半胱胺的促生長機(jī)理及其應(yīng)用

陳耀飛

生長激素(GH)在動物體新陳代謝過程中具有調(diào)節(jié)營養(yǎng)分配、促進(jìn)蛋白合成、減少脂肪沉積、提高動物生長速度和飼料報酬等功能。但是，其合成和分泌必受下丘腦分泌的生長激素釋放激素(GRF)(在禽類為促甲狀腺激素，TSH)和生長抑素(Somatoslain，SS)的雙重調(diào)控。GRF和TSH能促進(jìn)GH的合成，而SS能抑制GH的分泌。Spencer在1996年報道，機(jī)體內(nèi)的SS的濃度與生長速度間存在顯著的負(fù)相關(guān)，因此，如何通過降低體內(nèi)SS的水平來提高GH的濃度成為了研究的熱點。Szabo等(1981)發(fā)現(xiàn)了半胱胺可以耗竭體內(nèi)的SS以來，大量研究證實了半胱胺是一種具有降低機(jī)體SS水平，促進(jìn)機(jī)體消化代謝，促進(jìn)動物生長的較為理想的物質(zhì)，可作為一種促生長劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)。
　　1 半胱胺(CS)的促生長作用機(jī)理
　　1.1 半胱胺(CS)的理化性質(zhì)
　　半胱胺(Cysteamine，CS)又稱β－巰基乙胺，相當(dāng)于半胱氨酸的脫羧產(chǎn)物。是輔酶A的組成部分，因其含有活性的巰基和氨基而具有多種生物功能，是動物體內(nèi)的生物活性物質(zhì)(Millad，1988)。CS的分子式為HSCH2CH2NH2，分子量為77.15，為白色晶體，熔點是70.2～70.7℃。
　　1.2 半胱胺(CS)的促生長作用機(jī)理
　　CS的促生長作用主要是通過耗竭動物體內(nèi)的SS實現(xiàn)的。SS是由動物體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道產(chǎn)生的肽類激素，廣泛分布于動物各組織內(nèi)，其存在形式在下丘腦主要是14肽(SS－14)，在中樞及末梢神經(jīng)、心臟、甲狀腺、消化道及胰腺中主要是28肽(SS－28)及13肽(SS－13)。SS在體內(nèi)主要通過抑制作用控制GH、類胰島素生長因子(IGF)、胃泌素、胰島素等激素的分泌及活性。還可抑制多巴胺、β－羥化酶、腎上腺皮質(zhì)、11β－羥化酶、胃黏膜組織胺和組氨酸脫羧酶的活性。通過血管活性肽(VIP)介導(dǎo)，使腸管環(huán)行肌舒張，使消化吸收功能減弱。SS的這些抑制作用在一定程度上表現(xiàn)為機(jī)體的代謝機(jī)能下降，對營養(yǎng)物質(zhì)及離子的吸收能力減弱，從而抑制動物生長。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，CS耗竭SS的機(jī)制是由于CS直接與體內(nèi)SS分子作用，當(dāng)體內(nèi)的SS耗竭時，SS對多種參與機(jī)體合成代謝和消化功能相關(guān)激素的抑制作用及SS對腸管的舒張作用解除，使GH、IGF、膽囊收縮素(CCK)、胃泌素、甲狀腺素、胰島素等激素以及胰酶、胃蛋白酶等消化酶大量分泌，腸管運動加強(qiáng)，使機(jī)體的消化吸收和合成代謝增強(qiáng)，從而促進(jìn)機(jī)體生長。
　　CS的促生長作用另一途徑是通過抑制多巴胺β－羥化酶的活性，多巴胺β－羥化酶可催化多巴胺轉(zhuǎn)化為去甲腎上腺素，CS對此酶活性的抑制必然導(dǎo)致多巴胺的蓄積，而多巴胺在下丘腦強(qiáng)烈的促進(jìn)GH的合成和分泌，因此，CS也可能通過這一途徑影響動物的GH合成和分泌，進(jìn)而促進(jìn)畜禽生長。
　　2 半胱胺在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　2.1 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　王艷玲等(1997)在紅布羅雞日糧中依次按劑量0(對照組)、100、150、200mg/kgBW，每周添加1次CS，結(jié)果表明，以添加100mg/kgBWCS組的凈增重最高，比對照組提高6.2％(P<0.05)，而其他劑量的日增重?zé)o明顯變化，與對照組相比，添加100mg/kgBWCS組的采食量無明顯變化，但添加150和200mg/kgBWCS的采食量有下降趨勢。因此，飼料轉(zhuǎn)化率添加CS100、150和200mg/kgBW組與對照組相比分別提高5.7％、3.3％、6.3％。
　　韓劍眾等(2000)研究了CS對黃羽肉雞增重及有關(guān)激素的影響，他們將480羽28日齡的黃羽肉雞隨機(jī)分成兩組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)60羽，試驗組喂以CS100mg/kgBW，每周1次，至57日齡結(jié)束，結(jié)果試驗組比對照組增重提高14.7％，血液SS下降65.3％，甲狀腺素T3，T4則分別提高12.5％和9.7％，GH提高4.0％(見表1)。

　　楊彩梅等(2000)研究了CS對AA肉用仔雞生長性能的影響，選出剛出殼的AA肉雞540只，隨機(jī)分為5組，每組設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)36羽肉雞，第1組(對照組)飼喂基礎(chǔ)日糧，第2、3、4、5組分別在基礎(chǔ)日糧中添加60、90、120、150mg/kgCS，試驗結(jié)果表明，0～21日齡時添加90mg/kgCS組的平均日增重(ADG)比對照組提高5.03％(P<0.05)，22～42日齡時添加90mg/kgCS組的ADG比對照組提高7.82％(P<0.05)，全期添加150mg/kgCS組的ADG比對照組提高5.93％(P<0.05)。添加150mg/kgCS組的ADG明顯低于其他組，添加150mg/kgCS組的料重比和成活率均明顯低于其他各組，其他各組之間料重比和成活率均無顯著差異。
　　2.2 CS在肉豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　丁宏標(biāo)等(1994)以劑量為70mg/kgBW的CS，對45kg左右的生長豬每天飼喂一次，試驗期30天，結(jié)果表明，試驗期給喂CS者比對照組增重提高12.7％(P<0.05)，料肉比降低10.54％。同樣給25～28kg的生長豬日糧中添加CS，日增重也提高5.13％(P<0.05)，料肉比下降6.67％，這和韓劍眾等(1998)用CS80mg/kgBW飼喂28日齡斷奶乳豬至45日齡，每周飼喂一次，試驗組比對照組增重提高21.6％的報道一致。  
　　劉杰(1998)選用裝有長久性隔離小胃和頸靜脈導(dǎo)管的5頭雄性香豬，研究CS對香豬胃液分泌、血液胃泌素和生長抑素水平的影響，他們將CS由大胃導(dǎo)管灌注后，一周內(nèi)小胃胃液分泌量比對照組大幅度增加，胃泌素水平明顯升高441.2％(P<0.01)，血液生長抑素水平降低68.54％(P<0.01)。
　　2.3 CS在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　范自營(2000)研究了CS對綿羊日增重和料重比
的影響，發(fā)現(xiàn)在4個添加劑量組中，以100mg/kgBW組的增重量最佳，CS使綿羊在30天增重提高25％，精料／增重下降20.2％。王月影等(1999)發(fā)現(xiàn)，給空懷和妊娠山羊飼喂CS后，乳腺組織DNA含量明顯提高，RNA/DNA值顯著下降，組織學(xué)觀察表明，CS可明顯促進(jìn)奶山羊乳腺發(fā)育和導(dǎo)管生長，提示CS不僅能促進(jìn)妊娠大鼠乳腺發(fā)育也能促進(jìn)反芻動物乳腺發(fā)育，CS對乳腺發(fā)育的影響主要是促進(jìn)乳腺細(xì)胞的增殖，而GH水平升高可能是CS促進(jìn)奶山羊乳腺發(fā)育的主要作用機(jī)制之一。
　　3 CS促生長作用的優(yōu)勢
　　近年來人們曾利用激素免疫中和技術(shù)(包括SS基因工程疫苗)來降低體內(nèi)SS水平，或外源性注射GH、生長激素釋放因子(GHRF)來促進(jìn)動物生長，雖已取得了較大的突破，但由于此類技術(shù)所需費用高，試驗步驟繁瑣，在實際生產(chǎn)中難以推廣。而CS是一種簡單的化合物，可以通過化學(xué)合成，也可由動物毛發(fā)中提取，其化學(xué)合成途徑有兩種，一種是可由乙醇胺與溴化氫加成反應(yīng)得β－溴化乙胺，再與二硫化碳環(huán)合水解而得。另一種是可由環(huán)乙胺與硫化氫加成反應(yīng)制得，這種化學(xué)合成途徑所需費用較低，在實際生產(chǎn)中可廣泛的應(yīng)用。
　　由于組成SS的氨基酸序列無種屬特異性，故CS的增加不存在種屬特異性，可拌在飼料中添加，適宜生產(chǎn)應(yīng)用。但如果通過注射GH來促進(jìn)動物生長時，GH有明顯的種屬特異性，注射GH在程序上繁瑣。
　　CS可以拌在飼料中，投喂方便，而GH為蛋白類激素，GHRF為肽類激素，在消化道內(nèi)會被分解破壞，達(dá)不到應(yīng)用效果。如以注射給藥來促進(jìn)生長，其操作麻煩，難以在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
　　4 CS在使用中的問題
　　以上諸多研究表明，CS作為飼料添加劑在畜禽生產(chǎn)中均不同程度的提高了畜禽增重，降低了料重比，提高了經(jīng)濟(jì)效益，但CS在實際操作中仍存在著一些尚待解決的問題，有待于我們進(jìn)一步的研究。
　　4.1 CS的使用劑量、使用時間和效應(yīng)的關(guān)系問題
　　王艷玲等(1997)、范自營等(2000)研究都表明了CS對SS的作用具有劑量和時間依賴性，隨著使用時間的延長，其效應(yīng)逐漸減弱。一般使用CS1周后，機(jī)體SS水平恢復(fù)正常。不同種類動物CS的使用劑量和使用時間不同。丁宏標(biāo)等試驗研究發(fā)現(xiàn)，70～80mg/kgBW是CS用做豬生長促進(jìn)劑的有效劑量，肉雞等肉禽飼料中CS的添加劑量為100mg/kgBW，反芻動物為100mg/kgBW。通常每5～7天使用1次，連續(xù)在2～3周內(nèi)使用效果明顯。因此，應(yīng)認(rèn)真研究CS的使用劑量和使用時間，確定飼喂的最佳添加方案。
　　4.2 CS使用劑量與毒副作用的問題
　　楊彩梅等(2002)研究發(fā)現(xiàn)，高劑量的CS對心臟和消化道黏膜有一定的損傷，而低劑量的CS對消化道卻有保護(hù)作用。皮下注射300mg/kgBWCS可誘發(fā)大鼠十二指腸潰瘍，皮下注射90mg/kgBWCS則不會誘發(fā)潰瘍。皮下注射150mg/kgBWCS對消化道黏膜損傷有保護(hù)作用。但連續(xù)注射4天則加重潰瘍。美國密西根大學(xué)研究表明，高濃度的CS能比正常情況下的CS增加患心臟病和內(nèi)出血的幾率。還有研究表明，給予CS后，隨著體內(nèi)SS免疫活性的下降，可出現(xiàn)體溫下降，催乳素耗竭，多巴胺β－羥化酶和腎上腺皮質(zhì)、11β－羥化酶被抑制，胃排空延緩，小腸過度運行、十二指腸酸度及胃蛋白酶水平升高、胃黏膜組織胺和組胺酸脫羧酶活性抑制等現(xiàn)象。因此，在使用CS時，要嚴(yán)格控制劑量和時間，最大限度減少CS的毒副作用。
　　4.3 CS使用的持續(xù)性問題
　　前面已經(jīng)提到，CS的促生長機(jī)理主要是特異性的與SS進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，但機(jī)體的內(nèi)分泌系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，各個激素之間相互影響，特別是由于激素的負(fù)反饋機(jī)制的存在。楊彩梅等(2002)研究表明，以飼料添加劑形式在飼料中連續(xù)添加不同劑量的CS對不同生長階段的AA肉雞有不同的促生長作用。日糧中添加60mg/kgBW和90mg/kgBWCS可促進(jìn)肉雞的生長，但在飼料中持續(xù)添加的安全性還需作進(jìn)一步的研究。
　　5 結(jié)語
　　CS無種屬特異性，適用范圍廣，可以拌在飼料中使用，適于生產(chǎn)應(yīng)用，且應(yīng)用方便，成本低廉。作為SS的抑制劑，可有效的降低SS，是促進(jìn)動物生長的一種較好的通過神經(jīng)內(nèi)分泌途徑調(diào)節(jié)動物生長的生理調(diào)節(jié)劑。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，CS還存在一些具體的需要解決的問題，所以CS能否更為廣泛的被生產(chǎn)實踐所應(yīng)用，需要我們開展進(jìn)一步的研究，對CS所存在的問題給予解決，為CS作為一種飼料添加劑在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供廣闊的前景。