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畜牧人

標題: 單胃動物小肽吸收利用的研究進展轉貼 [打印本頁]

作者: yxy3208 時間: 2007-4-15 14:20
標題: 單胃動物小肽吸收利用的研究進展轉貼
近年來，肽類制品非常多，現介紹一個文章，有同行者可以對這個問題進行討論。
隨著人們對蛋白質消化吸收及其代謝規律研究的深入，蛋白質消化吸收理論不斷得到完善。早在1865年， Kollinker 和 Muller就提出蛋白質在腸道的消化最終成為游離氨基酸。現在營養學氨基酸平衡理論，便是以這個假設為基礎的。而關于小肽可能被直接吸收的假設，早在100多年前就被提及，但一直因缺乏直接證據而受到忽視。直到Newey 和 Smyth首先提出了令人信服的小肽可以被完整吸收的論據，小肽的營養和吸收才逐漸被人們所重視。在近幾十年的研究中，人們發現蛋白質在動物消化道中消化酶作用下的水解產物大部分為2或3個氨基酸殘基的小肽，它們是以完整形式被吸收并進入循環系統而被組織利用的。動物營養學家也發現，動物對飼料中各種氨基酸的利用程度并不完全受單一限制性氨基酸的影響，當動物采食按理想氨基酸模式配制的純合日糧或低蛋白氨基酸平衡的日糧時，動物并不能獲得最佳生產性能，因此,一些學者提出動物要獲得最佳生產性能，日糧中必須有一定數量的完整蛋白質和小肽的觀點。基于以上兩個發現，人們提出了小肽的營養學說。
1、小肽的概念和分類
肽是分子結構介于氨基酸和蛋白質之間的一類化合物，氨基酸是構成肽的基本基團。含氨基酸殘基超過50個的通常稱為蛋白質,低于50個氨基酸殘基的稱為肽，肽中氨基酸殘基低于10個的稱為寡肽，含2或3個氨基酸殘基的為小肽(張懷蓉等,2002)。按其所發揮的功能小肽分為兩大類:功能性小肽和營養性小肽。功能性小肽指能參與調節動物的某些生理活動或具有某些特殊作用的小肽，如抗菌肽、免疫肽抗氧化肽、激素肽、表皮生長因子等。營養性小肽是指不具有特殊生理調節功能,只為蛋白質合成提供氮架的小肽。
2、單胃動物小肽的吸收部位
小腸是小肽吸收的主要場所。單胃動物吸收肽是在腸系膜系統,由小腸黏膜上皮細胞來完成。反芻動物對小肽的吸收途徑有2種：即腸系膜系統和非腸系膜系統。其中空腸、回腸盲腸和結腸所吸收的小肽進人腸系膜系統；瘤胃、網胃、瓣胃、皺胃和十二指腸吸收的小肽進人非腸系膜系統。
3、單胃動物小肽的吸收機制
3.1 單胃動物小肽吸收的載體
小肽吸收的載體是一種以H+梯度為動力，將腸腔內的小肽和其他組織中的小肽從細胞外轉運到細胞內的一種蛋白質，它對小肽的吸收有重要作用。小肽載體的吸收能力可能是各種氨基酸載體吸收能力的總和,因此小肽的吸收載體不易飽和。小肽轉運載體主要有2種：PepT1和PepT2。PepT1主要在小腸中表達，對小肽的吸收起關鍵性作用，它能轉運2~5個氨基酸殘基的肽，但以轉運二肽的速度最快，而PepT2主要在腎中表達，對小肽起重新吸收的作用(張云華等,2003)。
3.2單胃動物小肽吸收轉運機制。
小肽的吸收機制與游離氨基酸完全不同，其吸收是逆濃度進行的，轉運系統可能有以下幾種：
3.2.1具有pH依賴性的H+/Na+交換轉運體系
這一系統其作用不消耗三磷酸腺苷(ATP)，Daniel等(1994)研究認為，小肽轉運的動力來自質子的電化學梯度，質子向細胞內轉運的動力產生于刷狀緣頂端細胞的H+、Na+互轉通道的活動，當小肽以易化擴散的形式進入細胞時，引起細胞的pH下降，Na+/H+通道被活化，H+被釋放出細胞，細胞的pH得以恢復到原始水平。當缺少H+梯度時，依靠膜外的底物濃度進行；當存在細胞外高內低的H+濃度，則以底物濃度的生電共轉運系統逆底物濃度進行轉運。Fei等(1994)用微電極測定載體PepT1在轉運Gly-Sar的前后細胞內的pH，結果發現，pH由7.22降到7.0這說明，此種跨膜轉運是與H+的跨膜轉運一起進行的，如果改變環境的pH，就會影響Gly-Sar的轉運。
3.2.2依賴氫離子濃度或鈣離子濃度的主動轉運系統
這一系統起作用需要消耗ATP，但它完全不同于腸細胞對游離氨基酸的主動轉運,是一個獨立的過程。Takww等(1985)首次證實，在氫離子濃度存在下的囊泡膜刷狀緣肽的主動加速轉運。這種轉運方式在缺氧或添加代謝抑制劑的情況下被抑制。
3.2.3
谷胱甘肽(GSH)轉運系統。
Vincerini(1989)報道，谷胱甘肽的跨膜轉運與Na+、K+、Li+、Ca2+、Mn2+的濃度梯度有關，而H+濃度無關。由于谷胱甘肽在生物膜內具有抗氧化功能，因而谷胱甘肽轉運系統可能具有特殊的生理意義。

4、單胃動物小肽的吸收特點

小肽的吸收具有轉運速度快、耗能低、載體不易飽和等優點；而游離氨基酸卻是吸收慢，載體易飽和，吸收時耗能大。小肽的吸收可避免與氨基酸吸收之間的競爭。Daniel等認為，小肽載體吸收能力可能高于各種氨基酸載體吸收能力的總和。而對豬、雞等動物的十二指腸小肽混合物灌注試驗表明小肽混合物的吸收率明顯高于氨基酸混合物。Bamba研究發現，腸腔中的小肽不僅能增加小腸刷狀緣氨基肽酶和二肽酶的活性，而且還能提高小肽載體的數量。趙昕紅等認為，向斷奶仔豬十二指腸灌注苷氨-L賴氨酸二肽溶液和此2種游離氨基酸構成的混合液，結果發現，2種灌注液都使仔豬氨基酸的吸收發生了不同程度的變化：后者明顯降低了谷氨酸、纈氨酸和組氨酸在肝門靜脈的出現量；而前者使大多數氨基酸的吸收量都比空白組和甘氨酸與賴氨酸的混合物的吸收量高。Brandsch等報道,在生理條件下，空腸中酪蛋白水解所產生的內啡肽可使A-亮氨酸進入腸壁細胞的動力學常數和最大吸收速度提高。另外，由于小肽載體的存在減少了單個氨基酸在吸收上的競爭，從而降低了氨基酸之間的頡頏作用，也可能是小肽高吸收的原因。

5、小肽的營養及生理作用

5.1 促進氨基酸的吸收,加速蛋白質的合成

游離氨基酸的吸收存在相互競爭的現象，當賴氨酸和精氨酸以游離形式存在時，兩者相互競爭吸收位點，而賴氨酸以肽的形式存在時，精氨酸對其吸收則無影響。因此，小肽吸收系統在氨基酸的吸收中有很重要的作用。
由于小肽吸收系統具有轉運快、耗能低、不易飽和等特點，而氨基酸則吸收慢、耗能高、載體易飽和。所以小肽能快速提高動靜脈的氨基酸差值，從而提高整體蛋白的合成，即當以小肽形式作為動物的氮源時，機體蛋白質的沉積率高于相應游離氨基酸的純合日糧。大量試驗證明，小肽中氨基酸殘基比相應游離氨基酸吸收更迅速、有效。通過研究不同比例小肽與游離氨基酸對雞氨基酸吸收的影響，發現小肽比例的增加能夠顯著地提高氨基酸的吸收速度。另外小肽可直接被胃腸道吸收進入血液循環，刺激胰島素的分泌,將血液中的葡萄糖迅速轉移到肝臟,參與肽鏈的延長，提高蛋白質的合成。Rerat等(1998)研究報道,向豬十二指腸灌注小肽后，血漿胰島素的濃度高于灌注游離氨基酸組。
除了小肽的吸收機制能促進氨基酸吸收外，小肽本身也對氨基酸及其殘基的吸收有促進作用，作為腸腔的吸收底物，小肽不僅能增加腸刷狀緣氨基肽酶和二肽酶的活性，而且能提高小肽載體的數量。被吸收進入循環系統的小肽可被水解為游離氨基酸，作為合成組織蛋白的氮源。機體中肽總量和某些肽的數量與雛雞的組織蛋白合成存在正相關。飼喂酶解酪蛋白的雛雞腸道、肝臟和胸肌組織蛋白合成率比相應氨基酸混合物提高顯著，說明小肽促進了雛雞組織蛋白的合成。高欣等用小肽制品腸膜蛋白粉替代乳豬料中的部分或全部血漿蛋白粉，能夠改善仔豬對營養物質的消化吸收，提高生產性能，降低腹瀉指數。

5.2 促進礦物質元素的吸收

小肽可促進動物對礦物元素的吸收利用，其促進作用主要來源于酪蛋白肽的水解產物，由酶解酪多聚谷蛋白獲得的肽可結合和運輸二價礦物離子。小肽的氨基酸殘基可與金屬離子螯合，可以避免腸腔中頡頏因子及其他影響因子對礦物元素的沉淀或吸附作用，直接到達小腸刷狀緣，并在吸收位點處發生水解，從而增加礦物質元素的吸收。

通過對豬、雞的試驗證明了酪蛋白磷酸肽具有促進鈣、鋅、鐵吸收的功能。如在產蛋雞日糧中添加酪蛋白肽后，血漿中鐵、鋅的含量顯著地高于對照組，并且促進了鈣的吸收利用，提高蛋殼強度。這可能是由于有些小肽具有與金屬結合的特性，從而促進了鈣、鋅、鐵等礦物質的被動轉運過程及在體內的儲存。張濱麗(2000)研究結果表明,酪蛋白磷酸肽(CPP)是含有成簇的磷酸絲氨酸的小肽，CPP在中性和堿性條件下，其中心部位與Ca、Fe、Zn等離子結合，阻止形成沉淀，使腸內溶解Ca的量大大增加，同時有效增加Ca在體內的滯留時間，該結合物在被腸壁細胞吸收后也把Ca釋放出來，從而促進Ca的吸收和利用。施用暉等(1996)報道，在蛋雞日糧中添加小肽制品后，血漿中鐵和鋅的含量顯著增高,蛋殼強度提高。李永富等(2000)對1~21日齡的乳豬分別添加小肽鐵和右旋糖苷鐵，14日齡時測血清鐵蛋白(SF)含量，其中添加小肽組高于添加右旋糖苷鐵組和對照組，這說明小肽絡合物形式的礦物離子更易被機體吸收。一些飼養試驗表明母豬飼喂小肽鐵后，母豬奶和仔豬血液中有較高的鐵含量，而有機鐵卻無此功效。

5.3 刺激消化酶的分泌和活性的提高

小肽蛋白不僅是誘導消化酶分泌的最適底物，同時又能給機體消化酶的快速合成提供完整的氮架。王恬等(2003)報道，小肽營養素能刺激仔豬斷奶后十二指腸食糜乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性。計成等(2001)也得出類似的結果，在飼料中添加小肽類物質能顯著提高胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。蔣建文等(1999)研究表明，補充Gly-Gln可緩解應激時Gln水平的下降，促進蛋白質的合成，防止腸黏膜萎縮和維持腸黏膜的正常結構和功能。

5.4 促進腸道黏膜結構和功能發育

小肽可優先作為腸黏膜上皮細胞結構和功能發育的能源底物有效促進腸黏膜組織的發育。小肽可被完整有效地吸收，從而降低了進入大腸的末消化的蛋白質量減少了大腸后段氨氣和有毒胺類的產生，對消化道起積極的保護作用,維持消化道正常的免疫功能另外一些生理活性小肽,可直接作為神經遞質、間接刺激腸道激素受體或促進酶的分泌而發揮生理調節作用,從而促進小腸發育。王恬等(2003)報道，斷奶仔豬日糧中添加小肽營養素，十二指腸、空腸、回腸的絨毛長度增加，隱窩深度減少，并且這種影響隨著小肽營養素添加量的增加而提高。劉艷豐試驗中表明小肽還能促進可溶性發酵糖和淀粉的微生物生長。（劉艷豐，小肽仔動物營養中的研究進展及其應用，中國農學通訊，2005，12，28-30）

5.5 改善飼料風味和提高飼料適口性

在蛋雞日糧中添加一定量胸腺肽可促進其生長發育。在蛋雞基礎日糧中添加飼料風味和適口性直接影響家禽的采食量，進而影響其行為和生長性能。有些小肽可刺激神經、誘發食欲、改善飼料風味，提高飼料適口性。具有不同氨基酸序列的小肽可以產生多種風味：酸、甜、苦、鮮、咸，因此可以有選擇地向飼料中添加小肽以生產所需的風味。例如阿斯巴甜等就可以作為甜味劑用于增強飼料的甜度。小肽除了本身具有風味外，還有提升或遮蔽產品的品質無負面影響，因此小肽的其他物質風味的效果，如緩沖肽能夠通過維持酸堿度來提升產品的風味；多聚谷氨酸短肽可以有效地遮蔽蛋白質水解液的苦味。

5.6生理調節作用
肽類是神經系統的重要活性物質，很多研究證明，蛋白質在消化酶作用下可以分解產生具有神經遞質作用的小肽。小肽直接作為神經遞質，間接刺激腸道受體激素或酶的分泌而發揮作用。眾多研究表明，釋放出的這些生物活性物質可以被完整的吸收進入循環系統，作為神經遞質而發揮作用。如B-酪蛋白水解生成的酪啡肽(7~10個氨基酸殘基)，其氨基酸排列順序與內源阿片肽的N-末端排列順序相似。從B-酪蛋白水解產物中進一步純化出的五肽(Tyr-Pro-Phe-Gly-Ile)和四肽(Tyr-Pro-Phe-Pro)，在體外均有阿片肽的活性。此外b—酪蛋白降解產生的某些小肽片段能夠刺激細胞DNA的合成，并能促進細胞的增殖，a—酪蛋白降解產生的某些小肽片段具有類阿片肽的功能。樂國偉等(1997)報道，小麥谷物蛋白的胃蛋白酶水解物中同樣存在阿片肽的前體，它可完整地進入血液循環作為神經遞質而發揮生理活性作用。
5.7提高動物機體的免疫能力
蛋白質尤其是乳源蛋白降解產生的肽，在機體的免疫調節中發揮著重要作用。從牛乳中分離到兩種免疫刺激肽都有刺激巨噬細胞的作用。緩激肽能夠刺激巨噬細胞的生長，促進淋巴細胞的轉移和淋巴因子的分泌，而血管緊張素—1轉化酶ACE會使緩激肽失活。酪蛋白降解產生的某些肽段能夠降低ACE的活性，從而減弱其對緩激肽活性的抑制作用，使緩激肽活性升高。
小肽還能夠加強有益菌群的繁殖,提高菌體蛋白的合成,增強抗病力。有研究結果表明，小肽能有效刺激和誘導小腸絨毛膜刷狀緣酶的活性上升,并促進動物的營養性康復。
6、影響小肽吸收的因素
6.1 小肽本身因素
小肽的性質、肽鏈長度、肽的結構、肽中氨基酸的組成和肽中氨基酸的末端等肽結構對于肽能否穿過小腸黏膜起決定性作用。
肽鏈的長度是影響肽吸收的一個因素。由于肽載體不能攝入大于三肽以上的寡肽，寡肽的氨基酸吸收略慢于小肽。
氨基酸殘基的構型與載體是影響小肽吸收的另一個重要因素。N端和C端的氨基酸組成影響小肽的吸收。賴氨酸與甘氨酸形成二肽時，賴氨酸處于N末端要比處于C末端吸收更快。而賴氨酸與谷氨酸形成二肽時，賴氨酸處于C端吸收更迅速。小肽載體也對其吸收有一定影響，它對疏水性、側鏈體積大的底物，如含支鏈氨基酸、蛋氨酸或苯丙氨酸的肽，具有較高的親和力，而對親水性、帶電荷的小肽親和力較小。
肽的氨基酸殘基組成也影響肽的吸收。當賴氨酸位于N端與組氨酸構成二肽時，要比它位于C端時吸收速度快；而當它在C端與谷氨酸構成二肽時,其吸收速度更為迅速。研究認為，二肽和三肽能完整的吸收,但三肽以上的寡肽是否能完整吸收還有爭議。有報道稱,腸道對于大于三肽的寡肽吸收慢于小肽,腸道內胰蛋白酶、肽酶對其進一步水解可能是寡肽吸收的主要限速反映。
6.2蛋白質的品質
蛋白質進入消化道后，在許多酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶、羧肽酶A、羧肽酶B、氨肽酶、二肽酶）的共同作用下水解成小肽和游離氨基酸。研究表明，小肽和游離氨基酸的釋放量及比例與蛋白質品質有關。
6.3日糧營養水平
研究發現：日糧蛋白質的限飼，使大鼠腸組織吸收酪蛋白兩種底物的能力提高。絕食15小時使大鼠對雙甘肽的吸收水平增加一倍。相反，一些研究結果發現，限飼可導致豚鼠組織吸收氨基酸和肽的能力下降。當限飼 50%和100%時，腸組織吸收甘氨酰甲基甘氨酸和L—亮氨酸的能力大幅度下降。
6.4動物生理狀態
動物在不同的生理階段，其利用寡肽的能力也不同。動物的年齡、健康狀況、生長階段等都會影響其對小肽的吸收利用。受生長激素、b—興奮劑等調節因子作用的泌乳和生長動物的氨基酸需要，由肽和氨基酸來滿足，這具有重要意義。目前認為，這些因子與代謝變化影響蛋白質的利用效率。。
7、小肽在單胃動物飼料中的應用前景
近年來，對小肽的研究取得的重大進展，使人們認識到小肽營養的必需性，其營養作用也已越來越多地被人們所重視，進一步加強小肽營養的理論研究，并著手開發和研制具有代謝優勢和生理活性的小肽制品，并應用于動物生產實踐，對于有效利用蛋白質，節約蛋白質資源、提高動物生產性能將大有裨益，同時能夠為人們提供無公害、營養全、口感好的畜禽產品也將成為未來小肽的研究方向。

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