甘氨酸亞鐵螯合物的腸道吸收特點(diǎn)及其生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、氨基酸鐵是第三代鐵源添加劑,具有生物學(xué)效價(jià)高、吸收率高、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、增強(qiáng)免疫力、利于環(huán)保等特點(diǎn),是當(dāng)前國內(nèi)外研制和開發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)。醫(yī)學(xué)研究表明,氨基酸螯合鐵在動(dòng)物體內(nèi)具有很高的生物學(xué)利用率,相當(dāng)于同水平硫酸亞鐵的125～185％。甘氨酸為分子量最小的氨基酸,甘氨酸亞鐵在體內(nèi)應(yīng)更容易被吸收利用。研究表明,氨基酸鐵螯合物高生物學(xué)效價(jià)與其高效的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制有關(guān),但其吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制仍尚未明確。本研究對(duì)甘氨酸亞鐵螯合物在缺鐵大鼠模型體內(nèi)鐵調(diào)控特點(diǎn)

2、、體外腸上皮細(xì)胞模型的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)及其在斷奶仔豬、肉仔雞的生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了探討。
　　 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1、建立了缺鐵SD大鼠模型。結(jié)果表明,21日齡SD大鼠飼喂2周低鐵日糧后,血液血紅蛋白水平下降到107.67 g/L,血清鐵及肝臟鐵水平大幅下降,表明SD大鼠缺鐵模型已建立。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,大鼠飼喂2周缺鐵日糧后體重極顯著減輕,體重降低18.03％:血清TIBC提高了29.37％,SF含量降

3、低了27.71％,CAT含量降低了12.40％；肝臟Hepcidin相對(duì)表達(dá)量大幅下調(diào),僅為無機(jī)鐵組的6％；缺鐵組大鼠十二指腸DMT1相對(duì)表達(dá)量大幅提高,是無機(jī)鐵組的2.55倍；FP1相對(duì)表達(dá)量也顯著增加,為無機(jī)鐵組的2.79倍；而PepT1相對(duì)表達(dá)量沒有明顯差異。
　　 2、研究了甘氨酸亞鐵對(duì)缺鐵SD大鼠生長發(fā)育、鐵代謝指標(biāo)及機(jī)體鐵調(diào)控的影響。選用體重為66.43±6.86 g的缺鐵SD大鼠90只,隨機(jī)分為3組,無機(jī)鐵組、甘氨

4、酸組和有機(jī)鐵組,試驗(yàn)期為2周。結(jié)果表明,與無機(jī)鐵組相比,甘氨酸亞鐵組大鼠體重增加幅度最大,增加了4.05％；甘氨酸亞鐵添加促進(jìn)大鼠的肝臟、脾臟及腎臟發(fā)育,其器官指數(shù)顯著提高(P＜0.05)；甘氨酸亞鐵組大鼠血清、肝臟及脾臟鐵含量分別提高了26.76％、34.58％、26.72％:甘氨酸亞鐵組的大鼠血清SF及CAT分別提高22.72％及81.00％,TBC及XOD分別降低20.42％和23.05％；甘氨酸組及甘氨酸亞鐵組大鼠肝臟Hepci

5、din相對(duì)表達(dá)量顯著提高,為無機(jī)鐵組的3.27倍和5.65倍,大鼠十二指腸DMT1相對(duì)表達(dá)量大幅降低,僅為無機(jī)鐵組的33％和23％；FP1相對(duì)表達(dá)量也顯著降低,為無機(jī)鐵組的38％和22％；PepT1相對(duì)表達(dá)量同時(shí)顯著提高,為無機(jī)鐵組的2.55倍和6.27倍。與硫酸亞鐵添加相比,甘氨酸亞鐵添加能明顯快速改善動(dòng)物機(jī)體缺鐵狀態(tài),同時(shí)發(fā)現(xiàn)大鼠十二指腸PepT1表達(dá)量有了明顯提高,可能PepT1在甘氨酸亞鐵整體轉(zhuǎn)運(yùn)中起到了重要作用。
　　

6、 3、Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)模型的構(gòu)建。Caco-2細(xì)胞在微孔濾膜上培養(yǎng)21 d后,形成致密的單層,跨膜電阻值達(dá)到穩(wěn)定的值,為466.75±50.48Ω·cm2,熒光素鈉在150 min內(nèi)總透過率為0.85％,細(xì)胞腸腔側(cè)堿性磷酸酶活性顯著高于基底側(cè)酶活性。構(gòu)建的Caco-2細(xì)胞模型細(xì)胞單層生長形態(tài)良好、具有良好致密性、細(xì)胞極性分化完全,符合吸收轉(zhuǎn)運(yùn)模型的標(biāo)準(zhǔn),可用作小腸吸收的體外細(xì)胞模型。
　　 4、采用Caco-2細(xì)胞吸收模型研

7、究甘氨酸亞鐵螯合物的吸收機(jī)制,分別考察了濃度、轉(zhuǎn)運(yùn)方向、時(shí)間及溫度對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程的影響。Fe-Gly和FeSO4從AP→BL方向跨Caco-2細(xì)胞單層轉(zhuǎn)運(yùn)呈濃度和時(shí)間依賴型,轉(zhuǎn)運(yùn)受溫度影響明顯。Fe-Gly的Papp為0.15～10.40×10-6cm/s,FeSO4的Papp為0.18～4.70×10-6cm/s。37℃孵育條件下,Fe-Gly跨細(xì)胞單層的轉(zhuǎn)運(yùn)率顯著高于FeSO4(P＜0.05),且Fe-Gly的轉(zhuǎn)運(yùn)率隨著濃度的升高而降低

8、,0.5μmol/L時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)率為23.32％,而20μmol/L時(shí)則為7.97％。FeSO4及Fe-Gly在Caco-2細(xì)胞中可能是經(jīng)過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收,其中FeSO4是通過DMT1介導(dǎo)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收,而Fe-Gly可能存在特定或非特定的腸道轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),Fe-Gly在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)率明顯高于FeSO4。
　　 5、研究了不同因素對(duì)甘氨酸亞鐵螯合物及硫酸亞鐵跨Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。將含有10μmol/L不同影響因素(鐵吸收促

9、進(jìn)劑--維生素C及鐵吸收抑制劑--草酸鈉)和10μmol/μ鐵(以Fe-Gly、FeSO4形式)的D'Hanks液加入細(xì)胞單層腸腔側(cè)(AP),37℃培養(yǎng),在不同時(shí)間點(diǎn)從細(xì)胞單層基底側(cè)(BL)吸取200μl樣進(jìn)行鐵含量分析。Vc對(duì)Fe-Gly在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)量沒有產(chǎn)生顯著的影響(P＞0.05),但顯著增加了FeSO4在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)量(P＜0.05)；草酸鈉對(duì)Fe-Gly在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)量沒有產(chǎn)生顯著的影響(

10、P＞0.05),而顯著抑制了FeSO4在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)。說明不同來源的鐵在吸收時(shí)所受的影響存在差異,無機(jī)鐵FeSO4相對(duì)于Fe-Gly來說較易受到各種因素的干擾。
　　 6、研究了Fe-Gly和FeSO4對(duì)斷奶仔豬生長性能、免疫機(jī)能和肉色的影響。選擇180頭體重7.81±0.72 kg的“杜長大”三元雜交仔豬,按飼養(yǎng)試驗(yàn)要求分為6組,每組設(shè)三個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10頭(組內(nèi)公母各半)。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧,試驗(yàn)1、2、3、4

11、組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上分別添加30、60、90、120 mg/kg Fe-Gly(以鐵計(jì)),試驗(yàn)5組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加120 mg/kg FeSO4(以鐵計(jì))。試驗(yàn)期35天,結(jié)果表明,斷奶仔豬日糧中添加60、90、120 mg/kg Fe-Gly分別使仔豬日增重提高了9.69％(P＜0.05)、11.08％(P＜0.05)和9.97(P＜0.05)；60、90、120 mg/kg Fe-Gly和120 mg/kg FeSO4添加明顯提

12、高了斷奶仔豬胸腺指數(shù)(P＜0.05)；90、120 mg/kgFe-Gly添加提高了ConA誘導(dǎo)的B-淋巴細(xì)胞刺激指數(shù)(P＜0.05)；90 mg/kg Fe-Gly添加使全血中血紅蛋白、紅細(xì)胞數(shù)及紅細(xì)胞壓積分別提高了13.08％(P＜0.05)、14.31％(P＜0.05)及20.53％(P＜0.05)；日糧中添加60、90和120 mg/kg Fe-Gly均提高了斷奶仔豬背最長肌肌紅蛋白含量(P＜0.05),改善了肉色紅度值(a*值

13、)；添加90 mg/kg Fe-Gly大幅度提高了仔豬肝臟SOD及SDH酶活(P＜0.05)；90、120mg/kg Fe-Gly及120 mg/kg FeSO4的添加使血清鐵、心臟鐵、肝臟鐵及脾臟鐵含量顯著提高(P＜0.05)；120 mg/kg Fe-Gly或FeSO4添加使仔豬糞便鐵殘留量明顯增加(P＜0.05):60、90、120 mg/kg Fe-Gly添加降低了血尿氮及總膽固醇含量(P＜0.05或P＜0.01),提高了堿性磷

14、酸酶的活性(P＜0.05)。以上結(jié)果表明,90 mg/kg Fe-Gly可明顯促進(jìn)斷奶仔豬生長；提高斷奶仔豬胸腺指數(shù),促進(jìn)免疫器官發(fā)育；提高血紅蛋白及血清鐵含量,促進(jìn)B淋巴細(xì)胞正常增殖,提高仔豬的免疫力；提高M(jìn)b含量,改善肉色；促進(jìn)機(jī)體組織鐵沉積。
　　 7、研究了Fe-Gly及FeSO4對(duì)肉仔雞生產(chǎn)性能、免疫機(jī)能及抗氧化指標(biāo)的影響。360只1日齡AA肉雞隨機(jī)分為6組,每組設(shè)3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)20只。以飼喂基礎(chǔ)日糧組為對(duì)照組,試

15、驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上分別添加40、80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵及160 mg/kg硫酸亞鐵(以鐵計(jì))。試驗(yàn)期為42天,研究表明,添加120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵顯著提高了42日齡肉仔雞體重及22-42日齡日增重(P＜0.05)。日糧添加80、120 mg/kg甘氨酸亞鐵顯著提高了21日齡及42日齡肉仔雞胸腺指數(shù)(P＜0.05)；120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵添加顯著增強(qiáng)了脂多糖刺激的21日齡肉仔雞全血T淋巴細(xì)

16、胞增殖(P＜0.05)；80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵添加提高了21日齡肉仔雞血清IgG及IgM含量(P＜0.05)；120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了21日齡及42日齡肉仔雞血清、肝臟、胸肌鐵沉積及糞便鐵殘留量,且80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了21日齡及42日齡肉仔雞脛骨鐵沉積；添加120及160 mg/kg甘氨酸亞鐵能顯著性的提高2

17、1日齡肉仔雞血清中SOD和CAT酶的活性(P＜0.05),降低MDA的酶活性(P＜0.05)；80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了42日齡肉仔雞CAT的活性(P＜0.05)。以上結(jié)果表明,120 mg/kg甘氨酸亞鐵可顯著改善肉雞的生長性,提高肉雞的免疫器官指數(shù),增加血清中免疫球蛋白IgM及IgG的含量,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖,增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。
　　 綜上所述,機(jī)體缺鐵時(shí),大鼠肝臟鐵

18、調(diào)素Hepcidin相對(duì)表達(dá)量大幅下調(diào),十二指腸DMT1及FP1相對(duì)表達(dá)量顯著提高；補(bǔ)飼甘氨酸亞鐵后,與添加無機(jī)鐵相比,機(jī)體缺鐵狀態(tài)改善迅速,且十二指腸PepT1相對(duì)表達(dá)量顯著上調(diào),PepT1可能在甘氨酸亞鐵的整體吸收轉(zhuǎn)運(yùn)中發(fā)揮了重要作用；甘氨酸亞鐵跨Caco-2細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著高于同濃度硫酸亞鐵,且轉(zhuǎn)受溫度影響較大,同時(shí)受外界(鐵吸收促進(jìn)劑及抑制劑)干擾較小,表明甘氨酸亞鐵可能存在一個(gè)特定或非特定的腸道主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；同時(shí),適量添加甘氨