环核苷酸从分子水平上对动物生产进行调控,它既有拟生长激素作用,促进动物的生长,提高经济效益;又能降低脂肪的合成,促进蛋白质的合成,改善肉质。本文对环核苷酸在动物体内的分布、对动物生长的调控作用,以及环核苷酸对脂肪、蛋白质代谢的影响和环核苷酸在动物生产中的应用进行了综述。
1 环核苷酸在动物体内的分布
自1957年Sutherland首先在肝细胞匀浆中发现环腺苷酸(cAMP)之后,1958年先后有人发现心、脑、肝等组织中既有环腺苷酸又有环鸟苷酸。以后陆续在很多组织如肾、肺、肠、脑垂体、血小板、骨髓等组织或体液中发现有环腺苷酸和环鸟苷酸(cGMP)存在。哺乳动物除红细胞外,所有组织中都有分布,通常在同类细胞中,环鸟苷酸比环腺苷酸的水平低很多。昝林森、邱怀等(1994)研究表明:环腺苷酸和环鸟苷酸在肝脏、心脏、胃、小肠、肾脏、肌肉、脂肪等12个组织或器官中均有分布,而且这种分布是不平衡的,即环腺苷酸主要存在于肾脏、脂肪、大脑等组织或器官中,而肌肉、睾丸等分布较少:环鸟苷酸则主要在肾脏、脂肪等组织或器官中分布,而在心脏、脾脏等存在较少。据报道,动物应急产生的环腺苷酸和环鸟苷酸,有时会是正常水平的数百倍,说明动物的环核苷酸水平与其生理状态有关。
2 环核苷酸对脂肪代谢的影响
环核苷酸能促进动物体脂的分解。脂肪分解代谢受激素调控,许多与脂肪分解有关的激素(如肾上腺激素)可作用于细胞膜受体,活化与受体偶联的腺苷酸环化酶,使细胞内环腺苷酸水平升高。环腺苷酸则可通过活化蛋白激酶最终激活激素敏感脂酶,促进体脂的分解。杨在清等(1998)试验表明:猪体脂的变化与脂肪组织中腺苷酸环化酶(AC)活性和环腺苷酸水平呈显著负相关,也与血液腺苷酸环化酶、环腺苷酸、激素敏感脂酶(HSL)和游离脂肪酸(FFA)呈显著负相关。这可能与高水平的环腺苷酸引起脂肪组织中HSL的活化而保持高的脂肪分解能力有关,也与环腺苷酸作为激素介导物使机体能量重新分配,使更多的能量用于体蛋白质的合成有关。另外,环腺苷酸还可减少胰岛素与脂肪细胞的结合,以对抗胰岛素对体脂沉积的促进作用。牛淑玲等(2000)给肉鸡注射外源性环核苷酸,结果表明,环核苷酸对血脂代谢也具有非常重要的调解作用。提高血液中及动脉壁内环腺苷酸,则促进脂类分解代谢,减少脂质在血管壁的沉积。也有人证明,环腺苷酸在细胞内激活蛋白激酶,从而使有活性的糖原合成酶Ⅰ被蛋白激酶磷酸化,抑制了糖原合成。脂肪组织中的脂肪酶被激活,促进了脂肪分解,既减少了脂化作用,又促进了降解作用。用羊皮下脂肪离体试验,结果减少脂化作用18%,促进降解作用28%。有研究表明,环核苷酸通过降低脂肪合成酶活性,抑制脂肪细胞的增殖,使胴体脂肪含量降低。
3 环核苷酸对蛋白质代谢的影响
体内蛋白质合成过程,实质上就是脱氧核糖核酸(DNA)通过信使核糖核酸(mRNA)到蛋白质分子的同化作用。蛋白质合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于相应的mRNA核苷酸排列顺序。从以往的研究结果来看,环核苷酸很可能是精细地促进了基因的转录,加强了蛋白质的净合成,并减少体蛋白的分解氧化。这种加强蛋白质的合成的途径可能有二:①环腺苷酸直接促进了肝中蛋白质的合成过程;②环核苷酸通过诱导生长激素(GH)分泌促进蛋白质合成,从而提高胴体瘦肉率。昝林森、邱怀等(1994)研究结果表明,外源性环核苷酸可降低肉中脂肪沉积,促进蛋白质积累。