1 小肽吸收的特點
與游離氨基酸吸收相比,小肽吸收具有速度快、耗能低、載體不易飽和且可避免與氨基酸之間的競爭(Ganapaty 等,1985;Rerat 等,1988 )。Rerat等(1988)在豬的十二指腸灌注小肽和游離氨基酸混合物后,發現除蛋氨酸外,出現在門靜脈中的小肽比灌注的游離氨基酸混合物快,而且吸收峰高。DAniel 等(1994)認為,小肽載體的吸收能力可能高于各種氨基酸載體總和。Brandsch 等(1994)報道,在生理條件下,空腸中酪蛋白水解的Beta酪內啡肽使L- 亮氨酸進入壁細胞的動力學常數Km和最大吸收速度Vmax 提高。樂國偉等(1996)報道,分別在雞的十二指腸灌注CSP(主要由小肽組成的酶解酪蛋白)和相應組成的FAA混合物,10 min后CSP組門靜脈血液循環中的一些小肽量和總肽量顯著高于FAA 組。
趙昕紅等(1998)向斷奶仔豬十二指腸灌注甘氨-L-賴氨酸二肽溶液和2種游離氨基酸構成的混合物,結果發現,2 種灌注液都使仔豬氨基酸的吸收發生了不同的變化:后者明顯降低了谷氨酸、纈氨酸、組氨酸在門靜脈的出現量;而前者使大多數氨基酸的吸收量都比空白組和甘氨酸與組氨酸的混合組高。
2 單胃動物小肽的吸收機制
游離(FAA)的逆濃度梯度轉運,依靠不同的離子泵轉運系統而進行(Matthews 等,1991)。而小肽的吸收機制與其完全不同,小肽的吸收是逆濃度進行的,其轉運系統可能有以下3種:a依賴氫離子濃度或鈣離子濃度的主動轉運過程Takuwa等,1985; Vincenzini 等,1989),需要消耗ATP。這種轉運方式在缺氧或添加代謝抑制劑的情況下被抑制。b 第2 種是具有pH 依賴性的非耗能性鈉離子/氫離子交換轉運系統。在轉運過程中pH 向細胞內的電化學質子梯度供能,質子運動的驅動力產生于刷狀緣頂端細胞的Na/H 互轉通道的活動。當小肽以易化擴散方式攝入細胞,引起細胞內pH下降,并活化Na/H互轉通道而噴放出H離子,使細胞內pH恢復到原來水平。缺少H 梯度時,依靠膜外的底物濃度而進行,當存在細胞外高內低的pH 時,則以逆底物濃度的生電共轉運(Dniel 等,1994)。c第3 種是谷胱甘肽GSH轉運系統(Vincenzin 等,1989),由于谷胱甘肽在生物膜內具有抗氧化的作用,因而GSH轉運系統可能具有特殊的生理意義,但目前其制尚不十分清楚。
3 小肽在單胃動物中的研究
3.1 小肽與消化道消化酶活性
小肽能促進仔豬消化道的發育,刺激消化酶的分泌與活性(王恬等,1998)。試驗發現在飼料中添加肽類物質可顯著提高脂肪酶、淀粉酶和胃蛋白酶活性(計成等,2001)。王恬等(2003)報道,日糧中添加小肽營養素能使斷奶仔豬十二指腸食糜中淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性增強,且消化酶的活性隨小肽營養素添加量的增加而增大,添加量以3%最好。Scheppach 等(1994)報道,小肽能有效刺激小腸絨毛膜刷狀緣氨基肽酶和二肽酶的活性上升,還能提高小肽載體數量(Bamba,1993)。從而增強動物的采食與消化吸收。3-5 周齡是哺乳仔豬蛋白酶發育高峰,早期斷奶時,仔豬消化酶發育不完善,導致仔豬胰腺和小腸蛋白酶發育緩慢或活性下降,仔豬的消化和生長受阻,在日糧中添加小肽后,仔豬胰腺和小腸胰蛋白酶活性在明顯地得到提高。Zambonino等(1997)在海鱸魚魚苗添加小肽后,絨毛膜中的胰凝乳酶和谷氨酞轉氨酶的活性提高,氨肽酶活性降低,表明胰酶水解蛋白質的能力提高,機體對小肽的吸收增強,胞液中的Leu-Ala肽酶的活性降低,這說明,機體的消化方式由胞液消化轉向膜消化,小腸的消化功能的發育提前。
3.2 小肽與動物腸道黏膜形態結構
王恬(2002)在日糧中添加小肽營養素可減輕仔豬斷奶所致的小腸絨毛萎縮和隱窩加深的程度,促進仔豬腸道組織與功能的發育。董國忠(1994)觀察到飼喂全植物性蛋白型與復合型平衡氨基酸日糧的仔豬腸道黏膜形態結構、結腸黏膜上皮細胞形態結構等與飼喂復合蛋白型日糧的仔豬發生不同的變化。蔣建文等(1999)和謝建新等(1997)研究指出, 補充Gly-Gln 可緩解應激時Gln水平的下降,促進蛋白質的合成,防止腸黏膜萎縮和維持腸黏膜的正常結構和功能。張軍民(2000)研究發現,日糧中添加Glm, 二肽可顯著增加空腸DNA 含量,但對回腸和腸道蛋白無顯著影響,可顯著增加試驗仔豬35日齡黏膜厚度和49日齡空腸絨毛高度,對十二指腸絨毛高度和黏膜厚度無明顯影響。電鏡觀察結果表明,日糧中添加Gln 二肽可改善35日齡仔豬空腸中段微絨毛的形態和結構,減少上皮細胞的損傷。
3.3 小肽與仔豬腹瀉率
斷奶應激使仔豬腸道絨毛高度下降,隱窩深度加深,腸絨毛上成熟細胞數量減少,因而造成仔豬消化道吸收面積減少,消化能力下降,大量未完全消化的物質在腸道后段堆積,極易引起發酵,造成腹瀉。黃冠慶等(2003)報道,日糧中添加適量的Gly-Gln能明顯降低仔豬的腹瀉率。飼用“喂大快”組仔豬下痢頭數明顯少于對照組(汪夢萍等,2002)。
3.4 小肽與動物生產性能
小肽的參與可節省生產耗能,不需分解直接滿足需要,且能對消化道產生保護作用,并協調各種養分的利用,更有利最大限度發揮生產性能。錢利群(1998)報道,畜禽為達到最佳生產性能,單獨添加合成氨基酸保持氨基酸的平衡還不夠,日糧中還必須添加一定量的小肽。汪夢萍等(2002)對斷奶仔豬喂小肽制品,試驗結果表明,試驗組與對照組增重差異極顯著;飼料轉化率得到明顯改善。王碧蓮等(2000)用含有一定量的小肽飼喂仔豬,試驗組仔豬比對照組仔豬增重提高12.39%;Parisini 等(1989)在生長豬日糧中添加少量的肽后,顯著地提高了豬的日增重、蛋白質利用率和飼料轉化率。在育肥豬飼料中添加合成寡肽能提高產肉率和瘦肉率(Lootekhniga等,1994)。還有試驗表明,小肽可改善泌乳母豬的生產性能,奶體質量較高并能減少母豬體質量損失,使其泌乳量增加,重配更快、更容易。施用暉等(1996)報道,在蛋雞基礎日糧中添加肽制品后,蛋雞的產蛋率、日產蛋量和飼料轉化率顯著提高,蛋殼強度有提高的傾向。曹光辛(1998)報道,在肉仔鵪鶉飼糧中添加肽制品(喂大快)有明顯促生長作用,肉仔鵪鶉的增重、飼料報酬均有明顯地提高。其原因可能與肽鏈的結構功能有關,蛋白質在經酶解時,可能產生具有特殊生理活性的小肽,參與機體的生理活動,從而促進生產性能的提高。王碧蓮等(2001)在鰻魚餌料中分別添加2%和4%的小肽制品,添加2%小肽制品的試驗組較對照組的生長率、攝食率和飼料效率分別提高了38.63%、13.53%和8.05%。Takii 等(1996)的研究結果表明,丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸和組氨酸對日本鰻魚具有明顯的誘食作用。
3.5 小肽與動物蛋白質合成代謝
Rerat 等(1998)研究報道,向豬十二指腸灌注小肽后,血漿胰島素的濃度高于灌注游離氨基酸組。而胰島素的功能之一是參與蛋白質合成時的肽鏈延長,增加蛋白質的合成。樂國偉等(1996))研究表明, 飼料蛋白質的小肽釋放量與有效賴氨酸呈高度相關,在另一試驗中,也表明飼料小肽釋放量與堿性氨基酸含量相關的有效蛋白質的含量呈正相關(劉選珍等,1996))。蛋白質沉積是豬整體蛋白質合成與降解共同作用的結果,氮沉積增加即意味著蛋白質合成率相對增加或降解率相對減少。試驗表明幾種合成的小肽可以完整地由小腸吸收、轉運進入循環。腸道中蛋白質水解物中肽的吸收及其對循環中肽量的貢獻、循環中肽的來源及肽的作用尚不清楚。比較研究腸道完整吸收進入循環的肽種類以及數量,對于認識肽在動物機體中的代謝,特別是在蛋白質周轉代謝中的作用具有著重要的意義。Backwell(1994)應用同位素雙標記技術,灌注的肽標記物能直接結合進入乳蛋白,表明組織本身就有直接到用肽中氨基酸合成乳蛋白的能力。Nielsen(1994)觀察到相同營養價值和氨基酸模式日糧下,水解酪蛋白和完整酪蛋白的飼糧同時提高蛋白質的合成率和降解率。而水解大豆蛋白卻僅降低蛋白質降解率。2種蛋白對胰島素、胰島素類生長因子、胰高血糖素分泌作用類似,這可能與2種蛋白質水解釋放的肽有關。由此可見,小肽在動物體內蛋白質周轉代謝中的作用,不僅僅在于吸收上的優勢,飼料蛋白質肽的釋放與完整地吸收進入循環的肽也可能影響到動物組織的蛋白質代謝。Funabiki認為,組織蛋白質合成率的調控,受血漿亮氨酸、蛋氨酸、精氨酸等氨基酸的影響,它們可能作為胰島素的促泌素促進蛋白質合成。小肽可直接被動物胃腸道吸收進入血液循環,刺激胰島素的分泌,將血液中的葡萄糖迅速轉移到肝臟,參與肽鏈的延長,提高蛋白質的合成。
3.6 小肽與動物脂肪代謝
小肽能阻礙脂肪的吸收,并能促進“脂質代謝”, 因此,在保證攝入足夠量的肽的基礎上,將其他能量組分減至最低,可達到減肥的目的,而且可以避免其他減肥方法(如限食加運動)的負面效果(如肌肉組織喪失,體質下降)。另外,體內小肽可促進葡萄糖的轉運且不增加腸組織的氧消耗。
3.7 小肽與動物免疫功能
小腸除具有消化食物和吸收營養的功能外,還對細菌、毒素、食物抗原和潛在的有害生物肽構成了生理的、機械的和免疫的屏障機制。正常小肽對細菌的屏障作用依賴于特殊因子(IgA)和非特殊因子(胃酸、腸蠕動、消化酶和正常細菌群等)。很多特殊細胞參與小腸免疫活動,如腸黏膜固有層中彌散分布的巨噬細胞、自然殺傷細胞、漿細胞和上皮內淋巴細胞,小肽能夠加強有益菌群的繁殖,提高菌體蛋白的合成、提高抗病力;張軍民(2000)報道,在飼糧中添加1%-2%的谷氨酰氨二肽可明顯降低早期斷奶仔豬35日齡血液毒素含量,增加腸黏膜中S-IgA的濃度,防止有害微生物和毒素的易位,減少腹瀉,增強機體應激能力。蛋白質水解產生的某些肽具有免疫活性作用,Jolle等(1981)的研究表明,Beta酪蛋白的水解產生的肽類,可以促進腹膜內巨噬細胞的體外吞噬作用。這些肽被證實為三肽和六肽(Berthon等,1987)。除酪蛋白外,乳鐵蛋白和大豆蛋白質的酶水解產物中的肽也同樣具有免疫活性作用。從雞蛋白中提取的肽能促進細胞的生長和DNA的合成(Azuma 等,1989)。二肽都可以激活免疫活性的二肽酪氨酰-甘氨酸和三肽酪氨酰-甘氨酰-甘氨酸皆可誘發大鼠或人的淋巴細胞大量增生。這些小肽發揮的機制可能是小肽自由地穿過小腸壁并且直接參加外圍淋巴細胞的反映。