(中(zhong)國農業科學院(yuan)飼料研究所,北(běi)京 100081)
摘要: γ-氨基丁(dīng)酸是一種新型(xing)飼料添加劑,對(duì)畜禽具⚽有抗熱(re)應激、促生長等(děng)作用。γ-氨基丁酸(suan)具有效果顯著(zhe)、安🏃🏻全性高等特(te)點🌈, 在畜禽養殖(zhi)業中有着極其(qí)廣闊的應用前(qian)景。
關鍵詞: γ-氨基(ji)丁酸; 熱應激;
中(zhōng)圖分類号: S816. 73文獻(xian)标識碼:A 文章編(bian)号: 167127236 (2004) 1220013202
γ-氨基丁酸(GABA ) 又(yòu)名氨酪酸, 是一(yi)種在動植物體(ti)内起神經鎮定(ding)✉️作用的非蛋白(bái)質氨基酸。在動(dòng)植物體内主要(yào)由谷氨酸經過(guo)脫✔️羧反應而來(lai)。GABA是一種中樞神(shen)經鎮靜劑🔞, 研究(jiu)結果表明, GABA 具有(you)安定、抗驚厥、降(jiang)血壓、增進腦活(huo)力、營養神經細(xi)胞、促進生長激(ji)素分泌以及🈲保(bǎo)肝利腎等作用(yòng)(茅原等☔, 2001; O kada 等, 2000) , 目前(qián)在醫藥和食品(pin)工💯業中有着廣(guǎng)泛的應用。近年(nián)來🈚, GABA 在飼料工業(yè)中的應用也越(yuè)來越受到人們(men)的關注,已有文(wen)獻報道GABA 對畜禽(qín)具有抗熱應激(ji)、促🚶♀️生長等作用(yong)(陳忠🐇等, 2002)。
GABA 在飼料(liào)工業中的應用(yong)在現代畜禽養(yǎng)殖業中,畜禽的(de)生長速度快, 代(dai)謝旺盛, 但由于(yú)在其皮膚上缺(que)少甚至沒有汗(hàn)腺, 因此在炎㊙️熱(re)的夏季高溫給(gei)畜禽生長帶來(lai)的損傷特别明(míng)顯,從而給畜禽(qín)養殖業造成巨(jù)大的經㊙️濟損失(shī)。在畜禽飼料中(zhong)加入抗熱應激(jī)添加劑是一種(zhǒng)解決上述問題(tí)的既方便又十(shí)分快捷的方法(fa),可以🏒很好的消(xiao)除高溫給畜禽(qín)生長帶來的不(bú)利影響。GABA 作爲一(yī)種中樞神經鎮(zhen)靜劑, 對畜禽具(ju)有很好的抗熱(rè)應激、促生長等(děng)作用,是一☀️種新(xīn)型、高效、安全的(de)飼料添加劑。GABA 對(duì)仔雞有很好的(de)抗熱應激和促(cù)生長的作用。
2. 1 GABA 對(duì)熱應激仔雞體(tǐ)溫和呼吸頻率(lü)的影響GABA 爲動物(wù)中樞神經系🌈統(tǒng)抑制性神經遞(di)質, 可抑制腦幹(gan)中呼吸中樞的(de)整♋合作用, 降低(dī)動物的呼吸頻(pín)率(範少光, 1984)。由表(biǎo)1 可見, 在仔雞出(chū)現熱📧應激後, 日(rì)糧中添加GABA 的試(shi)驗組仔雞的呼(hū)吸頻率極顯著(zhe)低于日糧中🏒不(bú)添加GABA 的對照組(zu)仔雞✌️的呼吸頻(pín)率(P < 0. 01) , 而試驗組仔(zǎi)💞雞與對照組😘仔(zǎi)雞的體溫變化(huà)卻不明顯。對🏃🏻♂️于(yu)試驗組仔雞來(lái)講,在熱應激前(qián)後其體溫、呼🧡吸(xī)頻率均無明顯(xian)變化(陳忠等, 2002)。
2. 2 GABA 對(dui)熱應激仔雞生(sheng)産性能和生長(zhang)的影響由表2 可(kě)見, 日糧中添加(jiā)👄GABA 對熱應激仔雞(jī)的生産性能有(you)一定的⛷️影響。研(yan)究結果😄表明:日(rì)糧中添加GABA 的試(shi)驗組仔雞的料(liao)肉比極顯著低(di)于日糧中未👄添(tiān)加GABA 的對照組仔(zǎi)雞的料肉比🤩(P < 0. 01) ;試(shi)驗組仔雞的增(zēng)重是對照組仔(zai)雞增重的117. 86%(P < 0. 05)。從生(sheng)長曲線圖 可以(yǐ)發現, 試驗組仔(zǎi)雞的體重随🚶着(zhe)日齡的增加而(er)增加。但開始時(shí)試驗組仔雞的(de)體重增長速度(dù)低于對照組💯仔(zǎi)雞的體重增長(zhang)速度,
一段時間(jiān)後, 試驗組仔雞(ji)的體重增長速(su)度便很快超過(guo)🏃🏻對照組仔雞的(de)體重增長速度(dù)(陳忠等, 2002)。
表1 GABA 對熱(re)應激仔雞體溫(wēn)和呼吸頻率的(de)影響
呼吸頻率(lü)(次?m in)
熱應激前 熱(re)應激後
對照組(zǔ)40. 91±0. 27 41. 70±0. 34 68. 47±6. 49 82. 20±8. 39
試驗組40. 90±0. 31 41. 55±0. 38 77. 79±8. 72 77. 79±11. 13
表2 GABA 對熱(rè)應激仔雞生産(chan)性能和生長的(de)影響
對照組試(shi)驗組料肉比2. 02 1. 73
采(cai)食量(g) 39. 66±10. 04 39. 96±11. 17
日增重(g) 19. 60± 7. 30 23. 10±10. 68
體(ti)重(g) 515. 20±78. 55 542. 34±88. 75
總之, 對GABA 在畜(chù)禽養殖業中的(de)應用研究結果(guo)表明, GABA 對畜💛禽具(ju)有很好的抗熱(rè)應激和促生長(zhǎng)的作用, 是一種(zhong)新型、高效、安全(quán)的飼料添加劑(jì), 符合國内外對(duì)于💞食品安全和(he)飼料安全的要(yào)求,符合畜牧養(yang)殖、飼料添加劑(jì)發展的需要。本(ben)産品的💰研制與(yǔ)開發豐富了飼(sì)料添加劑的種(zhǒng)類, 對畜禽養殖(zhí)業有着相當大(da)的貢獻。
γ-氨基丁(ding)酸在畜牧生産(chan)中應用
GABA在丁酸的γ位上(shang)有一個氨基,是(shì)一種非蛋白質(zhi)氨基酸,分子⭐式(shì)爲💃C4H9NO:,相對分子質(zhì)量爲103.12,結構式見(jiàn)圖1。
GABA極(ji)易溶于水,25℃時溶(rong)解度爲130 g/100 mL.微溶于(yu)乙醇,不溶于其(qi)他📞常🏃🏻♂️見有機溶(rong)劑。熔點202~204℃,但在195℃時(shí)即分解爲吡咯(ge)烷酮和水。結晶(jing)爲白色小葉狀(zhuang)(甲醇一乙醚)或(huò)針狀(水一乙醇(chun))),味微苦,兀旋光(guāng)性。在水溶液中(zhong)。易發生兩性離(lí)解。也可進行氨(ān)基酸的特征性(xìng)化學反應。
2.1.1對動物(wu)生産性能的影(ying)響韋習會等(2004)在(zai)生長豬日糧中(zhong)添加不同濃度(du)(0、10、20 mg/kg和40 mg/kg)的GABA,結果表明(ming),10 mg/kg和20 mg,kg的添加水平(ping)能❌顯著提高日(rì)增重(分别提♉高(gao)11.39%和9.49%),而添加40 mg/kg對增(zeng)重無顯著影響(xiang)。而其增重的提(ti)高主要👣是通過(guo)提高日采食量(liang)(提高7.82%和9.47%),對料肉(rou)比無顯著影響(xiang);與對照👄組相比(bǐ),10 mg/kg的添加劑量對(duì)🈲血清尿素氮含(hán)量無顯著影響(xiang),而高劑量的GABA則(zé)使豬血清尿素(sù)氮含量顯著高(gāo)于對照組。Fan等(2007)在(zài)體重爲34 kg生長豬(zhu)🌈日糧中添加50 mg/kg和(he)100 mg/kg GABA,結果表明,GABA對豬(zhu)的促生長作用(yong)明顯,但😄随生長(zhang)階段和作用劑(ji)量不同存在一(yi)定差異,主要體(tǐ)現在試❓驗3~4周,以(yi)100 mg,kg的效果最好。劉(liú)振軍(2006)在21 d斷奶仔(zai)🤩豬日糧中分别(bié)添加50、100 mg/kg和150 mg/kg GABA,發現50 mg/kg添(tian)加🈚劑量能顯著(zhe)提高斷奶後🐪28 d的(de)采食量和日增(zeng)重,但不影響料(liao)肉比和粗蛋白(bai)質的表觀消化(huà)率。随着劑量的(de)增加,GABA的效果降(jiàng)低,當添加劑量(liang)爲150 mg/kg時,斷奶仔豬(zhu)的生産性能有(yǒu)下降的趨勢。謝(xiè)曉婕(2007)在28日齡斷(duan)奶仔豬♍日糧中(zhong)添加20 mg/kg GABA,飼喂14 d。提高(gao)了仔豬采食量(liang)、日增重,降低0~7 d料(liào)重比,但差異不(bu)顯著。
從以上結(jie)果可以看出,GABA主(zhǔ)要是通過提高(gāo)畜禽的日采食(shí)量,且不增加或(huò)略微提高飼料(liao)轉化效率來實(shi)現對增重的提(tí)高,GABA的添加效果(guo)與添加劑量有(yǒu)關,不同動物和(hé)不同階段添加(jia)劑量㊙️不同。
2.1.2 GABA提高(gāo)動物生産性能(néng)的原因
2.1.2.1 采食作(zuò)爲一個複雜的(de)行爲活動,主要(yao)受中樞神經系(xì)統👨❤️👨的控制㊙️,飽中(zhong)樞(下丘腦腹内(nèi)側核)和攝食中(zhōng)樞(下丘腦外側(cè)區❤️)是動物調節(jie)攝食的基本中(zhōng)樞。GABA則可☁️通過抑(yi)制飽中樞(下丘(qiu)腦腹内側核)的(de)活動引起動🔆物(wu)的采食,增強動(dong)物的采食能力(li)。研究表明,将一(yi)定劑量範圍的(de)GABA注射于動物的(de)不同腦區,可顯(xiǎn)著促進動物攝(shè)食,并具有劑量(liàng)依賴效🍉應。
2.1.2.2可能(neng)與其促進生長(zhang)激素等的分泌(mi)有關。Tacca等(1989)發現,激(ji)🍓活🍉離體鼠胃GABA受(shou)體能夠劑量依(yi)賴性誘導胃泌(mi)素分📧泌。Weige~等(1998)認爲(wèi),灌注外源性GABA濃(nong)度,劑量依賴性(xìng)提高胃泌素釋(shi)放👨❤️👨,而生長抑素(su)(SS)的分泌則🏃🏻被顯(xiǎn)著性抑制:并且(qie)生長抑素❄️和胃(wèi)泌素對于GABA的反(fan)應能夠完全被(bei)v一氨🤟基酸A受體(tǐ)(GABAAR)拮抗劑荷包牡(mǔ)丹堿和乙酰膽(dan)堿能神經元阻(zu)斷劑阿托品完(wán)全抑制。陸桂平(ping)等(2007)研究發現,飼(si)喂10 mg/kg的GABA使青年期(qi)蛋😍雞、産蛋🏃初期(qī)和産蛋高峰期(qī)母雞血清瘦素(su)水平分别🛀🏻升高(gao)4.47%、29.48%(P<0.05)和2l_16%(P<0.05)。血清胰島素(su)🧑🏾🤝🧑🏼水平分别升高(gāo)21.15%(P<0.01)、15.13%(P<0.05)和12.85%(P<0.05)。瘦素具有調(diào)節攝食、促進能(neng)量消耗及調節(jiē)相關激素水平(ping)和🔞生殖機能等(děng)作用。胰島素水(shuǐ)平升高可使攝(she)食中樞興奮,促(cu)進采食。Fan等(2007)在生(shēng)長豬口糧中添(tian)加50 mg/kg和100 mg/kg GABA,結果表明(ming)。GABA顯著促進❗了試(shì)驗豬體内生長(zhǎng)激素(P<0.05)和褪⚽黑素(su)(P<0.05)的分泌,明顯提(tí)高💃了小豬體内(nèi)促甲狀腺激素(sù)水平(P<0.1),這與良好(hao)的生産性📐能吻(wen)合,但作用🍉程度(du)随試驗階段和(hé)激素種類不同(tong)而存在一定差(cha)異。
GABA可促進胃酸(suan)分泌。Thirlby(1998)等,給安裝(zhuang)胃瘘的狗胃内(nei)灌注GABA。發❌現54 ug、kg.min注射(shè)組狗✌️胃内平均(jun)酸分泌量在基(ji)礎水平上提高(gao)了(30+1.4)mmol/h;另外靜脈給(gěi)藥0.5 mg/kg ba—clofen(GABA激動劑)能夠(gòu)顯著提高狗胃(wei)内酸的分泌量(liàng)。Laura(2004)在研究外源GABABR激(jī)動劑對大鼠胃(wèi)酸分泌的試驗(yàn)中發現,靜脈給(gěi)藥ba—clofen和SKF-97541(GABA選擇性受(shòu)體激動劑)。能夠(gòu)對大鼠胃酸分(fèn)泌起到劑量依(yi)賴性的刺激作(zuo)用。由此可以得(de)出GABA及其受體激(ji)動劑具有顯著(zhe)的促酸分泌的(de)作用。
有研究報(bào)道,産蛋高峰期(qī)母雞飼料中添(tian)加GABA可顯著提高(gāo)十🏃🏻♂️二指腸至盲(máng)腸段内容物中(zhōng)的胰蛋白酶總(zǒng)🌐活性(P<0.05)。表明GABA對小(xiǎo)腸功能的調節(jie)很可能是通過(guò)影響其消化酶(méi)的分泌來實現(xiàn)(李愛學,2003)。
在豚鼠(shǔ)和大鼠小腸上(shàng)的試驗已證實(shi)GABA能影響上皮的(de)轉運過🔞程。另外(wài),腸道隐窩處纖(xiān)維與上皮組織(zhi)中含有🌐GABA。與内分(fen)泌細胞💃🏻存在相(xiàng)似之處,提示在(zài)黏膜功能調節(jie)上,腸道GABA很可能(neng)影響上皮細胞(bao)的有絲分裂和(hé)遷移(Krantis,2000)。
2.2 對胴體品(pin)質的影響 曹德(de)瑞和鄒曉庭(2007)在(zai)生長育肥豬日(rì)糧中🌍添加10 mg/kg GA.BA,可使(shi)屠宰率提高3.64%,眼(yǎn)肌面積增加11.89%,背(bei)膘厚🌈略有降低(dī),但差異不顯著(zhe)。GABA改善動物胴體(ti)品質的原因可(kě)能與其促進生(sheng)長相關激素的(de)合成與釋放有(you)關,因🍉爲GABA可促進(jìn)生長激素的分(fen)泌,而大量試驗(yan)表明,外源生㊙️長(zhang)激素可改善豬(zhu)的胴體品質。
2.3對(duì)免疫功能的影(yǐng)響Adham等(2006)研究表明(míng),GABA對黏膜免疫具(jù)有一定增強作(zuò)用。人口服100 mg,kg GABA後顯(xian)著提高唾液中(zhong)IgA的分泌水平✂️,從(cong)而增強機體抵(di)禦病原侵入,提(tí)高免疫力。具體(tǐ)的研究證明較(jiào)少,但㊙️從旁分析(xi)GABA也具🔴有提高免(mian)疫的功能,分析(xī)其原因可能是(shi):一方面主要是(shi)GABA促進胃酸、消化(huà)液和生長激素(sù)的♊分泌,提高動(dong)物的采食量,增(zeng)強養分吸收與(yǔ)代謝。提高生長(zhǎng)性能從而提高(gāo)免🤟疫機能:另🌈一(yī)方面GABA作爲神經(jing)遞質,影響内分(fèn)泌系統激素的(de)分泌。然而激素(su)分泌量的變化(hua)必然使存在于(yu)免疫細胞上的(de)各種激素受體(ti)作出應答,從而(ér)引導免疫細胞(bao)自身增殖或凋(diao)亡、活性增強或(huò)抑制;另外,GABA是抑(yi)制性神經遞質(zhi),與受⚽體結合後(hou)被激活,阻止🐕與(yǔ)焦慮或應激有(yǒu)關的信息抵達(dá)大腦,鎮靜神經(jīng),抵抗焦慮和♈減(jiǎn)輕應激程度,增(zeng)強免疫力(胡家(jia)澄等,2008)。
2.4 GABA對生殖性(xing)能的影響 GABA在雄(xióng)性動物或人性(xìng)腺和附屬性腺(xiàn)中🔴存在,與精子(zǐ)的運動和類固(gu)醇激素的産生(shēng)有密🥰切關系,對(dui)雄性生殖功能(neng)有調節作用。據(ju)報道,GABA可明顯地(di)引起獲能小鼠(shǔ)及人精子發生(sheng)頂體反應,且随(suí)精子獲能進程(chéng)而顯著增加,并(bìng)存在明顯的量(liang)效關系(Shi和Roldan,1995;王春(chun)年,1995;Roldan等,1994);明顯提高(gāo)正常及抗精子(zǐ)陽性💛精子頂體(ti)酶的🛀🏻活性。并使(shi)精子的Na~-K+-ATPase和超氧(yang)化物❤️歧化酶的(de)活性增加,說🌏明(míng)GABA對精子頂體酶(méi)活性有顯著影(yǐng)響。
在雌性動物(wu)中,在機體30多種(zhǒng)含有GABA的外周組(zu)織中,以卵巢與(yu)輸卵🔅管中的含(hán)量最高。超過腦(nao)含量的2倍以上(shang),提示GABA可能對性(xing)腺的生理功能(neng)具有調節作用(yong)(Kalia等,1999)。據研究。GABA能夠(gou)通過下丘腦一(yi)垂體一性腺軸(zhou)影響垂體及性(xing)腺的生理機能(neng),從而參與生殖(zhí)激素(如孕酮🔅、促(cu)黃體素LH及⛹🏻♀️促乳(rǔ)素PRL)的分泌調節(jie)。
2.6 GABA對(dui)動物熱應激的(de)影響 由于畜禽(qín)皮膚上缺少甚(shèn)至沒有汗腺,在(zai)炎熱的夏季高(gāo)溫所引起的熱(rè)應激給⭕畜禽生(sheng)産帶來嚴重的(de)損害。GABA爲中樞神(shén)經系統抑制性(xing)神經遞質,可抑(yi)制腦幹呼吸中(zhong)樞的整合作用(yong),使🤟呼吸頻率減(jian)慢,維持各中樞(shu)對機體各系統(tǒng)正常調節機能(neng)。陳忠等(2002)試驗證(zhèng)明,在肉仔雞飲(yǐn)水中添加适量(liàng)GABA,可以減少雞🌈隻(zhi)的活動量和産(chan)熱量,降低代謝(xie)率,從而緩解高(gāo)溫對㊙️肉雞生産(chǎn)性能的影響,增(zeng)強肉雞的抗應(yīng)激能力和日👨❤️👨增(zeng)重。吳東輝等(2003)試(shì)驗證實,在急性(xing)應激時可通過(guo)海馬内興奮性(xìng)氨基酸抑制劑(ji)GABA含量的變化來(lái)影響興奮性氨(an)基酸含量的改(gai)變,從而對動物(wù)機體起到保護(hù)作用❤️。曹德瑞等(deng)(2008)試驗表明,在❤️牛(niu)長🈚育肥豬日糧(liang)中添加10 mg/kg的GABA可💚提(ti)⛷️高高溫下豬的(de)采食量和增重(zhong);提高豬的血糖(tang)含量。維持機體(ti)熱應激💯狀态下(xia)新陳代謝所需(xu)的血糖;降低血(xuè)液乳酸脫氫酶(méi)(LDH)和肌酸激酶(CK)水(shuǐ)平,有效減輕熱(rè)應激對豬隻的(de)損害;提高豬血(xuè)清谷胱甘肽過(guò)氧化物酶水平(píng),緩解熱應激。
3 GABA毒(dú)性及安全
關于(yu)GABA毒性研究較少(shao)。楊海峰等(2008)采用(yong)改良寇氏法測(ce)㊙️定GABA的🔴急性🏃毒性(xing),及劑量遞增法(fǎ)測定其蓄積毒(du)性,結果表明,GABA對(duì)小鼠的經口LDm爲(wei)💋15.55 g,kg,屬實際無毒物(wu)質,基本無蓄積(ji)毒性。GABA作飼料添(tiān)加劑使用時,在(zài)飼料中正常添(tian)加量僅爲10—100 mg/kg(Fan等,2007;韋(wéi)習會等,2004),是比較(jiao)安全的。
4小結
随(sui)着GABA生理功能研(yan)究的不斷深入(ru)。GABA在畜牧生産中(zhōng)的應用已成🐪爲(wèi)新的研究熱點(diǎn)。GABA作爲飼料添加(jia)劑可以🐆顯著提(ti)高畜禽的生産(chan)性☁️能,因此,加強(qiáng)GABA的安全性能測(cè)試及研制開發(fa)将豐富飼料💋添(tiān)加劑的種類,有(you)益于畜牧業的(de)發展。
上一條 : 熱應激(ji)對豬隻生産性(xing)能的影響
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