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        抗分泌因子(AF)的應(yīng)用與展望

        2015-03-27 04:38:41李思明王金英
        黑龍江科學(xué) 2015年2期
        關(guān)鍵詞:母乳喂養(yǎng)斷奶仔豬

        李思明,潘 鈺,原 濤,王金英,于 沖

        (黑龍江省科學(xué)院微生物研究所,哈爾濱 150010)

        抗分泌因子(AF)是一個41kDa的內(nèi)源性蛋白,它最初是由Lonnroth從豬腦垂體中分離純化獲得[1],1995年由Johansson等人完成其基因的克隆和測序?,F(xiàn)已證明哺乳動物的大多數(shù)組織中能夠合成AF,在細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)其與26S蛋白酶體相關(guān)或呈現(xiàn)游離狀態(tài),同時能夠抑制人和動物體內(nèi)由腸毒素引起的腸液超量分泌[2]。在大鼠腸袢模型中,1pmol的純化AF能夠顯著減少霍亂毒素(CT)和大腸桿菌毒素的分泌。

        1 AF蛋白的分子和遺傳學(xué)特性

        AF蛋白最早是從嚙齒動物腦垂體和腸黏膜中提取,之后在豬血獲得大量純化,在進化上高度保守,因為沒有發(fā)現(xiàn)其他與之相同的蛋白家族,因而AF是一種獨特的蛋白。

        AF蛋白的編碼基因存在于所有哺乳動物細(xì)胞中,真核生物中也發(fā)現(xiàn)了AF基因的同系物。在人類基因組中,潛在的AF基因定位于第1、19和23染色體,假基因定位于第10號和15號染色體。負(fù)責(zé)抗分泌活性的序列僅存在于哺乳動物中,而在其他真核生物中由AF基因編碼的蛋白質(zhì)作為調(diào)節(jié)劑參與蛋白的降解。Lange和Lonnroth發(fā)現(xiàn)來自血漿中的AF蛋白與從腦垂體中得到的蛋白在結(jié)構(gòu)上有明顯不同,第一種是多聚體,而第二種是單體。

        2 AF在動物營養(yǎng)飼料中的應(yīng)用

        由于歐洲禁止在飼料中添加抗生素,如何降低斷奶后腹瀉的發(fā)病率,是養(yǎng)豬業(yè)面臨的主要問題。1986年,瑞典政府禁止使用AGP,致使更多的研究集中在仔豬斷奶后無抗生素添加飼料的研發(fā)上。

        Goransson的研究表明,AF誘導(dǎo)的飲食可能替代AGP,成為高效提升家畜和動物健康水平的一個重要而有效的手段。AF存在于母豬的初乳和乳汁中,乳汁與AF之間存在相關(guān)性,仔豬血液中AF含量與腹瀉的發(fā)病率存在相關(guān)性。AF通過胎盤從母豬轉(zhuǎn)移到胎兒,在仔豬血漿中AF活性呈現(xiàn)周期性變化:斷奶后降低,斷奶后3d達(dá)到最低水平。腹瀉病的發(fā)病與血漿AF活性低顯著相關(guān)。Lange和Lnnroth研究表明,如果通過飲食增加小豬AF的攝入量,則能夠抑制小豬斷奶后AF活性降低的發(fā)生。

        3 AF在預(yù)防兒童腹瀉中的應(yīng)用

        腹瀉疾病仍然是全球主要的健康問題,特別是在發(fā)展中國家,由于不良的衛(wèi)生條件常常引起腸道病原體的傳播。最近的研究指出,在所有導(dǎo)致兒童死亡的疾病中,由腹瀉引起的死亡率高達(dá)18%。據(jù)估計,每年有200萬兒童因為過量的體液流失而死亡。腹瀉可以通過改善衛(wèi)生條件、接種疫苗、鼓勵母乳喂養(yǎng)新生兒來預(yù)防[3]。母乳容易消化并且含有可保護嬰兒免受細(xì)菌和病毒感染的抗體。此外,它還有助于兒童的免疫系統(tǒng)的發(fā)育。根據(jù)Ziyane的研究,比較2個月大的非母乳喂養(yǎng)嬰兒與純母乳喂養(yǎng)嬰兒,非母乳喂養(yǎng)嬰兒死于與腹瀉相關(guān)的疾病的概率增加了25倍。然而,在許多腹瀉病例中,哺乳本身并不能說明足夠的問題。

        在巴基斯坦,針對急性和長期腹瀉發(fā)作兒童進行的一項研究中發(fā)現(xiàn),在喂食B221的同時,給予富含AF的蛋黃粉,可明顯降低腹瀉的發(fā)生率。這項研究歷時3d,涉及240名6~24個月的嬰兒,臨床結(jié)果顯示,喂食B2213d后83%兒童有效抑制了腹瀉癥狀,而安慰劑組僅有54%的兒童有效[3]。與安慰劑組63%的成功率相比較,B221的治療臨床結(jié)果成功率可達(dá)91%。

        扎曼等發(fā)現(xiàn),由于參與這項研究的兒童不可能同時感染相同的毒劑,可以推斷出B221能夠抵消不同病因的腹瀉。盡管B221用藥劑量和方式尚未明了,給予急性腹瀉患兒更高的劑量仍可發(fā)揮更大作用,特別是在發(fā)展中國家,可以避免長期腹瀉的出現(xiàn),并避免其導(dǎo)致的危險后果。

        Svensson等發(fā)現(xiàn),產(chǎn)婦在攝入水熱加工的谷類食品(SPC)后,可以誘導(dǎo)乳汁中AF的產(chǎn)生。此外,AF具有抵抗炎癥產(chǎn)生的特性,能夠預(yù)防乳腺炎、乳房組織的感染和炎癥。因此,哺乳期婦女?dāng)z入SPC可以達(dá)到預(yù)防母親乳腺炎和兒童腹瀉的雙重目標(biāo)。

        4 展望

        近年來,在食品研究領(lǐng)域,食品中的營養(yǎng)成分含量已經(jīng)不再是研究的主要目標(biāo),利用食品中的功能性成分,將食品作為健康和保健的工具已成為現(xiàn)在研究的熱點。在日常食物中,同樣含有可以促進健康和保健的營養(yǎng)物質(zhì),例如谷物、西紅柿和牛奶中含有的β-葡聚糖、木脂素、番茄紅素和共軛亞油酸。

        在健康個體中,AF蛋白可分泌至血漿和其他身體組織,由細(xì)菌毒素誘導(dǎo)的血漿中AF的增加,反映出肌體對腹瀉引發(fā)的自然防御機制,可以推斷,AF可發(fā)揮良好的臨床療效并增加疾病治愈的可能性。一些研究已證明,通過對谷物進行深加工的手段,刺激AF的分泌和利用,對患有腸道慢性炎性疾病、腹瀉或梅里埃氏綜合征患者的癥狀減緩發(fā)揮了積極作用,雖然“AF治療”不能算是一個真正的治療方法,但其通過減輕患者癥狀,可以明顯改善患者的生活質(zhì)量。此外,哺乳期婦女的飲食中可能包含SPC,在哺乳孩子時可以減少腸道疾病的發(fā)生,特別是在發(fā)展中國家,應(yīng)該強烈建議母乳喂養(yǎng)。在腹瀉季節(jié)利用這些活性谷物預(yù)防高發(fā)易感染群體,給幼兒添加AF豐富的蛋黃是給予AF的有效手段[4-5]。

        最近的一項研究顯示,大鼠飲食中SPC的補充可以預(yù)防接觸爆炸超壓的影響,改善ICP升高和認(rèn)知功能損害。到目前為止,與爆炸有關(guān)的腦損傷及其對長期腦功能影響的作用研究很少,但通過飲食手段預(yù)防是其中一個有趣的觀點。事實上,在許多國家每天的食物中,谷物攝入量僅占一小部分,所以很容易提高谷物攝入量。

        在生豬養(yǎng)殖,集約化養(yǎng)殖條件下經(jīng)常引發(fā)動物壓力,對動物的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。事實上,當(dāng)仔豬的免疫和胃腸道系統(tǒng)功能還沒有完全達(dá)到健全時,環(huán)境的壓力對早期斷奶仔豬影響較大。這種情況通??蓪?dǎo)致自由進食量低,生長嚴(yán)重緩慢,并可能出現(xiàn)由于不良的健康狀態(tài)導(dǎo)致的體重下降,主要表現(xiàn)為感染性疾病和腸道疾病的增加。斷奶仔豬多表現(xiàn)出吸收不良綜合征,其特點是糞便中碳水化合物和脂肪酸的排出量增加,腸上皮變性。此外,如腸產(chǎn)毒性大腸桿菌等條件致病菌,可導(dǎo)致仔豬非感染性腹瀉,引發(fā)健康狀況下降、斷奶后腹瀉的癥狀。在很長一段時間里,飼料業(yè)一直通過使用抗生素,來預(yù)防和減少過早斷奶對仔豬的健康和生長性能的負(fù)面影響[6]。

        由于2006年全面禁止在飼料中添加抗菌藥物,目前已經(jīng)提出用幾種補充營養(yǎng)的方法和替代物質(zhì),但是到目前為止,所有這些方法都被證明無法達(dá)到抗生素所起到的有效生長促進和疾病預(yù)防的效果。在提出的替代方案中,免疫調(diào)節(jié)最為重要,因為先天性和獲得性免疫系統(tǒng)是仔豬斷奶后,應(yīng)對抗原和刺激最好的方案。事實上,目前已經(jīng)證明AF存在于母豬乳汁中,而乳汁中AF濃度和仔豬腹瀉之間存在相關(guān)性。一些體外和臨床研究發(fā)現(xiàn)證明,AF有強大的能力來抵消各種病因的腸液失衡,同時,最近的主要研究方向集中在其對免疫調(diào)節(jié)和抗炎活性方面的應(yīng)用。與其他飼料添加劑相比,SPC不包含任何活性化合物。另外,它們不構(gòu)成任何對環(huán)境的危害,如果使用分子,例如ZnO,即便具有促進生長和抗腹瀉的功能,也會在土壤中慢慢累積。

        AF能有效改善生長性能和飼料轉(zhuǎn)化率。然而,其生物學(xué)活性發(fā)揮的作用機制尚未闡明,到目前為止,豬飼養(yǎng)試驗方面研究數(shù)據(jù)還很少。此外,尚未定義其在人類營養(yǎng)中的用途,補充飲食的劑量需進一步研究。

        [1] L nnroth I, Lange S , Skadhuge E. The antisecretory factors: inducible proteins which modulate secretion in the small intestine[J].Comp Biochem Physiol,1988,(90):611-617.

        [2]Johansson E, L nnroth I, Lange S, et al. Molecular cloning and expression of a pituitary gland protein modulating intestinal fluid secretion[J]. Biol Chem,1995,(270):20615-20620.

        [3] Zaman S, Mannana J, Lange S, et al. B 221, a medical food containing antisecretory factor reduces child diarrhoea - a placebo controlled trial[J]. Acta Paediatr,2007,(96):1655-1659.

        [4] Fiasse R, Denis M A, Dewit O. Chronic inflammatory bowel disease: Crohn's disease and ulcerative colitis (article in French).[J]. Pharm Belg,2010,(01):1-9.

        [5] Mihrshahi S, Oddy W H, Peat J K, et al. Association between infant feeding patterns and diarrhoeal and respiratory illness: a cohort study in Chittagong, Bangladesh[J]. International Breastfeeding Journal,2008,(03):28.

        [6] Gallois M, Rothk ttera H J, Baileya M, et al. Natural alternatives to in-feed antibiotics in pig production: can immunomodulators play a role[J]. Animal,2009,(03):1644-1661..

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