摘 要：小肽、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和葡萄糖是反芻動(dòng)物體內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)，對反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能和產(chǎn)品質(zhì)量影響重大。研究發(fā)現(xiàn)小肽的主要轉(zhuǎn)運(yùn)載體有兩個(gè)，PepT1和PepT2；葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)載體分兩大類共16個(gè)載體；VFA的瘤胃轉(zhuǎn)運(yùn)主要受PH、日糧精粗比、分子大小及血液流量的調(diào)控。本文對此3種重要營養(yǎng)物質(zhì)在反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和調(diào)控因子進(jìn)行綜述，并展望以后的研究動(dòng)向。
    關(guān)鍵詞：反芻動(dòng)物；小肽；揮發(fā)性脂肪酸；葡萄糖；轉(zhuǎn)運(yùn)；調(diào)控

    改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高促使我國畜牧業(yè)一直保持較快的步伐前進(jìn)。近年來人們對奶類食品及牛羊肉需求量的增加和品質(zhì)重視程度的深化極大推動(dòng)了我國反芻動(dòng)物行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也提出了更新和更高的要求。小肽、葡萄糖和VFA是反芻動(dòng)物重要的蛋白質(zhì)和能量來源，深入研究其在瘤胃內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)代謝機(jī)制有利于進(jìn)一步開發(fā)反芻動(dòng)物的生產(chǎn)潛力和提高產(chǎn)品品質(zhì)。

    1 小肽
    小肽是蛋白質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)消化后的主要產(chǎn)物，蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)經(jīng)微生物水解酶作用后形成寡肽，寡肽再進(jìn)一步降解為小肽。目前的流行營養(yǎng)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，蛋白質(zhì)營養(yǎng)就是氨基酸的營養(yǎng)，蛋白質(zhì)必須水解成游離氨基酸后才能被機(jī)體吸收利用。但是，最近有報(bào)道證明小肽可直接被動(dòng)物機(jī)體吸收并且有試驗(yàn)證明在理想蛋白質(zhì)模式條件下動(dòng)物并不能實(shí)現(xiàn)最好的生產(chǎn)性能。因此，對小肽的深入研究有利于推動(dòng)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)營養(yǎng)向更深層次發(fā)展，并且有可能沖擊現(xiàn)行的以小腸蛋白質(zhì)（瘤胃非降解蛋白和微生物蛋白）為基礎(chǔ)評價(jià)反芻動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)價(jià)值體系。
    1.1 小肽的轉(zhuǎn)運(yùn)過程及特點(diǎn) 
    1.1.1 小肽的轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn) 
    小肽是以二、三肽的形式在Ⅰ型和Ⅱ型兩種載體的作用下借助轉(zhuǎn)運(yùn)膜上的H+梯度驅(qū)動(dòng)力通過腸黏膜細(xì)胞而直接進(jìn)入反芻動(dòng)物體循環(huán)。小肽的吸收機(jī)制與游離氨基酸完全不同，其總體上具有耗能低、不易飽和和各種肽之間運(yùn)轉(zhuǎn)無競爭性與抑制性以及高效迅速等特點(diǎn)。反芻動(dòng)物對肽的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種不同途徑，即非腸系膜和腸系膜系統(tǒng)，其中以非腸系膜吸收為主。非腸系膜吸收包括瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃和十二指腸的吸收；腸系膜吸收包括空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸的吸收。
    1.1.2 小肽的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制
    非腸系膜系統(tǒng)瘤胃和瓣胃采用被動(dòng)擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)兩種方式吸收小肽。Matthews研究表明，瘤胃和瓣胃的上皮細(xì)胞對小肽的吸收是不飽和的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，其中瓣胃上皮細(xì)胞吸收小肽的能力要強(qiáng)于瘤胃上皮細(xì)胞。Mccolum等研究羊瓣胃對Gly-Sar的吸收機(jī)制，結(jié)果表明，其轉(zhuǎn)運(yùn)是由載體介導(dǎo)，并依賴H+的濃度梯度進(jìn)行。
    腸系膜系統(tǒng)中小肽的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制目前認(rèn)為有以下3種方式：一是具有pH依賴性的Na+/H+交換轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，該方式不消耗ATP。其過程主要是小肽依靠質(zhì)子電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)力以易化擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)胞，致使細(xì)胞內(nèi)pH值下降，從而啟動(dòng)Na+/H+互轉(zhuǎn)通道，H+被釋放出細(xì)胞，胞內(nèi)pH值恢復(fù)至原狀態(tài)。當(dāng)H+濃度低時(shí)，該過程依靠膜外底物濃度進(jìn)行；當(dāng)H+濃度外高內(nèi)低時(shí)，則以逆底物濃度的生物電供轉(zhuǎn)運(yùn)。二是依賴H+或Ca+濃度梯度的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式，該過程要消耗ATP。該方式在缺氧或添加代謝抑制劑的時(shí)候可能被抑制。三是谷胱甘肽（GSH）轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。
    1.2 小肽轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控辦法
    小肽在體內(nèi)的吸收和代謝主要依靠PepT1 和PepT2兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因而對轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白調(diào)控因子的深入研究有利于提高小肽的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。以下主要就營養(yǎng)狀態(tài)和激素水平兩方面因素進(jìn)行討論。
    1.2.1 營養(yǎng)對PepT1的調(diào)節(jié)
    研究證明，營養(yǎng)不良將會(huì)顯著影響動(dòng)物對小肽的吸收。通過研究正常攝食和禁食一天的大鼠空腸刷狀緣囊泡的Gly-Glu，結(jié)果表明：與正常攝食相比，禁食一天的大鼠最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度增加兩倍，PepT 1和mRNA數(shù)量均增加3倍，說明禁食后PepT 1的基因表達(dá)加強(qiáng)，產(chǎn)物數(shù)量也成倍增加，進(jìn)而加快小肽攝取。Lis等（1972）發(fā)現(xiàn)，短期限飼（50%正常量）成年大鼠會(huì)提高單位小腸對小肽的吸收。Millet等（1984）發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良程度越高，未成年大鼠空腸對小肽吸收量就越大。Cheeseman等（1986）用低蛋質(zhì)白日糧飼喂未成年大鼠，單位面積小腸吸收小肽活性提高，但游離氨基酸吸收量下降。Ihara等（2000）用Western 雜交分析表明，大鼠在營養(yǎng)不良條件下，PepT 1水平提有利于小肽的吸收。
    綜上所述，日糧低營養(yǎng)狀態(tài)能夠增強(qiáng)PepT 1活性，提高小肽吸收速率。
    1.2.2 激素對PepT1 的調(diào)節(jié)
    目前，通過體外培養(yǎng)手段研究激素對PepT1的調(diào)節(jié)的方法主要有短期調(diào)節(jié)（0～1h）和長期調(diào)節(jié)（＞1h）兩種。胰島素和瘦素屬于短期調(diào)節(jié)，甲狀腺素屬于長期調(diào)節(jié)，表皮生長因子具有兩種調(diào)節(jié)功能。
    在對PepT1的調(diào)節(jié)過程中，①胰島素濃度增加能促使小腸刷狀緣膜上二肽的轉(zhuǎn)運(yùn)，其機(jī)理是胰島素能夠與小腸基地膜上的受體結(jié)合。其次，胰島素能夠提高PepT1在小腸黏膜上的濃度，其機(jī)理是使細(xì)胞質(zhì)中已合成的PepT1進(jìn)行小肽轉(zhuǎn)運(yùn)工作，而不是促進(jìn)PepT1的從頭合成。②瘦素對PepT1調(diào)節(jié)的機(jī)制與胰島素相似，其增加PepT1從細(xì)胞質(zhì)到小腸刷狀緣膜的轉(zhuǎn)運(yùn)，而不是增加其mRNA 的表達(dá)來對膜上PepT1水平進(jìn)行調(diào)節(jié)。③甲狀腺激素對腸道的發(fā)育、結(jié)構(gòu)和功能意義重大，其對PepT1的調(diào)節(jié)主要是通過減少其mRNA 的水平來實(shí)現(xiàn)的。④表皮生長因子（EGF）對PepT1的調(diào)節(jié)分為短期和長期兩種方式。短期調(diào)節(jié)與胰島素和瘦素相似，通過影響已合成的PepT1在細(xì)胞內(nèi)和膜上的分布來調(diào)節(jié)PepT1在膜上的濃度，所需時(shí)間短；長期調(diào)節(jié)是通過影響PepT1mRNA水平來控制PepT1在膜上的表達(dá)進(jìn)而行使調(diào)控作用，所需時(shí)間長。⑤蛋白激酶C（PKC）對PepT1是通過對PKC的抑制和激活進(jìn)行的，PKC的抑制劑能顯著提高PepT1的轉(zhuǎn)運(yùn)活性，而PKC的激活因子能降低PepT1的轉(zhuǎn)運(yùn)活性。

    2 葡萄糖
    葡萄糖是淀粉經(jīng)水解生成的單糖，為無色結(jié)晶，內(nèi)源葡萄糖是反芻動(dòng)物體內(nèi)所需葡萄糖的主要來源。其對維持神經(jīng)系統(tǒng)尤其是腦細(xì)胞的正常功能、促進(jìn)胚胎生長以及乳的合成有重大作用。深入研究其調(diào)控機(jī)制對生產(chǎn)應(yīng)用具有重大指導(dǎo)意義。
    葡萄糖作為極性分子其跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的進(jìn)行需要葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體是一類高分子蛋白質(zhì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能作用的不同主要分為兩大類：第一類為易化葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（facilitateal glucose transports protein，Glut），是一種被動(dòng)擴(kuò)散型轉(zhuǎn)運(yùn)載體，目前已發(fā)現(xiàn)有13種，按照發(fā)現(xiàn)的先后順序分別命名為GLUT1～GLUT12和HMIT；第二類是Na+依賴的葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)載體（Sodium-dependant D-glucose cotranspoter，SGLT），是一種與Na+偶聯(lián)的主動(dòng)運(yùn)輸型轉(zhuǎn)運(yùn)載體，目前已發(fā)現(xiàn)3種，依次命名為SGLT1～SGLT3。以下主要就這兩類轉(zhuǎn)運(yùn)載體的調(diào)控進(jìn)行討論。
    2.1 Glut的調(diào)控辦法
    Glut的調(diào)控主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①血糖水平的調(diào)控。當(dāng)血糖水平低、組織缺血或缺氧早期，Glut的表達(dá)是增高并起一定代償調(diào)節(jié)作用，但在缺血缺氧后期，Glut的量會(huì)降到很低。②缺氧缺血發(fā)生時(shí)的調(diào)控。當(dāng)動(dòng)物大腦缺血是腦內(nèi)能量代謝由有氧氧化轉(zhuǎn)為無氧酵解，需要消耗大量的葡萄糖，Glut1和Glut3的合成增加即為適應(yīng)這種變化，同時(shí)機(jī)體各部位的Glut都會(huì)增加或用移位的方式以適應(yīng)機(jī)體的能量供給。當(dāng)心肌缺血時(shí)Glut1和Glut4均由細(xì)胞器膜向細(xì)胞質(zhì)膜轉(zhuǎn)位，使細(xì)胞質(zhì)膜Glut絕對數(shù)量增加，有益于更多的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，參與糖酵解，為心肌提供有限的ATP，有利于缺血后心肌保護(hù)。但是，當(dāng)出現(xiàn)后期失代償，Glut的表達(dá)會(huì)降到最低。③激素類的調(diào)控。激素的調(diào)控主要包括甲狀腺素、胰島素、雌激素、生長激素和腎上腺糖皮質(zhì)激素。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)應(yīng)激、能量消耗增加時(shí)，這些提高機(jī)體葡萄糖的代謝水平或增加糖的利用率，上調(diào)Glut的水平或促使其表達(dá)增加。④小分子活性物質(zhì)的調(diào)控。cAMP、胰島素樣生長因子、血小板來源性生長因子、堿性成纖維樣生長因子、腫瘤壞死因子α和表皮生長因子等對Glut都有調(diào)控作用。以上活性因子通過Ras2MAPK和JAK2STAT生長因子信息傳遞主干線對Glut的水平給以調(diào)控，主要是對Glut1。⑤酶的調(diào)控。糖酵解中的關(guān)鍵酶己糖激酶對Glut的表達(dá)起非常重要的調(diào)控作用，己糖激酶的含量上調(diào)使Glut的表達(dá)異常增高。
    2.2 SGLT的調(diào)控辦法
    對于SGLT在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的調(diào)節(jié)辦法主要是針對其活性和表達(dá)。現(xiàn)將SGL T1活性調(diào)節(jié)物質(zhì)列表1。

表1 影響SGL T1 活性的調(diào)節(jié)物質(zhì)

    3 揮發(fā)性脂肪酸
    VFA是反芻動(dòng)物的主要供能物質(zhì)，提供動(dòng)物所需能量的70%～80%。其主要是由瘤胃中的微生物，細(xì)菌、原蟲、酵母和真菌將粗纖維、淀粉和可溶性糖等碳水化合物首先轉(zhuǎn)化為丙酮酸，然后再由丙酮酸通過不同代謝途徑提供。VFA是含有1～6個(gè)碳鏈的短鏈脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸等，主要成份是乙酸、丙酸和丁酸，占VFA的95%，其中乙酸占總VFA的70%左右，VFA瘤胃上皮吸收率達(dá)75%左右，其他的在消化道吸收。以下分別討論乙酸、丙酸、丁酸的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和調(diào)控。
    3.1 VFA的轉(zhuǎn)運(yùn)代謝機(jī)制
    乙酸的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制是乙酸進(jìn)入體內(nèi)后，僅小部分被瘤胃壁吸收并生成胴體，大部分經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟。其初始反應(yīng)是在乙酰CoA合成酶作用下于胞漿內(nèi)合成乙酰CoA，肝臟中乙酸的80%逃脫氧化而進(jìn)入外周循環(huán)（表2）。血液中的乙酸被組織吸收后，大部分通過TCA氧化供能，或用作脂肪酸合成。另外，乙酸是泌乳反芻動(dòng)物乳腺合成乳脂中脂肪酸的重要原料。

表2 肥育羊和絕食綿羊乙酸代謝的部位

             引自Church（1988）。

    丙酸的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制是經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸在瘤胃壁吸收時(shí)，2%～5%轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔溆嗖糠种饕诟闻K中通過糖異生作用生成葡萄糖或者進(jìn)入TCA循環(huán)氧化。其首先激活產(chǎn)生琥珀酰輔酶A，然后進(jìn)入體內(nèi)代謝途徑，由此進(jìn)入TCA并于糖、蛋白質(zhì)和脂肪代謝聯(lián)系起來。
    丁酸的代謝機(jī)制是經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸在通過瘤胃上皮吸收時(shí)，大部分（90%）轉(zhuǎn)變?yōu)殡伢w，生成胴體的80%以上是β-羥丁酸，其余是乙酰乙酸和丙酮。進(jìn)入肝臟的丁酸迅速被肝組織代謝。
    3.2 VFA的調(diào)控辦法
    3.2.1 pH值對吸收VFA的調(diào)控
    Thorlacius和Lodge（1973）的研究結(jié)果證明，低pH值使VFA吸收速度快，反之，吸收速度慢（表3）。
    3.2.2 飼料對VFA吸收的調(diào)控
    研究證明日糧中精料有利于提高丙酸在VFA中的比例，而粗飼料能夠提高乙酸在VFA中比例。另外，Thorlacius和Lodge經(jīng)試驗(yàn)得出高精料條件下VFA吸收速度要顯著高于干草日糧（表4）。

表3 瘤胃pH對VFA吸收的調(diào)控

            引自 Thorlacius和Lodge（1973）。

表4 日糧對VFA吸收速度的影響

             引自 Thorlacius和Lodge（1973）。

    3.2.3 分子大小對VFA吸收的調(diào)控
    VFA分子大小不同其吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速率不同。Danielli等在用瘤胃上皮切片的體外試驗(yàn)中得出結(jié)論，當(dāng)瘤胃pH值出于正常范圍以類是（6～7），碳原子含量較多的吸收速度越快，即丁酸>丙酸>乙酸。
    3.2.4 血流量對VFA轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控
    Dobson和Barnes等對血流量影響VFA轉(zhuǎn)運(yùn)吸收的試驗(yàn)表明，飼喂后2～3h，瘤胃內(nèi)生成的CO2和VFA使瘤胃上皮血管擴(kuò)張，血流量增加；瘤胃壁肌肉的收縮也加快血流量。這樣在采食后瘤胃VFA增加的同時(shí)，血流量也增加，從而促進(jìn)了VFA的吸收。

    4 結(jié)語
    瘤胃對于反芻動(dòng)物至關(guān)重要，維持其良好的生理狀態(tài)、充分發(fā)揮其生理功能和不斷挖掘其生理潛力將會(huì)極大提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能，積極推動(dòng)反芻動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。瘤胃內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收過程復(fù)雜，文中針對小肽、葡萄糖和揮發(fā)性脂肪酸3種重要物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理和調(diào)控辦法作以上綜述，并認(rèn)為在以下方面有待進(jìn)一步研究：①對小肽、葡萄糖以及揮發(fā)性脂肪酸在體內(nèi)的代謝途徑和關(guān)鍵機(jī)制作進(jìn)一步研究；②探索是否有其他轉(zhuǎn)運(yùn)載體和因子的存在并研究其功能；③對PepT2研究報(bào)道很少，應(yīng)積極開展其功能作用的研究工作；④深入研究目前發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)運(yùn)載體間的相互作用機(jī)理及其對動(dòng)物產(chǎn)生的效應(yīng)；⑤探討動(dòng)物不同生理、生產(chǎn)水平以及外部環(huán)境對各轉(zhuǎn)運(yùn)載體功能的影響。
    （參考文獻(xiàn)略）