鸡饲料中共轭亚油酸的生理作用
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鸡饲料中共轭亚油酸的生理作用
作者:杨润泉
来源:《湖南饲料》 2015年第3期
杨润泉
(湖南农业大学动物科学技术学院长沙410128)
摘要:本文旨在论述共轭亚油酸的结构、来源和生理作用,共轭亚油酸对肉鸡生产性能和
免疫的影响.共轭亚油酸对蛋鸡生产性能、抗氧化能力和蛋品质的影响,为家禽饲料中添加共
轭亚油酸的必要性提供了依据。
关键词:共轭亚油酸;生理作用;免疫;生产性能
1 共轭亚油酸的结构、来源和生理作用
1.1共轭亚油酸的结构共轭亚油酸(CLA)是一组天然存在的含共轭双键的十八碳脂肪
酸.是必需脂肪酸亚油酸的立体和位置异构体的混合物。
这些异构体的共同特征为2个双键直
接通过1个碳一碳单键连接,没有被亚甲基隔开。
其共轭双键在碳链上有多种排列方式,包括
8-10.9-11,10-12或11-13。
其中每个双键又有顺式(cis)和反式(trans)两种构型。
所以每类CLA具有四种几何构型.共有16种同分异构体。
CLA的空间结构不同,生理功能会有很大差异。
CLA所表现出来的生理功能是所有异构体各自生理功能的综合表现。
一般认为,cis-9,trans-11CLA异构体是人类和动物中最主要的异构体,是CLA的主要生物活性成分。
但是近年来的研
究表明,trans-lO,cis-12-CIA异构体在降低体脂沉积方面比cis-9,trans-llCIA异构体更具生
物学活性。
1.2共轭亚油酸的来源
CLA是食物中的天然成分,不过其含量都很低。
最早发现自草原放牧奶牛的乳脂中。
CLA也少量存在于其他动物的组织,血液和体液中。
在一些植物中也发现了CLA的存在,但是含量非
常少。
一般来说,动物产品中含有的CLA较植物油中多:在动物中,反刍动物组织中CLA的含
量要比非反刍动物组织中高。
动物体内CLA的含量受食物成分,季节变化,肠道微生物以及动
物细胞内脱氢反应的影响。
亚油酸和亚麻酸在瘤胃受到微生物作用发生异构化,也能形成CIA。
CLA的非天然来源主要通过人工合成的方法获得。
CLA可在实验室中用亚油酸通过强碱异构化处理来合成。
在食品加
工过程中.通过热异构化作用与工业处理使部分氢化,也能产生CLA异构体混合物.
1.3共轭亚油酸的生理作用
共轭亚油酸的生理作用主要包括以下几点:1)抑制癌细胞的发生、增殖和扩散。
2)作为
营养重分配剂减少机体脂肪的沉积。
3)防止动脉粥样硬化的发生。
4)调控机体的免疫机能,
防止人体n型糖尿病的发生。
2共轭亚油酸的营养生理作用
2.1共轭亚油酸抑制癌细胞的发生、生长和扩散
CLA的抗癌作用非常显著.1987年Ha等首先发表了来自于炸牛排的亚油酸衍生物(CLA)具
有抗癌活性以来,许多研究者在对小鼠、大鼠等实验动物以及对人类肿瘤细胞的研究中.都观
察到CLA具有广谱抗癌作用。
在多种癌症动物模型和体外细胞培养中.CLA对化学诱导的皮肤癌、乳腺癌、前胃癌、结肠癌等均有明显的抑制作用。
CLA的抗癌作用首先被证实是在小鼠的
皮肤癌模型中。
CLA抑制小鼠皮肤癌模型的启动阶段。
Belury等发现CLA能降低7,12-二甲基
并蒽(DMBA)诱导小鼠皮肤癌的发生。
皮肤涂上CLA能抑制DMBA诱导的皮肤癌发生;在食物中添加0.5%、1.0%和1.5%CLA同样可以抑制肿瘤发生,与对照组相比小鼠体内肿瘤数量分别减少了11.0%、25.7%和34.6%。
Ha等研究表明CLA不同异构体混合物对苯并芘(B(a)P)诱导的小鼠前胃癌有抑制作用。
2.2营养重分配剂减少机体脂肪的沉积
常磊,常晶(2010)等对母鼠乳脂合成及相关基因表达的影响进行研究分别用0%
CLA .0.5%CLA、1%CLA和1.5%CLA对四组泌乳期母鼠进行试验,随着CIA添加量的增加,试验
组母就的乳脂肪含量在逐渐下降,0.5%CLA组与对照组相比较下降约8.I%.1%CLA组比对照组
下降约12.6%,1.5%CLA组下降约29.8%,并且1.5%CLA试验组母鼠乳腺组织中脂肪酸合成酶ACC、FAS、SCD基因的表达显著下调。
CLA降低脂肪沉积的效果已得到大量试验研究的证实,但其作用机理尚未清楚。
目前学者提出的几种潜在的机制包括:通过减少脂肪前体细胞增殖和分
化来降低脂肪;通过增加脂肪的氧化,来提高能量消耗:通过促进脂肪水解,来抑制脂肪组织
合成甘油三酷:通过脂肪合成酶的基因表达来发挥降脂作用:通过降低瘦素水平,来加速脂肪
细胞凋亡等.
2.3防止动脉粥样硬化的发生
血液中LDL一胆固醇浓度高是动脉硬化的主要病因。
在动物模型上的研究表明,共轭亚油
酸能够降低血浆中LDL -胆固醇的浓度,降低心血管疾病的发生率。
Lee等(19941的研究表明.每天采食0.5g共轭亚油酸的兔子,12周后.其血浆中的总胆固醇、LDL -胆固醇和甘油三
酯浓度显著降低,LDL一胆固醇与总胆固醇或HDL一胆固醇的比例显著降低。
Gavin等(2000)报道,日粮添加共轭亚油酸降低了老鼠血浆总胆固醇和LDL一胆固醇的含量。
stangl(2000)也报道.日粮中添加3.0%共轭亚油酸能够使老鼠肝脏总胆固醇浓度下降41%,血清LDL -胆固醇浓度
显著降低。
Nav等(2003)在大白鼠日粮中添加0.5%的共轭亚油酸,饲喂6周后,发现共轭亚油
酸降低了血清总胆固醇浓度。
尤其是LDL-胆固醇浓度。
但对血清甘油三酯浓度没有产生影响。
2.4调控机体的免疫机能,防止人体n型糖尿病的发生
CLA与糖尿病PPARγ通过增加胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗,调节血糖。
胰岛素抵抗是
Ⅱ型糖尿病典型特征,可致机体细胞无法对胰岛素做出反应,降低胰岛素的作用效果,致机体
无法正常代谢血液中的葡萄糖.使其含量迅速升高.引发糖尿病。
研究表明,作为PPARγ高亲和力配体.CLA可通过激活PPARγ来提高动物(人)体对胰岛素的敏感性,促进血糖的分解和
利用,从而降低血糖。
3共轭亚油酸对肉鸡免疫的影响
血清总蛋白是蛋白质代谢旺盛的表现,有利于家禽的利用和降低饲料消耗.血清中的免疫
球蛋白是机体内主要参与免疫反应的蛋白质。
IgA、IgG和IgM是家禽体内3种重要的免疫球蛋白。
IgA是机体黏膜防御感染的重要因素;IgG具有抗细菌、外毒等多种活性作用,在体液免疫中最为重要,在抗癌免疫中,IgG可与淋巴细胞或巨噬细胞结合,杀肿瘤细胞;IgM具有沉淀、凝集、补体化等多种功能,是一种高效能抗体,可破坏肿瘤细胞,在抗肿瘤免疫中起重要作用,因此,血清中抗体浓度的高低在一定程度上反映机体对疾病的抵抗能力。
CLA能响哺乳动物的
免疫应答,但对抗体的产生机理还不清楚。
Sugano等在小鼠上的研究表明,小鼠饲粮中的CLA
能提高免疫器官中免疫球蛋白IgG的产生和血浆中IgG的浓度。
Yamasaki(2004)在对肉仔鸡的
试验中观察到.CLA能提高脾脏中免疫球蛋白IgG的产生,但是不影响血浆中IgG的水平。
4共轭亚油酸对蛋鸡抗氧化能力的影响
氧化应激的概念源于人类对衰老的认识,认为自由基攻击生命大分子造成机体组织损伤是
引起衰老的根本原因,也是诱导各种肿瘤疾病的重要原因。
现在通常认为氧化应激是指机体在
遭受各种刺激时,体内高活性分子如ROS产生过多,超出机体的清除能力,致氧化和抗氧化状
态失衡,造成氧化损伤。
4.1氧化应激对蛋鸡生产性能的影响
鸡蛋蛋黄干物质粗脂肪约占42%,产蛋鸡需要合成这些脂质,因此蛋鸡的脂质代谢活跃,势
必易引起脂质过氧化,造成对机体的破坏,甚至引发疾病。
因此,蛋鸡处于持续的氧化应激态时,必会影响其生产性能。
畜禽养殖生产过程中,常在饲料中添加植物油满足能量需要.其含
有的不饱和脂肪酸易引起脂质过氧化,诱导动物体产生氧化应激。
4.2 MAPK信号通路
丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated pro-tein kinases,MAPKs)是信号从细胞表面传
导到细胞核内部的重要传递者。
多种细胞生理过程,如生长、发育、分裂、死亡、细胞间的功
能同步化等均涉及MAPK信号传导通路的调节。
在哺乳动物中.MAPKs主要包括3个不同亚家族:胞外信号调节激酶 (extracellular regulated protein kinases,ERK)、c -Jun氨基端激酶(JNK)和p38激酶(p38),三者的激活是独立f尽管有时也有交叉)信号级联反应,包括MAPK激酶(MAPKK).其作用是负责MAPKK的磷酸化和激活MAPKK(图1—3)。
MAPKs的调节作用是通过对
多种效应蛋白,特别是转录因子的磷酸化实现,转录因子可调节下游基因的表达。
如当细胞受
到外界刺激时,胞内GSH含量下降、活化MAPK,同时超氧阴离子浓度升高,使得核转录因子
Nrf2与Keapl蛋白解偶联,这样活化的MAPK使游离的Nrf2磷酸化,接着转入到细胞核内与小Maf蛋白结合,调控下游Ⅱ相酶及抗氧化酶的基因表达。
ERK通路通常与调节细胞增殖和分化有关,JNK和p38通路与应激关系紧密。
因其激活通常是协同模式,故JNK和p38常被归为一组,被称为应激一激活蛋白激酶(SAPK)。
机体氧化损伤时,ERK、JNK和p38亚家族被激活,因此ERK、JNK和p38可能影响机体生存。
5共轭亚油酸对家禽生产的影响
5.1共轭亚油酸对肉鸡生长性能的影响选择1日龄黄羽肉鸡90只,随机分成3组,每组
设3个重复,每个重复10只鸡。
为了保持各组日粮的能量平衡,在试验组添加CLA的同时.在对照组中添加等量的食用植物油菜籽油具体见表1。
试验从1日龄起,至49日龄结束。
由表2可见,1-21日龄时试验组与对照组相比,日增重呈上升趋势,但差异不显著
(P>0.05);各组鸡采食量的顺序为3 010 CLA组>对照组>lo/oCLA组:CLA处理组料重比略有降低,但无统计学上的差异(P>0.05),21-49日龄时1%CLA组的日增重最高,但与对照组无显著
差异(P>0.05):CLA处理组鸡的采食量略低于对照组,但差异不显著(P>0.05);料重比同样不
存在显著差异(P>0.05)。
1-49日龄时各组采食量的顺序为对照组>3%CLA组>lo/oCIA组,但各
组差异均不显著『P>0.05)。
料重比的变化趋势与采食量基本相同,CLA处理组的料重比略低于
对照组,但差异也不显著fP>0.05)。
CLA处理组鸡的日增重略高于对照组,但差异也不显著(P>0.05)。
以上结果表明CLA对黄羽肉鸡的生长性能影响不显著。
5.2共轭亚油酸对肉鸡胴体的影响
CLA可影响脂肪中的脂肪酸组分和改善脂肪硬度且不会增加动物的脂肪总量。
Pailza(1997)研究表明CLA抑制脂肪沉积,提高瘦肉率。
John和Eggert (1999)CLA能提高猪的腹脂硬度。
Thiel-Cooper和Pisulewski(2001)CLA还可有效抑制猪肉冷冻储藏期间肌球蛋白的氧化,延长储藏期,增加肉色稳定性。
5.3共轭亚油酸对蛋鸡生产性能的影响大部分家禽( Shang,2004)和其他动物研究中,
添加CLA会降低动物采食量。
然而Jones等(2000)结果表明日粮中添加0.05g CLA/kg,采食量显著升高。
也有研究认为日粮中添加CLA,不影响蛋鸡生产性能。
产蛋鸡日采食量随日粮CLA
添加量的增加而显著降低.可能与其提高蛋鸡饲料效率、调节机体的能量代谢和营养再分配有关。
另一方面也可能与CIA加强蛋鸡机体对脂肪酸的氧化与利用有关,CLA可提高肉碱棕榈酰
转移酶(脂肪酸B一氧化限速酶)的活性,提高脂肪酸氧化酶mRNA的表达量,进而提高脂肪酸氧化酶酶活,加强了蛋鸡机体对脂肪酸的氧化和利用。
饲料转化效率可反映蛋鸡对饲料的利用情况,有研究表明,随日粮中CLA增加.饲料转化效率并没有任何改变。
然而.Lauridsen等(2005)研究表明CLA可显著提高饲料利用效率。
相反,Shang等(2004)提出蛋鸡饲料转化效率
随日粮CIA剂量增加而线性降低。
5.4共轭亚油酸对蛋鸡蛋品质的影响
蛋鸡上的研究表明,饲料中添加5%CLA时,每枚鸡蛋可提供CLA约0.3—l.Og.每天食入
两枚这样的CLA保健蛋即可达到抗癌、降血脂及提高免疫力等功效。
鸡蛋中CLA的含量与日粮中CLA添加量呈剂量依赖性,随日粮CLA剂量增加而升高,并于第lld可达到最大富集量,当添加量超过5%时,继续增大CLA添加量,蛋黄中CLA含量也不会增加,表明CIA并不会在鸡蛋中无限度富集。
日粮中CLA添加量与蛋黄中CLA沉积量存在线性依赖关系,随CIA剂量增加.蛋黄中CLA两种主要异构体c9,tll-CIA和tlO,c12-CLA的沉积量均显著增加,但富集量不同,c9,tll-CIA(0.06%、1.67%、2.99%和5.33%)的沉积量显著高于tl0,c12-CIA (O.Ol%、0.98%、1.73%和3.82%).与Raes等(2002)和尚秀国(2004)结果一致。
其原因可能是tl0,c12-
CLA在机体中更易被代谢或参与发挥其他生理功能而发生损耗( Park.,1999)。
关于CLA在鸡
蛋中的富集量,各国学者报道差异很大。
研究表明,饲料中添加5%CLA,每枚鸡蛋可提供CIA 310—365mg或l.Og (Du,1999);也有研究表明,日粮中添加2%CIA.每枚蛋可提供CLA约
400mg。
其原因可能与试验条件及CLA剂量有关。
7总结
共轭亚油酸的生理作用主要包括抑制癌细胞的发生、增殖和扩散,作为营养重分配剂减少
机体脂肪的沉积.防止动脉粥样硬化的发生.调控机体的免疫机能。
这些生理作用并不能提高
肉鸡、蛋鸡的生长性能和蛋鸡的蛋品质:在肉鸡饲粮中添加适量的CIA能提高肉鸡的胴体品质,在蛋鸡饲粮中添加适量的CLA能提高蛋鸡的蛋品质。