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1、大豆蛋白與魚(yú)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(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，四川雅安，625016） ZHOU Xiaoqiu (Animal Nutrition Institute of Sichuan Agricultural University, Yaan, 625014, China),前言,A、魚(yú)粉是魚(yú)類最重要的蛋白來(lái)源。 B、魚(yú)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(yú)粉蛋白是水產(chǎn)方面的研究和開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。 D、大豆蛋
2、白成為重要的研究焦點(diǎn)。 相對(duì)較高的可利用蛋白 相對(duì)價(jià)格合理性和供應(yīng)穩(wěn)定性,目前的主要研究?jī)?nèi)容,A、大豆蛋白代替魚(yú)粉蛋白對(duì)魚(yú)類生產(chǎn)性能的影響。 B、大豆蛋白對(duì)魚(yú)類消化能力的影響有一些研究。 C、大豆蛋白對(duì)魚(yú)類腸道免疫的關(guān)系有少量研究。,一、大豆蛋白對(duì)魚(yú)類生長(zhǎng)的影響,表1 大豆蛋白降低鯉魚(yú)的生長(zhǎng),表2 去皮豆粕蛋白代替魚(yú)粉蛋白對(duì)大西洋鮭魚(yú)和虹鱒生長(zhǎng)的影響,表3 豆粕對(duì)大口鯰和大菱鲆生長(zhǎng)的影響,表4 大豆源蛋白代替魚(yú)粉蛋白后引起生長(zhǎng)下降效應(yīng)值,小 結(jié),大豆蛋白等量蛋白替代魚(yú)粉蛋白后引起魚(yú)類生長(zhǎng)速度下降。 代替越多生長(zhǎng)受阻越嚴(yán)重。 代替后引起的效應(yīng)值為：每代替10%，生長(zhǎng)速度下降4.05-14.28%
3、（平均6.98%),二、大豆蛋白引起魚(yú)類生長(zhǎng)下降與采食量下降有關(guān),表5 大豆蛋白引起鯉魚(yú)采食量（FI）下降,表6 豆粕對(duì)大口鯰和四須鲃采食量(FI)的影響,表8 大豆蛋白代替魚(yú)粉蛋白引起采食量下降的效應(yīng)值,表7 大豆蛋白使用后魚(yú)類增重魚(yú)采食量的關(guān)系,結(jié)果說(shuō)明：大豆蛋白引起魚(yú)類生長(zhǎng)下降，采食量下降是重要原因。,大豆蛋白代替魚(yú)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(yú)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 ？,表9 SPI對(duì)幼建鯉飼料系數(shù)和凈蛋白沉積率(PRR)的影響,表10 DSBM對(duì)幼建鯉飼料系數(shù)和凈蛋白沉積率(PRR)的影響,表11 豆粕對(duì)大
4、口鯰和中華鱘凈蛋白利用率的影響,表12 大豆蛋白代替魚(yú)粉蛋白引起飼料系數(shù)和PRR變化的效應(yīng)值,表13 大豆蛋白代替魚(yú)粉蛋白后采食量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的相關(guān),結(jié)果說(shuō)明：大豆蛋白引起魚(yú)類營(yíng)養(yǎng)營(yíng)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(yú)粉蛋白后增重和飼料系數(shù)的相關(guān),小 結(jié),A、大豆蛋白等蛋白代替魚(yú)粉蛋白后引起魚(yú)類采食量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率下降。 B、大豆蛋白等蛋白代替魚(yú)粉蛋白后引起增重下降與魚(yú)類采食量下降和營(yíng)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(yú)粉蛋白后引起魚(yú)類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率下降可能是核心問(wèn)題。,大豆蛋白替代魚(yú)粉蛋白引起營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用下降的原因分析,A、魚(yú)類對(duì)大豆蛋白
5、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。 B、降低了魚(yú)類的消化力 C、氨基酸平衡差 對(duì)魚(yú)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(yú)類消化力的關(guān)系,（一）大豆蛋白引起魚(yú)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(zhǎng)和結(jié)構(gòu)正常與否影響其分泌能力,表15 SPI和DSBM對(duì)幼建鯉肝胰臟絕對(duì)生長(zhǎng)影響,可見(jiàn)：大豆蛋白后引起魚(yú)類肝胰臟生長(zhǎng)受阻,引起魚(yú)肝胰臟生長(zhǎng)下降的抗?fàn)I養(yǎng)因子,胰蛋白酶抑制因子（TIA）-？ 大豆球蛋白 ？ 其它抗?fàn)I養(yǎng)因子？,目前對(duì)魚(yú)類的研究報(bào)道認(rèn)為： TIA是最主要的影響因子,表16 TI
6、A對(duì)幼建鯉肝胰臟絕對(duì)生長(zhǎng)影響,可見(jiàn)：TIA確是引起肝胰臟生長(zhǎng)的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子 羅非魚(yú)(Carrratore等1997） 眼斑石首魚(yú)(Hellan等2002）,TIA對(duì)胰臟生長(zhǎng)的作用方式,組織結(jié)構(gòu)病變-？Cartore等(1997)報(bào)道：全脂大豆引起肉芽和肝胰細(xì)胞空泡增多 代嘗性增生-？,表18 TIA對(duì)幼建鯉肝胰臟相對(duì)生長(zhǎng)影響,可知：高水平TIA作用下，肝胰臟出現(xiàn)代償性生長(zhǎng)，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(dá)6.35mg/g DSBM可能主要含Kuntitz-TIA和Bowman-Birk-TIA, 含量?jī)H為1.09
7、mg/g,表17 TIA對(duì)幼建鯉肝胰臟絕對(duì)生長(zhǎng)影響,表18 SPI中的TIA對(duì)幼建鯉胰臟中蛋白消化酶活力的影響,表19 DSBM中的TIA對(duì)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(duì)幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,表21 DSBM對(duì)幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,引起魚(yú)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?fàn)I養(yǎng)因子？,目前對(duì)魚(yú)類的研究報(bào)道認(rèn)為： TIA是最主要的影響因子,表22 胰蛋白酶抑制因子對(duì)鮭魚(yú)和虹鱒腸道蛋白消化酶的影響,表23 SPI中TIA對(duì)幼建鯉腸中蛋白消化酶活力的影響,表24 DSBM中TIA
8、對(duì)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(duì)黃帶魳和東方鲀胰蛋白酶抑制作用強(qiáng)，而對(duì)凝乳蛋白酶抑制作用較弱。 Bowman-Birt-TIA對(duì)兩種蛋白酶抑制作用較強(qiáng)。,（三）大豆蛋白引起魚(yú)類腸道生長(zhǎng)受阻（目前這方面研究非常少）,表25 SPI對(duì)腸道生長(zhǎng)的影響,表26 DSBM對(duì)腸道生長(zhǎng)的影響,（四）大豆蛋白引起魚(yú)類對(duì)腸道結(jié)構(gòu)和腸細(xì)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(duì)鮭魚(yú)后腸皺襞高度的影響,表27 SPI對(duì)幼建鯉腸皺襞高度的關(guān)系,表28 DS
9、BM對(duì)幼建鯉腸皺襞高度的關(guān)系,2、大豆蛋白引起魚(yú)類腸道結(jié)構(gòu)的破壞,魚(yú)類腸道結(jié)構(gòu)也由粘膜層、粘膜下層、肌肉下層和漿膜層組成 腸道結(jié)構(gòu)完整性的破壞和結(jié)構(gòu)異常，引起營(yíng)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(yú)粉蛋白組，正常,SPI 100%替代魚(yú)粉蛋白，幼建鯉前腸道表現(xiàn), 上皮細(xì)胞脫落，固有層變寬。,全魚(yú)粉蛋白組，正常,SPI 100%替代魚(yú)粉蛋白，幼建鯉后腸道表現(xiàn), 上皮細(xì)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(yú)類腸細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞,表30 豆粕鮭魚(yú)對(duì)腸道酶活的影響,以上這些酶可以反應(yīng)細(xì)胞分
10、化的能力。 大豆蛋白可以引起腸細(xì)胞分化能力下降,大豆蛋白引起魚(yú)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?fàn)I養(yǎng)因子 ？,目前對(duì)魚(yú)類研究普遍認(rèn)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(duì)鮭魚(yú)腸道結(jié)構(gòu)的影響,大豆凝結(jié)素作用機(jī)理,A、在鮭魚(yú)腸刷狀緣膜發(fā)現(xiàn)了結(jié)合點(diǎn)（Hendrik等1990)，對(duì)膜上碳水化合物N-乙酰D-半乳糖有特異性。 B、大豆凝結(jié)素主要作用皺襞頂端細(xì)胞，因頂端細(xì)胞敏感。 C、主要作用的后腸細(xì)胞。 D、使刷狀緣細(xì)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?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)虹鱒腸道的影響,說(shuō)明：大豆制
11、品中大豆抗原蛋白也是引起的腸道結(jié)構(gòu)破壞的抗?fàn)I養(yǎng)因子。,大豆球蛋白對(duì)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 大豆抗原蛋白主要是通過(guò)敏反應(yīng)引起腸道上皮損傷。,五、大豆蛋白源與魚(yú)類腸道免疫,魚(yú)的腸免疫系統(tǒng)包括： 腸道粘液 腸上皮細(xì)胞 相關(guān)淋巴細(xì)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(yú)類腸道物理屏障,腸道結(jié)構(gòu)完整是保證魚(yú)類腸道病源微生物浸入的重要物理屏障 大豆蛋白中的抗?fàn)I養(yǎng)因子TIA和免疫球蛋白會(huì)引起魚(yú)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(yú)類腸道非特異性免疫的關(guān)系,*腸道中相關(guān)淋巴組織（包括淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和多種粒細(xì)胞）
12、是真骨魚(yú)類免疫應(yīng)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(jìn)入通過(guò)腸道進(jìn)入機(jī)體。 *魚(yú)類腸淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和多種粒細(xì)胞增多表明魚(yú)腸非特異性炎性反應(yīng)開(kāi)始。,DSBM魚(yú)類后腸道免疫細(xì)胞數(shù)量關(guān)系,全魚(yú)粉組,全DBSM組，固有層中淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和多核細(xì)胞數(shù)量增多。說(shuō)明腸炎已經(jīng)發(fā)生。,表34豆粕對(duì)虹鱒和鮭魚(yú)后腸免疫細(xì)胞數(shù)量影響,結(jié)果說(shuō)明：后腸發(fā)生了炎性反應(yīng)(又稱為亞急性腸炎）,*魚(yú)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(yú)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(duì)幼建鯉腸道融菌酶的影響,*使用SPI后80%后非特異性免疫
13、激活。 *后腸非特異性激活程度較中腸高,（三）大豆蛋白與魚(yú)類腸道特異性免 疫的關(guān)系,抗體是機(jī)體對(duì)抗原產(chǎn)生的應(yīng)答效應(yīng)分子 抗體水平高低表明特異性免疫激活程度 魚(yú)類腸特異性免疫研究很少,表36 SPI和DSBM對(duì)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(guò)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(qiáng)于中腸,豆粕對(duì)大西洋鮭魚(yú)腸道IgM的影響(資料來(lái)源：Krogdahl 等2000),對(duì)照+乙醇浸出,小結(jié),大豆蛋白源引起魚(yú)類腸道非特異性和特異性免疫反應(yīng)導(dǎo)致腸道粘膜損傷是導(dǎo)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(duì)魚(yú)類消化力和腸道免疫的關(guān)系研究比較膚淺。 1、不同魚(yú)類敏感性存在較大差異，目前研究比較少，擴(kuò)大研究對(duì)象。 2、大豆蛋白影響魚(yú)類消化力的動(dòng)態(tài)作用模型。 3、大豆蛋白對(duì)魚(yú)類腸道細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)的影響。 4、大豆蛋白對(duì)魚(yú)類腸道細(xì)胞影響的分子水平的機(jī)制。 5、大豆黃酮對(duì)魚(yú)類腸道消化力和免疫研究。,謝謝,
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