唐天悅 翟振亞 譚成全 鄧百川 鄧近平

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，亞熱帶動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究所，廣東省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642)

畜牧業(yè)的重要目標(biāo)之一在于為人類(lèi)提供更多優(yōu)質(zhì)的畜產(chǎn)品。在同樣的營(yíng)養(yǎng)和飼養(yǎng)管理水平下，豬的生長(zhǎng)速率主要受到內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)激素的調(diào)節(jié)[1]。半胱胺(cysteamine，CS)可以特異性地與生長(zhǎng)抑素(somatostatin，SS)的二硫鍵結(jié)合，破壞生長(zhǎng)抑素的生物學(xué)活性，通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率。此外，CS還參與體內(nèi)重要的生物活性物質(zhì)如半胱氨酸、谷胱甘肽(GSH)、亞?；撬岷团；撬岬鹊暮铣纱x，參與維護(hù)機(jī)體的抗氧化防御系統(tǒng)。因此，CS作為一種新型飼料添加劑在動(dòng)物生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要意義。

1 CS的理化性質(zhì)

CS，又稱(chēng)2-巰基己胺，熔點(diǎn)99 ℃，易溶于水和乙醇。CS是動(dòng)物體內(nèi)輔酶A降解過(guò)程中的天然產(chǎn)物。輔酶A在降解過(guò)程中產(chǎn)生泛酰巰基乙胺，泛酰巰基乙胺經(jīng)過(guò)泛酰巰基乙胺酶的水解，進(jìn)而產(chǎn)生CS和泛酸[2-3](圖1)。

CS既可以從動(dòng)物體內(nèi)提取，也可以化學(xué)合成。其在空氣、堿性環(huán)境和金屬離子存在條件下易被氧化為胱胺。在動(dòng)物體內(nèi)，外源性CS極易與血漿蛋白結(jié)合或是被自由基氧化降解[4]。因此生產(chǎn)中一般將CS制成半胱胺鹽酸鹽或進(jìn)行包被，使其在體內(nèi)更好地發(fā)揮生理作用。研究表明，經(jīng)包被的CS可以免受胃液的影響，同時(shí)具有緩釋效果，避免了CS對(duì)胃黏膜的損傷[5]。

2 CS在豬營(yíng)養(yǎng)上的研究進(jìn)展

2.1 CS對(duì)豬生長(zhǎng)性能的影響

CS目前已經(jīng)在豬生產(chǎn)中作為一種飼料添加劑，用于改善仔豬和育肥豬的生長(zhǎng)性能、飼料轉(zhuǎn)化率、機(jī)體蛋白質(zhì)沉積、肌肉生長(zhǎng)及母豬的繁殖性能。歐洲藥品評(píng)估局(The European Agency for the Evaluation of Medicinal Products, EMEA)已將其歸為“無(wú)需制定最大殘留量的有機(jī)物”，可用于生產(chǎn)畜產(chǎn)品的哺乳動(dòng)物[6]。

在仔豬的研究方面，Du等[7]的研究表明，飼糧添加36 mg/kg CS(有效劑量)飼喂15～35日齡仔豬，可以顯著增加仔豬的采食量和體增重。在生長(zhǎng)育肥豬的研究方面，其應(yīng)用劑量不盡相同。Liu等[8]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加70 mg/kg CS飼喂育肥豬47 d，能顯著提高育肥豬的生長(zhǎng)性能；但有部分研究表明，當(dāng)CS的有效劑量達(dá)到200 mg/kg時(shí)才具有促生長(zhǎng)效果[9-10]。其原因可能與養(yǎng)殖過(guò)程中使用的飼糧、飼養(yǎng)管理水平等因素有關(guān)。此外，CS中游離巰基的不穩(wěn)定性，可能使部分CS氧化失活，導(dǎo)致有效劑量降低；部分CS粗制品可能含有不良?xì)馕?，影響了?dòng)物的采食，因此產(chǎn)生了不同的飼喂效果。研究表明，在育肥期不同階段，CS的最適劑量也應(yīng)隨著豬體重的增加而適量提高[11]。

圖1 半胱胺在體內(nèi)的代謝過(guò)程

CS在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮促生長(zhǎng)作用的機(jī)制主要是通過(guò)抑制生長(zhǎng)抑素的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。生長(zhǎng)抑素是一種由下丘腦合成并釋放的腦腸肽激素，廣泛分布于胃腸道、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及淋巴組織中，生長(zhǎng)抑素能夠抑制生長(zhǎng)激素(growth hormone，GH)的分泌、胃腸道中消化酶的分泌、肽激素的釋放、平滑肌的收縮等，從而阻礙動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，影響胃腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[12-14]。CS在體內(nèi)可以與生長(zhǎng)抑素特異性結(jié)合，破壞生長(zhǎng)抑素的二硫鍵，從而破壞生長(zhǎng)抑素的生物學(xué)活性，解除生長(zhǎng)抑素對(duì)生長(zhǎng)激素和消化酶等分泌的抑制作用，從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)[15-19]。另外，CS的代謝產(chǎn)物——?；撬?，能增強(qiáng)淀粉酶(AMY)、胰朊酶等消化酶的活性，因此CS也能通過(guò)其代謝產(chǎn)物的作用間接促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[20]。但有研究表明，CS的促生長(zhǎng)效果具有劑量和時(shí)間依賴(lài)性，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其效應(yīng)逐漸減弱。無(wú)論是通過(guò)口服還是瘤胃瘺管、十二指腸瘺管灌注CS，CS對(duì)動(dòng)物體內(nèi)生長(zhǎng)抑素活性的抑制作用均會(huì)隨時(shí)間推移逐漸降低，且在1周左右生長(zhǎng)抑素的活性恢復(fù)至處理前水平[21]。因此，部分學(xué)者建議采用5～7 d給生長(zhǎng)育肥豬飼喂1次CS的方式，但是這種方法在生產(chǎn)實(shí)際中操作較為繁瑣[22]。有學(xué)者對(duì)CS持續(xù)性添加和間隔性添加所產(chǎn)生的效果進(jìn)行了對(duì)比。在生長(zhǎng)性能的研究方面，有報(bào)道表明，商品豬育肥階段全程持續(xù)添加有效劑量為18.22 mg/kg的低劑量CS 56 d，其改善生長(zhǎng)性能的效果優(yōu)于分別在2個(gè)階段遞增(1～28 d添加有效劑量為21.87 mg/kg、29～56 d添加有效劑量為29.16 mg/kg)添加CS的方式，其投入產(chǎn)出比、經(jīng)濟(jì)效益更高，且與生產(chǎn)實(shí)踐更符合，更具推廣意義[23]。另有報(bào)道對(duì)CS在肥育后期豬生長(zhǎng)性能上的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在飼喂周期均為20 d的情況下，每天飼喂1次有效劑量為20 mg/kg CS組比每5 d飼喂1次同樣劑量CS組的日增重提高效果更好[24]。

在母豬的研究方面，有報(bào)道表明，在妊娠后期母豬飼糧中添加CS，可促進(jìn)胎兒在母豬體內(nèi)的生長(zhǎng)發(fā)育，提高窩產(chǎn)活仔數(shù)、初生均勻度和仔豬初生重，降低仔豬弱仔率[25-26]。其原因可能在于，CS可以通過(guò)性腺軸調(diào)節(jié)相關(guān)性激素的分泌，改善了母豬體內(nèi)的代謝水平，從而影響對(duì)胎兒營(yíng)養(yǎng)的供給。另外，在泌乳期添加CS還能夠提高母豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，減少因泌乳引起的體重?fù)p失，縮短母豬發(fā)情間隔，還可以通過(guò)提高初乳中免疫球蛋白的含量，進(jìn)而提高仔豬的育成率[27]。

2.2 CS對(duì)豬胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的影響

目前，對(duì)CS在豬胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的相關(guān)研究主要集中在生長(zhǎng)育肥豬上。研究表明，飼糧添加70 mg/kg的CS飼喂育肥豬47 d可顯著提高育肥豬的蛋白質(zhì)沉積[8]。另外，在育肥后期飼喂含180 mg/kg半胱胺鹽酸鹽(有效劑量)的飼糧35 d，可以顯著提高胴體瘦肉率和胴體骨骼率，降低脂肪率和改善肉色[28]。飼糧中添加70 mg/kg的半胱胺鹽酸鹽飼喂生長(zhǎng)育肥豬21 d，可以顯著降低豬P2點(diǎn)(最后肋骨處)背膘厚[29]。飼糧中添加9.45 mg/kg的CS(有效劑量)29 d還能顯著增加豬肉內(nèi)脫氧肌紅蛋白含量，顯著降低高鐵肌紅蛋白含量，延遲屠宰后豬肉氧化變色的時(shí)間[30]。

CS提高胴體品質(zhì)、減少豬體脂肪沉積的原因可能有以下幾個(gè)方面。首先，CS能夠調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素、甲狀腺激素、胰高血糖素等激素的分泌[31-32,43]，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的重分配，減少脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)合成，促進(jìn)肌肉細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成和脂肪分解[33]。其次，還與其調(diào)節(jié)了甲狀腺素和胰高血糖素等激素的分泌，從而促進(jìn)了肌肉組織的生長(zhǎng)發(fā)育以及脂肪組織的分解有關(guān)[33]。另外，CS還可以通過(guò)提高激素敏感脂酶的活性，降低蘋(píng)果酸脫氫酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和異檸檬酸脫氫酶的表達(dá)，減少體脂肪沉積[34-35]。

2.3 CS對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的影響

飼糧中添加CS能夠改善機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝。研究表明，飼糧添加CS能夠提高豬血清中的總蛋白(TP)含量，降低血清中的尿素氮(UN)含量[34,36]。血清總蛋白含量是反映蛋白質(zhì)在體內(nèi)代謝狀況的重要指標(biāo)，在維持血漿滲透壓、緩沖血液酸堿度和營(yíng)養(yǎng)供給等方面具有重要功能[37]，同時(shí)也可反映機(jī)體的免疫力情況。血清尿素氮是通過(guò)機(jī)體內(nèi)的蛋白質(zhì)和氨基酸經(jīng)過(guò)精氨酸循環(huán)形成的代謝產(chǎn)物，其含量與體內(nèi)氮沉積率、蛋白質(zhì)(或氨基酸)利用率呈顯著負(fù)相關(guān)[38]。當(dāng)血清總蛋白含量較高、尿素氮含量較低時(shí)，表明氨基酸代謝穩(wěn)定，機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)合成代謝較強(qiáng)，飼糧中氮利用率高。因此，CS能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的代謝，提高氮的利用率。

在脂質(zhì)代謝和糖代謝的指標(biāo)方面，CS有降低血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)及葡萄糖(GLU)含量的作用[39-40]。由于糖類(lèi)、蛋白質(zhì)和脂類(lèi)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝均受到內(nèi)分泌激素的調(diào)控，而CS可通過(guò)提高胰島素活性從而促進(jìn)組織對(duì)血液中葡萄糖的利用。CS還加快了脂肪組織分解，使血液的膽固醇和甘油三酯運(yùn)回肝臟分解供能以節(jié)約葡萄糖，這樣就使血液中總膽固醇和甘油三酯的含量降低，其相關(guān)機(jī)制是CS能夠與肝臟中合成膽固醇和甘油三酯相關(guān)催化酶中的含硫氨基酸結(jié)合，抑制含硫氨基酸的活性，從而抑制膽固醇和甘油三酯的合成，促進(jìn)其分解[41]。

此外，不同飼喂模式對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的作用也有所不同。研究表明，給育肥豬持續(xù)飼喂37.5 mg/kg(有效劑量)的CS，其血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、堿性磷酸酶(AKP)和淀粉酶活性高于每隔6 d飼喂相同劑量的CS組，谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶反映蛋白質(zhì)合成代謝情況，堿性磷酸酶參與脂肪代謝，淀粉酶參與糖代謝，這幾種酶活性均與動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收呈正相關(guān)。結(jié)果提示，持續(xù)飼喂CS改善豬體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的效果更優(yōu)[42]。

2.4 CS對(duì)豬腸道健康和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的影響

小腸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的主要場(chǎng)所，因此，研究CS對(duì)腸道的作用對(duì)豬生產(chǎn)的指導(dǎo)具有重要意義。研究表明，飼糧中添加CS能夠改善生長(zhǎng)豬對(duì)飼糧干物質(zhì)、無(wú)氮浸出物、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、鈣和總磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化吸收率[43]。CS還能夠顯著提高豬小腸內(nèi)容物中的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性，提高胰蛋白酶的活性[44]。其原因可能在于，CS能夠解除生長(zhǎng)抑素對(duì)促胰液素和膽囊收縮素的抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)胰酶的合成與分泌[45]。此外，CS能夠提高仔豬小腸內(nèi)鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)載體1(SGLT1)的表達(dá)量，促進(jìn)了小腸對(duì)葡萄糖的吸收利用[46]。

腸道抗氧化防御系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)對(duì)于維護(hù)腸道健康具有重要作用。腸道黏膜內(nèi)谷胱甘肽、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)是腸道抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成成分，分泌型的免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量一定程度上反映了腸道免疫系統(tǒng)的防御能力。研究表明，在育肥豬飼糧中添加CS可以使空腸黏膜內(nèi)的谷胱甘肽含量增加，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性提高，超氧化物歧化酶活性降低；空腸黏膜分泌型的免疫球蛋白A、免疫球蛋白M和免疫球蛋白G含量顯著增加[47]。結(jié)果表明，CS能夠維護(hù)腸道抗氧化防御系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)，促進(jìn)了腸道的健康。

此外，CS能夠顯著增強(qiáng)空腸黏膜緊密連接蛋白o(hù)ccludin、claudin-1和閉鎖小帶蛋白1(ZO-1)的表達(dá)[47]。因此，CS對(duì)于改善緊密連接蛋白對(duì)于維護(hù)腸道屏障的完整性，促進(jìn)腸上皮組織的發(fā)育具有重要作用。

2.5 CS對(duì)緩解仔豬應(yīng)激的作用

在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中，仔豬早期斷奶通常會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的斷奶應(yīng)激，進(jìn)而產(chǎn)生腹瀉和生長(zhǎng)遲滯等負(fù)面影響。其中，胃酸分泌不足是斷奶仔豬發(fā)生生長(zhǎng)遲滯和腹瀉的重要原因[48]。研究表明，CS能夠通過(guò)耗竭生長(zhǎng)抑素，促進(jìn)仔豬胃黏膜內(nèi)胃泌素、生長(zhǎng)激素釋放肽的分泌，來(lái)增加仔豬內(nèi)源性胃酸的分泌[7,49]。Shi等[50]的研究發(fā)現(xiàn)，CS可以提高胃組織中氫鉀ATP酶(H+-K+-ATPase)的mRNA表達(dá)，促進(jìn)斷奶仔豬胃酸分泌。此外，斷奶應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致血清皮質(zhì)醇、三碘甲腺原氨酸(T3)和甲狀腺素(T4)含量顯著提高[51]。而添加CS可以使斷奶仔豬血清中皮質(zhì)醇含量顯著下降，三碘甲腺原氨酸和甲狀腺素含量保持穩(wěn)定，減少機(jī)體動(dòng)用更多的能量應(yīng)對(duì)應(yīng)激，緩解了斷奶應(yīng)激[52]。

除了通過(guò)調(diào)控胃酸及體內(nèi)激素的分泌來(lái)緩解應(yīng)激之外，CS還能通過(guò)發(fā)揮抗氧化作用來(lái)緩解應(yīng)激反應(yīng)。超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶是機(jī)體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成成分。研究表明，給仔豬飼喂CS可以顯著提高血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性[53]。因此CS的添加提高了仔豬應(yīng)對(duì)外界應(yīng)激的抗氧化防御能力。CS發(fā)揮抗氧化作用的機(jī)制可能與以下幾個(gè)方面有關(guān)：首先，CS的活性巰基可以使溶酶體內(nèi)過(guò)多的胱氨酸轉(zhuǎn)化半胱氨酸[54]，進(jìn)而合成谷胱甘肽，通過(guò)增加體內(nèi)谷胱甘肽的含量而間接發(fā)揮抗氧化作用[30]；其次，另有報(bào)道指出CS對(duì)半乳糖胺、四氯化碳(CCl4)和對(duì)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的多種肝臟氧化損傷具有緩解作用，在肝臟中是一種比谷胱甘肽更有效的氧自由基清除劑[55]；此外，CS還能轉(zhuǎn)化為?；撬?，增強(qiáng)過(guò)氧化氫酶以及谷胱甘肽代謝相關(guān)抗氧化酶的活性[56-57]。

2.6 CS的免疫調(diào)節(jié)功能

CS能夠在一定程度上調(diào)節(jié)豬的免疫功能。劉智等[58]報(bào)道表明，CS可以顯著提高斷奶仔豬血清免疫球蛋白A、免疫球蛋白G含量及白細(xì)胞吞噬率和T-淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，提高機(jī)體的免疫力。劉巧婷等[59]報(bào)道，CS與N-氨甲酰谷氨酸的互作還有利于斷奶仔豬體內(nèi)口蹄疫抗體水平的恢復(fù)，有效避開(kāi)母源抗體的干擾，提高了仔豬機(jī)體的免疫力。另外，在母豬妊娠后期飼糧中添加CS還可以提高母豬初乳中免疫球蛋白G的含量，間接提高仔豬的免疫機(jī)能[27]。常文環(huán)等[60]報(bào)道表明，飼喂半胱胺鹽酸鹽制劑的仔豬，其豬瘟病毒抗體阻斷率顯著高于對(duì)照組，因此半胱胺鹽酸鹽制劑對(duì)于增強(qiáng)豬場(chǎng)豬瘟疫苗免疫效果也具有一定的作用。另外，CS還能提高育肥豬血液中的補(bǔ)體3水平[61]，而補(bǔ)體系統(tǒng)是機(jī)體非特異性免疫的組成部分，具有協(xié)助抗體吞噬病原微生物的作用[62]。

CS發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的機(jī)制與抑制生長(zhǎng)抑素的活性有關(guān)。生長(zhǎng)抑素能夠抑制免疫球蛋白和細(xì)胞因子的合成[63]。其中，生長(zhǎng)抑素對(duì)免疫球蛋白A的合成抑制作用可達(dá)20%～50%[58]。而CS可以通過(guò)耗竭體內(nèi)生長(zhǎng)抑素水平，促進(jìn)生長(zhǎng)激素、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1等激素的釋放，而生長(zhǎng)激素、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1水平的提高有利于促進(jìn)葡萄糖和氨基酸小分子進(jìn)入淋巴細(xì)胞中，從而促進(jìn)免疫球蛋白的合成[64]。

3 CS應(yīng)用中存在的問(wèn)題

雖然CS具有促生長(zhǎng)功能，但是不恰當(dāng)?shù)膭┝考笆褂梅绞揭矔?huì)引起負(fù)面問(wèn)題。研究表明，高劑量的CS能夠?qū)е麓笫笫改c潰瘍和穿孔[65-66]。此外，CS還可以通過(guò)促進(jìn)內(nèi)皮素的釋放，減緩大鼠十二指腸黏膜的血流量，造成局部組織缺血和缺氧，降低機(jī)體的防御機(jī)能[67]。另外，高劑量的CS還會(huì)造成氧化應(yīng)激，造成直接性和壞死性的細(xì)胞毒性[68]。

4 小 結(jié)

飼糧中適量添加CS能夠有效改善豬的生長(zhǎng)性能、胴體品質(zhì)、肉品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝、腸道健康、應(yīng)激反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)功能等。然而，目前CS在動(dòng)物生產(chǎn)中的使用效果并不一致，不同的研究報(bào)道所使用的CS純度、有效劑量、飼喂時(shí)間及試驗(yàn)所用豬的生長(zhǎng)階段、生長(zhǎng)環(huán)境和品種都有所不同，因此，對(duì)于各生長(zhǎng)階段的最適添加量和添加方式還需要進(jìn)一步的研究。此外，雖然通過(guò)促進(jìn)生長(zhǎng)激素的分泌提高生長(zhǎng)性能是一種很有效的方式，但是這種直接促進(jìn)體內(nèi)生長(zhǎng)激素分泌的方式的安全性仍未被部分國(guó)家接受認(rèn)可，其在畜牧生產(chǎn)中的效果及潛在的毒副作用仍需進(jìn)一步評(píng)估。目前，大部分的試驗(yàn)還存在試驗(yàn)周期短、試驗(yàn)動(dòng)物群體小的缺陷，還需要有更多長(zhǎng)期、大規(guī)模的飼養(yǎng)試驗(yàn)來(lái)評(píng)估CS的持續(xù)作用效果。此外，對(duì)CS加工工藝的完善以減輕異味、增強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，使其更好地在體內(nèi)發(fā)揮生理作用，以及CS在體內(nèi)的作用機(jī)理也有待進(jìn)一步研究。

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