大豆蛋白與魚類消化能力和腸道免疫的關(guān)系

1、大豆蛋白與魚類消化能力和腸道免疫的關(guān)系THE RELATIONSHIP BETWEEN INTESTINAL DIGESTABILITY AND IMMUNITY OF AQUACULTURE,周小秋（四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，四川雅安，625016）ZHOU Xiaoqiu(Animal Nutrition Institute of Sichuan Agricultural University, Yaan, 625014,

2、 China),前言,A、魚粉是魚類最重要的蛋白來源。B、魚粉短缺是飼料工業(yè)面臨的最大難題C、尋找植物蛋白代替魚粉蛋白是水產(chǎn)方面的研究和開發(fā)熱點。D、大豆蛋白成為重要的研究焦點?！鄬^高的可利用蛋白——相對價格合理性和供應穩(wěn)定性,目前的主要研究內(nèi)容,A、大豆蛋白代替魚粉蛋白對魚類生產(chǎn)性能的影響。B、大豆蛋白對魚類消化能力的影響有一些研究。C、大豆蛋白對魚類腸道免疫的關(guān)系有少量研究。,一、大豆蛋白對魚類生長的影響,表1

3、大豆蛋白降低鯉魚的生長,表2 去皮豆粕蛋白代替魚粉蛋白對大西洋鮭魚和虹鱒生長的影響,表3 豆粕對大口鯰和大菱鲆生長的影響,表4 大豆源蛋白代替魚粉蛋白后引起生長下降效應值,小 結(jié),大豆蛋白等量蛋白替代魚粉蛋白后引起魚類生長速度下降。代替越多生長受阻越嚴重。代替后引起的效應值為：每代替10%，生長速度下降4.05-14.28%（平均6.98%),二、大豆蛋白引起魚類生長下降與采食量下降有關(guān),表5 大豆蛋白引起鯉魚采

4、食量（FI）下降,表6 豆粕對大口鯰和四須鲃采食量(FI)的影響,表8 大豆蛋白代替魚粉蛋白引起采食量下降的效應值,表7 大豆蛋白使用后魚類增重魚采食量的關(guān)系,結(jié)果說明：大豆蛋白引起魚類生長下降，采食量下降是重要原因。,大豆蛋白代替魚粉蛋白后引起采食量下降的可能原因,,大豆蛋白中不含有魚粉中某些誘食物質(zhì)，引起采食量下降（可能是）,除以上原因外，是否還有其它重要原因

5、 ？,表9 SPI對幼建鯉飼料系數(shù)和凈蛋白沉積率(PRR)的影響,表10 DSBM對幼建鯉飼料系數(shù)和凈蛋白沉積率(PRR)的影響,表11 豆粕對大口鯰和中華鱘凈蛋白利用率的影響,表12 大豆蛋白代替魚粉蛋白引起飼料系數(shù)和PRR變化的效應值,表13 大豆蛋白代替魚粉蛋白后采食量與營養(yǎng)物質(zhì)利用率的相關(guān),結(jié)果說明：大豆蛋白引起魚類營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)利用效率下降是采食量下降最主要的原因,表14 大豆蛋白代替魚粉蛋白后增重和飼料系數(shù)的相關(guān),

6、小 結(jié),A、大豆蛋白等蛋白代替魚粉蛋白后引起魚類采食量和營養(yǎng)物質(zhì)的利用率下降。B、大豆蛋白等蛋白代替魚粉蛋白后引起增重下降與魚類采食量下降和營養(yǎng)物質(zhì)率下降呈顯著相關(guān)。,因此，大豆蛋白等蛋白代替魚粉蛋白后引起魚類營養(yǎng)物質(zhì)利用率下降可能是核心問題。,大豆蛋白替代魚粉蛋白引起營養(yǎng)物質(zhì)利用下降的原因分析,A、魚類對大豆蛋白源可消化性差全脂大豆碳水化合物含量——寡糖(棉籽三糖、水蘇四糖等)10%左右——可消化低多糖30%左右

7、。B、降低了魚類的消化力C、氨基酸平衡差——對魚類而言，蛋氨酸是大豆制品的第一限制性氨基酸,三、大豆蛋白與魚類消化力的關(guān)系,（一）大豆蛋白引起魚類蛋白消化酶分泌能力下降,——胰臟是主要消化蛋白酶的分泌器官——胰臟生長和結(jié)構(gòu)正常與否影響其分泌能力,表15 SPI和DSBM對幼建鯉肝胰臟絕對生長影響,可見：大豆蛋白后引起魚類肝胰臟生長受阻,引起魚肝胰臟生長下降的抗營養(yǎng)因子,胰蛋白酶抑制因子（TIA）--------？大豆球蛋白

8、—— ？其它抗營養(yǎng)因子——？,目前對魚類的研究報道認為： TIA是最主要的影響因子,表16 TIA對幼建鯉肝胰臟絕對生長影響,可見：TIA確是引起肝胰臟生長的主要抗營養(yǎng)因子羅非魚(Carrratore等1997）眼斑石首魚(Hellan等2002）,TIA對胰臟生長的作用方式,——組織結(jié)構(gòu)病變------？Cartore等(1997)報道：全脂大豆引起肉芽和肝胰細胞空泡增多——代嘗性增

9、生------？,表18 TIA對幼建鯉肝胰臟相對生長影響,可知：高水平TIA作用下，肝胰臟出現(xiàn)代償性生長，代償性增生后引起胰腺蛋白消化酶分泌能力下降。在低水平下則相反。SPI可能主要含Kunitz-TIA, 含量高達6.35mg/gDSBM可能主要含Kuntitz-TIA和Bowman-Birk-TIA, 含量僅為1.09mg/g,表17 TIA對幼建鯉肝胰臟絕對生長影響,表18 SPI中的TIA對幼建鯉胰臟中蛋白消化酶

10、活力的影響,表19 DSBM中的TIA對幼建鯉胰臟中蛋白消化酶活力的影響,?,?,?,?,（二）、大豆蛋白中引起消化道酶活力下降,表20 SPI對幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,表21 DSBM對幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,引起魚腸道中消化酶下降的因子,胰蛋白酶抑制因子（TIA）--------？大豆球蛋白—— ？其它抗營養(yǎng)因子——？,目前對魚類的研究報道認為： TIA是最主要的影響因子,

11、表22 胰蛋白酶抑制因子對鮭魚和虹鱒腸道蛋白消化酶的影響,表23 SPI中TIA對幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,表24 DSBM中TIA對幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,TIA種類作用存在特異性,——Kunitz-TIA和Bowman-Birt-TIA是已經(jīng)分離研究較深入的兩種大豆蛋白TIA——Kuntiz-TIA 對黃帶魳和東方鲀胰蛋白酶抑制作用強，而對凝乳蛋白酶抑制作用較弱。——Bowman-Birt-TIA對兩種蛋白酶抑

12、制作用較強。,（三）大豆蛋白引起魚類腸道生長受阻（目前這方面研究非常少）,表25 SPI對腸道生長的影響,表26 DSBM對腸道生長的影響,（四）大豆蛋白引起魚類對腸道結(jié)構(gòu)和腸細胞結(jié)構(gòu)異常,1、大豆蛋白引起腸道皺襞高度下降,圖2 SBM對鮭魚后腸皺襞高度的影響,表27 SPI對幼建鯉腸皺襞高度的關(guān)系,表28 DSBM對幼建鯉腸皺襞高度的關(guān)系,2、大豆蛋白引起魚類腸道結(jié)構(gòu)的破壞,——魚類腸道結(jié)構(gòu)也由粘膜層、粘膜下層、肌肉下層和漿

13、膜層組成——腸道結(jié)構(gòu)完整性的破壞和結(jié)構(gòu)異常，引起營養(yǎng)物質(zhì)吸收下降,Fig.3 SPI引起前腸結(jié)構(gòu)變化（張錦秀和周小秋，2003）,全魚粉蛋白組，正常,SPI 100%替代魚粉蛋白，幼建鯉前腸道表現(xiàn), 上皮細胞脫落，固有層變寬。,全魚粉蛋白組，正常,SPI 100%替代魚粉蛋白，幼建鯉后腸道表現(xiàn), 上皮細胞脫落，固有層變寬。,Fig.4 SPI引起后腸結(jié)構(gòu)變化（張錦秀和周小秋，2003）,表29 大豆蛋白引起魚類腸細胞結(jié)構(gòu)的破壞,

14、表30 豆粕鮭魚對腸道酶活的影響,以上這些酶可以反應細胞分化的能力。大豆蛋白可以引起腸細胞分化能力下降,大豆蛋白引起魚類腸道結(jié)構(gòu)破壞誘因,大豆凝結(jié)素 —— ？大豆抗原蛋白 —— ？其它抗營養(yǎng)因子 —— ？,目前對魚類研究普遍認為：大豆凝結(jié)素和大豆抗原蛋白是最主要的誘因,表31 大豆凝結(jié)素對鮭魚腸道結(jié)構(gòu)的影響,大豆凝結(jié)素作用機理,A、在鮭魚腸刷狀緣膜發(fā)現(xiàn)了結(jié)合點

15、（Hendrik等1990)，對膜上碳水化合物——N-乙?！狣-半乳糖有特異性。B、大豆凝結(jié)素主要作用皺襞頂端細胞，因頂端細胞敏感。C、主要作用的后腸細胞。D、使刷狀緣細胞代謝受阻，引起結(jié)構(gòu)破壞。,表32 SPI和DBSM中大豆凝結(jié)素和大豆抗原蛋白含量,表33 大豆抗營養(yǎng)因子對虹鱒腸道的影響,說明：大豆制品中大豆抗原蛋白也是引起的腸道結(jié)構(gòu)破壞的抗營養(yǎng)因子。,大豆球蛋白對腸道的作用,大豆抗原蛋白包括大豆球蛋白和大豆伴球蛋白大豆

16、抗原蛋白主要是通過敏反應引起腸道上皮損傷。,五、大豆蛋白源與魚類腸道免疫,魚的腸免疫系統(tǒng)包括：——腸道粘液——腸上皮細胞——相關(guān)淋巴細胞溶菌酶和抗體主要參與腸道免疫的體液因子,（一）大豆蛋白與魚類腸道物理屏障,腸道結(jié)構(gòu)完整是保證魚類腸道病源微生物浸入的重要物理屏障大豆蛋白中的抗營養(yǎng)因子——TIA和免疫球蛋白會引起魚類腸道結(jié)構(gòu)完整性破壞，及物理屏障受到破壞。（前面已述）,（二）大豆蛋白與魚類腸道非特異性免疫的關(guān)系,**腸道中相關(guān)

17、淋巴組織（包括淋巴細胞、漿細胞、巨噬細胞和多種粒細胞）是真骨魚類免疫應答的主要組織之一（Robert 等1986）**淋巴組織可以阻止抗原性物質(zhì)進入通過腸道進入機體。**魚類腸淋巴細胞、漿細胞、巨噬細胞和多種粒細胞增多表明魚腸非特異性炎性反應開始。,DSBM魚類后腸道免疫細胞數(shù)量關(guān)系,全魚粉組,全DBSM組，固有層中淋巴細胞、巨噬細胞和多核細胞數(shù)量增多。說明腸炎已經(jīng)發(fā)生。,表34豆粕對虹鱒和鮭魚后腸免疫細胞數(shù)量影響,結(jié)果說明：后腸發(fā)

18、生了炎性反應(又稱為亞急性腸炎）,**魚的腸道粘液中含有溶菌酶具有溶菌和免疫屏障的作用**溶菌酶是魚類腸道主要的體液免疫因子起非特異性免疫作用。,表35 SPI對幼建鯉腸道融菌酶的影響,**使用SPI后80%后非特異性免疫激活。**后腸非特異性激活程度較中腸高,（三）大豆蛋白與魚類腸道特異性免 疫的關(guān)系,——抗體是機體對抗原產(chǎn)生的應答效應分子——抗體水平高低表明特異性免疫激活程度——魚類腸特異性免疫研究很少,表36

19、 SPI和DSBM對幼建鯉腸道抗體的影響,** SPI和DSBM從0-80%，腸道出現(xiàn)特異性免疫激活，而過量的抗原蛋白則出現(xiàn)免疫抑制現(xiàn)象。**后腸的特異性免疫激活強于中腸,豆粕對大西洋鮭魚腸道IgM的影響(資料來源：Krogdahl 等2000),對照+乙醇浸出,小結(jié),大豆蛋白源引起魚類腸道非特異性和特異性免疫反應導致腸道粘膜損傷是導致其疾病抵抗力下降的重要原因,今后研究方向,目前，總的關(guān)于大豆蛋白對魚類消化力和腸道免疫的關(guān)系研究