【摘要】：甜菜堿,又叫三甲基甘氨酸,最初是從甜菜副產(chǎn)物中提取而來。甜菜堿具有三個(gè)活性甲基,是高效的甲基供體。在畜牧生產(chǎn)上,甜菜堿主要用于替代蛋氨酸和膽堿,節(jié)約成本。由于甜菜堿提供的甲基能促進(jìn)脂肪代謝,甜菜堿也用于改良胴體脂肪含量,提高瘦肉率。然而,甜菜堿同時(shí)還具有兩極兩性的離子特性,也是一種優(yōu)良的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)劑。由于腸道內(nèi)容物的變化,尤其是在養(yǎng)分的消化吸收過程中,腸道細(xì)胞會(huì)遭受滲透壓的變化。而腸道上皮細(xì)胞調(diào)控著水、無(wú)機(jī)離子、養(yǎng)分和生物大分子等物質(zhì)在腸道食糜和血液中的交換。因此,甜菜堿對(duì)腸道的滲透調(diào)節(jié)具有重要的生理意義和生產(chǎn)意義。本研究通過仔豬試驗(yàn),結(jié)合畜牧養(yǎng)殖實(shí)際生產(chǎn),研究甜菜堿對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、腸道消化酶活性、腸道形態(tài)、腸道屏障、腸道滲透調(diào)節(jié)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響;通過體外消化酶活性和動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),探討甜菜堿對(duì)腸道消化酶活性的保護(hù)機(jī)制;通過腸道上皮細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn),在體外研究高滲應(yīng)激對(duì)腸道上皮細(xì)胞IPEC-J2的損傷及甜菜堿對(duì)IPEC-J2細(xì)胞的滲透保護(hù)作用和機(jī)制;通過模式動(dòng)物SD大鼠試驗(yàn),進(jìn)一步研究高滲應(yīng)激條件下甜菜堿對(duì)腸道功能的影響。主要結(jié)果如下:試驗(yàn)一,甜菜堿對(duì)仔豬生長(zhǎng)和腸道功能的影響。試驗(yàn)選取150頭健康的39日齡“杜×長(zhǎng)×大”三元雜交仔豬(體重8.52±0.26kg,25日齡斷奶)。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),隨機(jī)分成3組,每組設(shè)5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10頭豬。在基礎(chǔ)日糧中分別添加0、1250和2500mg/kg甜菜堿,試驗(yàn)期30d。結(jié)果發(fā)現(xiàn),日糧中添加甜菜堿能夠增強(qiáng)仔豬腸道消化酶活性,改善腸道形態(tài),維持腸道屏障的完整性,緩解腸道應(yīng)激,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收;降低腹瀉率,提高仔豬的生長(zhǎng)性能。試驗(yàn)二,甜菜堿對(duì)體外消化酶活性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響。試驗(yàn)選用胰蛋白酶和α-淀粉酶,分別在體外模擬等滲(Tris-HCl緩沖液)和高滲(分別添加0.3mol/L、0.6mol/L和1 mol/LNaCl)環(huán)境,并在緩沖液和NaCl溶液中分別添加等濃度的甜菜堿。結(jié)果發(fā)現(xiàn),甜菜堿在體外也能增強(qiáng)消化酶的活性。酶動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),甜菜堿主要通過增強(qiáng)酶與底物的親和力來提高酶的催化效率。在高滲條件下,甜菜堿可以減輕NaCl對(duì)消化酶的抑制作用。試驗(yàn)三,甜菜堿對(duì)腸道上皮細(xì)胞IPEC-J2的滲透保護(hù)作用。分別使用等滲培養(yǎng)基(300mOsm)、等滲培養(yǎng)基(300mOsm)+甜菜堿(10mmol/L)、高滲培養(yǎng)基(600mOsm)、高滲培養(yǎng)基(600mOsm)+甜菜堿(10 mmol/L)培養(yǎng)腸道上皮細(xì)胞IPEC-J2。結(jié)果發(fā)現(xiàn),甜菜堿能夠增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞IPEC-J2的活力,節(jié)約鈉鉀泵的能量消耗,修復(fù)應(yīng)激損傷細(xì)胞,減少細(xì)胞死亡,緩解高滲應(yīng)激的不利影響。試驗(yàn)四,甜菜堿對(duì)高滲應(yīng)激SD大鼠腸道功能的影響。試驗(yàn)選取32只4周齡雄性SD大鼠(Sprague Dawley)。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),隨機(jī)分為4組,每組8只。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧(0.4%NaCl);試驗(yàn)組飼喂高鹽日糧(4.0%NaCl),并分別添加0.0%,0.5%和1.0%甜菜堿,試驗(yàn)期28d。結(jié)果發(fā)現(xiàn),甜菜堿能夠提高高滲應(yīng)激SD大鼠腸道消化酶的活性,改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu),減少抗利尿激素和皮質(zhì)醇的分泌,緩解高鹽飲食誘導(dǎo)的滲透應(yīng)激。此外,甜菜堿還能改善高滲應(yīng)激SD大鼠的腸道微生物區(qū)系,維持腸道微生態(tài)平衡。綜上所述,甜菜堿能夠增強(qiáng)仔豬腸道消化酶活性,改善腸道形態(tài),維護(hù)腸道屏障,緩解腸道應(yīng)激,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收,降低腹瀉率,改善仔豬的生長(zhǎng)。進(jìn)一步研究表明,在高滲應(yīng)激條件下,甜菜堿可以增強(qiáng)消化酶與底物的親和力,進(jìn)而增強(qiáng)酶活、提高催化效率,節(jié)約細(xì)胞鈉鉀泵的能量消耗,增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞活力,加強(qiáng)損傷細(xì)胞修復(fù),改善腸道微生物區(qū)系,維持腸道微生態(tài)平衡。
【圖文】：

甜菜堿也是許多食物的重要組成成分，甜菜堿含量較高的食物有小麥（１邋３３９逡逑ｍｇ／１００ｇ），疲菜（６４５ｍｇ／１００ｇ），甜菜（２９７ｍｇ／１００ｇ），蟲下（２１９ｍｇ／１００ｇ）等逡逑（ＺｅｉｓｅｌｅｔａＬ，邋２００３；邋Ｃｒａｉｇ，邋２００４）。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看（圖１．１），甜菜堿是甘氨逡逑酸的甲基衍生物，由甘氨酸的Ｎ原子連接三個(gè)甲基形成。在生理ｐＨ范圍內(nèi)，甜逡逑菜堿是一種兩性分子，氨基端帶正電荷，羧基端帶負(fù)電荷。因此，甜菜堿具有很逡逑高的水溶性，室溫下高達(dá)１６０ｇ／１００ｇ水。甜菜堿的其他理化性質(zhì)參見表１．１。逡逑Ｈ？：？逡逑？Ｉ？？邋產(chǎn)逡逑瞞一⑧一⑥一⑥、逡逑？丨？、⑥逡逑？⑩？逡逑？逡逑圖１．１甜菜堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)式逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｂｅｔａｉｎｅ逡逑機(jī)體內(nèi)的甜菜堿主要有兩個(gè)來源：一是來自于日糧的供應(yīng)，二是在機(jī)體肝臟逡逑細(xì)胞的線粒體中由膽堿通過兩步氧化反應(yīng)從頭合成甜菜堿。首先，，膽堿在膽堿脫逡逑氫酶（ｃｈｏｌｉｎｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ，ＣＤＨ）的作用下生成甜菜醛，然后在甜菜酸脫氧酶逡逑（ｂｅｔａｉｎｅａｌｄｅｈｙｄｅ邋ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ，ＢＡＤＨ）的作用下生成甜菜堿（Ｃｒａｉｇ，２００４）邋0逡逑然而日糧中的膽堿只有很少的部分用于合成甜菜堿（Ｓｉｌｊａｎｄｅｒ－Ｒａｓｉ邋ｅｔ邋ａｌ．

位阻的排斥力。差異掃描側(cè)熱儀顯示甜菜堿和水分子能夠達(dá)到共晶體狀態(tài)，水分逡逑子的流動(dòng)性受到甜菜堿的約束（Ｒｉｇａｎｏｅｔａｌ．，邋２０００）。甜菜堿分子內(nèi)部的正負(fù)電逡逑荷相互吸引，使結(jié)合的水分子排列在Ｎ原子和羧基之間（圖１．３）。同時(shí)由于Ｎ逡逑原子上三個(gè)甲基的空間位阻效應(yīng)，甜菜堿與水分子的結(jié)合很不穩(wěn)定，很容易被周逡逑圍其他的水分子替換。甜菜堿的水合常數(shù)為負(fù)數(shù)（ｈ邋＝邋－０．７９７），說明結(jié)合在水化逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S828.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 許梓榮,余東游;甜菜堿對(duì)斷奶仔豬消化機(jī)能的影響[J];中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào);2000年02期

本文編號(hào)：2690530