褪黑素飼料領(lǐng)域應(yīng)用

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褪黑激素（Melatonin，MT）是主要由松果體分泌的一種叫吲哚類激素，由美國皮膚病學(xué)家Lerner[1]于1958年從肉牛松果體中首次分離出這一化合物，并鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)為N-乙酰-5-甲氧基色胺。在此以前，即1917年，人們就發(fā)現(xiàn)，當喂給牛蛙松果腺提取物時，其皮色很快變淺。因而，由于這一化合物能使兩棲類皮膚中的黑色素(melanin)聚集，皮色變淺,因而被命名為褪黑激素(又稱降黑色素、黑色緊張素)。
近年來，由于熒光免疫、層析、放射免疫、酶聯(lián)免疫測定等生物學(xué)新技術(shù)的應(yīng)用，從而在MT的生物合成、生理功能、藥理作用、受體分布、激動劑和拮抗劑、抗原抗體反應(yīng)等方面取得了新的研究突破。褪黑激素作為松果體生物活性最強的物質(zhì)，其重要性也逐漸得到認識。隨著人工合成褪黑激素的成功，它在不久的將來也會廣泛用于畜禽生產(chǎn)。
1 MT的生物合成及化學(xué)特性
1.1 MT的生物合成
MT的化學(xué)名稱為N-乙酰-5-甲氧基色胺,生物合成以色氨酸為原料，有如下幾步反應(yīng)：第一步，在色氨酸羥化酶和輔助因子氧氣、亞鐵離子、四氫嘧啶的作用下，色氨酸被氧化成5-羥色氨酸；第二步，5-羥色氨酸在芳香氨基酸脫羧酶和輔助因子磷酸吡哆醛的作用下轉(zhuǎn)變成5-羥色胺（5-HT）；第三步，在5-羥色胺-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶(NAT)和輔助因子乙酰輔酶A的作用下，5-HT被轉(zhuǎn)化成N-乙酰-5-羥色胺。NAT是合成MLT的限速酶。光照變化可影響NAT酶的活性和含量，進而影響MLT的合成。第四步，N-乙酰-5-羥色胺在羥化吲哚-氧-甲基轉(zhuǎn)移酶(HIOMT)的作用下轉(zhuǎn)化為MT。
1.2 MT的化學(xué)特性
MT可以迅速通過血腦屏障,進入腦組織。用放射性標記的MT由靜脈注入到鼠體內(nèi)后，很快就分布到所有組織，但在下丘腦和松果體含量最高，其次是交感神經(jīng)、卵巢、腎上腺、睪丸、垂體和甲狀腺。
MT的主要代謝途徑是在肝臟線粒體羥化酶的催化下，變成6-羥MT，進而與硫酸鹽或葡萄糖醛酸結(jié)合，由尿中排出，影響MT生物合成的關(guān)鍵酶有NAT和HIOMT。這兩種酶在光照-黑暗周期的情況下活性變化較大。通常在黑暗條件下酶的活性增強，含量增加；光照可以抑制這兩種酶的生物活性和分泌，進而抑制MT的合成。MT的分泌具有節(jié)律性，主要因為分泌的調(diào)節(jié)受光照-黑暗交替刺激的影響。
2 MT的功能
2.1 MT在生殖方面的作用
MT對生殖系統(tǒng)功能的影響，因動物種類、生理狀況、不同季節(jié)而表現(xiàn)出促進或抑制作用或無作用的多重性。國外已有大量的研究[2-4]， 他們通過測定動物體內(nèi)MT水平、切除松果腺、給予外源性MT以及改變光照等方法來研究MT的作用機制。初步結(jié)論是，在長日照動物如牛、鼠類、禽類等動物和人，MT對生殖系統(tǒng)有抑制作用。但對短日照動物如綿羊、鹿等動物，MT又表現(xiàn)促進作用,而對于對光不敏感的動物則無作用。MT是光照信息同生殖系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系中的重要激素信號。光照對生殖機能的調(diào)節(jié)依靠MT介導(dǎo)傳遞到下丘腦-垂體-性腺(HPG)軸，在下丘腦水平上調(diào)節(jié)促性腺激素的分泌，進而影響生殖系統(tǒng)功能，也能與卵巢、睪丸及腎上腺細胞上的β-腎上腺受體結(jié)合，直接調(diào)節(jié)性腺激素如LH、PRL、P4、FSH等的合成和分泌。關(guān)于褪黑激素調(diào)控生殖軸的研究，目前只揭開一個序幕。
周戰(zhàn)江等[5]報道埋植外源褪黑激素可延緩銀公狐性器官發(fā)育、推遲發(fā)情時間24～36 d，對其精液品質(zhì)影響不大，且能確保在藍母狐發(fā)情高峰期內(nèi)采到符合輸精標準的銀公狐精液，基本解決了屬間繁殖半隔離問題，這在銀藍狐雜交生產(chǎn)中具有重要的意義。
2.2 MT對動物生長發(fā)育的影響
MT對動物的生長有促進作用，同時對動物的發(fā)育也有促進作用。實驗證實，MT能促進水貂的新陳代謝，促進其毛皮生長和早熟，同時可降低飼養(yǎng)成本。張少忱等[6]以本場自繁的健康1月齡公貂20只為試驗組，設(shè)相同數(shù)量不處理的為對照組，試驗結(jié)果證明MT確實能促進動物生長和毛皮提早成熟。
在相同的飼養(yǎng)管理條件下，試驗貂食欲、食量同時有所增加，毛絨光亮平齊，換毛提前一個月。取皮時活體鑒定外觀無夏毛殘留，集中取皮、剝皮后皮板呈白色，風(fēng)干后手感柔軟，抖動時毛絨靈活，色澤漆黑，在埋植一周左右試驗貂食欲增加，活動量減小。2個月后，食欲下降，不愛活動，懶惰，體內(nèi)貯存大量脂肪，體重毛厚，外觀上毛絨豐滿致密，背毛梳理整齊，臀部毛絨豐滿，比正常取皮提早1個月。體重隨采食量增加而增加，對測定結(jié)果進行生物統(tǒng)計，分析后差異極顯著（P＜0.01）。
2.3 MT對免疫系統(tǒng)的影響
MT對免疫、內(nèi)分泌、腫瘤、精神神經(jīng)等不同的疾病均有一定治療作用，給予外源性MT，不僅可作為體內(nèi)缺乏該物質(zhì)的一種“補充”，而且可通過對免疫系統(tǒng)、HPA軸等的調(diào)節(jié)使破壞的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)得以恢復(fù)。
MT對免疫功能的影響是多層次的，它參與神經(jīng)-內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控，其作用可能具有季節(jié)性，受光照周期、晝夜節(jié)律的影響，因此，對MT的作用機制值得進一步探討。另一方面，MT作為一種內(nèi)源性的多效應(yīng)的生理活性物質(zhì)，具有毒性低、副反應(yīng)少、比較安全的特點，若能盡快開發(fā)利用，將為人類疾病的診斷和治療開拓新的領(lǐng)域。
2.4 MT在神經(jīng)調(diào)節(jié)方面的作用
腦組織中MT的水平是血清的5倍,且呈晝夜節(jié)律性變化,其分布以下丘腦含量最高,中腦、小腦和橋腦次之,端腦含量最低。大量實驗資料證實，腦是MT的主要作用部位。在正常生理狀態(tài)下,MT對中樞神經(jīng)系統(tǒng)起調(diào)整和鎮(zhèn)靜作用,是維持腦內(nèi)穩(wěn)定的重要因素之一。Reiter[7]通過動物實驗和臨床藥理實驗表明,MT對中樞神經(jīng)有抑制作用,它能降低苯丙胺引起的小鼠興奮和加強巴比妥的抑制作用。低劑量的MT(20 mg/kg)可加強巴比妥藥物的催眠效應(yīng)。由于這一特異性效應(yīng)，MT被認為可利用來開發(fā)新的催眠藥物，用以取代那些具有副作用的催眠藥。
2.5 MT的抗自由基作用
許多研究表明,MT可有效清除化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的羥自由基,還可抑制過氧化氫引起的過氧化脂質(zhì)含量的升高,且其清除能力較VE、VC、谷胱苷肽均強。腹腔注射MT還可防止子宮、卵巢缺血而導(dǎo)致的氧化脂質(zhì)和DNA的損傷。一些以MT為主要成分的保健品之所以能夠使人保持年輕態(tài)大概就是基于這一原理。
2.6 MT與認知功能的關(guān)系
認知功能反映大腦的特定生理功能，包括感覺、知覺、思維、注意力、學(xué)習(xí)、記憶、智能(理解、計算、分析、創(chuàng)造)、定向、自知力等，其中最重要的是學(xué)習(xí)、記憶和智能。
褪黑激素的晝夜分泌節(jié)律在整合神經(jīng)心理狀態(tài)(包括認知功能和情感狀態(tài))中具有重要作用。當其晝夜分泌節(jié)律紊亂時，會導(dǎo)致神經(jīng)心理狀態(tài)的改變。褪黑激素晝夜和季節(jié)分泌節(jié)律的改變與季節(jié)性情感紊亂和多種內(nèi)源性抑郁癥有關(guān)。抑郁癥病人血漿褪黑激素的水平較低，在單向或雙向情感紊亂的病人中同樣如此。在偏執(zhí)性精神分裂癥病人中褪黑激素喪失了晝夜分泌節(jié)律。夜間褪黑激素濃度降低可以作為HPA軸異常病人抑郁或抑郁狀態(tài)的標志之一。由此可見，褪黑激素的晝夜分泌節(jié)律與情感狀態(tài)的關(guān)系密切。
3 MT在毛皮動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用
目前，褪黑激素在毛皮動物飼養(yǎng)業(yè)中已得到普遍應(yīng)用，應(yīng)用外源性褪黑激素養(yǎng)殖毛皮動物有三大效益。
3.1 誘導(dǎo)毛皮提前成熟
在夏季長日照期使用外源性褪黑激素，通過提高動物體內(nèi)褪黑激素水平，可模擬短日照作用，誘導(dǎo)毛皮動物冬毛提前生長和成熟，既經(jīng)濟又簡便，已在多種毛皮動物中獲得良好的效果。國外的研究證明[8]不考慮性別和年齡因素，用MT（10 mg）或用6 h光照、18 h黑暗光周期處理的水貂，其夏毛脫落和冬毛生長的時間比對照組早（P<0.01），冬毛在10月中旬完全豐滿，比正常早6周?？讘c松[9]（1995）報道，他們應(yīng)用東北林業(yè)大學(xué)野生動物繁殖實驗室研制的新型褪黑激素植入物,對293只成年和當年產(chǎn)水貂進行埋植處理,于6月末或7月初在水貂皮下埋植5 mg或10 mg褪黑激素，其毛皮在10月即可完全成熟，比正常情況下提前6周。不同色型的水貂在6月末皮下埋植褪黑激素后，在8月的第1個星期首先發(fā)現(xiàn)淺色水貂夏毛開始脫落，隨后是較深色水貂，最深色在9月中旬開始脫毛。各色型水貂換毛的先后順序與自然光照下順序相同，但其毛絨均比未進行褪黑激素處理的水貂提前幾周成熟。一般當年生水貂在7月中旬埋植，淘汰的成年貂在5月末、6月初埋植，效果較好。毛皮動物埋植褪黑激素后食欲增加，采食量增大，育成前期生長速度明顯加快，能提前達到成熟體重。
3.2 提高羊絨和兔毛產(chǎn)量
羊絨是名貴的紡織原料,又是我國重要的出口換匯物資,素有“白金”、“軟黃金”及“纖維寶石”的美稱。絨山羊新絨的生長始于當年的9月，到翌年春分前后生長停止并開始脫落，以后一直到9月才開始下一個絨毛生長周期。柳建昌等[10，11]于1992年5月、1993年6月、1994年4月連續(xù)對中國絨山羊梳絨后的非長絨季節(jié)進行了埋植MT的試驗觀察，結(jié)果表明,術(shù)后5周,受試羊群即開始長絨,而對照羊群未見絨生長,在9月中旬天然生絨季節(jié)開始時,受試群羊絨已分別長至3～5 cm,對照群則剛開始生長至2 cm，表明各受試群當年被誘發(fā)二次生絨較對照組提早2個月。進一步試驗表明,在當年春季埋植藥囊于秋季二次生絨和采收后,并不影響翌年春的正常產(chǎn)絨與產(chǎn)絨量收成。
春季，毛兔12%的毛囊不能長毛，夏季不能長毛的毛囊則達到28%～30%,因此，一年中，夏毛的產(chǎn)量最低。Rougeot等[12]在安哥拉兔夏毛生長期，給安哥拉兔口服或皮下植入褪黑激素，可有效地防止夏毛產(chǎn)量下降。增產(chǎn)效果最好的處理時間是夏至前后的7月。國外研究表明，褪黑激素處理后間隔80 d，2次剪毛的總產(chǎn)量比未處理的兔增產(chǎn)17.7%。其中一等毛的產(chǎn)量增加14.4%，毛長度增加5.6%。此外，褪黑激素處理1周后，長毛兔的采食量和體重顯著增加。
3.3 延長毛皮動物繁殖期，提高繁殖力，降低死亡率
毛皮動物大都是季節(jié)性繁殖動物,其性腺發(fā)育、發(fā)情配種和妊娠都受光周期調(diào)控。水貂、狐貍和貉等毛皮動物的性腺發(fā)育必需在短日照環(huán)境下進行。因此,夏季給毛皮動物進行外源性褪黑激素處理,可促進毛皮動物性腺提前發(fā)育,并使其繁殖季節(jié)提前,Parlknay J等[13]認為狐貍繁殖季節(jié)后期使用MT埋植處理可使狐貍生精能力延長一個月，F(xiàn)orsberg等[14]于6月份埋植40 mg MT,可促使睪丸提前發(fā)育,而Smith等[15]8月份用24 mg MT處理就不能使睪丸提前發(fā)育。Webster[16]研究表明：經(jīng)褪黑激素處理的母鹿，21 d后催乳激素的含量便達到8月底的最低水平。經(jīng)褪黑激素處理，空懷母鹿發(fā)情提早35 d，哺乳母鹿提早38 d，仔鹿的生長不受褪黑激素處理影響。
姚麗娟[17]研究表明，MT對綿羊、鹿的生殖系統(tǒng)有促進作用。提供外源MT或延長黑暗時間兩個月左右,可使羔羊提前性成熟5周左右,可使成年綿羊繁殖季節(jié)提前到來5周左右,并提高血漿孕酮水平和LH水平。但處理的起始時間很重要,因為羔羊或成年綿羊需要經(jīng)過一段時間的長日照后,性腺軸系統(tǒng)才能建立起對MT的敏感性。
4 展望
關(guān)于人工合成的MT對畜禽生產(chǎn)的作用，國外進行了比較深入的研究。實踐證明,MT在促進母豬性成熟和山羊絨生長及水貂皮的生長、調(diào)節(jié)公豬的行為等各方面都有良好的效果，但對促進畜禽生長的最佳劑量、供給途徑及時間等問題值得深入研究?？紤]到某些動物其營養(yǎng)受季節(jié)性影響較大，而MT可以起到與季節(jié)效應(yīng)相似的調(diào)節(jié)動物行為的作用。因此，深入研究MT在動物體內(nèi)的代謝及外源性MT對畜禽生產(chǎn)，尤其是毛皮動物生產(chǎn)的影響機理具有深遠的理論意義和實際價值。
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yanjunhao

請問這個東西對常規(guī)的畜禽養(yǎng)殖有什么意義啊？

勁松

腦白金搞到豬身上來了:)3: