田曉艷,劉延吉,張弘
(1.遼寧石油化工大學環(huán)境與生物工程學院,遼寧 撫順 113001;2.沈陽農(nóng)業(yè)大學生物科學技術學院,遼寧 沈陽 110161)
馬鹿,又名赤鹿,是國家Ⅱ級重點保護野生動物,同時也是珍貴的藥用經(jīng)濟動物,鹿茸、鹿鞭、鹿胎、鹿尾、鹿筋、鹿血和鹿骨等均具有較高的藥用價值。近年來有關馬鹿鹿血的研究已相當深入,不僅涉及宏觀方面,還包括微觀方面的研究。
馬鹿血,為馬鹿的膛血或茸血,系名貴中藥,其性熱,味甘咸,歸肝、腎二經(jīng),具有養(yǎng)血益精、行血祛瘀、消腫療傷等作用。鹿血所含的營養(yǎng)成分與鹿茸相差無幾[1]。鹿血功能和主治最早見于唐·孫思邈《千金翼方·食治》,宋代有“刺血生飲”鹿血后“膚革充盈,健飲啖”的記載,至明朝李時珍《本草綱目》對鹿血的醫(yī)療作用做了更為詳細記載:“主陽痿、補虛,止腰痛,鼻衄,跌傷,狂犬傷,和酒服治肺癆吐血,及崩中帶下,諸氣痛欲危者飲之立愈。大補虛損,益精血,解痘毒、藥毒?!?/p>
近代,通過動物實驗和臨床研究表明,鹿血確實具有養(yǎng)顏美容、治療貧血,調(diào)節(jié)免疫,延緩衰老,改善記憶,抗疲勞,改善性功能等多項治療保健作用。鹿血用于治心悸、失眠、健忘、跌傷、風濕和類風濕癥及抗衰老等方面療效突出。
賈曉光對新疆天山馬鹿血漿的無機元素和氨基酸進行了測定,其中 Fe 1690μg·g-1,Ca 791.1 μg·g-1,Mg 218μg·g-1,Zn 9.89μg·g-1,Cu 3.6μg·g-1,無Cr;鹿血中氨基酸達77.38%,其中人體必須氨基酸占33.49%,游離氨基酸達0.091%。馬鹿血中必需氨基酸與非必需氨基酸比值為0.76,為極其優(yōu)良的蛋白制品[2],氨基酸除營養(yǎng)作用之外,這類氨基酸在特定的有機體內(nèi),發(fā)揮特殊生理功能,與鹿血的補腎、壯陽、益精、活血有很大關系[3]。
馬鹿外周靜脈血液中紅細胞數(shù)和血紅蛋白含量顯著高于馬、牛、豬、犬等家畜,鐵、銅、鋅等微量元素含量與超氧化物歧化酶及銅藍蛋白氧化酶活性較高,血清總膽固醇的含量則較低[4]。
IGF-1(insulin-like growth factors),胰島素樣生長因子或類胰島素生長因子,也被稱為生長激素介質,是生長激素(GH)產(chǎn)生生理作用過程中必須的一種活性蛋白多肽物質,包括IGF-1和IGF-2兩種。
李氏[5]指出,馬鹿血清IGF-1質量濃度4月份較高,5月份略有下降,到6月份達到一年周期變化的最高值,7月份開始逐漸下降,7~10月份均保持在一個穩(wěn)定的水平,11月份略有上升,從12月至翌年3月,馬鹿血清IGF-1質量濃度為全年最低水平,從翌年4月開始,IGF-1水平又開始回升,5月份同上一年的變化規(guī)律,又有一個下降的水平。馬鹿血清GH質量濃度全年均較為平穩(wěn),但在夏季的4~8月份相對處于較高狀態(tài)。
李氏研究表明,東北馬鹿可消化蛋白質與血清IGF-1濃度呈顯著正相關(P<0.05),與血清GH濃度無顯著相關(P>0.05),GH濃度在各生理時期間無顯著差異(P>0.05)。東北馬鹿在生茸前期、生茸期、生茸后期、繁殖期和越冬期血清IGF-1濃度分別為21.2ng· mL-1、25.64ng· mL-1、9.96ng· mL-1、9.94ng·mL-1和 6.03ng·mL-1,有顯著差異(P<0.05)。
Suttie等[6]對赤鹿上的研究結果也表明,血漿IG F-1水平在春季升高,仲夏稍微下降,后急劇升高。并指出長日照(16h光照,8h黑暗)顯著增加鹿血漿中IGF-1濃度,血漿中IGF-1的季節(jié)性變化刺激鹿的季節(jié)性生長,與短日照(8h光照,16h黑暗)相比,長日照組的IGF-1濃度高,體重增加快,攝食量提高,睪丸較小。赤鹿血液GH水平每天呈陣發(fā)性脈沖式波動,在脈沖的頻率和振幅中,振幅是確定血液GH平均水平的主要因素[7]。
Maes M[8]指出,血清 IGF-1 的合成、釋放和活性依賴于營養(yǎng)狀態(tài),在能量缺乏、饑餓或慢性營養(yǎng)不良時,血清IGF-1濃度降低。飼料中的能量和蛋白質含量顯著地影響著GH受體、受體后機制及IGF-1轉錄后和在周圍組織降解的機制。
Breier等[9]研究不同營養(yǎng)狀況下小公鹿的GH與IGF-1關系時發(fā)現(xiàn),營養(yǎng)不良導致顯著的GH波幅升高和血漿中IGF-1降低,通過IGF-1分泌的升高或降低,可以區(qū)別營養(yǎng)性GH升高或季節(jié)性GH升高[10,11]。一般春季和夏季,鹿 GH 水平升高,且 IGF-1水平也較高;當營養(yǎng)不良時,GH波幅升高,血漿中IGF-1降低。大量研究表明,GH刺激IGF-1分泌,IGF-1反過來抑制GH。
魏氏[12]等采用注射抗雄性激素的方法,抑制鋸頭茬茸后鹿體內(nèi)睪酮水平的上升的效果非常顯著,但在生茸后期,梅花鹿血液IGF-1水平未能進一步起到促進再生茸生長的作用。生長抑素耗竭劑實質是半胱胺(Cysteamine,CS),分子式為 HSCH2CH2NH2,又稱 β-巰基乙胺(β-mercaptoetluylamine),它相當于半胱胺酸的脫羧產(chǎn)物,是輔酶A的組成成分,為近幾年國外正在開發(fā)的新型動物機體營養(yǎng)性功能調(diào)節(jié)添加劑。CS在體內(nèi)直接消耗下丘腦、血液、胃腸道和胰腺等組織內(nèi)的生長抑素[13],減弱了對生長激素分泌的抑制作用,體內(nèi)生長激素(GH)和胰島素濃度升高[14],生長激素濃度升高則促進IGF-1的分泌。提示IGF-1很可能是鹿茸生長刺激因子。
信號分子是指生物體內(nèi)的某些化學分子,它們的功能是同細胞受體結合,傳遞細胞信息。三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4)有增強代謝,促進生長發(fā)育的作用,T3分泌量較少,但其活性大,是T4的5倍,每天約有50%的T4脫碘轉變?yōu)門3;環(huán)腺苷酸(cAmp)又稱細胞內(nèi)的第二信使,促進糖原和脂肪水解,產(chǎn)生能量,誘導GH的釋放,從而促進肝臟內(nèi)蛋白質、DNA和RNA的合成,刺激機體蛋白質的合成;環(huán)鳥苷酸(cGmp)以極微量存在于細胞內(nèi),是環(huán)腺苷酸的拮抗物,可以起到代謝調(diào)節(jié)控制作用。
常忠娟等[15]對不同年齡東北馬鹿和塔里木馬鹿血漿T3、T4、cAmp、cGmp與其成品茸重進行了相關研究。結果表明,東北馬鹿再生茸血漿T3與成品茸重呈顯著正相關(P<0.05);塔里木馬鹿cAmp與其成品茸重呈顯著正相關(P<0.05)。
谷丙轉氨酶(GPT)活性升高,體內(nèi)氨基酸代謝旺盛,機體對飼料的轉化效率提高,因此表現(xiàn)為增長較快;肌酸激酶(CK)是一類細胞內(nèi)磷酸轉移酶,在正常生理條件下CK活性的變化,反映肌體肌肉組織能量儲存和轉換功能狀況及其生長趨勢;乳酸脫氫酶(LDH)是機體能量代謝中參與糖酵解的一種重要酶。LDH質與量的改變,直接影響到機體的能量代謝;淀粉酶(AMS)是一種鈣屬性的金屬酶,是新陳代謝過程的調(diào)節(jié)劑,AMS活性大小直接影響著機體化學反應的速率,進而影響機體的生長發(fā)育、健康狀況及適應性。張愛萍[16]報導天青塔三元雜交馬鹿血清 GPT、CK、LDH、AMS活性顯著高于天山馬鹿(P<0.05),分別為45.00 U·L-1、468.17 U ·L-1、701.00 U·L-1、137.50 U·L-1。
馬氏[17]以天山馬鹿的鹿茸血為原料,以Alcalase堿性蛋白酶水解,底物濃度 6%、加酶量 40μl·g-1蛋白、pH 8.0、溫度 55℃ 的條件下酶解 3h,水解度28.0%,酶解產(chǎn)物血管緊張素轉化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制活性可達93.55%,羥基自由基清除率為83.80%,ACE抑制活性與羥基自由基清除率呈正相關,為降壓肽的研制提供了理論依據(jù)。
尹氏[18]等選用木瓜蛋白酶水解天山馬鹿血漿,確定了最佳的酶解工藝條件為溫度52℃,pH值為7.4,酶與底物濃度比(E/S)為9,底物濃度([S])為8%。測定其抗疲勞活性,并對具有活性的多肽進行進一步的分離制備,發(fā)現(xiàn)水解產(chǎn)物具有顯著的抗疲勞作用。
黃氏[19]等研究了胰蛋白酶對鹿血的酶解作用,以酶解產(chǎn)物對超氧陰離子自由基和羥基自由基清除能力為指標,得到最佳酶解條件是酶濃度為8%,底物濃度(鹿血:水)為 1∶3,pH 值為 7.5,酶解時間為 3h,酶解溫度為55℃。在此條件下,酶解產(chǎn)物對超氧陰離子自由基和羥基自由基清除率分別可達91.63%和94.32%。
遺傳多態(tài)現(xiàn)象廣泛存在于生物界,它包括染色體多態(tài)、蛋白質多態(tài)等。蛋白質多態(tài)現(xiàn)象有著深刻的生物學意義,它與分子進化、生化進化、雜種優(yōu)勢、個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育、家畜血液型等有關,是研究近緣種分類,品種內(nèi)的遺傳分化、遺傳標記與經(jīng)濟性狀關系的有力手段。
岳氏[20]對東北馬鹿和天山馬鹿的血紅蛋白(Hb)和轉鐵蛋白(Tf)的基因頻率進行測定,天山馬鹿HbF基因頻率低于東北馬鹿,但HbS高于東北馬鹿,兩個亞種間有差別。東北馬鹿只有TfB1、TfC2高于天山馬鹿,其它均低于天山馬鹿,兩個亞種間在基因頻率上存在著明顯不同。
趙氏[21]等對塔里木馬鹿的血漿蛋白多態(tài)性研究表明,血清蛋白酶抑制物-1(Pi-1)和血清白蛋白(Alb)座位呈單態(tài),其余各蛋白座位均呈多態(tài)。韓春梅[22]對新疆天山馬鹿的血清白蛋白(Alb),前白蛋白(Pro),轉鐵蛋白(Tf),前轉鐵蛋白(Prt),血紅蛋白(Hb)5個蛋白座位的基因型頻率、基因頻率和群體遺傳變異指標進行測定,也指出Alb座位呈單態(tài)為AA型,其余各蛋白座位均呈多態(tài)。
劉氏[23]對甘肅馬鹿的8個血液蛋白位點的基因頻率、基因型頻率和群體遺傳變異指標進行分析。Tf、Hb、Alb、Pa、Prt1、Prt2、血清 ES 分別有 3、1、1、2、2、2 和3種基因型,未檢測到紅細胞ES;雜合度的大小順序為Tf>Prt2>ES>Pa>Prt1>Hb=Alb,群體的平均雜合度為0.3505;各多態(tài)位點中僅有Prt1與產(chǎn)茸量之間存在顯著正相關(P<0.05),而且Prt1的AA型產(chǎn)茸量明顯高于其他各位點基因型。Prt1位點的AA型可用來標記甘肅馬鹿的品種特征。
馬鹿血漿活性物質主要是次生代謝物質,而目前這些次生代謝物質的合成途徑,代謝調(diào)控及代謝周期尚屬空白,只有明確這些次生代謝物質的合成途徑和代謝調(diào)控途徑,才能為馬鹿的持續(xù)性活體鹿血產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。
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