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84農(nóng)業(yè)網(wǎng) 時(shí)間：2018-03-14 作者：佚名 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理
動(dòng)物在快速生長(zhǎng)期、應(yīng)激期和免疫妥協(xié)期時(shí)對(duì)核苷酸的需要量增加。而剛斷奶的仔豬都要經(jīng)歷這三個(gè)時(shí)期；因此，我們預(yù)計(jì)對(duì)于剛剛斷奶的仔豬而言，它們對(duì)核苷酸的需要量較高。
人類營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究表明經(jīng)腸胃外補(bǔ)充核苷酸和在嬰兒奶粉配方中添加核苷酸會(huì)提高嬰兒的腸道健康水平，促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育。相比較而言，對(duì)幼年動(dòng)物核苷酸的需要量以及其在促進(jìn)免疫系統(tǒng)和腸道發(fā)育方面的研究非常少。
這篇文章旨在綜述現(xiàn)有的核苷酸在幼畜飼養(yǎng)中的功能和作用的一些研究成果。
1、核苷酸生物化學(xué)
核苷酸是普遍存在的分子，結(jié)構(gòu)多樣。戊糖與至少一個(gè)磷酸基團(tuán)相連，然后再與氮基連接，從而形成核苷酸。這個(gè)戊糖可以是核糖，構(gòu)成核糖核酸(RNA)，也可以是2’―脫氧核糖，構(gòu)成脫氧核糖核酸(DNA)。氮基可以是嘌呤或者是嘧啶。
嘧啶是一個(gè)六環(huán)結(jié)構(gòu)，包括尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶(表1)。嘌呤除有一個(gè)六環(huán)結(jié)構(gòu)外，還含有一個(gè)五環(huán)結(jié)構(gòu)，包括腺嘌吟、鳥嘌吟和次黃嘌吟。磷酸基以單鍵、雙鍵或者三鍵形式存在，并且通常會(huì)與戊糖的C-5’，羥基發(fā)生酯化反應(yīng)(Rudolph，1994)。
沒(méi)有磷酸基時(shí)的化合物稱為核苷。多個(gè)核苷酸聚在一起，通過(guò)相鄰核糖的3’和5’位點(diǎn)形成磷酸酯鍵而組成的鏈狀物稱為多聚核苷酸或者核酸。核酸再與蛋白質(zhì)聯(lián)接在一起稱為核蛋白。
2、飼料來(lái)源
核苷酸，尤其是次黃苷5’-―磷酸(1MP)，在富含蛋白質(zhì)的飼料中含量豐富(Carver和Walker，1995)。一般來(lái)說(shuō)，含有細(xì)胞成分的飼料原料都是核苷酸的潛在來(lái)源，這里核苷酸會(huì)以核蛋白的形式存在。臟器、禽類和海產(chǎn)品都含有大量的核蛋白(Kojima，1974；Clifford和Story，1976；Barness，1994)。單細(xì)胞蛋白、面包酵母和啤酒酵母以及酵母提取物的核苷酸含量相當(dāng)高(Maloney，1998；Ingledew，1999；Tibbets，2000)。
飼料中的核苷酸濃度一般不在常規(guī)分析之列，但我們已經(jīng)知道有些飼料原料的數(shù)據(jù)(表2)。一些最常用的飼料原料中核苷酸含量相當(dāng)?shù)汀?/p>
泌乳期哺乳動(dòng)物的乳汁中核苷酸含量因動(dòng)物品種而異，并且在泌乳期不同階段大部分核苷酸的濃度也有所變化(JOjke，1963；Gil和Sanchez-Mdina，1981；Gil和Sanchez-Mdina，1982；Mateo等，2004b)。不同動(dòng)物乳汁中核苷酸濃度存在差異表明，核苷酸的需要量可能隨物種不同而有所變化，然而在這點(diǎn)上，尚無(wú)資料可循。
在應(yīng)激期或快速生長(zhǎng)期核苷酸的需要量會(huì)增加，因此，在家畜剛剛斷奶后的一段時(shí)期內(nèi)對(duì)核苷酸的需求可能增加。目前，我們實(shí)驗(yàn)室正就這一假說(shuō)開(kāi)展研究。
飼料中的核蛋白、核酸和核苷酸要經(jīng)過(guò)酶的催化水解成核苷、堿基和小量核苷酸才能被吸收。這一過(guò)程在動(dòng)物的小腸中進(jìn)行。核酸內(nèi)切酶，磷酸二酯酶和核苷磷酸化酶是這一過(guò)程中的幾個(gè)主要酶(圖2)。這些酶來(lái)源于刷狀緣上皮細(xì)胞(Makiewicz，1983；Morley等，1987)、胰腺分泌物(Weickman等，1981)和膽汁(Holdsworth和Coleman，1975)。
3代謝
十二指腸具有最大的吸收能力(Bronk和Hastewell，1987)。在正常生理?xiàng)l件下，核苷酸通過(guò)內(nèi)消化細(xì)胞膜指狀突的能力有限(Sanderson和Youping，1994)。這可能是由于缺少核苷酸的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。
核苷酸磷酸基團(tuán)所帶的高負(fù)電荷阻礙了其吸收，因此，核苷是嘌吟和嘧啶進(jìn)入腸細(xì)胞的主要載體。
核苷進(jìn)入腸細(xì)胞主要依賴于協(xié)助擴(kuò)散和專門的鈉離子依賴性載體介導(dǎo)機(jī)制(Bronk和Hastewell，1987)。這是一個(gè)相當(dāng)有效的過(guò)程，一般認(rèn)為，飼料超過(guò)90％的核苷和堿基可被腸細(xì)胞吸收(Salati等1984；Uauy，1989)。
從腸細(xì)胞出來(lái)，部分飼料代謝產(chǎn)物以及內(nèi)源核苷酸進(jìn)入肝臟的門靜脈，然后進(jìn)入肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)一步代謝。經(jīng)過(guò)肝臟，部分飼料代謝產(chǎn)物以及內(nèi)源核苷酸和核苷又釋放入循環(huán)系統(tǒng)然后進(jìn)入肌肉組織。如果這些產(chǎn)物沒(méi)有被重新用于核苷酸的生產(chǎn)或被特異組織吸收，嘌吟和嘧啶堿將被分解為尿酸、9一丙氨酸和臼一氨基異丁酸鹽(Rudolph，l…994；Carver和Walker，1995；Thorell等，1996)。
在鳥類和靈長(zhǎng)類動(dòng)物中，尿酸以尿的形式排出。而在非靈長(zhǎng)類的哺乳動(dòng)物中，尿酸經(jīng)尿酸酶作用進(jìn)一步分解為尿囊素，然后以尿的形式排出。嘧啶的分解產(chǎn)物是β―丙氨酸和β―氨基異丁酸鹽，它們將進(jìn)一步代謝形成氨、二氧化碳和乙酰輔酶A。
4核苷酸合成
如果有合適的前體物，人類以及動(dòng)物能夠重新合成核苷酸。這個(gè)過(guò)程在肝細(xì)胞中進(jìn)行，那里含有所有合成嘌吟和嘧啶的酶。以α-D-核糖-5-磷酸為底物經(jīng)過(guò)11個(gè)步驟可以合成IMP。谷氨酰胺是其中的氮源供體。甘氨酸、天冬氨酸和四氫葉酸衍生物是這個(gè)合成過(guò)程中的其他前體物質(zhì)。腺苷5’-―磷酸(AMP)和鳥苷5’-―磷酸(GMP)都是由IMP通過(guò)腺苷酸琥珀酸化和黃苷單磷酸化途徑分別合成(Rodwell，2000)。合成嘧啶的前體物是氨甲酰磷酸和天冬氨酸。
合成尿苷5’-―磷酸(UMP)需要6個(gè)步驟。UMP經(jīng)過(guò)脫磷酸化反應(yīng)后生成尿苷5’―二磷酸(UDP)，UDP再轉(zhuǎn)化為胞苷5’-―磷酸(CMP)或者胸苷5’-―磷酸(TMP)。在合成CMP和TMP的過(guò)程中需要谷氨酰胺和N5N10―亞甲-葉酸這兩種物質(zhì)(Rodwell，2000)。
從頭合成嘌吟和嘧啶核苷酸是一個(gè)代謝消耗的過(guò)程，需要大量的腺苷5’-三磷酸(ATP)來(lái)提供能量。另外，反應(yīng)中都需要谷氨酰胺。
由核苷和無(wú)機(jī)磷酸基團(tuán)合成核苷酸這一過(guò)程是通過(guò)補(bǔ)救途徑完成的。這里的核苷可能來(lái)源于日糧、這是因?yàn)榇蟛糠值娜占Z核苷酸在吸收前已經(jīng)變成了核苷。通過(guò)這個(gè)補(bǔ)救途徑，核苷酸分解形成的嘌吟和嘧啶經(jīng)磷酸核糖化過(guò)程還可以重新合成核苷酸。這種途徑可以節(jié)省能量，并且能讓那些不能從頭合成核苷酸的細(xì)胞(比如白細(xì)胞、紅細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、腸道漿細(xì)胞和淋巴細(xì)胞)保持它們自身的核苷酸池(Sanderson和YoupinS，1994)。生理作用
核糖核酸的濃度在所有細(xì)胞中都相對(duì)穩(wěn)定，而脫氧核糖核酸濃度則隨著細(xì)胞發(fā)育的階段而有所變化(Barness，1994)。核苷酸是構(gòu)成核酸(DNA和RNA)的基石，而且在機(jī)體內(nèi)還有其它生理作用，比如提供能量(即ATP和鳥苷5’-三磷酸[GTP])，充當(dāng)氧化還原反應(yīng)中的輔助因子(即FAD，NAD和NADP+)，參與生理調(diào)節(jié)(即cAMP和cGMP)，運(yùn)載中間活性物質(zhì)(即UDP―葡萄糖、CMP-唾液酸和CDP―膽堿)和酰基基團(tuán)(即CoA)。
另外，核苷酸對(duì)免疫系統(tǒng)的發(fā)育、腸道微生物區(qū)系和小腸完整性都有影響。
5.1核苷酸對(duì)免疫系統(tǒng)的影響在日糧中添加核苷酸對(duì)體液免疫和細(xì)胞免疫都有影響，但是目前還不能準(zhǔn)確闡述它的機(jī)制。日糧核苷酸促進(jìn)體內(nèi)核苷酸池的循環(huán)，它可以刺激白細(xì)胞的生成(Kulkarni等，1994；Carver和Walker，1995)。因此，在免疫系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)期間對(duì)核苷酸的需要量增加。
喂養(yǎng)核苷酸強(qiáng)化奶粉的嬰兒免疫反應(yīng)得到加強(qiáng)，表現(xiàn)為體液抗體水平升高(Fanslow等，1988；Pickering等，1995)，細(xì)胞因子生成增加(Carver等，1991)。
在老鼠日糧中添加核苷酸也取得了類似的體內(nèi)研究結(jié)果(Jyonouchi等，1993；Jyonouchi，1994)。對(duì)新出生的犢牛進(jìn)行脂多糖攻擊試驗(yàn)，在代乳日糧中添加純核苷酸與不加的相比，免疫球蛋白G(1gG)的平均值較高(Oliver等。2002)。
對(duì)斷奶仔豬進(jìn)行植物凝集素和伴刀豆球蛋白A攻擊試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加核苷酸分別可以提高淋巴細(xì)胞反應(yīng)的50％和30％(Zomborsky-Kovacs等，1998)。這些研究都說(shuō)明日糧中的核苷酸對(duì)免疫系統(tǒng)的發(fā)育、維持和提高都有一定作用。
5.2核苷酸對(duì)腸道微生物區(qū)系的影響日糧中的核苷酸能促進(jìn)腸道對(duì)鐵的吸收，影響脂蛋白和長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸的代謝，并且營(yíng)養(yǎng)腸粘膜和肝臟，降低腹瀉發(fā)生率(Cosgrove、1998；Schlimme等，2000)。
食用添加核苷酸商業(yè)配方奶的嬰兒的排泄物微生群落中優(yōu)勢(shì)菌群為雙歧桿菌(Tanaka和Mutai，1980)。而在食用未添加核苷酸商業(yè)配方奶的嬰兒的排泄物微生物區(qū)系中優(yōu)勢(shì)菌群為腸細(xì)菌(Uauy，199)。
這些研究說(shuō)明，添加核苷酸可能會(huì)對(duì)胃腸道的微生物區(qū)系產(chǎn)生正面影響，可降低胃PH值，阻止病原性微生物的繁殖，從而降低腹瀉發(fā)生率(Yu，1998)。
我們近來(lái)的研究結(jié)果認(rèn)為，對(duì)斷奶仔豬缺乏核苷酸的飼料中添加核苷，相對(duì)于飼喂未添加核苷飼料的對(duì)照組仔豬，有益菌的數(shù)量增加，而產(chǎn)氣莢膜芽孢梭菌的濃度降低(Mateo等，2004a)。
5.3核苷酸對(duì)腸發(fā)育的影響日糧中的核苷可能會(huì)促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)和成熟，表現(xiàn)為粘膜蛋白和DNA的生成量增加，小腸絨毛增長(zhǎng)以及麥芽糖酶與乳糖酶的比值提高(Uauy等1990；Carver，1994)。
日糧核苷酸還可以刺激腸細(xì)胞的分化(Sanderson和Youping，1994)。腸外添加核酸可以促進(jìn)粘膜細(xì)胞的增殖和效能，表現(xiàn)為粘膜濕重增加，蛋白質(zhì)和DNA含量提高，腸絨毛伸長(zhǎng)，隱窩深度不變，空腸粘膜匯合處更加緊密(Kishibuchi等，1997；TsujIaka等，1999)。
6是否需要?
動(dòng)物在快速生長(zhǎng)期、應(yīng)激期和免疫應(yīng)答期對(duì)核苷酸的需要增加。剛斷奶的仔豬都要經(jīng)歷這三個(gè)時(shí)期。因此，預(yù)計(jì)剛剛斷奶后的仔豬有著較高的核苷酸需要量。
核苷酸的合成中需要能量和谷氨酰胺，而剛斷奶的仔豬又經(jīng)常缺乏這兩種物質(zhì)，因此在這期間，仔豬有可能不能合成足夠的核苷酸。如果是這樣的話，剛斷奶仔豬日糧中的核苷酸可能會(huì)加快生長(zhǎng)和／或促進(jìn)健康。
在典型的斷奶仔豬日糧中，胞苷5’-―磷酸(CMP)的含量與泌乳后半期豬奶千物質(zhì)中的含量接近，但是5’AMP、5’GMP、5’IMP和5’UMP的含量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于豬奶(表3)。
假設(shè)豬奶中的核苷酸濃度代表仔豬的需要量，那么就容易總結(jié)出仔豬日糧中極有可能缺乏5種核苷酸中的4種。因此，在仔豬日糧中添加這4種核苷酸會(huì)產(chǎn)生有益的效果。
我們進(jìn)行的體內(nèi)和體外試驗(yàn)結(jié)果表明，在剛斷奶仔豬日糧中添加核苷可使產(chǎn)氣莢膜芽抱梭菌降低，而提高了嗜酸性乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量，對(duì)胃腸道微生物區(qū)系的建立有積極作用。
這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明在仔豬日糧中添加核苷可能有益腸道健康，提高生長(zhǎng)性能。
7結(jié)論
核苷酸是一紐結(jié)構(gòu)多樣的分子。它們是由戊糖與至少一個(gè)磷酸基團(tuán)相連后再與氮基連接而形成的。包含細(xì)胞成分的飼升或食物都是核苷酸的潛在來(lái)源。
核苷酸有許多生理功能，同時(shí)對(duì)胃腸道和免疫系統(tǒng)也有重要影響。幼畜吸收核酸后的確切代謝機(jī)制仍不清楚。與補(bǔ)救途徑相比，體內(nèi)從頭合成核苷酸是一個(gè)消耗性的代謝過(guò)程，且需要谷氨酰胺。
在快速生長(zhǎng)發(fā)育期、患病期、受傷期或應(yīng)激期，日糧中添加核苷酸會(huì)有益于動(dòng)物，這是因?yàn)楹塑账峥梢蕴岣呙庖呦到y(tǒng)功能，保持腸道健康，并且節(jié)約能量。
剛斷奶仔豬的日糧中缺乏核苷酸，其他幼畜的日糧可能也是如此。同時(shí)，谷氨酰胺和能量的攝入，對(duì)于機(jī)體從頭合成核苷酸來(lái)說(shuō)也很不足。對(duì)于剛斷奶的幼畜而言，一方面它們對(duì)核苷酸的需要量增加，而另一方面核苷酸以及合成核苷酸的前體物質(zhì)攝入量較低，從而出現(xiàn)核苷酸雙重不足的狀況。
需要繼續(xù)進(jìn)行更多的試驗(yàn)，以研究日糧中添加核苷酸或者核苷是否能夠幫助幼畜克服這種窘境。
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