FAA的在机体中作用及其作用机制.ppt

FAA对机体的作用及其作用机制,动物营养与饲料科学专业,主要内容,1.FAA的概念及种类 2.各种FAA的作用及其作用机制 2.1Arg的功能及作用机制 2.2Gln的功能及作用机制 2.3BCAA功能及作用机制 3.结语,1.FAA的概念,FAA是指除了可以合成蛋白质外还具有其他特殊功能的氨基酸，它不仅对动物的正常生理及维持是必需的，而且对各种生物活性物质的合成也是必需的，主要包括Arg、Gln、BCAA、Glu、Trp、含硫氨基酸和Gly等氨基酸。,2.各种FAA作用及其机制,2.1Arg Arg是一种条件性必需氨基酸，对于幼年动物是EAA，对于成动物是NEAA，在体内自身合成，但合成速度较慢，有时需要部分从食物中补充，但在受伤、肠道受损等应激情况下，又称为EAA。Arg在蛋白质的合成代谢、多胺和NO的合成中起重要作用，这些产物与机体的生理、代谢、免疫等功能密切相关。,2.1.1参与并介导蛋白质的合成代谢下,Arg既是蛋白质合成的底物，又是合成过程的调节物，介导细胞内信号转导通路，最典型的是介导胰岛素和IGF-I等促生长激素的信号转导通路。Arg作为一种营养信号通过调控哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)激活蛋白质翻译过程的起始阶段，从而影响机体蛋白质的合成。 研究表明，Arg可激活小肠上皮细胞和肌肉组织中mTOR和其他激酶介导的信号通路，从而刺激蛋白质的合成，增强细胞的迁移，并促进受损肠道上皮细胞的修复。,2.1.2调节肠道功能,Arg可氧化供能，促进细胞增殖和黏膜发育，合成NO和多胺等物质，增强肠道免疫功能，促进下丘脑释放生长激素，减少肠黏膜萎缩，加速受损肠黏膜的修复，对维护肠道正常形态结构和生理功能具有重要作用。早期断奶仔猪补充07的Arg能提高小肠血管生长因子表达水平，改善肠道微血管循环，促进营养物质吸收。,2.1.3调节激素分泌,Arg可促进生长激素的释放，可能由于Arg少了生长激素抑制素的释放，从而提高生长激素对促生长激素释放激素的敏感度，通过其直接作用或通过其代谢物起作用。Arg在脑中可代谢成鸟氨酸，进而生成谷氨酸(鸟氨酸转氨酶催化)，这两种氨基酸均可促进生长激素释放。,2.14影响动物的免疫作用,Arg主要通过调控体内NO和内分泌两种途径调节影响动物的免疫功能。Arg可以通过增加过氧化物酶体增殖物激活受体mRNA的表达，减少炎性因子mRNA的表达，减轻脂多糖引起仔猪炎性反应。 在环磷酰胺免疫抑制断奶仔猪的日粮中添加0.5%Arg能增加白细胞和淋巴细胞的数目、牛血清白蛋白抗体水平、IL-2和IFN-浓度，延缓超敏反应，缓解了环磷酸酰胺的抑制作用。,2.2Gln,Gln是肠细胞的主要能量来源也是肠间上皮淋巴组织增殖的必要营养物质。Gln是嘧啶、嘌呤核苷酸、核酸、氨基糖合成的重要前提物，也是快速生长和分化细胞如淋巴细胞、肠粘膜上皮细胞等的重要的能量底物。同时，Gln是蛋白质代谢的重要的调节因子，如促进细胞内蛋白质等生物大分子合成，减少骨骼肌中蛋白质的分解。,2.2.1Gln保护肠粘膜结构的完整性,Gln可作为小肠上皮细胞的能源和合成生物大分子的底物，可以缓解仔猪早期断奶造成的应激，改善肠道的微绒毛损伤，增加肠道消化酶分泌，有利于保护肠微绒毛的良好生长，从而提高断奶仔猪对饲料养分的消化率，增强肠上皮细胞对养分和电解质的吸收能力。Gln保护肠粘膜结构完整的机理可能是多方面的。,首先，Gln上皮细胞的再生提供能源和氮源，肠粘膜上皮细胞对Gln的利用超过其它任何氨基酸，应激时更为明显。 其次，Gln间接刺激了肠道营养作用的激素分泌，正常肠遭的结构和功能的维持需一定的胃肠道激素的作用。 第三，GSH在Gln的营养中也起一定作用。仔猪在断奶后，肠道的组织结构会发生明显的变化，表现为小肠上皮细胞吸附大分子能力下降，以及小肠上皮细胞合成消化酶的功能及吸收氨基酸和葡萄糖的功能丧失。,2.2.2 Gln影响免疫功能,Gln是各种免疫细胞的重要来源物质。Gln可以从多个方面影响免疫功能。 第一，Gln对T细胞丝原裂和蛋白激酶C激活的猪淋巴细胞增殖是必需的。体外培养的巨噬细胞大量表达诱导型NO合成酶（iNOS）也是需要足够的细胞外谷氨酰胺。在培养液中补充谷氨酰胺可显著阻止淋巴细胞的凋亡、刺激细胞生长、促进抗体产生。 第二,Gln影响体外培养的淋巴因子激活的NK细胞的溶解能力。 第三,Gln对NK细胞的活化是必需的。 最后，Gln还可调节细胞因子的产生，提高免疫反应。,2.3BCAA,支链氨基酸（BACC）包括Leu、Ile和Val，是动物机体内不能合成而必须从食物中获取的EAA。研究表明，这三种氨基酸除参与蛋白质合成之外，还是重要的分解功能物质，在运动性疲劳的产生和预防以及免疫等方面有重要的作用。,2.3.1BCAA促进蛋白质代谢,BCAA对蛋白质的作用主要归因于亮氨酸。 1.Leu通过促进多肽链合成来促进蛋白质合成,可增加Leu tRNA 水平,后者是蛋白质合成的关键物质; 2.但有人认为Leu对肌肉中蛋白质平衡的调节作用类似于胰岛素; 3也有人认为BCAA 对蛋白质合成的调节是通过影响激素分泌而影响机体蛋白质代谢。 4.我国学者认为外源性补充BCAA可以增加血清BCAA的水平, 运动使骨骼肌摄取 3H-Leu 显著增加,更深入研究认为Leu的代谢产物-羟-甲基丁酸( HMB) 具有调节蛋白质代谢的作用。,2.3.2BCAA与运动疲劳,大量研究表明,运动性中枢疲劳与机体某些氨基酸的代谢有密切关系, 其研究多集中在BCAA 的补充方面;外周疲劳的研究多与物质代谢、细胞结构的完整及功能有密切关系。,（1）BCAA与运动性中枢疲劳,BCAA与芳香族氨基酸均由同一载体转运穿过血脑屏障,芳香族氨基酸与BCAA竞争与载体结合, Trp是其中一种芳香族氨基酸,其代谢产物 5- 羟色胺是引起中枢疲劳的重要原因。当BCAA浓度升高时, 竞争抑制Trp进入大脑中。反之,Trp竞争能力增强。BCAA 与游离Trp竞争相同的转运点通过血脑屏障, BCAA 的摄入降低血浆游离Trp/BCAA 的比值,进而减少大脑内 5- 羟色胺的合成。补充 BCAA 能显著提高血浆 BCAA浓度, 减少芳香族氨基酸的降解。,（2）BCAA与外周疲劳,引起运动性疲劳的外周机制很多, 但细胞及细胞器结构的完整及功能的良好与运动能力有着密切的关系。线粒体结构及功能的良好是能量代谢的重要前提, 而生物膜的流动性变化将影响线粒体的电子传递和氧化磷酸化的进行。 补充 BCAA可明显降低大鼠急性运动后骨骼肌线粒体膜黏度系数, 增加线粒体膜的流动性, 保护线粒体膜的脂双层的稳定性, 保证线粒体的生物功能的正常发挥, 起到减轻运动性疲劳, 提高运动能力的作用。其研究同时也表明 BCAA 能抑制游泳大鼠血乳酸浓度、LDH 活性及骨骼肌 LPO 的升高幅度。补充 BCAA 能显著降低长时间运动后血浆CK 和 LDH 活性, 表明 BCAA 补充能减少耐力运动引起的肌细胞破坏, 从而延缓运动性疲劳。,2.3.3 BCAA 与免疫,BCAA 与运动的免疫机能关系密切。支链氨基酸供给不足可导致免疫损伤。Val缺乏可使补体C3和转铁蛋白水平降低，抑制中性与酸性白细胞增长。BCAA能够增加INF-产量，降低IL-4释放，刺激淋巴细胞增殖。,3.结语,功能性氨基酸作为合成各种具有重