甜菜堿,膽堿,蛋氨酸的關(guān)系(轉(zhuǎn)帖)

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1甜菜堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化特性
   甜菜堿的化學(xué)名稱(chēng)為1--羧基--N.N.N--三甲基氨基乙內(nèi)脂。
                  CH3
                  |
   結(jié)構(gòu)式為： CH3-N-CH2-COOH
                  |
                  CH3
   屬于季胺堿類(lèi)物質(zhì)，分了量為117.15，通常含有一分子結(jié)晶水，具有兩性，水溶性呈中性，白色晶體，有甜味，其沸點(diǎn)為273℃，極易溶于水，溶于甲醇、乙酸等，微溶于乙醚，極易潮解，在濃的強(qiáng)堿溶液中易分解出三甲胺，其鹽酸鹽則不易潮解，甜菜堿屬于無(wú)毒物質(zhì)。
   2甜菜堿的測(cè)定方法
   甜菜堿的測(cè)定有：分光光度法（AOAC,1984）和高效液相色譜法（Rajakgla,1983）。一般認(rèn)為分光光度法操作復(fù)雜，分析時(shí)間較長(zhǎng)，且準(zhǔn)確性差。而高效液相色譜法只需用適當(dāng)?shù)纳V柱，如氨基酸柱（Vialle,1981），鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱，以示差分析光檢測(cè)器或紫外線可變波長(zhǎng)檢測(cè)器（190 nm）檢測(cè)。該方法準(zhǔn)確，快速，再現(xiàn)性高，但高效液相色譜儀價(jià)格昂貴，對(duì)該法的推廣有一定的限制。
   3甜菜堿的生物學(xué)功能
   3.1甜菜堿作為甲基供體
   由于甲基是合成蛋氨酸、肉堿、肌酸、磷脂、腎上腺素，核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）等具有主要生理作用的物質(zhì)所必需（Baker等, 1985;Frontien等,1994）,以及甲基化反應(yīng)在神經(jīng)系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)，泌尿系統(tǒng)和心血系統(tǒng)中所起的作用，人們認(rèn)為生長(zhǎng)期動(dòng)物和成年動(dòng)物都需要穩(wěn)定的甲基供體。一般認(rèn)為動(dòng)物體內(nèi)自身不能合成甲基，需要食物中具有富含甲基物質(zhì)，它們的分子中具有易反應(yīng)的甲基，從而參與動(dòng)物生理功能，這類(lèi)富含甲基的物質(zhì)稱(chēng)為“甲基供體”，易參與此反應(yīng)的甲基（即有效甲基），是與氮原子或硫原子連在一起的甲基，象甜菜堿、蛋氨酸、膽堿等（Vogt,1967）。
   蛋氨酸、膽堿和甜菜堿這三種物質(zhì)有各自不同的生理功能，在這方面三者不可相互代替，但就甲基供體而言，三者在滿(mǎn)足各自特有的生理功能的基礎(chǔ)上可以互相替代。但沈同（1998）報(bào)道表明，某些生化反應(yīng)需要不同的甲基源。
   蛋氨酸、膽堿和甜菜堿的共性作用是甲基供體。在動(dòng)物體內(nèi)蛋氨酸的合成是靠膽堿提供甲基，而膽堿本身不起甲基供體作用。膽堿必須在線粒體內(nèi)氧化成甜菜堿才能發(fā)揮甲基供體的作用，而甜菜堿則再不能還原為膽堿。甜菜堿可將甲基轉(zhuǎn)移給高半胱氨酸合成蛋氨酸，高半胱氨酸由蛋氨酸在體內(nèi)代謝產(chǎn)生，天然蛋白質(zhì)中幾乎不含這種氨基酸，新生的高半胱氨酸可進(jìn)一步接受轉(zhuǎn)化而來(lái)的甲基。在上述這一循環(huán)過(guò)程中，并沒(méi)有新生的蛋氨酸分子，在這一循環(huán)過(guò)程中，蛋氨酸只是簡(jiǎn)單地向前面的其它反應(yīng)轉(zhuǎn)移由甜菜堿提供的甲基。所以甜菜堿不能回來(lái)代替蛋氨酸合成蛋白質(zhì)，但是如果膽堿或甜菜堿供應(yīng)不足，轉(zhuǎn)甲基循環(huán)受到抑制，因?yàn)闆](méi)有足夠的甲基轉(zhuǎn)移給高半胱氨酸用于蛋氨酸的合成。因此甲基將不得不由日糧中不能再生的蛋氨酸提供，從而使蛋白質(zhì)的合成削弱，蛋氨酸的利用率下降。Cook（1994）認(rèn)為，如果蛋氨酸供應(yīng)過(guò)量而又缺乏膽堿和甜菜堿，那么大量的高半胱氨酸在體內(nèi)積蓄，會(huì)產(chǎn)生脛骨軟骨發(fā)育不良和動(dòng)脈粥樣硬化等癥。這就解釋了日糧中為什么要有足夠的膽堿和甜菜堿來(lái)滿(mǎn)足對(duì)不穩(wěn)定甲基的需要。
   另外，膽堿需轉(zhuǎn)化為甜菜堿才能發(fā)揮甲基供體作用，而甜菜堿又不能還原為膽堿。有試驗(yàn)顯示，甜菜堿作為動(dòng)物體內(nèi)普通存在的中間代謝物，是由膽堿在肝臟黃素蛋白酶氧化下形成的，此反應(yīng)需VB12的參與，同時(shí)容易被鎳、鈷、鐵鹽抑制，在核黃素缺乏及有球蟲(chóng)的存在時(shí)也會(huì)使反應(yīng)受到抑制，影響膽堿效能的發(fā)揮。甜菜堿直接使用就減少了由膽堿轉(zhuǎn)化為甜菜堿的氧化過(guò)程，所以直接使用甜菜堿將更有效（Lowry，1978）。
   從轉(zhuǎn)化甲基循環(huán)的生化路徑可以看出，膽堿作甲基供體時(shí)被轉(zhuǎn)變成甜菜堿，但甜菜堿再不能還原成膽堿，甜菜堿起不到膽堿其它功能的作用。此外對(duì)于雛雞，由磷脂酰乙醇胺和由蛋氨酸提供的甲基合成的膽堿不足以滿(mǎn)足其需要，因此雛雞有一個(gè)甜菜堿或蛋氨酸不能滿(mǎn)足的膽堿絕對(duì)需要量。
   3.2甜菜堿與氨基酸、蛋白質(zhì)的代謝
   Finkelstein等（1974;1982），黃大有（1983）對(duì)人體的高半胱氨酸尿的研究中發(fā)現(xiàn)，添加甜菜堿，可使肝臟中的蛋氨酸含量明顯增加。Xue等（1986）在羊和鼠飼喂甜菜堿后發(fā)現(xiàn)肝臟中的蛋氨酸循環(huán)明顯增強(qiáng)。這說(shuō)明甜菜堿與蛋氨酸的代謝有著密切的關(guān)系。一方面，甜菜堿比蛋氨酸能更有效地提供活性甲基，降低了蛋氨酸在提供甲基方面的消耗，另一方面甜菜堿能提高動(dòng)物肝臟中甜菜堿高半胱氨酸-S-甲基轉(zhuǎn)移酶(BHMT)的總活力和比活力，促進(jìn)高半胱氨酸向蛋氨酸的轉(zhuǎn)化，具有凈增蛋氨酸的功效。馮杰（1996），周洪松（1997）在育肥豬日糧中添加甜菜堿，結(jié)果發(fā)現(xiàn)豬血清中甘氨酸和絲氨酸的含量明顯升高，其原因可能是甜菜堿在轉(zhuǎn)甲基后形成二甲基甘氨酸，繼續(xù)脫甲基后形成甘氨酸，絲氨酸所致。許梓榮（1997）研究表明，飼料中添加甜菜堿，增加了豬背最長(zhǎng)肌和肉雞胸肌中RNA/DNA的比例，這就意味著蛋白質(zhì)合成的增加。汪以真（1998）報(bào)道，添加不同劑量的甜菜堿（600，1300，2000，2700mg/kg）均明顯改變了雛雞的胴體組成和肉質(zhì)，胸肌率明顯提高，其中以2000mg/kg組效果最好，較不添加甜菜堿組提高了16.14%(P<0.01),添加蛋氨酸組 2000mg/kg提高了5.26%(P>0.05)。
   3.3甜菜堿參與脂肪代謝
   Sandarson （1990），Mekinley（1990）,Shette（1993），李秀波(1995)分別進(jìn)行了甜菜堿與膽堿的對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)飼喂甜菜堿的動(dòng)物體內(nèi)脂肪量較低,體脂分布較均勻,肉質(zhì)較松,味道可口,并且提高了幼禽產(chǎn)肉量3.7%。從玉艷（1999）報(bào)道，甜菜堿取代蛋氨酸和膽堿能顯著降低肉仔雞血清甘油三酯含量，增加血清磷脂含量，腹脂率和肝脂均顯著下降。馮杰（1996），馬玉龍（1998），汪以真（1998）研究得出甜菜堿能顯著降低動(dòng)物肝臟中脂肪的含量，大幅度降低豬的胴體背膘厚度和家禽的腹脂率。研究發(fā)現(xiàn)甜菜堿能顯著提高蛋雞血清中極低密度脂蛋白的含量（馬玉龍，1998），促進(jìn)體內(nèi)磷脂的合成，而磷脂能降低小白鼠肝臟中脂肪生成酶的活力（Kadir等，1995）和甘油三酯的含量。
   由此得出，甜菜堿通過(guò)促進(jìn)體內(nèi)磷脂的合成，一方面降低了肝臟中脂肪生成酶的活性，另一方面又促進(jìn)了肝臟中脂蛋白的合成，其中極低密度脂蛋白是作來(lái)運(yùn)載內(nèi)源性甘油三酯的主要載脂蛋白，從而促進(jìn)了肝臟中脂肪的遷移，降低了肝臟中甘油三酯的含量。甘油三酯占動(dòng)物體脂大約99%，是動(dòng)物體儲(chǔ)存能量的主要形式，它的分解過(guò)程就是體脂的降解過(guò)程。血清甘油三酯的含量降低說(shuō)明脂肪分解加強(qiáng)，并直接反應(yīng)在腹脂率的降低上。從上述可以看出，甜菜堿通過(guò)促進(jìn)脂肪分解和抑制脂肪的生成這兩個(gè)方面降低體脂起到抗脂肪肝的作用。
   3.4甜菜堿對(duì)滲透壓調(diào)節(jié)功能和抗球蟲(chóng)藥療效的影響
   甜菜堿對(duì)滲透壓激變有調(diào)節(jié)緩沖功能。當(dāng)機(jī)體面臨應(yīng)激（如高溫、腹瀉、感染球蟲(chóng)病等）的情況下，外界滲透壓發(fā)生激變，細(xì)胞自己開(kāi)始生產(chǎn)或吸收甜菜堿以維持正常的滲透壓平衡，防止水份的流失和鹽類(lèi)的入侵，并能提高鈉鉀泵的功能，有利于保護(hù)腸胃道的正常功能，從而減少應(yīng)激的危害程度，維護(hù)良好的健康狀況，并減少死亡現(xiàn)象的發(fā)生。Hall（1995）報(bào)道，長(zhǎng)途運(yùn)輸前后給牛飼以甜菜堿，可以顯著降低運(yùn)輸中應(yīng)激，牛的體重恢復(fù)加快。丁熙成等（1999）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甜菜堿對(duì)巨型艾美耳球蟲(chóng)感染引起的動(dòng)物電解平衡紊亂有改善作用，對(duì)巨型艾美耳球蟲(chóng)裂殖體繁殖有明顯的抑制作用。彭新宇等（1999）報(bào)道，感染柔嫩艾美耳球蟲(chóng)的肉雞，應(yīng)用含聚醚類(lèi)抗生素飼料添加甜菜堿，可提高肉雞增重和聚醚類(lèi)抗生素抗球蟲(chóng)指數(shù)，特別是馬杜拉霉素加甜菜堿組增重最明顯（相對(duì)增重率提高19%），抗球蟲(chóng)指數(shù)提高24.7%。可見(jiàn)甜菜堿是生物體細(xì)胞滲透壓激變的有效緩沖物，并能和離子載體類(lèi)抗球蟲(chóng)藥一起作用保護(hù)腸道粘膜細(xì)胞，確保細(xì)胞的正常功能，提高抗球蟲(chóng)藥療效。
   3.5 甜菜堿的誘食作用：
   自20世紀(jì)70年代芬蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甜菜堿對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物具有特殊的誘食作用之后，甜菜堿作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的誘食劑已得到普遍的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中投放的人工餌料盡管營(yíng)養(yǎng)成份全面，但對(duì)于水生動(dòng)物來(lái)講仍是一種乏味的食品。魚(yú)類(lèi)攝食除視覺(jué)和觸覺(jué)外，嗅覺(jué)和味覺(jué)的作用尤為重要。美、日等國(guó)的一些學(xué)者對(duì)魚(yú)蝦的研究表明，0.0001mol/L的甜菜堿就能引起所有魚(yú)的味覺(jué)感受反應(yīng)。Clarke（1994）報(bào)道，在淡水中甜菜堿對(duì)大馬哈魚(yú)的生長(zhǎng)，死亡情況沒(méi)有顯著的影響，在海水中投喂甜菜堿的飼料對(duì)該魚(yú)的生長(zhǎng)有顯著的提高作用。薛永瑞（1995）對(duì)鯉魚(yú)試驗(yàn)表明，飼料中添加0.1%、0.2%、0.3%的甜菜堿比對(duì)照組分別提高產(chǎn)量16.5%、17.4%、21.5%。閆有利等（1994）在鯉魚(yú)飼料中分別添加甜菜堿0.3%,甜菜堿鹽酸鹽粗品0.5%和精品 0.3%，其中增重率比照組分別提高49.23%、41.78%和43.84%，餌料系數(shù)分別降低24.16%、22.13%和14.13%。常志洲等（1982）在河蟹餌料中添加1.25%甜菜堿，河蟹凈增重提高95.3%，成活率提高38%，可獲得較快的生長(zhǎng)速度和較高的存活率。

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