龍 凡 梅文亮 許蘭嬌 瞿明仁
(江西農業(yè)大學動物科學技術學院,江西省動物營養(yǎng)重點實驗室,營養(yǎng)飼料開發(fā)工程研究中心,南昌 330045)
煙酸(NA)作為動物機體所必需的維生素之一,具有抗炎、抗氧化、調節(jié)脂質代謝[1]、緩解應激(如瘤胃酸應激、熱應激、斷奶應激[2])等多種生物學功能。煙酸作為輔酶Ⅰ(NAD)和輔酶Ⅱ(NADP)的前體,既在機體碳水化合物、蛋白質和脂類代謝中扮演著重要的角色,又能參與體內能量代謝的調節(jié)[3-4]。煙酸缺乏會導致動物生長性能下降、免疫力降低,不利于動物的健康生長。動物可以通過采食飼糧、體內過量色氨酸生物合成、微生物(特別是反芻動物瘤胃微生物)合成等途徑獲得生長發(fā)育所需的煙酸[5]。但是隨著動物飼養(yǎng)集約化程度的提高,以及在一些特殊情況(應激狀態(tài)、高精料飼糧等)下,單靠以上途經獲得的煙酸不能滿足動物的生產需要,必須在飼糧中額外添加煙酸才能最大限度地發(fā)揮其生產潛力,提高飼養(yǎng)效果。本文首先介紹了煙酸的結構和缺乏癥,然后重點綜述煙酸的生物學功能及其在畜禽生產中的應用,以期為煙酸在畜禽生產中的應用提供參考。
煙酸又稱尼克酸,屬于水溶性維生素,化學名為吡啶-3-甲酸(C6H5NO2),其化學結構式如圖1所示。其結構特征為C5位置帶有1個羧基的吡啶環(huán),因此結構簡單,理化性質穩(wěn)定。煙酸在自然界分布甚廣,動物中以煙酰胺(NAM)為主,植物中以煙酸為主,但谷物中多是結合型煙酸,不易被吸收利用。動物缺乏煙酸會導致機體代謝紊亂、采食量下降、動物產品質量下降等問題,最終危害動物的生長發(fā)育,影響經濟效益。王燦宇等[6]用800 mg/kg煙酸的飼糧飼喂夏南牛,結果表明對照組夏南牛的平均日增重、養(yǎng)分消化率低于煙酸組,料重比顯著高于煙酸組,由此得出缺乏煙酸會降低夏南牛的生長性能。此外,有研究表明,飼糧中缺乏煙酸會增加肉仔雞脛骨短促病的發(fā)生率,從而使肉仔雞采食發(fā)生嚴重障礙,導致生長速度下降,甚至死亡[7]。當動物體內煙酸含量過高時,易對機體造成負面影響,甚至危及生命。因此,在實際飼養(yǎng)過程中應該合理利用煙酸。
煙酸能提高機體的抗炎能力,對維持腸道健康有重要作用。近年來,G蛋白偶聯(lián)受體109A(GPR109A)被認為與調節(jié)微生物群、抑制腸道炎癥和維持腸道屏障完整性有關[8]。Singh等[9]以野生型和Niacr1-/-小鼠為試驗動物開展試驗,結果發(fā)現(xiàn),煙酸以GPR109A依賴性方式增強小鼠結腸巨噬細胞和樹突狀細胞的抗炎特性,并使它們能夠誘導調節(jié)性T細胞(Treg)和T細胞[能產生抗炎細胞因子白細胞介素-10(IL-10)]的分化;煙酸還能上調結腸上皮細胞中白細胞介素-18(IL-18)的表達,有利于保護結腸免受炎癥和癌變。Salem等[10]研究發(fā)現(xiàn),煙酸以GPR109A依賴性方式,逆轉碘乙酰胺誘導的結腸炎小鼠的腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、血管內皮生長因子(VEGF)、血管抑制素和內皮抑素水平的升高,使結腸中IL-10水平正?;?,從而改善病理性血管生成并緩解結腸炎。Guo等[11]的研究表明,煙酸能夠減少小鼠體內的促炎介質,保護乳腺中血乳屏障的完整性;在脂多糖(LPS)誘導的乳腺上皮細胞中,煙酸能夠抑制LPS誘導的炎癥反應和緊密連接蛋白的下調。此外,煙酸可以將巨噬細胞的極化從促炎狀態(tài)轉變?yōu)榭寡谞顟B(tài)[12],同時,煙酸可以通過GPR109A減少磷酸化核轉錄因子-κB(p-NF-κB)的核易位,而核易位的減少則會降低巨噬細胞中促炎細胞因子白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-6(IL-6)的表達,改善血管通透性[13]。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加煙酸能顯著提高斷奶仔豬十二指腸轉化生長因子-β(TGF-β)、空腸IL-10的蛋白表達,降低回腸白細胞介素-8(IL-8)的蛋白表達,從而減輕腸道炎癥;增加結腸中多爾氏菌(Dorea)和乳酸桿菌的相對豐度,降低消化球菌的相對豐度,從而對腸道健康起保護作用。Si等[15]研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以減少氧化低密度脂蛋白(oxLDL)刺激的人臍靜脈內皮細胞(HUVECs)和人單核細胞THP-1巨噬細胞中炎癥細胞因子TNF-α和IL-6的表達,抑制核轉錄因子-κB(NF-κB)p65和Notch1的蛋白表達,從而抑制炎癥反應。此外,煙酸可減少TNF-α誘導的促炎趨化因子單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、fractalkine和RANTES基因的表達和分泌的增加,增加動脈粥樣硬化保護激素脂聯(lián)素的mRNA表達水平[16]。煙酸可以抑制NF-κB信號通路,導致分離的人單核細胞和視網膜色素上皮細胞中促炎細胞因子和趨化因子TNF-α、IL-6和MCP-1的分泌減少[17-18]。Feng等[19]研究發(fā)現(xiàn),幼齡草魚缺乏煙酸會降低腸道中溶菌酶(LA)、酸性磷酸酶(ACP)的活性以及補體3(C3)的含量,下調草魚腸道內肝臟表達抗菌肽-2(LEAP-2)、IL-10、TGF-β1和NF-κB抑制因子α(IκBα)的mRNA表達水平,上調腸道TNF-α、IL-1β、干擾素-γ2(IFN-γ2)、IL-8、IκB激酶(IKK)α、IKKβ和IKKγ的mRNA表達水平,下調封閉蛋白(Claudin)b、Claudin3、Claudinc、閉鎖蛋白(Occludin)、閉鎖小帶蛋白-1(ZO-1)、Claudin15等的mRNA表達水平,降低草魚腸道黏膜免疫能力和腸道生理功能。
圖1 煙酸的化學結構式
煙酸具有抗氧化特性。段晨磊等[20]研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以提高4周齡五龍鵝血清和肝臟谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和總抗氧化能力(T-AOC),降低肝臟丙二醛(MDA)和過氧化氫(H2O2)含量;還可以提高16周齡五龍鵝血清總超氧化物歧化酶(T-SOD)和肝臟T-SOD、GSH-Px、過氧化氫酶(CAT)活性,降低血清和肝臟MDA含量。蔣亞軍[21]對中國荷斯坦奶牛的十二指腸持續(xù)灌注煙酸,結果發(fā)現(xiàn),煙酸可以促進泌乳奶牛血清中T-SOD、GSH-Px等抗氧化酶活性的提高,降低硫代巴比土酸反應物(TBARS)和MDA含量,從而減少脂質過氧化物反應。有研究表明,煙酸缺乏會增加腸道中活性氧(ROS)和MDA含量,降低抗氧化酶銅/鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、GSH-Px、錳超氧化物歧化酶(MnSOD)、CAT、谷胱甘肽-S-轉移酶(GST)和谷胱甘肽還原酶(GR)在幼魚腸道中的活性,對草魚抗氧化系統(tǒng)產生不利影響[19]。
核因子E2相關因子2(Nrf2)是存在于細胞質中的轉錄因子。在生理條件下,Keap1與Nrf2結合,并在細胞質中隔離Nrf2。在氧化應激或存在Nrf2激活化合物的情況下,Nrf2基因表達量上調,Nrf2易位到細胞核并調節(jié)各種抗氧化反應元件(AREs)基因的表達,包括血紅素加氧酶-1(HO-1)、NAD(P)H醌脫氫酶1(NQO1)、GST,因此,Nrf2的激活被認為是對抗氧化應激損害效應的保護機制之一[22-23]。Wu等[24]發(fā)現(xiàn)煙酸可以減少肺缺血再灌注(I/R)損傷的大鼠的MDA含量,降低肺部氧化應激;降低TNF-α的含量,緩解肺部炎癥;提高沉默信息調節(jié)因子1(SIRT1)的含量,緩解肺部氧化應激和炎癥。Hu等[25]研究發(fā)現(xiàn),用煙酸預處理被對乙酰氨基酚(APAP)攻擊的BALB/c小鼠可以降低血清中丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉移酶(AST)活性,并減輕組織病理學損傷;提高肝臟中抗氧化酶SOD、CAT的活性和谷胱甘肽(GSH)的含量,降低MDA含量,從而減輕脂質過氧化和氧化應激;同時,煙酸上調肝臟中SIRT1、Nrf2、NQO1的蛋白表達水平并下調Keap1的蛋白表達水平。煙酸還可以抑制甲基汞(MeHg)中毒引起的雄性Wistar大鼠線粒體氧化應激[26]。Chen等[27]研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以抑制大鼠肺氧化應激和炎癥,防止胰腺缺血再灌注(PIR)誘導的急性胰腺炎和肺屏障功能障礙,同時恢復SIRT1的mRNA表達。另外,有研究表明,煙酸及其主要代謝物煙酰胺能夠顯著降低LPS處理的人成熟巨噬細胞中ROS、一氧化氮(NO)和一氧化氮合酶2(NOS2)的表達,還能使巨噬細胞極化傾向于抗炎的M2巨噬細胞,從而發(fā)揮抗氧化和抗炎作用[28]。
煙酸有良好的降脂作用,可以降低血脂異常和糖尿病患者血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的含量,提高高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的含量,改善血脂狀況[29-31]。Galescu等[32]研究表明,煙酸能顯著降低肥胖兒童血清游離脂肪酸(FFA)含量并增加生長激素(GH)含量,有利于其生長發(fā)育。楊玲[33]的研究表明,煙酸能減少大鼠肝細胞(BRL3A)內TG的合成;能夠通過激活蛋白激酶A(PKA),提高其磷酸化水平而降低碳水化合物反應元件結合蛋白(ChREBP)表達水平及入核效率,從而降低乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、脂肪酸合成酶(FAS)、甘油二酯?;D移酶(DGAT2)蛋白表達水平,減輕脂肪變性程度。Wang等[34]研究表明,0.5 mmol/L煙酸通過GPR109A激活AMP依賴的蛋白激酶(AMPK)/ACC信號通路并抑制AMPK/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/核糖體S6K蛋白激酶(S6K)信號通路,從而減少牛乳腺上皮細胞(BMECs)中乳脂的合成以及FAS和固醇調節(jié)元件結合蛋白1(SREBP1)蛋白的表達。有研究表明,煙酸能通過GPR109A介導的蛋白激酶C(PKC)-細胞外信號調節(jié)激酶1/2(ERK1/2)-AMPK信號通路抑制C57BL/6小鼠的肝臟脂肪從頭生成(DNL)來改善肝臟脂肪變性[35]。Zimmer等[36]發(fā)現(xiàn),煙酸和二十碳五烯酸的組合可以抑制小鼠肝細胞中SREBP1的活性,減少TG的沉積。
煙酸能通過與GPR109A結合,降低PKA、腺苷酸環(huán)化酶(AC)、激素敏感酯酶(HSL)等酶的活性,從而抑制TG分解并降低血液FFA含量[37-38];煙酸在肝臟中通過抑制DGAT2活性來減少低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白(VLDL)和TG的合成與分泌[1]。有研究表明,煙酸誘導的肝臟FFA供應減少可以抑制肝臟中過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔活化因子-1β(PGC-1β)和載脂蛋白C3(APOC3)的表達,這將減少VLDL的合成和分泌,并增加其周轉率,從而達到降血脂作用[39]。此外,煙酸可通過蛋白激酶B(AKT)/叉頭框轉錄因子1(FoxO1)信號通路調控一系列能量代謝和細胞信號通路基因表達[40],還可通過腎上腺素、脂聯(lián)素、瘦素、胰島素等激素內分泌系統(tǒng)來調控動物體內糖、脂代謝,從而促進脂肪細胞分化和脂質沉積[41-43]。
肉品質是個復雜的性狀,難以用單個指標去衡量,一般評價肉品質的決定性指標包括肉色、嫩度、多汁性、風味、營養(yǎng)價值等,而這些指標與肌肉組織中肌纖維類型和肌內脂肪沉積密切相關。目前,根據(jù)肌球蛋白重鏈亞型(MyHC)可以將肌纖維分成4種:慢速氧化型(Ⅰ型)、快速氧化型(Ⅱa型)、中間型(Ⅱx型)和快速糖酵解型(Ⅱb型)[44]。王勇峰等[45]研究了不同部位新疆褐牛肌纖維特性與肉品質的差異,結果表明,Ⅰ型、Ⅱa型和Ⅱb型肌纖維面積、直徑與剪切力、硬度和蒸煮損失成正比;Ⅰ型肌纖維比例與硬度、剪切力成反比,Ⅱb型肌纖維比例與剪切力成正比,所以增加Ⅰ型肌纖維比例、減少Ⅱb型肌纖維比例均有利于提高牛肉嫩度。此外,有研究發(fā)現(xiàn),Ⅱb型肌纖維含量高的肌肉在貯藏過程中,肌纖維易發(fā)生收縮和分離,斷裂程度更嚴重,導致肌肉失水嚴重,持水力低[46]。Khan等[47]在11周齡雜交豬飼糧中添加750 mg/kg煙酸后發(fā)現(xiàn),煙酸能夠提高豬的背最長肌、股四頭肌和腓腸肌的Ⅰ型肌纖維百分率,降低Ⅱ型肌纖維百分率,促進Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型轉化,影響肉品質;顯著提高豬背最長肌中纖維轉化的關鍵調節(jié)因子(PGC-1β)、線粒體脂肪酸分解代謝[肉毒堿脂酰轉移酶(CACT)、脂肪酸轉運蛋白1(FATP1)、有機陽離子轉運體2(OCTN2)]、三羧酸循環(huán)[琥珀酸脫氫酶復合體亞單位A(SDHA)]、氧化磷酸化[細胞色素c氧化酶亞基4/1(COX4/1)、細胞色素c氧化酶亞基6A1(COX6A1)]和產熱[解偶聯(lián)蛋白3(UCP3)]相關基因的表達水平,而這些基因都在Ⅰ型肌纖維中大量表達,表明煙酸能夠誘導背最長肌的Ⅰ型肌纖維含量增加,從而改善肉品質。Khan等[48]研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以顯著提高綿羊背最長肌(LD)、半膜肌(SM)和半腱肌(ST)中的Ⅰ型肌纖維的數(shù)量百分比,降低Ⅱ型肌纖維的數(shù)量百分比,還能提高半膜肌和半腱肌中的纖維轉化調節(jié)因子過氧化物酶體增殖激活受體δ(PPARδ)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔活化因子-1α(PGC-1α)和PGC-1β的mRNA表達水平以及參與線粒體脂肪酸攝取[肉堿棕櫚酰轉移酶1B(CPT1B)、肉堿-?;鈮A轉位酶(SLC25A20)]、三羧酸循環(huán)(SDHA)、線粒體呼吸鏈[細胞色素c氧化酶亞基5A(COX5A)、COX6A1]和血管生成[血管內皮生長因子A(VEGFA)]等基因的mRNA表達水平,說明煙酸能夠誘導肌肉纖維從Ⅱ型轉變?yōu)棰裥?,增強骨骼肌利用脂肪酸的能力?/p>
肌內脂肪(IMF)又稱大理石花紋脂肪,存在于肌肉內部,與肉品質密切相關。有研究表明,IMF含量增加,肌肉中的不飽和脂肪酸(UFA)、醛類、醇類和碳氫化合物等風味化合物水平增加,其風味、多汁性、嫩度更好[49]。IMF的沉積包括脂肪的合成、分解與轉運,在這個過程中,起關鍵性作用的是與脂肪代謝相關的一些酶、激素、基因和通路。AMPK、過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)、脂肪酸結合蛋白(FABPs)、脂滴包被蛋白1(PLIN1)等調控因子在脂肪代謝的調控上發(fā)揮著重要作用[50-51]。研究表明,煙酸能夠激活AMPK[35];而Luo等[52]研究發(fā)現(xiàn),AMPKα磷酸化能夠抑制乙酰輔酶A羧化酶2(ACC2)的活性并提高肉堿棕櫚酰轉移酶1(CPT1)的活性,促進脂肪酸的氧化,還能上調FAS和硬脂酰輔酶A去飽和酶(SCD)的mRNA表達水平,增加肥育豬骨骼肌脂肪生成能力,從而增加IMF的積累和單不飽和脂肪酸(MUFA)的合成,這可能是煙酸促進IMF沉積的原因之一。Zhang等[53]研究表明,煙酸能夠顯著提高五龍鵝胸肌的pH和持水能力,降低亮度(L*)值和剪切力,并且極顯著增加IMF含量和肌間脂肪帶的寬度,從而提高五龍鵝的肉品質,改善其胴體性狀。有研究表明,煙酸可以提高NADPH合成酶如葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PDH)和異檸檬酸脫氫酶(ICDH)在脂肪酸從頭合成過程中的活性,同時促進脂肪細胞分化和前脂肪細胞脂滴形成,從而增加肉牛背最長肌IMF的沉積[43,54]。
目前,奶牛乳腺炎嚴重阻礙了全球奶業(yè)發(fā)展[55]。病原體入侵乳腺后產生大量的內毒素(主要成分是LPS),它能通過與Toll樣受體4(TLR4)結合激活NF-κB,刺激促炎細胞因子(如IL-6和IL-1β)的表達,并誘導強烈的免疫反應[56-57],還能觸發(fā)BMECs或巨噬細胞的免疫反應,從而釋放大量的促炎因子,破壞BMECs,導致乳腺炎[58-59]。大量研究表明,乳腺炎嚴重影響奶牛的產奶量和奶品質[60],因此緩解乳腺炎是提高奶牛產奶量和奶品質的重要手段。Guo等[61]研究表明,煙酸能顯著提高乳腺的先天免疫水平,降低奶牛乳汁和血清中IL-6、TNF-α和IL-1β的含量;可以激活GPR109A并磷酸化AMPK,促進Nrf2核導入和自噬,從而減輕LPS誘導的BMECs炎癥反應,緩解奶牛的乳腺炎。此外,鞏倩[62]的研究也表明,煙酸能夠降低奶牛血清和乳汁中IL-6、TNF-α和IL-1β的含量,提高免疫力,還能通過GPR109A/AMPK/Nrf2信號通路激活自噬過程而起到抗炎作用,減輕奶牛乳腺炎的程度。
煙酸能夠促進動物的正常生長發(fā)育,是動物生命過程中不可缺少的維生素之一。煙酸是NAD和NADP的前體,而NAD和NADP作為重要輔酶,在氧化還原過程中起傳遞氫和電子的作用,參與細胞中氧化磷酸化、糖酵解和DNA修復等過程[3]。有效的NAD+/NADH的比值能夠調節(jié)糖酵解、三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化和脂肪酸合成等關鍵酶的活性,這些酶是細胞新陳代謝的重要途徑[63]。NAD+的可用性降低會阻止線粒體去乙?;?Sirt3-5)的最佳活性,而Sirt3-5對NAD+的依賴使它們能夠充當代謝傳感器,感知細胞的代謝狀態(tài)并將這些信息轉化為線粒體調節(jié),而線粒體去乙酰化酶的活性與預防與年齡相關的神經病變、胰島素抵抗和心臟病等有關[64]。因此,煙酸對動物機體營養(yǎng)物質代謝、能量代謝以及健康等方面有重要作用。
煙酸除以上功能外,還有一些其他作用,如:1)提高肥胖動物內皮細胞(EC)的血管生成功能[65];2)提高飼料轉化率,提高畜禽的生產性能[66-67];3)通過影響瘤胃微生物蛋白(MCP)、氨態(tài)氮(NH3-N)和總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)的含量來改善瘤胃發(fā)酵[68]。此外,煙酸在提高動物抗應激能力方面也起著至關重要的作用。煙酸可以通過引起血管舒張,加快血液向皮膚表面流動,從而促進組織散熱,緩解機體熱應激[69]。
Jiang等[67]研究了飼糧中不同添加水平的煙酸對3種基因型雞[愛拔益加(AA)肉雞、IMF上選系北京油雞(BJY+IMF)和IMF下選系北京油雞(BJY-IMF)]生長性能、胴體性狀和肉品質的影響,研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加60 mg/kg煙酸時,3種基因型雞的平均日增重、平均日采食量、肌間脂肪帶寬度、皮下脂肪(包括皮膚)厚度和腹脂率均有增加趨勢,同時飼喂玉米-豆粕型飼糧的AA肉雞的煙酸適宜添加量為60 mg/kg,能最大限度地提高平均日增重和肉品產量,并降低胸肌滴水損失。劉政等[70]用含60、80、100、120 mg/kg煙酸的飼糧飼喂AA肉仔雞,研究發(fā)現(xiàn),不同濃度的煙酸均能降低肉仔雞血清TC和LDL-C含量,提高血清葡萄糖(GLU)和HDL-C含量,且隨著煙酸濃度的提高,血清TG含量先上升后下降,從而改善血脂狀況;同時,不同濃度的煙酸均對肉雞血清SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和CAT活性有提高作用,能提高肉仔雞的抗氧化性能。Zhang等[53]研究表明,煙酸能夠以線性方式增加五龍鵝血清脂肪酶活性和肝臟脂蛋白脂肪酶mRNA表達水平,并對血清TG含量和蘋果酸脫氫酶(MDH)活性產生影響,從而調節(jié)脂質代謝。劉晨龍等[71]研究表明,飼糧中添加40 mg/kg煙酸可以降低產蛋期種鵝的料蛋比,提高蛋殼厚度和蛋殼強度,改善蛋品質,還能降低血清中TG、TC、LDL-C含量,提高血清中HDL-C含量,調節(jié)脂質代謝。Adebowale等[72]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加180 mg/kg煙酸降低了火雞雛雞的采食量和血清ALT、ALP活性與LDL、TG和TC含量,提高了火雞的增重、代謝能和血清高密度脂蛋白(HDL)含量,因此,在不影響火雞增重的情況下,添加煙酸可以降低火雞的脂肪含量,提高火雞的抗應激能力。王靜等[73]研究發(fā)現(xiàn),飼糧含80 mg/kg煙酸組羅斯308肉仔雞的活重和屠體重相比對照組增加了7.87%和7.50%;同時,煙酸顯著提高了胸肌和腿肌的IMP含量,促進了脂肪沉積;顯著提高了肉色評分,降低胸肌和腿肌的滴水損失率和剪切力,從而改善了肉品質。
綜上可知,在家禽飼糧中添加煙酸能夠改善家禽的血液指標,提高機體抗氧化能力,調節(jié)脂質代謝,改善肉品質和胴體性狀,并提高其生長性能。
Almubarak等[74]研究表明,煙酸能顯著提高豬卵母細胞的GSH-Px活性,降低ROS含量,并對卵丘細胞和卵母細胞中與能量和氧化狀態(tài)(SIRT1)、抗凋亡[B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)]、促凋亡[Bcl-2相關X蛋白(Bax)]和脂質代謝[ACC和含patatin樣磷脂酶結構域蛋白2(PNPLA2)]相關的基因的表達產生積極影響,保護機體免受氧化應激,改善早期胚胎發(fā)育能力;提高囊胚總細胞數(shù)、卵裂和囊胚率,促進胚胎發(fā)育。此外,Pollard等[75]研究也表明,煙酸能夠促進豬卵母細胞的體外成熟(IVM),促進囊胚的形成,對胚胎發(fā)育起積極作用。Feng等[76]研究表明,煙酸可顯著降低斷奶仔豬的腹瀉指數(shù)和體重損失;改善空腸絨毛高度和腸道形態(tài)評分;顯著增加空腸抗菌肽[豬β防御素2(pBD2)和PR39]、ZO-1和Occludin的mRNA表達;改善結腸內容物中微生物菌群組成和乙酸鹽濃度;顯著降低結腸內容物中丙酸鹽/乙酸鹽和丁酸鹽/乙酸鹽的比率;顯著增加SIRT1的蛋白表達并抑制組蛋白脫乙酰基酶7(HDAC7)的蛋白表達。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn),煙酸能顯著增加斷奶仔豬十二指腸的絨毛高度以及絨毛高度與隱窩深度的比值,同時降低隱窩深度,從而增強腸道對營養(yǎng)物質的吸收能力,改善腸道上皮細胞的分泌功能。Real等[77]在玉米-豆粕型基礎飼糧中添加煙酸,結果顯示煙酸能夠提高育肥豬的平均日采食量,改善生長性能;能提高背最長肌的pH24 h,顯著降低胴體收縮率,改善肉色評分,提高肉品質。
綜上可知,在豬生產中應用煙酸能夠提高早期胚胎的發(fā)育能力,改善腸道結構,提高機體免疫能力,提高肉品質和生長性能。
3.3.1 奶牛
Gaowa等[78]選取12頭經產荷斯坦奶牛,在飼糧中分別添加0、20 g/d的過瘤胃煙酸(RPN),研究表明,煙酸能夠顯著提高產犢后前3周內奶牛的干物質采食量(DMI)和產奶量;顯著提高血液中神經肽Y(NPY)和食欲肽A(OXA)的含量,提高產后荷斯坦奶牛的采食欲望。Aragona等[79]研究表明,在產前荷斯坦奶牛飼糧中添加煙酸能夠增加初乳中免疫球蛋白G(IgG)和其他營養(yǎng)物質(如蛋白質、脂肪等)的含量,為犢牛提供更高質量的初乳,從而減少犢牛發(fā)病率和死亡率;能夠提高尿囊素和總嘌呤衍生物的含量,表明煙酸能增加MCP的含量;還能夠提高犢牛的飼料轉化率,其中添加32 g/d煙酸時提高犢牛生產性能的效果最好。此外,有研究表明,產前給母牛補飼48 g/d煙酸,能夠將初乳中IgG的含量從73.8 g/L增加到86.8 g/L,增加了18%,很大程度上改善了初乳質量[80]。Guo等[81]研究發(fā)現(xiàn),煙酸能夠顯著降低泌乳荷斯坦奶牛血清中熱休克蛋白70(HSP70)、促腎上腺皮質激素(ACTH)、IL-6含量和乳酸脫氫酶(LDH)活性,緩解熱應激;顯著提高奶牛的產奶量、能量校正乳(ECM)產量和DMI,提高乳脂水平,改善奶牛的生產性能和乳品質。陳志遠等[82]發(fā)現(xiàn),以圍產期奶牛為試驗動物,在飼糧中添加20 g/(頭·d)過瘤胃煙酸能夠顯著提高奶牛產奶量,減少血清中β-羥丁酸(BHBA)和非酯化脂肪酸(NEFA)的含量,并減輕能量負平衡的程度,抑制脂質動員,減少患酮病的風險。Zeitz等[83]研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以降低泌乳早期奶牛血漿中BHBA含量,降低肝臟中酮生成調節(jié)因子成纖維細胞生長因子21(FGF21)的基因表達水平,從而降低患酮血癥的風險。
綜上可知,在奶牛生產中應用煙酸能夠提高奶牛的產奶量和乳品質,預防奶牛酮血癥發(fā)生,緩解熱應激。
3.3.2 肉牛
楊艷等[68]體外研究發(fā)現(xiàn),煙酸可以提高錦江牛瘤胃液的pH以及MCP、VFA、丙酸含量和總產氣量,降低乙酸/丙酸比值,改善瘤胃的發(fā)酵功能,其中以精粗比為6∶4時添加400 mg/kg煙酸以及精粗比為7∶3、8∶2時添加800 mg/kg煙酸的效果較好。Luo等[84]發(fā)現(xiàn),高精料飼糧會誘導亞急性瘤胃酸中毒(SARA),降低牛瘤胃細菌群落的α多樣性,而添加800 mg/kg的煙酸能夠提高瘤胃液pH,降低普雷沃氏菌屬(Prevotella)的相對豐度,增加解琥珀酸菌屬(Succiniclasticum)、醋弧菌屬(Acetivibrio)和密螺旋體屬(Treponema)的相對豐度,改變瘤胃微生物組成,緩解牛的SARA癥狀。此外,在高精料飼糧中添加煙酸可以增加錦江牛瘤胃NAD+濃度,降低NADH濃度,重新抑制LDH活性,減少乳酸和丙酮酸蓄積,并且能改善固、液相菌群功能,緩解瘤胃酸中毒[85]。王雪瑩[66]的研究表明,熱應激期在飼糧中添加煙酸能夠顯著提高牦牛的DMI、平均日增重以及粗脂肪和粗蛋白質的消化率,提高生長性能。Yang等[54]選取24月齡的公牛,在基礎飼糧中添加1 000 mg/kg的煙酸,結果表明,飼糧中添加煙酸能夠增加背最長肌的IMF含量、眼肌面積、大理石花紋評分、紅度(a*)值和色飽和度(C*)值,降低胴體脂肪(不包括IMF)含量,促進肌肉內脂肪沉積,提高肉品質,改善胴體性狀;增加血清中HDL-C含量,降低LDL-C、TG、NEFA、TC和糖化血清蛋白(GSP)的含量,調節(jié)血清代謝物的組成,改善脂質代謝。此外,煙酸還可以減輕小牛長途運輸帶來的不利影響[86-87]。
綜上可知,在肉牛生產中應用煙酸能夠改善肉牛的瘤胃發(fā)酵功能,改變瘤胃菌群組成,促進脂肪沉積,緩解應激并提高生產性能。
3.3.3 羊
Luo等[88]研究表明,20~80 mmol/L煙酸可減輕丁酸鹽誘導的綿羊瘤胃上皮細胞損傷并促進增殖,40 mmmol/L煙酸呈現(xiàn)出最佳效果,而較高濃度(100 mmol/L)的煙酸會導致低細胞活力;40 mmol/L煙酸能顯著降低細胞內ROS含量并增加細胞內T-AOC,緩解丁酸鹽誘導的氧化應激;40 mmol/L煙酸能夠使凋亡細胞的比例降低,下調細胞凋亡相關基因半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)和p53的mRNA表達水平并上調Bcl-2和Bax的mRNA表達水平,保護瘤胃上皮細胞免受丁酸鹽誘導的細胞凋亡。茹婷[89]的研究表明,添加煙酸對圍產后期母羊的乳糖率和乳脂率有顯著影響,還可以增加母羊圍產后期血液中GLU的含量;添加4 g/(只·d)煙酸可顯著降低母羊血液中NEFA含量,減輕能量負平衡(NEB);可以通過胰島素信號轉導,調節(jié)AKT/磷酸肌醇-3激酶(PI3K)-FoxO1通路,調控糖異生。劉秀梅[90]研究了不同劑量煙酸對羊肝細胞的作用,結果表明,煙酸可以提高羊肝細胞的增殖率;可以顯著提高肝細胞糖異生關鍵酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)、丙酮酸羧化酶(PC)的活性,且煙酸濃度為10-4mol/L時效果最強;還能影響肝臟糖異生[如葡萄糖-6-磷酸酶(G6P)、PEPCK、PC]及P53-SIRT6-FoxO1軸基因的mRNA表達水平。
綜上可知,在羊生產中應用煙酸能夠提高乳品質,緩解細胞損傷并促進細胞增殖。
煙酸是畜禽生長的必需維生素,具有多種生理功能。它不僅可以作為飼料添加劑提高畜禽的抗炎、抗氧化能力,促進生長,改善肉品質和胴體性狀,提高泌乳性能,還可以起到藥物的效果,治療血脂異常、乳腺炎等疾病,從而提高畜禽的抗病能力,減少死亡率,最終提高養(yǎng)殖效益。然而,煙酸發(fā)揮生物學功能的具體作用機理尚未充分闡明,在這些過程中涉及的酶、激素、轉錄因子和信號通路也需要進一步地研究并闡明。此外,關于煙酸對不同性別、不同生長階段、不同品種的動物的作用效果以及煙酸在不同動物中的添加量和添加形式的研究較少,因此,這可以作為今后的研究方向之一。