本文概述了甘菜碱、蛋氨酸和胆碱三种甲基供体的特性和共性,它们之间的代谢关系和相互替代作用。作者认为蛋氨酸、胆碱和甘菜碱这三种物质有各自不同的生理功能,在这方面三者不可相互代替,日粮中必须含有一定量的胆碱和蛋氨酸。但就甲基供体而言,三者在满足各自特有的生理功能的基础上可以互相替代。甘菜碱作为一种有效的甲基供体有显然的饲用成效。
1甘菜碱的化学结构及理化特性
甘菜碱的化学名称为1--羧基--N.N.N--三甲基氨基乙内脂。
CH3
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结构式为: CH3-N-CH2-COOH
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CH3
属于季胺碱类物质,分了量为117.15,通常含有一分子结晶水,具有两性,水溶性呈中性,白色晶体,有甘味,其沸点为273℃,极易溶于水,溶于甲醇、乙酸等,微溶于乙醚,极易潮解,在浓的强碱溶液中易分解出三甲胺,其盐酸盐则不易潮解,甘菜碱属于无毒物质。
2甘菜碱的测定方法
甘菜碱的测定有:分光光度法(AOAC,1984)和高效液相色谱法(Rajakgla,1983)。一样 认为分光光度法操作复杂,估量 时间较长,且准确性差。而高效液相色谱法只需用适当的色谱柱,如氨基酸柱(Vialle,1981),钠型阳离子交换树脂柱,以示差估量 光检测器或紫外线可变波长检测器(190 nm)检测。该方法准确,快速,再现性高,但高效液相色谱仪价格昂贵,对该法的推广有一定的限制。
3甘菜碱的生物学功能
3.1甘菜碱作为甲基供体
由于甲基是合成蛋氨酸、肉碱、肌酸、磷脂、肾上腺素,核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)等具有主要生理作用的物质所必需(Baker等, 1985;Frontien等,1994),以及甲基化反应在神经系统,免疫系统,泌尿系统和心血系统中所起的作用,人们认为生长期动物和成年动物都需要平稳的甲基供体。一样 认为动物体内自身不能合成甲基,需要食物中具有富含甲基物质,它们的分子中具有易反应的甲基,从而参与动物生理功能,这类富含甲基的物质称为“甲基供体”,易参与此反应的甲基(即有效甲基),是与氮原子或硫原子连在一起的甲基,象甘菜碱、蛋氨酸、胆碱等(Vogt,1967)。
蛋氨酸、胆碱和甘菜碱这三种物质有各自不同的生理功能,中国养猪网,在这方面三者不可相互代替,但就甲基供体而言,三者在满足各自特有的生理功能的基础上可以互相替代。但沈同(1998)报道掩饰,某些生化反应需要不同的甲基源。
蛋氨酸、胆碱和甘菜碱的共性作用是甲基供体。在动物体内蛋氨酸的合成是靠胆碱提供甲基,而胆碱本身不起甲基供体作用。胆碱必须在线粒体内氧化成甘菜碱才能发挥甲基供体的作用,而甘菜碱则再不能还原为胆碱。甘菜碱可将甲基转移给高半胱氨酸合成蛋氨酸,高半胱氨酸由蛋氨酸在体内代谢产生,天然蛋白质中几乎不含这种氨基酸,新生的高半胱氨酸可进一步接受转化而来的甲基。在上述这一循环过程中,并没有新生的蛋氨酸分子,在这一循环过程中,蛋氨酸只是简单地向前面的其它反应转移由甘菜碱提供的甲基。所以甘菜碱不能归回代替蛋氨酸合成蛋白质,但是如果胆碱或甘菜碱供应不足,转甲基循环受来 抑制,因为没有足够的甲基转移给高半胱氨酸用于蛋氨酸的合成。因此甲基将不得不由日粮中不能再生的蛋氨酸提供,从而使蛋白质的合成削弱,蛋氨酸的利用率下行。Cook(1994)认为,如果蛋氨酸供应过量而又缺乏胆碱和甘菜碱,那么大量的高半胱氨酸在体内积蓄,会产生胫骨软骨发育不良和动脉粥样硬化等症。这就说明了日粮中为什么要有足够的胆碱和甘菜碱来满足对不平稳甲基的需要。
另外,胆碱需转化为甘菜碱才能发挥甲基供体作用,而甘菜碱又不能还原为胆碱。有试验显示,甘菜碱作为动物体内普通存在的中间代谢物,是由胆碱在肝脏黄素蛋白酶氧化下形成的,此反应需VB12的参与,同时容易被镍、钴、铁盐抑制,在核黄素缺乏及有球虫的存在时也会使反应受来 抑制,影响胆碱效能的发挥。甘菜碱直接使用就减少了由胆碱转化为甘菜碱的氧化过程,所以直接使用甘菜碱将更有效(Lowry,1978)。
从转化甲基循环的生化路径可以看出,胆碱作甲基供体时被转变成甘菜碱,但甘菜碱再不能还原成胆碱,甘菜碱起不来 胆碱其它功能的作用。此外对于雏鸡,由磷脂酰乙醇胺和由蛋氨酸提供的甲基合成的胆碱不足以满足其需要,因此雏鸡有一个甘菜碱或蛋氨酸不能满足的胆碱绝对需要量。
3.2甘菜碱与氨基酸、蛋白质的代谢
Finkelstein等(1974;1982),黄大有(1983)对人体的高半胱氨酸尿的研究中发觉,添加甘菜碱,可使肝脏中的蛋氨酸含量显然增加 。Xue等(1986)在羊和鼠饲喂甘菜碱后发觉肝脏中的蛋氨酸循环显然增强。这解释甘菜碱与蛋氨酸的代谢有着密切的关系。一方面,甘菜碱比蛋氨酸能更有效地提供活性甲基,降低了蛋氨酸在提供甲基方面的消耗,另一方面甘菜碱能提高动物肝脏中甘菜碱高半胱氨酸-S-甲基转移酶(BHMT)的总活力和比活力,促进高半胱氨酸向蛋氨酸的转化,具有净增蛋氨酸的功效。冯杰(1996),周洪松(1997)在育肥猪日粮中添加甘菜碱,结果发觉猪血清中甜氨酸和丝氨酸的含量显然升高,其因素可能是甘菜碱在转甲基后形成二甲基甜氨酸,连续 脱甲基后形成甜氨酸,丝氨酸所致。许梓荣(1997)研究掩饰,饲料中添加甘菜碱,增加 了猪背最长肌和肉鸡胸肌中RNA/DNA的比例,这就意味着蛋白质合成的增加 。汪以真(1998)报道,添加不同剂量的甘菜碱(600,1300,2000,2700mg/kg)均显然改变了雏鸡的胴体组成和肉质,胸肌率显然提高,其中以2000mg/kg组成效最好,较不添加甘菜碱组提高了16.14%(P<0.01),添加蛋氨酸组 2000mg/kg提高了5.26%(P>0.05)。
3.3甘菜碱参与脂肪代谢
Sandarson (1990),Mekinley(1990),Shette(1993),李秀波(1995)分别进行了甘菜碱与胆碱的对比试验,发觉饲喂甘菜碱的动物体内脂肪量较低,体脂分布较平均 ,肉质较松,味道可口,并且提高了幼禽产肉量3.7%。从玉艳(1999)报道,甘菜碱取代蛋氨酸和胆碱能显著降低肉仔鸡血清甜油三酯含量,增加 血清磷脂含量,腹脂率和肝脂均显著下行。冯杰(1996),马玉龙(1998),汪以真(1998)研究得出甘菜碱能显著降低动物肝脏中脂肪的含量,大幅度降低猪的胴体背膘厚度和家禽的腹脂率。研究发觉甘菜碱能显著提高蛋鸡血清中极低密度脂蛋白的含量(马玉龙,1998),促进体内磷脂的合成,而磷脂能降低小白鼠肝脏中脂肪生成酶的活力(Kadir等,1995)和甜油三酯的含量。
由此得出,甘菜碱通过促进体内磷脂的合成,一方面降低了肝脏中脂肪生成酶的活性,另一方面又促进了肝脏中脂蛋白的合成,其中极低密度脂蛋白是作来运载内源性甜油三酯的主要载脂蛋白,从而促进了肝脏中脂肪的迁移,降低了肝脏中甜油三酯的含量。甜油三酯占动物体脂大约99%,是动物体储存能量的主要形式,它的分解过程就是体脂的降解过程。血清甜油三酯的含量降低解释脂肪分解加强,并直接反应在腹脂率的降低上。从上述可以看出,甘菜碱通过促进脂肪分解和抑制脂肪的生成这两个方面降低体脂起来 抗脂肪肝的作用。
3.4甘菜碱对渗透压调剂 功能和抗球虫药疗效的影响
甘菜碱对渗透压激变有调剂 缓冲功能。当机体面临应激(如高温、腹泻、感染球虫病等)的情景下,外界渗透压发生激变,细胞自己开始生产或吸取 甘菜碱以坚持常态的渗透压平稳 ,防止水份的流失和盐类的侵略,并能提高钠钾泵的功能,有利于保护肠胃道的常态功能,从而减少应激的危害程度,保护 良好的健康状况,并减少死亡现象的发生。Hall(1995)报道,长途运输前后给牛饲以甘菜碱,可以显著降低运输中应激,牛的体重恢复加快。丁熙成等(1999)试验发觉,甘菜碱对巨型艾美耳球虫感染引起的动物电解平稳 紊乱有改善作用,对巨型艾美耳球虫裂殖体繁育 有显然的抑制作用。彭新宇等(1999)报道,感染柔嫩艾美耳球虫的肉鸡,应用含聚醚类抗生素饲料添加甘菜碱,可提高肉鸡增重和聚醚类抗生素抗球虫指数,反常 是马杜拉霉素加甘菜碱组增重最显然(相对增重率提高19%),抗球虫指数提高24.7%。可见甘菜碱是生物体细胞渗透压激变的有效缓冲物,并能和离子载体类抗球虫药一起作用保护肠道粘膜细胞,确保细胞的常态功能,提高抗球虫药疗效。
3.5 甘菜碱的诱食作用:
自20世纪70年代芬兰科学家发觉甘菜碱对水产动物具有尤其 的诱食作用之后,甘菜碱作为水产养殖业的诱食剂已得来 普遍的认识和应用。水产养殖业中投放的人工饵料尽管营养成份全面,但对于水生动物来讲仍是一种乏味的食品。鱼类摄食除视觉和触觉外,嗅觉和味觉的作用尤为重要。美、日等国的一些学者对鱼虾的研究掩饰,0.0001mol/L的甘菜碱就能引起所有鱼的味觉感受反应。Clarke(1994)报道,在淡水中甘菜碱对大马哈鱼的生长,死亡情景没有显著的影响,在海水中投喂甘菜碱的饲料对该鱼的生长有显著的提高作用。薛永瑞(1995)对鲤鱼试验掩饰,饲料中添加0.1%、0.2%、0.3%的甘菜碱比对照组分别提高产量16.5%、17.4%、21.5%。闫有利等(1994)在鲤鱼饲料中分别添加甘菜碱0.3%,甘菜碱盐酸盐粗品0.5%和精品 0.3%,其中增重率比照组分别提高49.23%、41.78%和43.84%,饵料系数分别降低24.16%、22.13%和14.13%。常志洲等(1982)在河蟹饵料中添加1.25%甘菜碱,河蟹净增重提高95.3%,成活率提高38%,可获得较快的生长速度和较高的存活率。


