并反馈抑制从头合成途径而发挥节能作 用. 核苷酸的分解主要是嘌呤环或嘧啶环的分解, 分解代谢主要在肝脏,小肠及肾脏中进行.不同种 类的生物分解嘌呤碱的能力不同,因而代谢产物也 不同.对于人和猿类及一些排尿酸的动物(如鸟类, 某些爬虫类和昆虫等),嘌呤分解的最终产物是尿 酸,而其他多种生物则还能进一步分解尿酸,形成 不同的代谢产物,最后分解成CO和氨.而胞嘧啶 和尿嘧啶最终分解成一丙氨酸,胸腺嘧啶则生成 一 氨基异丁酸,随尿排出体外. 2核苷酸生理功能 2.1核苷酸与肠道功能 2.1.1促进肠道的生长发育及肠道损伤后的修复 小肠细胞增生迅速,对饲料中的限制核苷酸相 当敏感.动物机体即使缺乏蛋白质,只要饲料中补 充足够的核苷酸,就可以维持小肠滤泡细胞的生 长.研究,用无核苷酸的纯合日粮与添加核苷 酸0.8%的日粮分别喂养20只刚断奶的大鼠两周, 添加核苷酸组大鼠的肠绒毛高度比无核苷酸的纯合 日粮组提高25%(P<0.05).用小肠的局部缺血及灌 注试验来研究添加生理浓度的核苷酸对小肠炎症的 影响,结果表明,核苷酸有保护小肠细胞免受自由 基攻击,降低小肠炎症发生的作用.王兰芳等研究 核苷酸混合物(0.25%)对断奶小鼠的影响,发现日 粮核苷酸能减轻小鼠的断奶应激,促进小鼠肠道损 伤后的修复. 2.1.2有利于肠道有益微生物的生长并改善腹泻 外源核苷酸可促进肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌 的生长,这两种菌群可抑制厌酸型病原菌和大肠杆 菌(可引起腹泻)的繁殖,有益于幼龄动物的健康. 研究表明,用乳糖饲喂21日龄断奶大鼠15d,诱 导其腹泻,然后随机分为两组,对照组饲喂纯合日 粮,试验组在日粮中补充核苷酸0.5%,4周后试 验组大鼠肠道中乳糖酶,蔗糖酶和麦芽糖酶活性都 高于对照组,DNA含量也比对照组明显增加,说 明外源核苷酸改善了大鼠腹泻病的状况. 2.2核苷酸与动物免疫 尽管机体能利用小分子物质从头合成核苷酸, 但免疫系统必须有外源核苷酸才能维持其正常功 能.研究表明,外源核苷酸可提高动物对细菌,真 菌感染的抵抗力,增加抗体产生,增强细胞免疫能 力,刺激淋巴细胞增殖等.Jyonouchi等研究发现, 缺乏核苷酸时,体内外T依赖抗原抗体的形成明 显下降,NF组Th细胞诱导产生T依赖抗体的能 力比NT组低,补充核苷酸有利于恢复受损细胞形 式IFN—和IL一5以及Th细胞功能和T依赖抗体 的产生….Cordle等研究发现,补充核苷酸可显着 提高婴儿CD57+NKT细胞,淋巴细胞,嗜酸性粒 细胞和Th2的生成l51.Adjei等证明,外源核苷酸 能促进T淋巴细胞的增殖以及IL一2或IFN的分 泌,提高NK细胞和巨噬细胞活性,促进迟发性超 敏反应.但必须注意的是,过量添加外源核苷酸 并不能强化已处于正常状态下的免疫系统.外源核 苷酸对免疫功能的促进可能与参与免疫的大部分细 胞不能合成足够的核苷酸有关,其必须依赖于外源 提供. 2.3核苷酸与抗氧化 乔建国等在28日龄断奶仔猪饲粮中添加核苷 酸混合物0.15%和0.25%,发现第14天仔猪血清中 SOD,T—AOC和CAT的活性显着提高(P<0.05),第 7,l4天仔猪血清中MDA含量则显着降低(P< 0.05),表明核苷酸可以提高仔猪的抗氧化功能. 潘洪志等也得到了相似的结论l8_".这可能是当外 源性核酸在体内达到一定量并作用一定时间后,能 激活机体抗氧化酶的活力,从而抑制过氧化物和自 由基对细胞成分的氧化作用的缘故. 2.4核苷酸与脂类代谢 核苷酸是由多不饱和脂肪合成的重要调节物. 日粮核苷酸对新生婴儿在必需脂肪酸的去饱和以及 转变成长链多不饱和脂肪酸(PUFA)的过程中起着 重要作用.研究证明,核苷酸能提高血浆脂蛋白浓 度,升高血浆酯化作用率,但总的胆固醇浓度却没 有发生变化.这是因为核苷酸参与了磷脂和蛋白 质,特别是载体脂蛋白的合成.据报道,食用人乳 或添加核苷酸乳品的婴儿血浆中PUFA水平高于食 用商品奶的婴儿,而亚油酸的含量较低. 2.5核苷酸与神经细胞 已经证实细胞外嘌呤及嘧啶具有神经递质及调 质的作用.嘌呤核苷及其相应的5一磷酸衍生物均 可刺激鸡脑星形胶质细胞的增生及DNA的合成. ~tD'b,ATP和腺苷可使人脑星形胶质细胞的合成增 加3,10倍.Yamamoto等对小鼠的研究表明,核苷 和核酸有益于大脑的功能.日粮中添加核苷和核酸 可使记忆衰退和衰老加速的鼠以及患痴呆症的鼠提 高记忆力[121.所以补充外源核苷酸对神经系统形 成,功能成熟以及损伤后的修复再生是非常有必要 的. 2.6核苷酸与肝脏代谢 核苷酸参与调节肝的蛋白质合成,与维持肝的 正常功能有关.肝脏是从头合成核苷酸的最主要器 官.据报道,日粮核苷酸缺乏时大鼠肝内嘌呤和嘧 啶核苷酸的含量显着降低,肝内DNA含量持续下 降,肝脏功能紊乱,但老年大鼠不受影响.日粮核 苷酸对肝脏RNA含量也有影响,同时还影响肝脏 的能量代谢. 3外源核苷酸的应用 3.1外源核苷酸在猪生产中的应用 饲粮中添加外源核苷酸能改善仔猪生产性能. 冯尚连等研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加核苷 酸,其平均日增重显着提高22.9%(尸<0.05),料肉 比显着降低11.54%(P<0.05)1121.Spring等在仔猪体 重为l0,20kg的阶段添加富含核苷酸的酵母提取 物4%,其平均日增重和饲料转化率比对照组提高 5.43%和5.89%(P<0.05).乔建国等发现在基础饲 粮中添加核苷酸0.25%有提高仔猪日增重,日采食量和降低料重比的趋势,同时也降低了仔猪腹泻频 率(P<0.05).张永青等在21Et龄断奶仔猪饲粮 2009年第4期饲料博览.技术版9 中添加外源核苷酸0.2%,饲料利用率提高16.90% (P<0.05),平均13增重和Et采食量分别提高 32.83%和8.92%l15I.MartinezPuig等在饲粮中添加 1000mg?kg核苷酸,结果发现,21,35日龄核苷 酸组仔猪的平均日增重(76.7g?d)比对照组(53.5 g?d)高,饲料转化率无显着差异;3556日龄添 加核苷酸组平均日增重和饲料转化率分别提高 20%(P=O.02)和23.7%(P=O.14),添加核苷酸组腹 泻率也显着降低.此外,肥育猪皮下注射核苷 酸,可促进生长,改善肉脂品质l17l. 3.2外源核苷酸在鸡生产中的应用 外源核苷酸在家禽体内能被利用,且在氨基酸 比例趋于平衡时,RNA总量有所增加.邬小兵等 研究了饲粮核苷酸对肉仔鸡的营养作用,结果表 明,纯合饲粮能显着耗竭雏鸡肠黏膜中的RNA,纯 合饲粮中添加核苷酸0.2%可使雏鸡肠道黏膜核酸, 蛋白质含量及肝脏的核酸含量比对照组皆有显着增 加,并能促进肠绒毛的生长及提高肠壁厚度.施 用晖等在雏鸡饲粮中添加核苷酸,结果表明其可提 高雏鸡肠黏膜蛋白酶活力,并改善了生长性能[19】. 牛淑玲等研究发现外源性环核苷酸能显着提高 产蛋鸡的产蛋率,降低破软蛋率,提高饲料利用 率l删.核苷酸在提高蛋壳厚度和改善蛋壳品质等方 面也有一定促进作用. 3.3外源核苷酸在水产中的应用 3_3.1对水产动物摄食的影响 核苷酸本身具有强烈的鲜味,主要刺激鱼类的 味觉,可应用于鱼虾诱食剂中.一些早期的试验表 明,饲粮中添加核苷酸对鱼类有化学诱食效果.研 究者利用饲养试验研究了47种核苷酸及衍生物对 大菱鲆的诱食效果,结果表明,IMP是大菱鲆最有 效的饲料诱食剂.据研究,在虹鳟鱼饲粮中添加酵 母RNA提取物2.5%和4.1%或鸟嘌呤1.85%或黄嘌 呤2.17%,饲喂l2周,其采食量显着增加.张海 明等研究了ATP,AMP,IMP,UMP和胞苷酸 (CMP)等5种单核苷酸配制的诱饵对鳖的诱食效 果,以琼脂作对照,ATP和AMP在单独使用时对 鳖有明显的诱食作用,且ATP较AMP的诱食作用 更为显着}2】].苗玉涛等在核苷酸对苏氏芒鲶的诱食 效果试验中,分别对尿苷酸,腺苷酸和鸟苷酸的 诱食效果进行研究,结果表明,4,10tool?L的尿 苷酸和3,10tool?IJ_的鸟苷酸对芒鲶均有显着的诱 10饲料博览?技术版2009年第4期 食作用,但腺苷酸没有显着的诱食作用. 不同种类的鱼对外源性核苷酸的能动性有较大 差别.有研究指出,暗纹东方豚对任何核苷酸都没 有反应,远离大多数海水硬骨鱼不同.不同研究者 对各种鱼类次黄嘌呤核苷和IMP诱食作用效果的 报道也不完全一致.有研究者指出,日粮中的次黄 嘌呤核苷可促进大菱鲆幼鱼的生长.而有研究表 明,日粮中添加甜菜碱和次黄嘌呤核苷能提高大菱 鲆幼鱼的生长性能,并且差异显着.常青等研究不 同核苷酸对红鳍东方鲍诱食性的试验表明,ADP 对红鳍东方鲍非但没有诱食效果,反而对其采食有 抑制作用,ADP与丙氨酸和甘氨酸的混合物及肌 苷酸钠对红鳍东方纯的诱食效果也不明显,但ADP 与丙氨酸的混合物对红鳍东方纯却有极显着的诱食 效果,这表明,某些氨基酸可增强核酸类物质的诱 食效果[231. 3.3.2对水产动物生长和繁殖的影响 一 般认为在正常条件下,核苷酸的合成途径就 足够满足动物生长….Borda等对有关日粮核苷酸 在海洋鲤科幼鱼应用的研究结果表明,外源性核苷 酸能在鱼和甲壳类等水产动物的早期阶段促进其生 长.研究表明,给大比目鱼幼鱼(约100mg?尾) 投喂含次黄嘌呤的日粮(1.3%持续6d,0.13%持续 45d),经过55d的饲喂试验,发现其生长率和存 活率显着提高.随后的研究表明,当用含次黄嘌呤 0.77%的Et粮饲喂大比目鱼幼鱼(约230mg?尾)10d 和20d,其体重也能显着增加.研究报道,次黄 嘌呤的促生长作用是由于在幼鱼阶段能改善饲料适 口性,提高采食速度以减少营养物质过滤到水中 或者在新陈代谢过程中起作用.除了次黄嘌呤,核 苷酸代谢物对罗非鱼幼鱼和虹鳟也表现出促生长作 用.目前核苷酸对大多数青年鱼或成年鱼的促生 长作用的研究还较少. 此外,核苷酸对鱼类的繁殖也起到一定作用. Gonzalez—Vecino等在处于产卵期鳕鱼饲料中添加 核苷酸,结果表明,添加核苷酸组鳕鱼的鱼卵的存 活率比未添加核苷酸组高30%,且幼鱼的内脏发 育和个体大小也比未添加核苷酸组大. 4核苷酸饲料添加剂的应用前景 a.核苷酸是天然物质,不受排斥,不引起任何 毒副作用,作为新一代的饲料添加剂很有发展前 涂 b.核苷酸资源丰富,取材方便,提取生产技 术成熟. c.核苷酸可促进动物的生长性能和胃肠道发 育,提高抗病力和免疫能力. d.核苷酸的降解产物IMP,GMP等本身就是 调味剂,另外核苷酸能调节机体的代谢水平,促进 肝脏,肌肉ATP生成. 【参考文献】 【1]CosgroveM.Perinatalandinfontnutrition:Nucleotides[Jl_Nu- trition,1998,14:748—751. 『2]GrimbleGK,WestwoodOMR.NutritionandImmunology:Prin— ciplesandPractice[M】.USATotowa:HumanaPressInc,2000. f3]王兰芳,乐国伟,施用晖,等.日粮核苷酸对早期断奶小鼠生长 发育的影响[JI.无锡轻工大学学报,2003,22(4):18—22. [4]JyonouchiH,SunS,AbimT,eta1.Dietarynucleotidesmodulate antigen——specifictype1andtype2T—-cellresponsesinyoungc57 bl/6mice[J1.Nutrition,2000,16(6):442—446. 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