單強
(東北農業(yè)大學,黑龍江 哈爾濱 150030)
γ-氨基丁酸的生理作用及其在畜牧生產中的應用
單強
(東北農業(yè)大學,黑龍江 哈爾濱 150030)
γ-氨基丁酸(GABA),是重要的抑制性神經遞質。GABA在提高動物采食量及日增重、增強機體免疫、促進動物生長等方面起到了積極的作用。隨著對GABA的深入研究,其功能已經應用于各個領域,尤其在畜牧業(yè)中對富含GABA的食品飼料的開發(fā)及在動物生產中的應用。因此,對GABA的研究具有廣闊的前景,本文是對γ-氨基丁酸的生理作用及其在畜牧生產中的應用進行了總結。
γ-氨基丁酸;受體;生理作用;生產應用
γ-氨基丁酸(GABA),又叫作γ-氨酪酸,是一種在動物、植物和微生物中廣泛分布、功能性非蛋白質組成的天然氨基酸。GABA為哺乳動物中樞神經系統(tǒng)的一種抑制性神經遞質,在生物體內參與多種神經生理活動。
GABA分子式為H2N(CH2)3COOH,相對分子量為103.12,其結晶為白小葉狀或針狀,味微苦,極易溶于水,25℃時溶解度為130g/100mL,不溶于冷乙醇、苯和乙醚等有機溶劑,熔點在202~204℃之間。
GABA生物合成的主要途徑是由a-酮戊二酸經轉氨基反應生成谷氨酸(Glu),經谷氨酸脫羧酶(GAD)催化脫羧生成GABA,在GABA轉氨酶(GABA-T)的催化作用下生成琥珀酸半醛(SSA);最后由琥珀酸半醛脫氫酶(SSADH)催化轉化成琥珀酸,然后進入三羧酸循環(huán)進行代謝。
γ-氨基丁酸的受體是突觸后膜上能夠識別與結合GABA的部位,當GABA受體與GABA結合后,細胞膜離子的通透性會發(fā)生變化。GABA受體分為GABAA、GABAB、GABAC,不同亞型的生理特性及分布有所差異。
3.1 GABAA受體GABAA受體分布在于整個神經系統(tǒng)中,對中樞神經系統(tǒng)各部位的神經元都有抑制作用,是由鑲嵌在神經細胞膜雙脂層中的五個亞基組成的五邊形異質多肽寡聚體,中心部位形成一個由19個亞單位組成的化學門控通道,其中每個亞單位的N端和C端都朝向膜外。當GABA與GABAA受體結合,神經元細胞膜氯離子的通透性增加,膜電導增加了,氯離子通道打開,引起了氯離子的內流,產生膜的超極化,由此產生了突觸后抑制效應,使神經細胞的興奮性降低。
3.2 GABABGABAB受體分布于整個神經系統(tǒng)中神經突觸前末梢上,因此該受體可能主要在突觸前抑制中發(fā)揮重要作用。當GABAB受體被GABA激活后,會先激活膜上的G蛋白,通過抑制Ca2+的內流,抑制神經遞質和神經肽的釋放。位于突觸后膜的GABAB受體是由G蛋白介導,通過開啟鉀離子通道,致使神經元發(fā)生超極化反應,從而影響了神經元的反應性。
3.3 GABACGABAC受體主要分布于脊椎動物的視覺神經通路中,它僅由一種類型的蛋白亞基構成,中心為氯離子通道,GABAC受體具有一些不同于GABAA受體的藥理學特性。GABAC受體不能被GABAA受體的特異性阻斷劑荷包牡丹堿阻斷。
4.1 γ-氨基丁酸可以提高畜禽的生產性能動物的生產性能與其采食量息息相關。采食是一個受中樞神經系統(tǒng)的控制的復雜的行為活動,調控動物采食活動的基本中樞為飽中樞和攝食中樞,代謝變化、體液因素、胃腸道功能等其他因素也可通過影響中樞神經而參與調節(jié)采食行為。研究發(fā)現,動物腦區(qū)及腺垂體含有豐富的GABA受體。GABA可通過抑制飽中樞的活動激發(fā)動物采食行為,從而增加其采食量。
4.2 γ-氨基丁酸可以提高畜牧免疫力免疫系統(tǒng)與動物的生產性能密切相關,研究表明GABA具有增強動物黏膜免疫的功能。GABA還能促進腦組織的新陳代謝,使腦細胞功能恢復,改善神經機能。因此,GABA可以通過降低動物應激和焦慮來提高動物免疫力。
4.3 提高動物生殖性能GABA是大腦主要的抑制性神經遞質,可在下丘腦水平和垂體水平調節(jié)垂體前葉激素的分泌,也可間接的影響卵巢和輸卵管機能。最新研究發(fā)現,哺乳動物的睪丸、卵巢、輸卵管、子宮等組織與器官中都有GABAC受體分布。GABAA受體可以介導促進顆粒細胞分泌孕酮,抑制黃體細胞分泌孕酮。GABA還可通過顆粒細胞上的GABAA受體介導抑制生成雌二醇。
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10.3969/J.ISSN.1671-6027.2015.10.024