甜菜堿促進(jìn)淡水白鯧生長的機(jī)制
陸清兒， 李行先， 李忠全
(杭州市水產(chǎn)科學(xué)研究所,浙江杭州310024)
摘要：以淡水白鯧為試驗(yàn)對象,研究并探討了鹽酸甜菜堿促進(jìn)淡水白鯧生長的機(jī)制。試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽酸甜菜堿能促進(jìn)淡水白鯧生長,降低飼料系數(shù),提高飼料利用率；在生理上能提高血清中T3、胰島素及血清白蛋白的含量,極顯著降低血清中尿素氮的含量；組織切片圖顯示：甜菜堿可使小腸絨毛和微絨毛高度、密度及分布均勻度明顯提高,對肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)無不良影響。試驗(yàn)結(jié)果提示：甜菜堿使T3和胰島素分泌增加，通過神經(jīng)-內(nèi)分泌水平調(diào)控機(jī)體代謝活動,實(shí)現(xiàn)其促進(jìn)生長等功能，還使消化道形態(tài)產(chǎn)生有益的變化。
關(guān)鍵詞：淡水白鯧；生長；鹽酸甜菜堿
20世紀(jì)40年代以來，人們開始嘗試把甜菜堿用作飼料添加劑飼養(yǎng)家禽，發(fā)現(xiàn)它對動物體內(nèi)甲基代謝有顯著的營養(yǎng)調(diào)控作用[1,2]
；20世紀(jì)70年代芬蘭科學(xué)家完成了由甜菜糖中提取甜菜堿的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了甜菜堿及其鹽酸鹽在水產(chǎn)飼料上獨(dú)特的誘食作用并使之作為誘食劑在水產(chǎn)上得以應(yīng)用。近年來，歐美一些國家相繼在畜禽生產(chǎn)中進(jìn)行了大量的研究，證實(shí)了甜菜堿是動物機(jī)體內(nèi)重要的甲基供體，參與氨基酸和脂肪代謝，具有促進(jìn)生長，改善胴體組成、提高肉質(zhì)等功效[3-5]。甜菜堿及其鹽酸鹽用作水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物的飼料添加劑研究，除了在其誘食效應(yīng)方面有些較為詳盡的基礎(chǔ)研究，同時(shí)對其促生長效果有些應(yīng)用研究外[6]，對水生經(jīng)濟(jì)動物的抗脂肪肝、滲透調(diào)節(jié)及抗應(yīng)激等方面有零星報(bào)道[7-10]，但迄今就其對水生動物的促生長，改善肉質(zhì)及作用機(jī)理等方面仍缺乏系統(tǒng)的、科學(xué)的研究。
本試驗(yàn)就鹽酸甜菜堿對淡水白鯧促進(jìn)生長的機(jī)制進(jìn)行探討，以期為鹽酸甜菜堿在淡水白鯧及其他魚類和水生經(jīng)濟(jì)動物上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
l 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
鹽酸甜菜堿(純度≥97％)由浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料科學(xué)研究所提供;試驗(yàn)魚為杭州市下沙養(yǎng)殖場培育的淡水白鯧(學(xué)名短蓋巨脂鯉)魚種，平均初體重為83.14±15.36g。
試驗(yàn)飼料配方及其營養(yǎng)成分實(shí)測值見表1。
試驗(yàn)共設(shè)6組，各組在粗蛋白水平為41.03％ (以白魚粉為主要蛋白原料)的基礎(chǔ)飼料中分別添加0、0.1％ 、0.2％ 、0.4％ 、0.6％ 、0.8％的鹽酸甜菜堿。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1
養(yǎng)殖試驗(yàn)
養(yǎng)殖試驗(yàn)于1997年10月26日一12月26日在室內(nèi)循環(huán)流水過濾水族箱(100cm×50cm×50cm)中進(jìn)行，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)(即3個(gè)箱)，每箱放養(yǎng)淡水白鯧魚種11尾，計(jì)198尾。飼養(yǎng)管理方法如下：水源為用硫代硫酸鈉曝氣除氯后的自來水，在控溫、循環(huán)過濾、充氧條件下養(yǎng)殖，試驗(yàn)期間平均水溫26.5±O.5℃ 、溶解氧5.5±7.5mg/L 、pH 7.0±0.1 、 COD 9.37—13.72mg/L 、NH3-N 0.025—0.375mg/L，養(yǎng)殖期間，每周用NaHCO3和NaCL合劑進(jìn)行1次水體消毒，每天早、晚兩次吸污、換水，換水量每次每箱1/3。
適應(yīng)性馴養(yǎng)為期兩周，放養(yǎng)前，試驗(yàn)魚和水體用NaHCO3和NaCL合劑消毒。試驗(yàn)期間，每組3個(gè)重復(fù)投喂相同飼料，按魚體重的3％ 確定日投飼量(視水質(zhì)、攝食情況而定，盡量以吃完為度)，每天上午9:00，下午4:00分兩次投喂，投飼后1h吸除剩餌，烘干后稱重，每10天調(diào)整一次投飼量，每天記錄投飼量、剩餌量，觀察水質(zhì)，魚活動狀況。實(shí)驗(yàn)期為60d。
1.2.2
取樣與分析
試驗(yàn)結(jié)束后，停飼24h，從添加0、0.1％、0.2％ 、0.4％ 、0.6％和0.8％鹽酸甜菜堿6個(gè)水平組的每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)抽取9尾，每組27尾，共162尾魚，進(jìn)行稱重、采血、解剖。其余的魚稱重后供整魚分析用。
血清三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲腺原氨酸(T4)、胰島素(INS)測定采用放射免疫法在
PACKARD8500型γ一計(jì)數(shù)器上測定，試劑盒由中國同位素公司北方免疫技術(shù)研究所提供。血清常規(guī)生化指標(biāo)分析采用寧波慈城生化試劑廠的試劑盒在CHEM一5半自動生化分析儀上測定。組織切片的制作普通石蠟切片采用H—E染色法；電鏡切片制作是從活體中取肝臟和十二指腸，用戊二醛和鋨酸雙重固定，磷酸緩沖液漂洗，系列丙酮脫水，樹脂包埋，超薄切片，醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛染色，然后JEL一1200EX電鏡觀察。
1.3 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析使用SAS 6.03版(SAS Institute Inc，1988)。
2 試驗(yàn)結(jié)果
2.1 鹽酸甜菜堿對生長性能和飼料利用率的影響
鹽酸甜菜堿對淡水白鯧平均尾增重、日增重、攝食量和飼料系數(shù)的影響列于表2。
由表2可見，不同劑量的鹽酸甜菜堿均不同程度地提高了淡水白鯧的平均尾增重和日增重。0.2％添加量組，平均增重和日增重分別較對照組提高了21.89％ (P<0.01)和22.1l％ (P <0.01)；0.1％ 添加量組，分別提高了8.36％(P<0.05)和8.42％(P<0.05)；其它劑量組與對照組差異不顯著。鹽酸甜菜堿對日攝食量無明顯影響。除0.8％添加組與對照組差異不顯著外，0.2％ 、0.1％ 、0.4％和0.6％添加組分別較對照組下降了19.49％ 、12.27％ 、9.03％ 和7.58％ (P<0.01)。
2.2 鹽酸甜菜堿對血清生化指標(biāo)的影響
由圖1可見，在0.2％ 、0.1％和0.4％鹽酸甜菜堿組，淡水白鯧血清中T3含量分別提高了1O.53％(P<0.01)、9.65％ (P<0.01)和8.77％ (P<0.05)；胰島素含量分別提高了74.39％(P<0.01)、67.07％(P<0.01)及52.44％(P<0.05)；添加甜菜堿雖使T4的含量有升高趨勢，但與對照組無差異。
由表3可見，在0.1％組，淡水白鯧血清白蛋白升高了36.22％(P<0.05)，其余各組同對照組均無顯著差異；在0.1％ 、0.2％ 、0.4％、0.6％ 及0.8％ 組，血清尿素氮分別顯著下降了38.97％(P<0.01)、27.95％(P<0.05)、51.03％(P<0.01)、58.97％(P<0.01)及55.13％(P<0.01)；血清總蛋白、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶指標(biāo)無明顯差異。
2.3 鹽酸甜菜堿對組織結(jié)構(gòu)的影響
對照組和添加鹽酸甜菜堿組魚肝臟細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)正常，細(xì)胞核完整無損，細(xì)胞器分布均勻。甜菜堿有使魚肝細(xì)胞線粒體增大、增多的現(xiàn)象(圖版-1,2)。添加0.2％鹽酸甜菜堿使十二指腸絨毛高度、密度和分布均勻度均較對照組明顯改善(圖版-3,4)。進(jìn)一步對十二指腸微絨毛形態(tài)結(jié)構(gòu)透射電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)添加鹽酸甜菜堿使小腸微絨毛增高、增多，且均勻一致(圖版-5～8)。
3 討論和結(jié)論
3.1 甜菜堿對血清生化指標(biāo)的影響
試驗(yàn)組淡水白鯧血清白蛋白的升高和尿素氮的下降，表明甜菜堿具有增加體氮，減少氨基酸分解和排泄。促進(jìn)蛋白質(zhì)沉積的功能。
血清T3、T4、INS測定結(jié)果表明：添加鹽酸甜菜堿顯著提高了血清T3和胰島素水平(P<0.05)，而T4雖有提高趨勢，但與對照組無顯著差異，說明甜菜堿也對魚體神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生了影響。甲狀腺可促進(jìn)細(xì)胞分化和組織器官的發(fā)育，在神經(jīng)、肌肉和骨的正常發(fā)育中起作用，其效應(yīng)可能是由于增強(qiáng)生長激素(GH)和生長素介質(zhì)(IGF-1)的作用所引起。它對蛋白質(zhì)代謝的影響是在小劑量下可促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。T3和T4的許多生理效應(yīng)通過合成特殊蛋白或增加酶活性和含量來實(shí)現(xiàn)，即通過基因表達(dá)完成。其作用機(jī)制可概括為：甲狀腺素-核受體-增加酶的合成，即血液中游離T3和T4進(jìn)入細(xì)胞，在胞漿中T4可生成T3，而細(xì)胞核上存在其所必需的受體。它在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的效應(yīng)包括：使mRNA和RNA聚合酶增加。蛋白質(zhì)合成作用增強(qiáng)，合成新的核糖體，氨基酸的攝取量增加等，并使線粒體增大及新的線粒體的形成，且在線粒體上出現(xiàn)了受體。這些效應(yīng)與本研究中前述的RNA和RNA/DNA升高及蛋白質(zhì)合成代謝加強(qiáng)的結(jié)果相符。肝臟組織切片初步觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)：甜菜堿有使肝細(xì)胞線粒體增多和增大的現(xiàn)象，又從另一側(cè)面證實(shí)了甜菜堿能促進(jìn)機(jī)體T3、T4分泌增加。胰島素能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)分解。肌肉組織在胰島素作用下釋放氨基酸減少，細(xì)胞外液中的氨基酸加速進(jìn)入細(xì)胞，并促進(jìn)氨基酸活化與tRNA結(jié)合，同時(shí)加強(qiáng)mRNA的生成和翻譯，使肌蛋白和其他蛋白合成增加。另外，生長激素對蛋白質(zhì)合成作用需胰島素存在才能表現(xiàn)出來，表明胰島素對它們起著允許作用。本試驗(yàn)同時(shí)還發(fā)現(xiàn)甜菜堿使肝臟和肌肉RNA和RNA/DNA比率增加[11]及血清SUN下降，體氮貯留增加，蛋白質(zhì)合成加強(qiáng)等，證實(shí)了甜菜堿促進(jìn)胰島素分泌的事實(shí)?？梢姡鸩藟A也通過對神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用，調(diào)控機(jī)體代謝，從而實(shí)現(xiàn)其促進(jìn)生長等功能。
3.2 甜菜堿對消化道組織切片的影響
閻希柱等[12]報(bào)道，飼料中添加適量甜菜堿使羅非魚肝胰臟和腸道蛋白酶和淀粉酶升高，并認(rèn)為甜菜堿在魚攝食時(shí)促進(jìn)魚類的嗅覺和味覺，刺激消化液分泌，提高各種消化酶活性、加快分解消化飼料、胃腸道蠕動加強(qiáng)，攝食時(shí)間縮短，機(jī)械性消化加強(qiáng)。本研究十二指腸石蠟切片結(jié)果表明：甜菜堿使十二指腸絨毛高度、密度和分布均勻度明顯改善，進(jìn)一步對十二指腸微絨毛形態(tài)結(jié)構(gòu)透射電鏡觀察表明：甜菜堿使小腸微絨毛明顯增高，增多而且均勻一致。這些結(jié)果初步定性、定量地說明了甜菜堿對消化管形態(tài)產(chǎn)生了積極的影響，由此促進(jìn)魚對飼料的消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)換率，繼而促進(jìn)生長，這與飼養(yǎng)試驗(yàn)中魚采食時(shí)間縮短，飼料系數(shù)下降，解剖試驗(yàn)中胃重比、腸重比增高等結(jié)果一致[13]
。
3.3 結(jié)論
(1)甜菜堿可提高淡水白鯧平均尾增重、日增重，降低飼料系數(shù)；(2)甜菜堿可使淡水白鯧血清T3和胰島素升高，白蛋白含量升高，血清尿素氮極顯著降低；(3)甜菜堿可使淡水白鯧十二指腸絨毛高度、密度和分布均勻度明顯提高，對肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)無不良影響。
參考文獻(xiàn)：略
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