第35卷第2期2004年4月东 北 农 业 大 学 学 报
Journal of Northeas t Agricultural University 35(2):129～134
April 2004
文章编号 1005-9369(2004) 02-0216-06
动物脂肪代谢与调控
单安山, 徐奇友
(东北农业大学动物营养研究所 黑龙江 哈尔滨 150030)
摘要:动物脂肪代谢受到多种因素的调控, 碳水化合物、蛋白质、多不饱和脂肪酸和共轭亚油酸等营养因素, 生长激素、胰岛素、胰岛素样生长因子、β-肾上腺素能受体兴奋剂、腺苷及其核苷酸和肿瘤坏死因子-α等激素都对脂肪代谢产生影响。动物脂肪细胞膜免疫也对脂肪代谢产生调控作用。关 键 词:脂肪; 代谢; 调控
中图分类号:Q 547; Q493. 5 文献标识码A
消费者对膳食中脂肪的含量越来越关注, 畜牧生产者不得不生产瘦肉率更多的产品, 以满足消费者的需要。动物生长后期脂肪会迅速在体内沉积, 大量研究证实, 脂肪代谢的方向及在体内沉积的速度直接影响胴体品质。因此, 对体内脂肪代谢及调控做深入的探讨, 就显得十分必要。
2 营养因素对脂肪代谢的影响
动物体脂沉积所需要的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成(de novo sy nthesis fa tty acid ) , 而脂肪
酸的合成需要脂肪酸合成酶(FAS) 催化乙酰辅酶A 和丙二酸单酰辅酶A 来完成, 通过调控FAS 的表达可以用来控制动物体脂的沉积, 日糖碳水化合物、蛋白质及脂肪酸的种类和含量都影响动物FAS 活性和FAS 基因的表达。2. 1 碳水化合物对脂肪代谢的影响
Kim 用大鼠进行实验, 分别测定了大鼠饲喂高碳水化合物日粮、饥饿状态、禁食后再饲喂高碳水化合物3种情况下FAS m RN A 的丰度。结果发现, 饲喂高碳水化合物日粮的大鼠, 肝FAS m RN A 丰度增加3～5倍; 而饥饿显著降低FAS m RN A 的丰度, 禁食后再饲喂高碳水化合物, FAS m RN A 丰度比禁食组增加20～30倍。Haseg awa 〔5〕等发现一种DN A 结合蛋白-葡萄糖应答元件结合蛋白(GRBP) , 它结合于脂肪酸合成酶基因的胰岛素应答元件(IRE) , 从而诱导肝FAS 基因的转录。给动物饲喂高碳水化合物, GRBP 蛋白含量增加, 而在饥饿、饲喂高脂日粮和高蛋白日粮时, GRBP 蛋白的含量降低。这些结果表明, 碳水化合物可能在转录水平提高FAS m RN A 的丰度。2. 2 蛋白质对脂肪代谢的影响
不同蛋白质来源也影响体脂的蓄积, 供给糖原性氨基酸会促进鸡体内糖的合成, 增加N ADPH 的, N 不足, 〔4〕
1 脂肪的合成与转运
脂肪细胞来源于中胚层, 大量脂肪细胞聚集在一起形成脂肪组织。胚胎期动物脂肪组织的生长发育主要是位于基质椎管的前脂肪细胞的增生, 其前脂肪细胞再发育成脂母细胞。出生后脂肪组织的生长则以脂母细胞体积增大为主, 动物仅在出生后早期有前脂肪细胞数量上的增生。不同动物脂肪合成的组织不同, 反刍动物脂肪组织是胴体脂肪合成的唯一场所, 猪脂肪组织是脂肪合成的主要场所〔1〕, 啮齿动物如兔和鼠等, 脂肪合成在肝脏和脂肪组织中, 而禽类如鸡, 肝脏是胴体脂肪酸合成的主要场所, 胴体脂肪90%在此合成。肝脏合成的脂肪被转运到其它组织利用或到脂肪组织中储存。血浆脂蛋白做为脂类的载体, 运输脂类到各个组织发挥其生理功能。在高等动物体内, 脂肪的合成和分解都是通过一系列酶促反应完成的, 并受到许多因素的影响, 而激素和日粮的影响最为关键〔3〕。
收稿日期:2003-05-20
作者简介:单安山(1958-) , 男, 博士, 东北农业大学动物科技学院院
。。
〔2〕
第2期单安山等:动物脂肪代谢与调控
〔6〕
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抑制脂肪酸的合成, 减少脂肪的蓄积。Mildner 在
猪上的实验发现, 猪日糖中蛋白含量增加会降低脂肪组织中FAS m RN A 的丰度。例如猪饲喂含24%粗蛋白的日粮, 其脂肪组织中FAS m RN A 的丰度是喂含14%粗蛋白日粮的50%(P
日粮脂肪酸对FAS 基因表达也具有抑制作用, 这种抑制作用与日粮脂肪酸的含量、脂肪酸的饱和程度、链的长短、双键位置等多种因素有关〔7, 8〕。Clarke 等研究了饱和与不饱和脂肪酸对大鼠肝脏FAS 的影响。在对FAS 的活性抑制中, 二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸比不饱和脂肪酸十八碳二烯酸有效, 而饱和脂肪酸影响不显著。脂肪酸链的双键, 特别是从甲基末端起的第一个双键的位置, 对FAS
〔10, 11〕
活性的影响具有独特的作用。Clarke 、Da na 等〔12〕研究表明, 当第一个双键位于n -3时, 对FAS 的抑制作用比n-6强, 第一个双键位于n-9时, 与饱和脂肪酸相似, 对酶的活性基本无影响。Bla rke 等研究了多不饱和脂肪酸(鱼油, PU FA) 和饱和脂肪酸对大鼠肝脏中FAS 基因表达的影响, 发现饲喂鱼油的大鼠, 肝中FAS m RN A 丰度是饲喂软脂酸甘油酯的6%, 这说明了日粮多不饱和脂肪酸是FAS m RN A 的强抑制剂。同时他还提出, PU FA 降低FAS m RN A 是FAS 基因转录受到抑制的缘故, 这种抑制作用不依赖胰岛素的作用, 也不是通过c AM P 介导完成的。他认为存在一个FAS 的调节基因, 其编码的特异性核蛋白能结合PU FA 或其他代谢产物, 这种结合作用将直接控制基因的转录。近年来随着对脂肪研究的不断深入, 共轭亚油酸(conjuga ted linoleic acid , CLA ) 日益受到重视。CLA 是一组亚油酸(lino leic acid, LA) 的几何异构体和位置异构体共轭二烯酸的统一体。发挥生物活性的CLA 的主要异构体是C9, t11-CLA 和C12, t 10-CLA 。动物研究表明, CLA 能降低动物脂肪, 防止动脉粥样硬化〔14〕, Belury 等〔15〕发现给小鼠补食CLA 能够诱导PPAR(一种过氧化物酶体增殖剂激活受体) 反应性酶的转录和表达, 从而加速了脂肪的分解和氧化。Wilso n 等〔16〕分别用含高胆固醇(HCD) 、高含量LA 和高含量CLA 食物饲喂田鼠12周。结果发现, CLA 组动物血浆总胆固醇(TC ) 、极低密度脂蛋白胆固醇(V LDL ) 和低密度脂蛋白胆固醇(LDL) 显著降低, 早期动脉粥样硬化明显减轻。〔13〕
〔9〕
烯的数目和形成速率显著少于和低于亚油酸组和胆
固醇组。
CLA 对动物降脂作用在于CLA 对脂肪代谢的影响。Leptin 是肥胖基因转录的产物, 从成熟的脂肪细胞分泌的血清Leptin 浓度与机体脂肪含量呈
〔17〕
正相关。Rahaman 等用含1%甘油酯形式CLA (TG -CLA ) 和1%的游离脂肪酸CLA (FFA -
C LA) 饲喂O LETF 大鼠4周, 结果发现血清Leptin 浓度降低42%, 肾周围脂肪、附睾脂肪、网膜、内脏脂肪组织重量降低。而且两种形式的CLA 都提高褐色脂肪组织和腓肠肌组织中肉毒碱-软脂酯转移酶(CPT ) 活性, 血清中非酯化脂肪酸和甘油三酯都下降。
1997年Dug an 等研究报道, 猪日粮中添加C LA 降低饲料采食量, 改善饲料利用率, 减少皮下脂肪, 增加瘦肉沉积。2001年Thiel -Coo peer 等研究不同CLA 添加水平对生长猪的影响。结果表明, C LA 可有效降低脂肪含量和增加眼肌面积。同时, 发现CLA 明显提高腹脂硬度, 降低肌间脂肪和皮下脂肪厚度。对于CLA 降低猪机体脂肪沉积的机制现在还不清楚, 一种解释是CLA 的添加导致猪代谢率的提高, 1999年Ostrow ska 在育肥猪日粮中添加CLA 后并未发现内脏器官的增大, 因此CLA 的添加并未使猪的代谢率提高〔18～
21〕
。
3 激素对脂肪的调控
激素对脂肪代谢调节一方面通过自身的受体介导, 另一方面又通过干扰其它激素的信号传导通路的某个环节来发挥作用。其作用既可从DN A 水平上调节相关基因的表达和m RN A 水平上调节转录物的稳定性, 也可从蛋白质水平上通过磷酸化来调节酶及相关蛋白质的活性。
3. 1 生长激素
生长激素(Gro w th Ho rmone , GH ) 由腺垂体的生长激素细胞所分泌, 是不通过靶腺而起作用的激素, 它的受体遍布全身。在促进生长和改变酮体组成方面有显著的生物学效应, 可与许多不同的调节系统协作, 使更多营养成分被用于肌肉组织中蛋白质的合成, 而较少地用于脂肪组织的增生。GH 对脂肪代谢具有双重效应, G H 的生理效应(即抗胰岛素样效应) 表现为迟发性低剂量的GH 可引起机体脂肪分解, 血液游离脂肪酸(FFA) 含量升高; 抑制葡萄糖(Glc) 氧化, 减少Glc 消耗。GH 的药理效应(即胰岛)
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-1
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胞, 促进细胞组织的酯化作用。
猪用生长激素处理后, 体脂沉积降低60%～80%, 肌肉生长增加40%～60%。体内和体外实验均表明, 用生长激素处理过的猪, 脂肪沉积减少是由于葡萄糖转运和脂肪合成明显减少的结果, 而脂肪分解相对不受影响。对PST 降低脂肪生成作用的进一步研究表明, 它是通过降低脂肪细胞对胰岛素(INS) 的敏感性, 从而降低IN S 刺激FAS 基因包括FAS 基因的表达和FAS 的活性, 从而导致受IN S 调控的葡萄糖向胞内运输和脂肪合成过程显著降低。猪脂肪合成的减少是几种FAS 含量降低的结果, 而FAS 含量降低与编码这些酶蛋白的m RN A 丰度降低有关。Mildner 和Clarke 等〔3〕在猪上用重组猪生长激素(60μg ·kg -1) 处理, 结果猪脂肪组织和肝脏中FAS m RN A 丰度都明显降低(P
kg 的生长激素, 11d 后屠宰, 结果脂肪组织中FAS 酶活性降低67%, FAS m RN A 丰度降低90%, FAS m RN A 丰度与FAS 酶活性的相关系数为0. 90, 此结果表明, 生长激素主要在FAS 基因转录或FAS m RN A 的稳定性上发挥作用。但生长激素是通过颉抗IN S 抑制FAS 基因转录从而降低FAS m RN A 丰度, 还是直接抑制FAS 基因的表达, 目前尚不十分清楚。3. 2 胰岛素
胰岛素(Insulin, INS) 是胰腺β-细胞分泌的一种多功能蛋白质激素, 其作用是通过细胞表面丰富的胰岛素受体诱导细胞DN A 合成以引起细胞分裂增殖。促进合成代谢的作用以对脂肪组织的效应最强, 且体内高水平的胰岛素还可通过IGF-I 受体介导代谢。
猪脂肪组织是重要的葡萄糖利用组织, 每日摄入的葡萄糖40%都会被脂肪组织利用。葡萄糖运输受激素调节, IN S 作为一种重要的合成代谢调节激素可改变质膜与胞内运输蛋白的分布, 刺激葡萄糖被脂肪细胞吸收作用。许多体外实验均表明IN S 有刺激葡萄糖吸收、脂肪合成和抑制脂解的作用。
IN S 会刺激动物FAS 基因在转录水平上调表达。1989年Paulauskis 等在大鼠体内实验表明, 给大鼠注射INS, 1h 后FAS m RN A 丰度增加2倍, 6h 增加到19倍并达到峰值。1994年Naima 在转染FAS 基因的3T 3-L 1的脂肪细胞中鉴定FAS 基因启动子区INS 应答元件(IRE) 时发现, FAS 基因的〔23〕
3T3-F442A 脂肪细胞中加10ng ·m L 的IN S 培
养48h , FAS m RN A 的丰度增加7倍。INS 介导FAS 基因表达是由于INS 与FAS 基因启动子区5’端-71-50位的IRE 结合, 从而激活FAS 基因转录的结果。
3. 3 β-肾上腺素能受体兴奋剂
β-肾上腺素能受体兴奋剂(β-adrenergic ago nist, β-AA) 是一类儿茶酚激素的衍生物, 它和INS 互为颉抗物。β-AA 促进三酰甘油的水解, 降低体内脂肪酸的合成, IN S 作用则相反。β-AA 使蛋白激酶A(PKA) 激活, 从而引起激素敏感脂酶(HSL) 和三酰甘油水解酶的磷酸化激活。由PKA 参与的磷酸化可对许多将葡萄糖转变为贮存三酰甘油过程中的关键反应产生短时或长时的抑制作用, 短时的β-AA 处理, 可使IN S 受体的Ser-GLU T4及乙酰Co A 羧化酶(ACC ) 磷酸化, 从而干扰IN S 信号通路, 影响葡萄糖运输及脂肪酸合成; 长时的β-AA 处理可抑制关键调控基因如GLU T4、苹果酸酶及ACC 的表达。
许多实验表明, β-肾上腺素能受体激动剂(β-AA) 促进脂肪分解, 减少脂肪合成, 达到降低脂肪沉积的本质是通过去甲肾上腺素(N E) 类似途径, 激活细胞膜β-AR , 产生多相膜电位变化, 引起细胞内
2+2+
Ca 释放(钙池) 和细胞外Ca 内流(钙通道激活) , 肌浆Ca 2+升高。过量Ca 2+负载又增加了膜的离子通
透性, 并与CaM 一起介入cAM P 酶系统。进一步激活c AM P 依赖性蛋白激酶, 后者使激素敏感脂酶磷酸化, 从而催化甘油三酯水解为甘油和脂肪酸, 脂肪又被生成酰基Co A, 再进入β-氧化和三羧酸循环氧化产热。体内激离脂肪酸(FFA) 浓度的提高可使线粒体进入解偶联呼吸状态, 底物氧化耗能增加, 最终脂肪分解代谢增强。3. 4 胰岛素样生长因子
胰岛素样生长因子(Insulin -like g row th factors , IGF ) 是胰岛素原同系肽类, 它主要在肝细胞内合成, 约占IGF 总量的90%, 其它组织细胞也能少量合成。目前已分离到IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ。二者都是单链多肽, 化学结构与胰岛素相似, 而且种属间差异很小。IGF 是一类多功能细胞增殖调控因子, 能以“自分泌”的形式刺激肝细胞自身生长, 对肝外其它组织细胞的增长调节作用则以“内分泌”和“旁分泌”的形式参与, IGF 具有对胰岛素的靶器官起经典胰岛素的效应, 促进细胞增殖、分化和分泌等基本
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肪、糖元的合成和细胞对葡萄糖的利用, 同时IGF 介导GH 发挥正常的生理功能, 调整机体的生长状态。
3. 5 腺苷及其核苷酸
在脂肪组织中, 腺苷的效应也很广泛, 它可促进葡萄糖和甘油三酯的吸收, 抑制脂解和加强IN S 的作用, 以及促进血流和抑制神经递质的释放等。1992年Va nnaai 等巧妙地在鼠脂肪细胞中发现腺苷提高葡萄糖运输能力的机制可能与腺苷受体—Gi 复合体有关。活体和离体实验表明, 腺苷可增加小鼠中脂蛋白酶活性, 降低胞质甘油的含量, 但在肝细胞中未观察到这种变化。在对脂蛋白酯酶作用机制的研究表明, 其作用可能是通过cAM P 含量降低来介导的, 而不是腺苷对该酶直接作用。在腺苷修饰IN S 对脂肪代谢的影响方面的研究表明, 腺苷增强IN S 对葡萄糖运输的调节和脂肪酸的合成, 但不影响IN S 的结合能力。腺苷的受体可调节INS 受体与其Ty r 激活部位的正确耦联。腺苷对IN S 的影响发生在IN S 结合部位的远端, 而且发生在IN S 受激酶激活时或激活之前。腺苷类似于INS, 可增加丙酮酸脱氢酶活性, 这表明腺苷和IN S 可能通过一个共同的机制发生作用, 即可降低细胞内c AM P 的含量。其作用一方面是抑制腺苷酸环化酶的活性, 另一方面是直接激活脂肪细胞中的磷酸二酯酶。
3. 6 肿瘤坏死因子-α
肿瘤坏死因子(Tumor N ecrosis Facto r -, α
TN F-α) 是人们发现的一种能调控脂肪代谢的活性蛋白质。20世纪70年代人们认识到TNF-α能够阻断肿瘤组织的血液供应, 导致肿瘤组织坏死。90年代人们认识到TN F-α处理后动物食欲下降, 体重减轻, 同时也发现该细胞因子对脂代谢的重要作用。
对脂肪组织某些基因的表达具有内源性的TN F -α调控作用。脂肪组织释放的TN F-α通过降低动物的摄食量和营养物质的吸收率, 提高动物体的产热量;
降低LPL 活性, 刺激脂解作用; 降低葡萄糖转运蛋白(GIU T 4) 基因表达量, 提高机体的胰岛素抗性, 抑制血液中葡萄糖的转运, 从而减少动物体脂肪的沉积。TN F -是一种调节机体能量平衡的反馈因子, α可以通过自身表达水平的变化, 将脂肪组织中的信息反馈给下丘脑, 下丘脑再根据这些信号, 通过交感神经和胰岛素的分泌来影响摄食、产热量和营养物
质的吸收。TN F -可作用于下丘脑的体温调节中枢α和食欲中枢, 引起动物产热和厌食; 也可通过提高脑内TNF-α也通过促进IL-1的释放来影响血液中某
些与摄食和营养吸收有关的激素, 如胰高血糖素、胰岛素的浓度, 从而对机体的摄食和吸收产生影响; TNF-α还可调节交感神经活动, 参与食欲抑制。LPL 是动物体内调节脂肪合成的一种十分重要的酶, 而LPL 的活性与脂肪中TN F -的浓度关α
系密切。Kern 等测定绝食情况下LPL 的活性发现, TNF-α的表达量与LPL 的活性成负相关; 而且体重减轻后, 脂肪组织中TN F -的浓度下降, LPL 的α活性增加到原来的41%。这表明TN F-α可能是通过降低LPL 活性来抑制肥胖的。1991年Stephens
等用TN F -处理小鼠的3T 3-L 1脂肪细胞24h α后, LPL m RN A 的含量降低70%; 20d 后恢复正常
水平。1996年Hottamisigil 等研究表明, TN F-α处理完全分化的脂肪细胞会导致GLU T 4基因转录的
下调, 从而使得GLU T 4在细胞中的含量下降。用TNF-α长期处理3T3-F442A 脂肪细胞也导致GLU T 4m RN A 表达量的下调。而GLU T 4的作用在于将血液中的葡萄糖转运到脂肪组织中并以脂肪形式沉积。因此, TN F-α浓度升高时, GLU T 4基因的表达量下调, 葡萄糖的吸收减少, 脂肪沉积量也降低。体内注射TN F -可溶性受体后, 又恢复机体对α
葡萄糖的吸收。1997年Stephens 等研究指出, 用TNF-α处理96h 后, 3T3-L1脂肪细胞的胰岛素受体(IR ) 含量降低30%; 72h 后, IRS -1水平下降50%～70%; 而IR 酪氨酸激酶的活性、IR 的自动磷酸化及IRS-I 的磷酸化均未受影响。他们也长期用
处理的3T 3-L 1脂肪细胞IR m RN A 水平TNF -α降低50%。因此他们认为TN F -主要通过影响IR α
和IRS 基因的表达、降低IR 和IRS 数量导致胰岛素抗性。TN F-α也具有明显的副作用。它在动物体
内过量表达或体外注射剂量太大, 就会引起动物的不良反应, 甚至导致动物死亡〔24〕。
综上所述, 激素对脂肪代谢的调控是一种胞外信息和胞内信息传递及其调控的过程。在该过程中伴随了能量在体内的重新分配。在这些信息传递及调控过程中, 除以上所述激素及调节物外, 尚有许多活性物参与这些过程, 如近年来发现的许多细胞因子和组织特异性因子, 它们在不同的环节中参与了直接或间接的调控作用〔25, 26〕。
4 免疫学控制
免疫学控制是改变内分泌状态较好的方式, 是,
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源激素的作用及模拟内源激素激活受体。脂肪细胞膜免疫技术就是其中之一, 这种技术的研究始于80年代末, 以从动物脂肪细胞膜(adipo cy te plasma m em bra ne, APM ) 分离得到的膜蛋白作抗原, 通过被动免疫或主动免疫来破坏脂肪细胞, 使脂肪细胞中细胞的数量减少, 限制其贮存脂肪的能力, 从而达到调控动物生长和降低体脂的目的。
4. 1 脂肪细胞膜的被动免疫
被动免疫就是给动物注射脂肪细胞膜抗体, 利用抗体去破坏动物的脂肪细胞, 使这些脂肪细胞不能再生, 结果使脂肪组织中脂肪细胞数量减少, 体积变小, 贮存脂肪的能力降低, 从而降低体内脂肪含量。抗体来源途径有多克隆抗体、单克隆抗体和重组DN A 抗体。1989年Mo line 等报道, APM 被动免疫可显著减少绵羊腰部脂肪厚度, 使胴体分离脂肪从274. 90g ·kg -1降至260. 20g ·kg -1, 并使屠宰率从492g 升至512g 胴体重/kg活重。1993年Kestine 等用APM 抗血清经腹膜内免疫可使猪前腰肉和后腰肉可分离脂肪率下降25%, 使可分离瘦肉量提高12%。1990年Panto n 等在小鼠上用APM 抗血清处理后, 不仅脂肪蓄积减少, 而且增重也有所提高。在近两个月中饲料效率提高15%～20%。1993年Kestin 等给3周龄猪的皮下脂肪组织分8个点注射抗血清, 17周后8个注射点脂肪共减少31. 20m L, 作用主要集中在注射部分, 对全身脂肪的影响较小, 而6周龄皮下注射的猪只减少7. 10m L , 另外给6周龄的仔猪腹膜内注射抗血清, 可使最后肋骨处的背膘厚度降低30%, 前后肢分离肉块中肥肉降低25%(P ≤0. 01) , 同时瘦肉增加12%。
研究发现给动物注射脂肪细胞膜多抗对动物采食、增重和饲料转化率有不利影响, 特别是在处理后期更是如此, 而注射单克隆抗体对动物几乎没有影响。1989年M olo ney 等报道给绵羊注射脂肪细胞膜抗血清, 降低了增重和饲料转化率。1991年Nassar 等也发现给绵羊的腹膜内注射多抗, 绵羊采食量减少, 饲料转化率降低, 体增重显著下降(P ≤0. 01) 。1993年Kestin 等给3周龄或6周龄猪的皮下脂肪或腹膜内注射多抗, 发现皮下注射后12h 内猪的精神不振, 皮下注射或腹膜内注射都使猪前两周的适应期内采食量显著减少, 增重显著降低, 而在此后的试验期内(17周) 对增重和饲料转化率无显著影响。1997年Declercq 给2日龄的猪按1m g ·kg -1体重注射脂肪细胞单克隆抗体, 35d 后屠宰, 发现背部, (0. 01) , 脾的重量略有增加, 心脏、肝脏的重量不受
影响, 经成分分析发现胴体、板油及肩部脂肪组织中脂类含量显著下降(P ≤0. 01) , 背最长肌中脂类的含量则不受影响。抗体是异源蛋白, 给动物注射脂肪细胞膜抗体, 一般会引起动物短时的应激反应, 同时抗体引起脂肪细胞的大量溶解, 使血液中的甘油三酯含量升高, 引起动物采食量降低, 脂肪组织贮存脂肪的能力降低, 从理论上讲, 饲料转化率应该得以改善, 但目前试验结果则相反, 可能是因为抗体注射量过大, 抗体特异性差, 易引起交叉反应, 使动物应激过大所致。4. 2 脂肪细胞膜的主动免疫
主动免疫是直接以APM 为免疫源, 引起动物对脂肪组织产生主动的免疫抑制作用。也可在APM 上藕联载体蛋白以增强其免疫原性, 但其效果远不如被动免疫。1994年Flint 报道在用处理过的大鼠脂肪细胞膜给大鼠免疫后, 其脂肪组织中脂肪细胞数量减少, 但随着时间延长, 脂肪细胞体积补偿性增大, 降低了对脂肪组织的整体效果。用绵羊进行两个试验, 一个未能产生显著影响, 另一个降低了脂肪组织的重量, 但也降低体增重和瘦肉的重量。用脂肪细胞膜给猪免疫, 猪背膘厚度明显降低, 前肢分离肉块中的脂肪减少, 效果未达显著水平, 且明显比被动免疫的效果小。主动免疫后的抗体指数明显较低。与被动免疫相比, 主动免疫操作更加简单, 但效果较差, 如何改善其免疫效果有待于进一步研究
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Animal lipid metabolism and regulation
S HAN An -shan , X U Qi -y ou
(Animal Nutrition Ins titute, Northeas t Agricultural University, Harbin Heilongj iang 150030, PRC)
Abstract :Animal lipid m etabo lism is regulated by many factors, such as nutritio nal facto rs ca rbo nate,
, all influence the lipid metabo lism . pro tein , PU FA and CLA , hormo ne factors GH , IN S , IGF and TN F -αIm munization by APM ca n reg ula te the lipid m etabo lism too.
Key words :lipid ; metabo lism ; regulatio n
:
第35卷第2期2004年4月东 北 农 业 大 学 学 报
Journal of Northeas t Agricultural University 35(2):129～134
April 2004
文章编号 1005-9369(2004) 02-0216-06
动物脂肪代谢与调控
单安山, 徐奇友
(东北农业大学动物营养研究所 黑龙江 哈尔滨 150030)
摘要:动物脂肪代谢受到多种因素的调控, 碳水化合物、蛋白质、多不饱和脂肪酸和共轭亚油酸等营养因素, 生长激素、胰岛素、胰岛素样生长因子、β-肾上腺素能受体兴奋剂、腺苷及其核苷酸和肿瘤坏死因子-α等激素都对脂肪代谢产生影响。动物脂肪细胞膜免疫也对脂肪代谢产生调控作用。关 键 词:脂肪; 代谢; 调控
中图分类号:Q 547; Q493. 5 文献标识码A
消费者对膳食中脂肪的含量越来越关注, 畜牧生产者不得不生产瘦肉率更多的产品, 以满足消费者的需要。动物生长后期脂肪会迅速在体内沉积, 大量研究证实, 脂肪代谢的方向及在体内沉积的速度直接影响胴体品质。因此, 对体内脂肪代谢及调控做深入的探讨, 就显得十分必要。
2 营养因素对脂肪代谢的影响
动物体脂沉积所需要的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成(de novo sy nthesis fa tty acid ) , 而脂肪
酸的合成需要脂肪酸合成酶(FAS) 催化乙酰辅酶A 和丙二酸单酰辅酶A 来完成, 通过调控FAS 的表达可以用来控制动物体脂的沉积, 日糖碳水化合物、蛋白质及脂肪酸的种类和含量都影响动物FAS 活性和FAS 基因的表达。2. 1 碳水化合物对脂肪代谢的影响
Kim 用大鼠进行实验, 分别测定了大鼠饲喂高碳水化合物日粮、饥饿状态、禁食后再饲喂高碳水化合物3种情况下FAS m RN A 的丰度。结果发现, 饲喂高碳水化合物日粮的大鼠, 肝FAS m RN A 丰度增加3～5倍; 而饥饿显著降低FAS m RN A 的丰度, 禁食后再饲喂高碳水化合物, FAS m RN A 丰度比禁食组增加20～30倍。Haseg awa 〔5〕等发现一种DN A 结合蛋白-葡萄糖应答元件结合蛋白(GRBP) , 它结合于脂肪酸合成酶基因的胰岛素应答元件(IRE) , 从而诱导肝FAS 基因的转录。给动物饲喂高碳水化合物, GRBP 蛋白含量增加, 而在饥饿、饲喂高脂日粮和高蛋白日粮时, GRBP 蛋白的含量降低。这些结果表明, 碳水化合物可能在转录水平提高FAS m RN A 的丰度。2. 2 蛋白质对脂肪代谢的影响
不同蛋白质来源也影响体脂的蓄积, 供给糖原性氨基酸会促进鸡体内糖的合成, 增加N ADPH 的, N 不足, 〔4〕
1 脂肪的合成与转运
脂肪细胞来源于中胚层, 大量脂肪细胞聚集在一起形成脂肪组织。胚胎期动物脂肪组织的生长发育主要是位于基质椎管的前脂肪细胞的增生, 其前脂肪细胞再发育成脂母细胞。出生后脂肪组织的生长则以脂母细胞体积增大为主, 动物仅在出生后早期有前脂肪细胞数量上的增生。不同动物脂肪合成的组织不同, 反刍动物脂肪组织是胴体脂肪合成的唯一场所, 猪脂肪组织是脂肪合成的主要场所〔1〕, 啮齿动物如兔和鼠等, 脂肪合成在肝脏和脂肪组织中, 而禽类如鸡, 肝脏是胴体脂肪酸合成的主要场所, 胴体脂肪90%在此合成。肝脏合成的脂肪被转运到其它组织利用或到脂肪组织中储存。血浆脂蛋白做为脂类的载体, 运输脂类到各个组织发挥其生理功能。在高等动物体内, 脂肪的合成和分解都是通过一系列酶促反应完成的, 并受到许多因素的影响, 而激素和日粮的影响最为关键〔3〕。
收稿日期:2003-05-20
作者简介:单安山(1958-) , 男, 博士, 东北农业大学动物科技学院院
。。
〔2〕
第2期单安山等:动物脂肪代谢与调控
〔6〕
·217·
抑制脂肪酸的合成, 减少脂肪的蓄积。Mildner 在
猪上的实验发现, 猪日糖中蛋白含量增加会降低脂肪组织中FAS m RN A 的丰度。例如猪饲喂含24%粗蛋白的日粮, 其脂肪组织中FAS m RN A 的丰度是喂含14%粗蛋白日粮的50%(P
日粮脂肪酸对FAS 基因表达也具有抑制作用, 这种抑制作用与日粮脂肪酸的含量、脂肪酸的饱和程度、链的长短、双键位置等多种因素有关〔7, 8〕。Clarke 等研究了饱和与不饱和脂肪酸对大鼠肝脏FAS 的影响。在对FAS 的活性抑制中, 二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸比不饱和脂肪酸十八碳二烯酸有效, 而饱和脂肪酸影响不显著。脂肪酸链的双键, 特别是从甲基末端起的第一个双键的位置, 对FAS
〔10, 11〕
活性的影响具有独特的作用。Clarke 、Da na 等〔12〕研究表明, 当第一个双键位于n -3时, 对FAS 的抑制作用比n-6强, 第一个双键位于n-9时, 与饱和脂肪酸相似, 对酶的活性基本无影响。Bla rke 等研究了多不饱和脂肪酸(鱼油, PU FA) 和饱和脂肪酸对大鼠肝脏中FAS 基因表达的影响, 发现饲喂鱼油的大鼠, 肝中FAS m RN A 丰度是饲喂软脂酸甘油酯的6%, 这说明了日粮多不饱和脂肪酸是FAS m RN A 的强抑制剂。同时他还提出, PU FA 降低FAS m RN A 是FAS 基因转录受到抑制的缘故, 这种抑制作用不依赖胰岛素的作用, 也不是通过c AM P 介导完成的。他认为存在一个FAS 的调节基因, 其编码的特异性核蛋白能结合PU FA 或其他代谢产物, 这种结合作用将直接控制基因的转录。近年来随着对脂肪研究的不断深入, 共轭亚油酸(conjuga ted linoleic acid , CLA ) 日益受到重视。CLA 是一组亚油酸(lino leic acid, LA) 的几何异构体和位置异构体共轭二烯酸的统一体。发挥生物活性的CLA 的主要异构体是C9, t11-CLA 和C12, t 10-CLA 。动物研究表明, CLA 能降低动物脂肪, 防止动脉粥样硬化〔14〕, Belury 等〔15〕发现给小鼠补食CLA 能够诱导PPAR(一种过氧化物酶体增殖剂激活受体) 反应性酶的转录和表达, 从而加速了脂肪的分解和氧化。Wilso n 等〔16〕分别用含高胆固醇(HCD) 、高含量LA 和高含量CLA 食物饲喂田鼠12周。结果发现, CLA 组动物血浆总胆固醇(TC ) 、极低密度脂蛋白胆固醇(V LDL ) 和低密度脂蛋白胆固醇(LDL) 显著降低, 早期动脉粥样硬化明显减轻。〔13〕
〔9〕
烯的数目和形成速率显著少于和低于亚油酸组和胆
固醇组。
CLA 对动物降脂作用在于CLA 对脂肪代谢的影响。Leptin 是肥胖基因转录的产物, 从成熟的脂肪细胞分泌的血清Leptin 浓度与机体脂肪含量呈
〔17〕
正相关。Rahaman 等用含1%甘油酯形式CLA (TG -CLA ) 和1%的游离脂肪酸CLA (FFA -
C LA) 饲喂O LETF 大鼠4周, 结果发现血清Leptin 浓度降低42%, 肾周围脂肪、附睾脂肪、网膜、内脏脂肪组织重量降低。而且两种形式的CLA 都提高褐色脂肪组织和腓肠肌组织中肉毒碱-软脂酯转移酶(CPT ) 活性, 血清中非酯化脂肪酸和甘油三酯都下降。
1997年Dug an 等研究报道, 猪日粮中添加C LA 降低饲料采食量, 改善饲料利用率, 减少皮下脂肪, 增加瘦肉沉积。2001年Thiel -Coo peer 等研究不同CLA 添加水平对生长猪的影响。结果表明, C LA 可有效降低脂肪含量和增加眼肌面积。同时, 发现CLA 明显提高腹脂硬度, 降低肌间脂肪和皮下脂肪厚度。对于CLA 降低猪机体脂肪沉积的机制现在还不清楚, 一种解释是CLA 的添加导致猪代谢率的提高, 1999年Ostrow ska 在育肥猪日粮中添加CLA 后并未发现内脏器官的增大, 因此CLA 的添加并未使猪的代谢率提高〔18～
21〕
。
3 激素对脂肪的调控
激素对脂肪代谢调节一方面通过自身的受体介导, 另一方面又通过干扰其它激素的信号传导通路的某个环节来发挥作用。其作用既可从DN A 水平上调节相关基因的表达和m RN A 水平上调节转录物的稳定性, 也可从蛋白质水平上通过磷酸化来调节酶及相关蛋白质的活性。
3. 1 生长激素
生长激素(Gro w th Ho rmone , GH ) 由腺垂体的生长激素细胞所分泌, 是不通过靶腺而起作用的激素, 它的受体遍布全身。在促进生长和改变酮体组成方面有显著的生物学效应, 可与许多不同的调节系统协作, 使更多营养成分被用于肌肉组织中蛋白质的合成, 而较少地用于脂肪组织的增生。GH 对脂肪代谢具有双重效应, G H 的生理效应(即抗胰岛素样效应) 表现为迟发性低剂量的GH 可引起机体脂肪分解, 血液游离脂肪酸(FFA) 含量升高; 抑制葡萄糖(Glc) 氧化, 减少Glc 消耗。GH 的药理效应(即胰岛)
·218·
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-1
第35卷
胞, 促进细胞组织的酯化作用。
猪用生长激素处理后, 体脂沉积降低60%～80%, 肌肉生长增加40%～60%。体内和体外实验均表明, 用生长激素处理过的猪, 脂肪沉积减少是由于葡萄糖转运和脂肪合成明显减少的结果, 而脂肪分解相对不受影响。对PST 降低脂肪生成作用的进一步研究表明, 它是通过降低脂肪细胞对胰岛素(INS) 的敏感性, 从而降低IN S 刺激FAS 基因包括FAS 基因的表达和FAS 的活性, 从而导致受IN S 调控的葡萄糖向胞内运输和脂肪合成过程显著降低。猪脂肪合成的减少是几种FAS 含量降低的结果, 而FAS 含量降低与编码这些酶蛋白的m RN A 丰度降低有关。Mildner 和Clarke 等〔3〕在猪上用重组猪生长激素(60μg ·kg -1) 处理, 结果猪脂肪组织和肝脏中FAS m RN A 丰度都明显降低(P
kg 的生长激素, 11d 后屠宰, 结果脂肪组织中FAS 酶活性降低67%, FAS m RN A 丰度降低90%, FAS m RN A 丰度与FAS 酶活性的相关系数为0. 90, 此结果表明, 生长激素主要在FAS 基因转录或FAS m RN A 的稳定性上发挥作用。但生长激素是通过颉抗IN S 抑制FAS 基因转录从而降低FAS m RN A 丰度, 还是直接抑制FAS 基因的表达, 目前尚不十分清楚。3. 2 胰岛素
胰岛素(Insulin, INS) 是胰腺β-细胞分泌的一种多功能蛋白质激素, 其作用是通过细胞表面丰富的胰岛素受体诱导细胞DN A 合成以引起细胞分裂增殖。促进合成代谢的作用以对脂肪组织的效应最强, 且体内高水平的胰岛素还可通过IGF-I 受体介导代谢。
猪脂肪组织是重要的葡萄糖利用组织, 每日摄入的葡萄糖40%都会被脂肪组织利用。葡萄糖运输受激素调节, IN S 作为一种重要的合成代谢调节激素可改变质膜与胞内运输蛋白的分布, 刺激葡萄糖被脂肪细胞吸收作用。许多体外实验均表明IN S 有刺激葡萄糖吸收、脂肪合成和抑制脂解的作用。
IN S 会刺激动物FAS 基因在转录水平上调表达。1989年Paulauskis 等在大鼠体内实验表明, 给大鼠注射INS, 1h 后FAS m RN A 丰度增加2倍, 6h 增加到19倍并达到峰值。1994年Naima 在转染FAS 基因的3T 3-L 1的脂肪细胞中鉴定FAS 基因启动子区INS 应答元件(IRE) 时发现, FAS 基因的〔23〕
3T3-F442A 脂肪细胞中加10ng ·m L 的IN S 培
养48h , FAS m RN A 的丰度增加7倍。INS 介导FAS 基因表达是由于INS 与FAS 基因启动子区5’端-71-50位的IRE 结合, 从而激活FAS 基因转录的结果。
3. 3 β-肾上腺素能受体兴奋剂
β-肾上腺素能受体兴奋剂(β-adrenergic ago nist, β-AA) 是一类儿茶酚激素的衍生物, 它和INS 互为颉抗物。β-AA 促进三酰甘油的水解, 降低体内脂肪酸的合成, IN S 作用则相反。β-AA 使蛋白激酶A(PKA) 激活, 从而引起激素敏感脂酶(HSL) 和三酰甘油水解酶的磷酸化激活。由PKA 参与的磷酸化可对许多将葡萄糖转变为贮存三酰甘油过程中的关键反应产生短时或长时的抑制作用, 短时的β-AA 处理, 可使IN S 受体的Ser-GLU T4及乙酰Co A 羧化酶(ACC ) 磷酸化, 从而干扰IN S 信号通路, 影响葡萄糖运输及脂肪酸合成; 长时的β-AA 处理可抑制关键调控基因如GLU T4、苹果酸酶及ACC 的表达。
许多实验表明, β-肾上腺素能受体激动剂(β-AA) 促进脂肪分解, 减少脂肪合成, 达到降低脂肪沉积的本质是通过去甲肾上腺素(N E) 类似途径, 激活细胞膜β-AR , 产生多相膜电位变化, 引起细胞内
2+2+
Ca 释放(钙池) 和细胞外Ca 内流(钙通道激活) , 肌浆Ca 2+升高。过量Ca 2+负载又增加了膜的离子通
透性, 并与CaM 一起介入cAM P 酶系统。进一步激活c AM P 依赖性蛋白激酶, 后者使激素敏感脂酶磷酸化, 从而催化甘油三酯水解为甘油和脂肪酸, 脂肪又被生成酰基Co A, 再进入β-氧化和三羧酸循环氧化产热。体内激离脂肪酸(FFA) 浓度的提高可使线粒体进入解偶联呼吸状态, 底物氧化耗能增加, 最终脂肪分解代谢增强。3. 4 胰岛素样生长因子
胰岛素样生长因子(Insulin -like g row th factors , IGF ) 是胰岛素原同系肽类, 它主要在肝细胞内合成, 约占IGF 总量的90%, 其它组织细胞也能少量合成。目前已分离到IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ。二者都是单链多肽, 化学结构与胰岛素相似, 而且种属间差异很小。IGF 是一类多功能细胞增殖调控因子, 能以“自分泌”的形式刺激肝细胞自身生长, 对肝外其它组织细胞的增长调节作用则以“内分泌”和“旁分泌”的形式参与, IGF 具有对胰岛素的靶器官起经典胰岛素的效应, 促进细胞增殖、分化和分泌等基本
第2期单安山等:动物脂肪代谢与调控
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肪、糖元的合成和细胞对葡萄糖的利用, 同时IGF 介导GH 发挥正常的生理功能, 调整机体的生长状态。
3. 5 腺苷及其核苷酸
在脂肪组织中, 腺苷的效应也很广泛, 它可促进葡萄糖和甘油三酯的吸收, 抑制脂解和加强IN S 的作用, 以及促进血流和抑制神经递质的释放等。1992年Va nnaai 等巧妙地在鼠脂肪细胞中发现腺苷提高葡萄糖运输能力的机制可能与腺苷受体—Gi 复合体有关。活体和离体实验表明, 腺苷可增加小鼠中脂蛋白酶活性, 降低胞质甘油的含量, 但在肝细胞中未观察到这种变化。在对脂蛋白酯酶作用机制的研究表明, 其作用可能是通过cAM P 含量降低来介导的, 而不是腺苷对该酶直接作用。在腺苷修饰IN S 对脂肪代谢的影响方面的研究表明, 腺苷增强IN S 对葡萄糖运输的调节和脂肪酸的合成, 但不影响IN S 的结合能力。腺苷的受体可调节INS 受体与其Ty r 激活部位的正确耦联。腺苷对IN S 的影响发生在IN S 结合部位的远端, 而且发生在IN S 受激酶激活时或激活之前。腺苷类似于INS, 可增加丙酮酸脱氢酶活性, 这表明腺苷和IN S 可能通过一个共同的机制发生作用, 即可降低细胞内c AM P 的含量。其作用一方面是抑制腺苷酸环化酶的活性, 另一方面是直接激活脂肪细胞中的磷酸二酯酶。
3. 6 肿瘤坏死因子-α
肿瘤坏死因子(Tumor N ecrosis Facto r -, α
TN F-α) 是人们发现的一种能调控脂肪代谢的活性蛋白质。20世纪70年代人们认识到TNF-α能够阻断肿瘤组织的血液供应, 导致肿瘤组织坏死。90年代人们认识到TN F-α处理后动物食欲下降, 体重减轻, 同时也发现该细胞因子对脂代谢的重要作用。
对脂肪组织某些基因的表达具有内源性的TN F -α调控作用。脂肪组织释放的TN F-α通过降低动物的摄食量和营养物质的吸收率, 提高动物体的产热量;
降低LPL 活性, 刺激脂解作用; 降低葡萄糖转运蛋白(GIU T 4) 基因表达量, 提高机体的胰岛素抗性, 抑制血液中葡萄糖的转运, 从而减少动物体脂肪的沉积。TN F -是一种调节机体能量平衡的反馈因子, α可以通过自身表达水平的变化, 将脂肪组织中的信息反馈给下丘脑, 下丘脑再根据这些信号, 通过交感神经和胰岛素的分泌来影响摄食、产热量和营养物
质的吸收。TN F -可作用于下丘脑的体温调节中枢α和食欲中枢, 引起动物产热和厌食; 也可通过提高脑内TNF-α也通过促进IL-1的释放来影响血液中某
些与摄食和营养吸收有关的激素, 如胰高血糖素、胰岛素的浓度, 从而对机体的摄食和吸收产生影响; TNF-α还可调节交感神经活动, 参与食欲抑制。LPL 是动物体内调节脂肪合成的一种十分重要的酶, 而LPL 的活性与脂肪中TN F -的浓度关α
系密切。Kern 等测定绝食情况下LPL 的活性发现, TNF-α的表达量与LPL 的活性成负相关; 而且体重减轻后, 脂肪组织中TN F -的浓度下降, LPL 的α活性增加到原来的41%。这表明TN F-α可能是通过降低LPL 活性来抑制肥胖的。1991年Stephens
等用TN F -处理小鼠的3T 3-L 1脂肪细胞24h α后, LPL m RN A 的含量降低70%; 20d 后恢复正常
水平。1996年Hottamisigil 等研究表明, TN F-α处理完全分化的脂肪细胞会导致GLU T 4基因转录的
下调, 从而使得GLU T 4在细胞中的含量下降。用TNF-α长期处理3T3-F442A 脂肪细胞也导致GLU T 4m RN A 表达量的下调。而GLU T 4的作用在于将血液中的葡萄糖转运到脂肪组织中并以脂肪形式沉积。因此, TN F-α浓度升高时, GLU T 4基因的表达量下调, 葡萄糖的吸收减少, 脂肪沉积量也降低。体内注射TN F -可溶性受体后, 又恢复机体对α
葡萄糖的吸收。1997年Stephens 等研究指出, 用TNF-α处理96h 后, 3T3-L1脂肪细胞的胰岛素受体(IR ) 含量降低30%; 72h 后, IRS -1水平下降50%～70%; 而IR 酪氨酸激酶的活性、IR 的自动磷酸化及IRS-I 的磷酸化均未受影响。他们也长期用
处理的3T 3-L 1脂肪细胞IR m RN A 水平TNF -α降低50%。因此他们认为TN F -主要通过影响IR α
和IRS 基因的表达、降低IR 和IRS 数量导致胰岛素抗性。TN F-α也具有明显的副作用。它在动物体
内过量表达或体外注射剂量太大, 就会引起动物的不良反应, 甚至导致动物死亡〔24〕。
综上所述, 激素对脂肪代谢的调控是一种胞外信息和胞内信息传递及其调控的过程。在该过程中伴随了能量在体内的重新分配。在这些信息传递及调控过程中, 除以上所述激素及调节物外, 尚有许多活性物参与这些过程, 如近年来发现的许多细胞因子和组织特异性因子, 它们在不同的环节中参与了直接或间接的调控作用〔25, 26〕。
4 免疫学控制
免疫学控制是改变内分泌状态较好的方式, 是,
·220·
东 北 农 业 大 学 学 报第35卷
源激素的作用及模拟内源激素激活受体。脂肪细胞膜免疫技术就是其中之一, 这种技术的研究始于80年代末, 以从动物脂肪细胞膜(adipo cy te plasma m em bra ne, APM ) 分离得到的膜蛋白作抗原, 通过被动免疫或主动免疫来破坏脂肪细胞, 使脂肪细胞中细胞的数量减少, 限制其贮存脂肪的能力, 从而达到调控动物生长和降低体脂的目的。
4. 1 脂肪细胞膜的被动免疫
被动免疫就是给动物注射脂肪细胞膜抗体, 利用抗体去破坏动物的脂肪细胞, 使这些脂肪细胞不能再生, 结果使脂肪组织中脂肪细胞数量减少, 体积变小, 贮存脂肪的能力降低, 从而降低体内脂肪含量。抗体来源途径有多克隆抗体、单克隆抗体和重组DN A 抗体。1989年Mo line 等报道, APM 被动免疫可显著减少绵羊腰部脂肪厚度, 使胴体分离脂肪从274. 90g ·kg -1降至260. 20g ·kg -1, 并使屠宰率从492g 升至512g 胴体重/kg活重。1993年Kestine 等用APM 抗血清经腹膜内免疫可使猪前腰肉和后腰肉可分离脂肪率下降25%, 使可分离瘦肉量提高12%。1990年Panto n 等在小鼠上用APM 抗血清处理后, 不仅脂肪蓄积减少, 而且增重也有所提高。在近两个月中饲料效率提高15%～20%。1993年Kestin 等给3周龄猪的皮下脂肪组织分8个点注射抗血清, 17周后8个注射点脂肪共减少31. 20m L, 作用主要集中在注射部分, 对全身脂肪的影响较小, 而6周龄皮下注射的猪只减少7. 10m L , 另外给6周龄的仔猪腹膜内注射抗血清, 可使最后肋骨处的背膘厚度降低30%, 前后肢分离肉块中肥肉降低25%(P ≤0. 01) , 同时瘦肉增加12%。
研究发现给动物注射脂肪细胞膜多抗对动物采食、增重和饲料转化率有不利影响, 特别是在处理后期更是如此, 而注射单克隆抗体对动物几乎没有影响。1989年M olo ney 等报道给绵羊注射脂肪细胞膜抗血清, 降低了增重和饲料转化率。1991年Nassar 等也发现给绵羊的腹膜内注射多抗, 绵羊采食量减少, 饲料转化率降低, 体增重显著下降(P ≤0. 01) 。1993年Kestin 等给3周龄或6周龄猪的皮下脂肪或腹膜内注射多抗, 发现皮下注射后12h 内猪的精神不振, 皮下注射或腹膜内注射都使猪前两周的适应期内采食量显著减少, 增重显著降低, 而在此后的试验期内(17周) 对增重和饲料转化率无显著影响。1997年Declercq 给2日龄的猪按1m g ·kg -1体重注射脂肪细胞单克隆抗体, 35d 后屠宰, 发现背部, (0. 01) , 脾的重量略有增加, 心脏、肝脏的重量不受
影响, 经成分分析发现胴体、板油及肩部脂肪组织中脂类含量显著下降(P ≤0. 01) , 背最长肌中脂类的含量则不受影响。抗体是异源蛋白, 给动物注射脂肪细胞膜抗体, 一般会引起动物短时的应激反应, 同时抗体引起脂肪细胞的大量溶解, 使血液中的甘油三酯含量升高, 引起动物采食量降低, 脂肪组织贮存脂肪的能力降低, 从理论上讲, 饲料转化率应该得以改善, 但目前试验结果则相反, 可能是因为抗体注射量过大, 抗体特异性差, 易引起交叉反应, 使动物应激过大所致。4. 2 脂肪细胞膜的主动免疫
主动免疫是直接以APM 为免疫源, 引起动物对脂肪组织产生主动的免疫抑制作用。也可在APM 上藕联载体蛋白以增强其免疫原性, 但其效果远不如被动免疫。1994年Flint 报道在用处理过的大鼠脂肪细胞膜给大鼠免疫后, 其脂肪组织中脂肪细胞数量减少, 但随着时间延长, 脂肪细胞体积补偿性增大, 降低了对脂肪组织的整体效果。用绵羊进行两个试验, 一个未能产生显著影响, 另一个降低了脂肪组织的重量, 但也降低体增重和瘦肉的重量。用脂肪细胞膜给猪免疫, 猪背膘厚度明显降低, 前肢分离肉块中的脂肪减少, 效果未达显著水平, 且明显比被动免疫的效果小。主动免疫后的抗体指数明显较低。与被动免疫相比, 主动免疫操作更加简单, 但效果较差, 如何改善其免疫效果有待于进一步研究
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Animal lipid metabolism and regulation
S HAN An -shan , X U Qi -y ou
(Animal Nutrition Ins titute, Northeas t Agricultural University, Harbin Heilongj iang 150030, PRC)
Abstract :Animal lipid m etabo lism is regulated by many factors, such as nutritio nal facto rs ca rbo nate,
, all influence the lipid metabo lism . pro tein , PU FA and CLA , hormo ne factors GH , IN S , IGF and TN F -αIm munization by APM ca n reg ula te the lipid m etabo lism too.
Key words :lipid ; metabo lism ; regulatio n
: