膽堿的作用與應(yīng)急性替代方案

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　　1   引言

　　近來(lái)，因某些特殊原因?qū)е略隙倘?、價(jià)格上漲的情況頻頻出現(xiàn)。一些平時(shí)不怎么在意的原料也出現(xiàn)價(jià)格飛漲、貨源緊張的情況。其中一些原料是飼料中所必需的，而有一些是可以通過(guò)配方調(diào)整，可以在短期內(nèi)合理替代而不會(huì)出現(xiàn)缺乏癥而影響動(dòng)物生產(chǎn)性能的。膽堿就是可以被替代的其中之一，以備應(yīng)急之用。要如何替代，就要從膽堿的來(lái)源、作用、代謝及消化吸收過(guò)程談起，但在談之前，我們還是先給出替代方案再做解釋。

　　替代方案：甜菜堿+蛋氨酸+磷脂油（如大豆磷脂油）。至于具體添加量，則根據(jù)情況調(diào)整，畢竟很多飼料原料中也含有一部分天然的膽堿，只是其利用率和含量變異較大而已。

　　2   膽堿的主要作用

　　膽堿在甲基代謝、癌病變中起著關(guān)鍵的作用，同時(shí)作為卵磷脂的組成成分在脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中也起著重要的作用（Garrow，2007）。通常情況下，動(dòng)物能合成足夠的膽堿，但是在快速生長(zhǎng)的幼齡動(dòng)物飼糧中添加膽堿卻能促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。膽堿是合成乙酰膽堿的前體物質(zhì)之一。膽堿也是鞘磷脂和卵磷脂的組成成分。由膽堿氧化形成的甜菜堿是甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中活性甲基的重要來(lái)源。當(dāng)飼糧中蛋氨酸、甜菜堿充足時(shí)，機(jī)體也可以從乙醇胺從頭合成膽堿。通常在飼糧中添加人工合成的氯化膽堿來(lái)補(bǔ)充，然而飼糧中最豐富的膽堿來(lái)源卻是卵磷脂。

　　膽堿的作用主要有以下四點(diǎn)：

　　1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能物質(zhì)。磷脂酰膽堿是動(dòng)物細(xì)胞膜和脂蛋白中的主要磷脂。

　　2、膽堿參與神經(jīng)傳遞和大腦發(fā)育。乙酰膽堿是一種神經(jīng)遞質(zhì)，是中樞及外周神經(jīng)功能活動(dòng)不可或缺的分子。此外，膽堿還是大腦發(fā)育的重要物質(zhì)。

　　3、參與一碳單位的代謝。膽堿是一個(gè)重要的一碳單位來(lái)源。膽堿被氧化為甜菜堿，參與一碳單位代謝，與蛋氨酸及脂質(zhì)代謝關(guān)聯(lián)在一起。

　　4、參與滲透壓的調(diào)節(jié)。甜菜堿是膽堿氧化的一個(gè)中間代謝物，腎臟的內(nèi)髓質(zhì)可以通過(guò)許多途徑來(lái)調(diào)節(jié)甜菜堿的濃度，包括調(diào)節(jié)從膽堿的合成、甜菜堿的輸入與輸出，以及甜菜堿分解。

　　甜菜堿作為甜菜堿同型半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（betaine-homocysteine methyltransferase，BHMT）的底物，提供甲基使用同型半胱氨酸再甲基化形成蛋氨酸。甜菜堿來(lái)源的甲基作為蛋氨酸的一部分，在隨后的代謝過(guò)程中被腺苷-S-蛋氨酸傳遞給各種甲基受體（如：傳遞給胍基乙酸形成肌酸）。膽堿僅在氧化形成甜菜堿后才能作為甲基供體。從代謝動(dòng)力學(xué)上講，飼糧來(lái)源的膽堿更傾向于合成磷脂酰膽堿、鞘磷脂和乙酰膽堿（7）。研究表明，膽堿作為合成神經(jīng)遞質(zhì)及細(xì)胞膜組成物質(zhì)的功能是甜菜堿不能取代的（8-10）。

　　另一方面，磷脂酰乙醇胺的甲基化是膽堿生物合成過(guò)程的第一步反應(yīng)。對(duì)于哺乳動(dòng)物，以蛋氨酸作為甲基供體，通過(guò)腺苷-S-蛋氨酸將甲基傳遞給磷脂酰乙醇胺，因此可以節(jié)省飼糧膽堿的需要量（1，2）。然而，禽類通過(guò)磷脂酰乙醇胺合成磷脂酰膽堿的能力有限，膽堿的生物合成能力受到限制，因此對(duì)飼糧中膽堿的需要量較高（3-6）。

　　3   膽堿的代謝與吸收

　　膽堿在小腸的吸收需要載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)，然后經(jīng)門靜脈被運(yùn)輸至肝臟。部分膽堿在小腸中被代謝為甜菜堿和三甲氨后被吸收。磷脂酰膽堿是食物中膽堿的主要來(lái)源形式，可以通過(guò)多種方式被吸收，但吸收部位主要在小腸（Zierenberg和Grundy，1982；Le Kim和Betzing，1976）。有趣的是，飼糧來(lái)源的氯化膽堿或膽堿其它形式的鹽，在小腸中約有60%被微生物轉(zhuǎn)化為三甲胺，經(jīng)代謝后以三甲胺-N-氧化物的形式被排泄出體外。相反，以卵磷脂形式存在的膽堿僅有26%被小腸微生物轉(zhuǎn)化為三甲胺（De La Huer和Popper，1952）。

　　盡管動(dòng)物可以從飼料中攝取膽堿，但是機(jī)體還可以通過(guò)兩種途徑從頭合成膽堿，合成部位主要在肝臟和腎臟（Conlay等，1986）。第一個(gè)途徑是通過(guò)絲氨酸脫羧形成乙醇胺，然后再甲基化形成膽堿（Zeisel等，1991和1994；Blusztajn，1998）。蛋氨酸是主要的甲基供體。由于氨基酸能與了膽堿的生物合成，因此飼糧的蛋白質(zhì)水平可能會(huì)影響膽堿的需要量。第二個(gè)途徑是將磷脂酰乙醇胺轉(zhuǎn)化為磷脂酰膽堿（Zeisel等，1999）。整個(gè)過(guò)程需要三次甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，甲基供體為腺苷-S-蛋氨酸。腺苷-S-蛋氨酸在供出甲基后形成腺苷-S-同型半胱胺酸，后者可以甲基四氫葉酸和含維生素B12的酶的作用下再次形成蛋氨酸。因此，膽堿、蛋氨酸和葉酸的合成都是緊密相關(guān)的。

　　有關(guān)膽堿代謝產(chǎn)物在哺乳動(dòng)物主要器官中的含量與分布的研究很少。機(jī)體中，絕大多數(shù)膽堿是以磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine）的形式存在（57，60）。例如，以磷脂酰膽堿形式存在的膽堿約點(diǎn)總膽堿的90%。溶血卵磷脂（lysophosphatidylcholine）和磷酸膽堿（phosphocholine）約占7-9%，而游離膽堿僅點(diǎn)組織總膽堿含量的0.5-1%。肝臟和腦組織中的總膽堿含量約為25umol/g（57，60），而肌肉、心臟及腎臟組織的含量?jī)H為肝臟和腦組織含量的20-30%。除腎臟外，各個(gè)組織中膽堿代謝物的分布很相似，而腎臟中甘油磷酸膽堿（glycerophosphocholine）的含量要顯著高于其它組織，這可能與滲透壓的控制有關(guān)。膽堿在組織中的貯存機(jī)制并不清楚。所有含膽堿的化合物要么是代謝途徑的中間體，要么是信息分子，要么作為脂肪雙層結(jié)構(gòu)的殘基，維護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特性。另外，過(guò)量的膽堿通過(guò)膽堿氧化途徑被代謝掉（見圖  甜菜堿的生物合成與代謝）。

　　磷脂酰膽堿也叫卵磷脂，它和磷脂酰乙醇胺是細(xì)胞膜中最豐富的脂質(zhì)。膽堿在生物界中分布很廣，具有重要的生物學(xué)功能，是代謝中的甲基供體。

　?。ㄉ锘瘜W(xué)第三版，王鏡巖等，2002）

　　乙酰化的膽堿——乙酰膽堿是一種神經(jīng)遞質(zhì)，與神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)有關(guān)。卵磷脂和膽堿被認(rèn)為有防止脂肪肝形成的作用。

　?。╖empleni等，2007。Handbook of vitamins, 4th）

　　鞘磷脂即鞘氨醇磷脂，在高等動(dòng)物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中含量特別豐富，也存在于許多植物種子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰膽堿（少數(shù)是磷酰乙醇胺）組成。

　　在動(dòng)物體內(nèi)，磷脂酰乙醇胺通過(guò)腺苷-S-蛋氨酸依賴性的甲基化作用合成磷脂酰膽堿，催化該步反應(yīng)的酶為磷脂酰乙醇胺甲基轉(zhuǎn)移酶（phosphatidylethanolaminemethyltransferase，PEMT）。這個(gè)酶是肝臟中的特異性酶，其催化合成的磷脂酰膽堿約占肝細(xì)胞中磷脂酰膽堿總量的30%（81）。機(jī)體的其它有核細(xì)胞則完全依賴CDP-膽堿途徑來(lái)生物合成磷脂酰膽堿（見圖），而肝臟中約70%的磷脂酰膽堿是通過(guò)該途徑合成的（81）。CDP-膽堿途徑需要游離的膽堿，并且該途徑由三個(gè)酶來(lái)催化，分別是：膽堿激酶（choline kinase，CK）、CTP：磷酸膽堿胞苷酰基轉(zhuǎn)移酶（CTP: phosphocholinecytidylyltransferase）和CDP-膽堿：1，2-二酰基甘油膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶（DDP-choline: 1, 2-diacylglycerol choline phosphotransferase）或膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶（choline phosphotransferase，CPT）。

　　膽堿的生物合成（見圖 搞自Canty和Zeisel，1994）：

圖1膽堿的生物合成（摘自Canty和Zeisel，1994）

　　4   動(dòng)物的膽堿需要量

　　來(lái)源：營(yíng)養(yǎng)薈01 知秋小魚/萬(wàn)建美