鄭燕斌 董 娜，2 單安山*

(1.東北農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，哈爾濱 150030;2.黑龍江畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院動科系，雙城 150100)

谷氨酰胺二肽生物學功能及在動物營養(yǎng)中的應用

鄭燕斌1董 娜1，2單安山1*

(1.東北農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，哈爾濱 150030;2.黑龍江畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院動科系，雙城 150100)

谷氨酰胺二肽主要包括丙氨酰-谷氨酰胺(Ala-Gln)和甘氨酰-谷氨酰胺(Gly-Gln)，因其具有比谷氨酰胺(Gln)單體更廣泛的生物學功能，已開始應用于動物生產(chǎn)實踐。本文綜述了谷氨酰胺二肽的生物學功能與機制、利用與代謝途徑及動物生中的應用，并對谷氨酰胺二肽的研究方向進行了展望。

谷氨酰胺二肽;生物學功能;利用與代謝途徑;動物生產(chǎn)應用

谷氨酰胺二肽主要包括丙氨酰-谷氨酰胺(alanyl-glutam ine，A la-Gln)和甘氨酰 -谷氨酰胺(glycyl-glutam ine，Gly-Gln)，是人工合成的二肽，其純度可達到100%。A la-Gln和Gly-Gln在水中的溶解度分別為586和154 g/L(20℃)，熱穩(wěn)定性好，在常溫下能保存2年，有效地克服了谷氨酰胺(Gln)單體的不穩(wěn)定和溶解度低的缺點。因此，谷氨酰胺二肽在動物生產(chǎn)上有很好的應用前景。本文概述了谷氨酰胺二肽的生物學功能與機制、利用與代謝途徑和在動物生產(chǎn)上的應用，為下一步的研究提供思路。

1 生物學功能與機制

1.1 改善蛋白合成和氮平衡

谷氨酰胺二肽有利于蛋白質合成，促進氮平衡。用谷氨酰胺二肽強化的腸外營養(yǎng)(parenteral nutrition，PN)可有效改善術后導致的負氮平衡，提高血漿白蛋白水平［1］。丁玉林等［2］發(fā)現(xiàn)，谷氨酰胺二肽通過降低亮氨酸的氧化來影響支鏈氨基酸(branched chain am ino acids，BCAA)的代謝，從而對蛋白質代謝產(chǎn)生了積極作用。還有研究也證實，谷氨酰胺二肽能改善合并肝硬化結直腸癌患者的蛋白質合成代謝和營養(yǎng)狀況［3］。燙傷大鼠應用Ala-Gln強化的腸外營養(yǎng)能改善機體氮平衡，促進機體蛋白質的合成［4］。據(jù) Fuentes-Orozco 等［5］報道，對繼發(fā)性的腹膜炎患者進行外科和內科處理之后，再應用A la-Gln強化的全腸外營養(yǎng)(total parenteral nutrition，TPN)可改善氮平衡。

目前，針對谷氨酰胺二肽改善蛋白合成和氮平衡的機理還未清楚，有待進一步的研究。

1.2 調節(jié)腸道功能

谷氨酰胺二肽具有調節(jié)腸道功能的作用。全竹富等［6］的研究表明，靜脈給予A la-Gln能改善腹部手術術后病人的腸黏膜屏障的功能。Boelens等［7］通過腸內和腸外2種方法注入A la-Gln的研究發(fā)現(xiàn)，2種給藥方式都可提高血漿中Gln的含量，而腸外給藥時該值較低，可能歸因于腸對二肽的利用。

谷氨酰胺二肽保護腸道功能的完整性的機制可能是:1)提供了小腸上皮細胞復制的“燃料”和氮源——Gln;2)生成可供DNA和RNA復制用的前體物，促進遺傳物質和蛋白質的合成;3)提高腸黏膜中的谷氨酰胺酶mRNA的表達，促進了腸黏膜的Gln的代謝［8］;4)腸道的淋巴細胞、巨噬細胞通過自身所含的谷氨酰胺酶利用Gln來維持其增殖和發(fā)揮正常功能。

1.3 維持機體免疫功能

谷氨酰胺二肽在維持機體免疫功能中起非常重要的作用。谷氨酰胺二肽的全腸外營養(yǎng)可有效地改善和增強高齡胃癌患者術后免疫功能［9］，同時有助于改善腦血管意外昏迷患者［10］和胃腸道腫瘤患者［11］的免疫功能。

谷氨酰胺二肽如何提高機體的免疫力?研究表明，谷氨酰胺二肽可改善胃癌患者的免疫指標和T淋巴細胞亞群［12］。用A la-Gln強化的腸外營養(yǎng)能提高外科危重患者術后免疫球蛋白含量和淋巴細胞數(shù)［13］。賀湘等［14］的研究發(fā)現(xiàn)，在一定濃度范圍內，A la-Gln可下調結腸癌SW 490細胞 Fast mRNA的表達，并能抑制腫瘤細胞反向攻擊淋巴細胞。Fuentes-Orozco等［5］在腹膜炎進行外科和內科處理之后，再應用A la-Gln強化的腸外營養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)血細胞數(shù)、CD4及CD8細胞亞群有增加的趨勢。在早期斷奶仔豬飼糧中添加Gly-Gln，可減輕由脂多糖激發(fā)的生長和免疫功能的抑制［15］。但是具體機理還未清楚，有待下一步研究。

1.4 提高機體抗氧化功能

據(jù)史英欽等［16］報道，添加谷氨酰胺二肽可以通過提高血清中的谷胱甘肽(GSH)和超過氧化物歧化酶(SOD)濃度、降低黃嘌呤氧化酶(XOD)濃度來增強機體的抗氧化能力。針對急性胰腺炎小鼠的試驗也證實了這個結論［17］。Belén 等［18］同樣認為添加A la-Gln可更好地保護肝臟、免受自由基的影響，但對肝臟氧化代謝無影響。Cruzat等［19］的研究表明，小鼠長期口服谷氨酰胺二肽可能會增加肌肉和肝臟的GSH的儲存量，同時改善細胞的氧化還原狀態(tài)。

谷氨酰胺二肽發(fā)揮作用的機制為:1)優(yōu)先滿足免疫系統(tǒng)和胃腸道對Gln需要;2)改善機體氮平衡;3)恢復細胞內Gln代謝池的正常值。在應激和嚴重疾病時，機體因自由基的形成增加、抗氧化能力下降，供給谷氨酰胺二肽能恢復因消耗而減少的GSH儲存量，從而消除自由基對細胞的損傷［20］。

2 利用與代謝途徑

谷氨酰胺二肽的轉運和吸收機制可能存在3種形式:1)依賴于H+和Ca2+的電導的主動轉運過程［21］;2)依賴于pH的H+/Na+交換轉運體系;3)GSH轉運系統(tǒng)［22］，此機制尚不十分清楚。同時，吸收利用的程度受制于分子結構、氨基酸殘基的位置等因素。

目前的研究表明，在動物機體內，谷氨酰胺二肽很快被分解為其組成的氨基酸，半衰期很短，清除率和利用率高，體內無殘留［23］。

那么對于谷氨酰胺二肽的清除機制是如何進行的?動物機體內清除谷氨酰胺二肽的器官為肝臟、血漿、腎臟、腸和骨骼肌，而不包括腦［24］。Hundle等［25］針對肝、腎衰竭患者對小肽的清除率的研究推斷出腎臟是清除谷氨酰胺二肽的主要器官。腎臟主要通過分解小肽來供給其它器官利用;血漿主要通過血液循環(huán)［26］、血管壁上的酶［27］、主動運輸或被動擴散進入細胞后［28］幾種方式水解谷氨酰胺二肽來清除;小腸黏膜主要通過胞外水解使其被腸黏膜吸收［29］或者是胞內水解釋放Gln［30］。

3 動物生產(chǎn)中的應用

谷氨酰胺二肽可改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能、腸道結構和免疫機能。分別往21～31日齡仔豬飼糧里添加0.1%、0.3%和0.5% 的 A la-Gln，結果顯示，隨著添加水平的提高，平均日增重呈二次曲線，31～41和21～41日齡的仔豬平均日增重呈線性。提示A la-Gln能促進仔豬的生長［31］。飼糧中添加0.3%的Gly-Gln可顯著提高斷奶仔豬體重，降低腹瀉率，尤其對14日齡的仔豬最為明顯［32］。席鵬彬等［33］的研究表明添加合適劑量的谷氨酰胺二肽可改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。曾翠平等［34］認為，Gly-Gln可改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，但對斷奶仔豬腹瀉率影響不明顯，可以顯著提高肝臟相對重和降低腎臟相對重。袁雪波等［35］的研究結果顯示，在哺乳仔豬補料中添加外源性的Ala-Gln，可改善仔豬早期腸道結構和功能，提高其生產(chǎn)潛力。

此外，谷氨酰胺二肽還對動物有其它積極作用。朱青等［36］的研究認為，飼糧中添加一定量(0.25% ～1.50%)的 Ala-Gln能夠顯著促進鏡鯉幼魚營養(yǎng)代謝，提高全魚蛋白質含量。徐奇友等［37］報道，飼料添加A la-Gln可提高哲羅魚仔魚的生長性能和抗氧化功能，適宜的添加水平為0.75%。楊杰等［38］在新西蘭仔兔的飼糧里添加0.05%的Ala-Gln，改善了其生產(chǎn)性能和腹瀉率。黃曉亮等［39］在黃羽肉雞飼糧中添加0.2%的Gly-Gln，發(fā)現(xiàn)可提高7日齡內的平均日增重。束剛等［40］研究表明，Gly-Gln能夠降低粵黃雞的肌肉嫩度，增加肌肉的保水性能，改善肉色。

4 小結

生產(chǎn)過程中，添加谷氨酰胺二肽可以改善動物的生產(chǎn)性能和肉品質，但是其在各種動物飼料中的適宜添加量及其作用機制還有待進一步的探討。畜牧業(yè)集約化程度的提高要求研究者增加對營養(yǎng)調控的重視。深入系統(tǒng)研究谷氨酰胺二肽營養(yǎng)需要及其功能，對實際生產(chǎn)具有重要的經(jīng)濟意義。

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*Corresponding author，professor，E-mail:asshan@mail.neau.edu.cn

(編輯 王智航)

G lutam ine Dipeptides:Biological Function and Its App lication in Animal Production

ZHENG Yanbin1DONG Na1，2SHAN Anshan1*
(1.Institute of Animal Nutrition，Northeast Agricultural University，Harbin150030，China;
2.Heilongjiang Vocational College of Animal Husbandry and Veterinary Science，Shuangcheng150100，China)

Glutam ine dipeptidesmainly include glycyl-glutam ine(Gly-Gln)and alanyl-glutam ine(Ala-Gln).With more biological functions than themonomer of glutamine，glutam ine dipeptides have been applied in animal production.This papermainly reviewed the biological function and mechanism，utilization and metabolic pathway and application in animal production of glutam ine dipeptides，and made a perspective on their research direction.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(8):1264-1268］

glutam ine dipeptides;biological function;utilization and metabolic pathway;application in animal production

S816.7

A

1006-267X(2011)08-1264-05

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.08.002

2011-03-04

國家生豬產(chǎn)業(yè)技術體系項目資助(nycytx-009)及黑龍江省科技攻關重大項目資助(GA07B201)

鄭燕斌(1983—)，男，福建仙游人，博士研究生，從事動物營養(yǎng)與飼料科學研究。E-mail:leodinas0711@yahoo.com.cn

*通訊作者:單安山，教授，博士生導師，E-mail:asshan@mail.neau.edu.cn