膽堿對脂肪在肝臟沉積調(diào)控作用

1、膽堿對脂肪在肝臟沉積調(diào)控作用主要縮寫符號英文縮寫中文名稱VLDL極低密度脂蛋白CPT肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶G-6-PD6-磷酸葡萄糖脫氫酶MDH蘋果酸脫氫酶ICD檸檬酸脫氫酶HNE壬烯醛PC磷脂酰膽堿CT胞苷酸轉(zhuǎn)移酶主要內(nèi)容1 前言集約化養(yǎng)殖生產(chǎn)周期縮短、生產(chǎn)效率提高營養(yǎng)性代謝疾病缺乏充分的科技支撐損傷肝臟和誘導(dǎo)肝臟病變肝臟脂肪沉積膽堿營養(yǎng)性脂肪肝2 概述2.1 膽堿的概述年份研究內(nèi)容作者1844年1849年1852年從蛋黃、豬膽汁、油菜籽提取出卵磷脂GobleyStrekerVanBalb1862年分離出膽堿并命名Strecker1867年確定膽堿結(jié)構(gòu)，并首次合成Baeyer和Wurtz1932年證

2、實膽堿是卵磷脂的活性成分Best和Huntsman1935年首次發(fā)現(xiàn)膽堿可防治脂肪肝的發(fā)生Best和Channon膽堿的結(jié)構(gòu)與功能膽堿的結(jié)構(gòu)式神經(jīng)傳導(dǎo)（Kuksis &Mookerjea, 1978; Zeisel, 1992；Zeisel等，2003）構(gòu)成和維持細胞結(jié)構(gòu)（ Kuksis & Mookerjea, 1978; Ruiz et al. 1983; Zeisel, 1992； van Meer ，2008）作為活性甲基的來源（Workel等，2002；Pinotti等，2002）防止脂肪肝（Kuksis & Mookerjea , 1978;Zeisel, 1992；聞治國,201

3、1）分子中的甲基占37.14%膽堿在動物體內(nèi)的分布（Li等，2007）肝臟膽堿代謝活動旺盛膽堿對肝臟代謝活動是必需的膽堿來源來源于飼料谷食類含量餅粕類含量糠麩類含量糟渣類含量玉米562大豆粕2734米糠1010甘蔗渣660大麥1023大豆餅2673膠脂米糠1390甜菜渣824燕麥1070浸提菜籽餅6300小麥麩2088啤酒糟2110小麥1090葵子餅3118稻米糠1357干玉米酒糟1180高粱668花生餅2174細米糠1237Workel（2002）結(jié)合形式卵磷脂90%以上游離形式膽堿不到10%（Zeisel等，2003）常見飼料原料的膽堿含量（mg/kg）體內(nèi)合成蛋氨酸、葉酸等絲氨酸、甘氨酸

4、等甲基 乙醇胺膽堿研究表明，膽堿主要在肝臟中合成，因為其它組織中沒有發(fā)現(xiàn)使磷脂酯乙醇胺甲基化的微粒系統(tǒng)。( Milton 等, 1984)Henning 等(1983)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)蛋雞蛋中膽堿僅有7%來自飼料,有 93%來自雞體或腸道。Dawson等（1981）研究了綿羊真胃食糜中磷脂酰膽堿的來源，發(fā)現(xiàn)其中約有69%的磷脂酰膽堿是來源于血液的內(nèi)源性分泌，僅少量來源于日糧。2.2 肝臟脂肪沉積的概述肝臟脂肪從頭合成：糖和氨基酸轉(zhuǎn)變生成的脂肪酸食物中來的外源性脂肪酸脂肪組織動員來的脂肪酸-氧化VLDL轉(zhuǎn)運肝臟中的脂肪合成、-氧化和載脂蛋白轉(zhuǎn)運等代謝平衡的改變是造成脂肪在肝臟中大量沉積的主要原因 .(He

5、rmieretal，1991；Fournier，1997；Mourot，2000；李翔，2004；劉祥友，2005)脂肪的合成乙酰CoA葡萄糖丙酮酸丙酮酸NADPHFAFAAA乙酰CoA胞液線粒體基質(zhì)蘋果酸檸檬酸 檸檬酸 （Thomas 等，1987） N+(CH3)3 CH2HO-CH2 COO-肉毒堿 OR-C N+(CH3)3 CH2-O-CH2 COO-酯酰肉毒堿CoASH OR-C-S-CoA OR-C-OH-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體酯酰肉毒堿CoASH肉毒堿 OR-C-S-CoA脂肪酸的氧化脂酰CoA合成酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶（Victor等，2009）肝臟脂肪的轉(zhuǎn)運 極

6、低密度脂蛋白(VLDL)主要由肝細胞合成，是內(nèi)源性甘油三酯由肝運往全身的主要形式。（Higgins等，1988;陳偉等,2012）3 膽堿調(diào)控脂肪沉積在生產(chǎn)上的應(yīng)用Piepenbrink，20034.73% 12.66%1.68% 9.4%3.1 膽堿對乳成分的影響Pinotti等（2003）3.7% 20%11.29% 飼喂PRC的奶牛乳脂產(chǎn)量顯著性提高6.99%，乳蛋白率和乳蛋白產(chǎn)量分別提高2.95%和15.93%。 （Elek，2008）推測：膽堿促進肝臟脂肪酸和酮體轉(zhuǎn)運到血液，為乳腺組織合成乳脂肪提供原料，預(yù)防肝臟脂肪代謝障礙。Sharma等，1989可能原因是奶牛瘤胃對膽堿具有很高的

7、降解率，因此，過瘤胃膽堿對奶牛泌乳性能效果更好。不同的結(jié)果Davidson 等，2008變異很小因此，對于不同胎次的泌乳奶牛，膽堿對乳脂肪、乳蛋白產(chǎn)量的效果是不同的，對經(jīng)產(chǎn)奶牛的效果更好，這可能與奶牛的體況有一定關(guān)系 膽堿能提高乳脂肪、乳蛋白的含量，因此在奶牛日糧中添加膽堿可以改善奶牛的乳成分。 但是，膽堿的添加效果受到奶牛產(chǎn)奶能力、胎次、體況，添加膽堿形式等因素的影響。 小 結(jié)Cooke等，200724頭產(chǎn)前45-60d奶牛進行限制飼喂，補充0或15gRPC/d，發(fā)現(xiàn)試驗10d后試驗組TAG顯著降低3.2 防止脂肪肝脂肪肝，是指由于各種原因引起的肝細胞內(nèi)脂肪堆積過多的病變。Zom等（2011

8、）給奶牛飼喂60PRC/d，1、4周肝臟TAG顯著性降低以上研究研究表明， 補充RPC使得肝臟甘油三酯含量減少，避免了過多脂肪酸在肝臟內(nèi)的蓄積。過瘤胃氯化膽堿20g/d（Pinotti等，2003）奶牛泌乳初期，采食量的下降使乳腺的營養(yǎng)需要得不到滿足，導(dǎo)致脂肪組織的動員，其結(jié)果使血漿非酯化脂肪酸的濃度急劇增加。高濃度NEFA促進肝細胞內(nèi)脂肪形成和酮體生成，損壞肝臟脂肪酸代謝功能。（Cadorniga-Valino等，1997）血漿非酯化脂肪酸極顯著性降低，p=0.004Cooke等，2007那么該試驗結(jié)果表明：在此實驗條件下，膽堿主是通過減少肝臟脂肪沉積來影響肝臟脂肪代謝。（Pinotti等，

9、2003）BHBA是脂肪酸在肝臟氧化的產(chǎn)物，進入肝外組織繼續(xù)氧化功能，血漿中BHBA升高，說明膽堿促進了肝臟膽堿氧化，減少了脂肪沉積。小 結(jié) 膽堿可減少肝臟TAG含量，預(yù)防肝臟脂肪累積，預(yù)防脂肪肝。膽堿可促進肝臟脂肪酸氧化，從而減少脂肪沉積。4 膽堿對肝臟脂肪沉積的調(diào)控（Yao等，1990）日糧膽堿缺乏時，肝臟和血液PC均顯著性降低（p0.05）。PC減少的同時肝臟TG升高了6倍，而血液TG降低了近3倍。膽堿缺乏，導(dǎo)致PC合成減少、肝臟脂肪轉(zhuǎn)運進入血液受阻4.1 膽堿對載脂蛋白的影響（Kulinski等，2004）pp血液肝臟可能原因是：apoB100、apoB48在肝臟中合成后受到其他限制性

10、因素，沒有到血液中。轉(zhuǎn)運pp（Kulinski等，2004）P0.008 P0.024 P0.042 P0.015 因此，阻礙apoB100、apoB48轉(zhuǎn)運入血的限制性因素可能是，由于PC的缺乏。PC作為VLDL的重要組成部分，肝臟PC含量的減少會降低VLDL的分泌量。（Fast等，1995；Vermeulen等，1997）那么膽堿對VLDL的合成與分泌是通過什么途徑來產(chǎn)生影響的呢？膽堿可通過Kennedy途徑合成PC，該途徑受CT活性的調(diào)節(jié)。（Kennedy等，1956,；Johnson等，1992； Lykidis 等，2001）對大鼠和小鼠的研究表明PC是VLDL分泌需要的唯一PL。（

11、Vance等，2008）CK是催化膽堿磷酸化為磷酸膽堿的酶，是膽堿合成PC途徑中的第一個酶。（vance等，1990；Wu等，2010）（Wu等，2008）CK由兩種獨立基因編碼具有三種形式，Chk編碼了CK1和CK2，Chk編碼了CK，Chk在肝臟有較高表達量。（Aoyama等，2002；Aoyama等，2004；Wu等，2010）小鼠Chk敲出后，CK mRNA表達量極顯著降低（p0.001）CK活力極顯著性降低（ p0.001 ）p因此，CK參與膽堿合成PC的途徑，可以使膽堿磷酸化為磷酸膽堿，此外有研究指出該途徑的下一個酶CT對PC合成起著限制性作用。（Vance，1990； Wu等，2

12、010 ）（Jacobs等，2004）85%95%兩個基因Pcyt1a和Pcyt1b編碼了小鼠CT，肝臟中Pcyt1a編碼了CT，Pcyt1b編碼了CT2，肝臟中起主要作用的是CT。（Karim等，2003）（Jacobs等，2004）27.27%肝臟7.62%因此，膽堿可以在Pcyt1a編碼的CT的催化下合成PC。（Jacobs等，2004）差異不顯著因此，PC缺乏使VLDL分泌減少，可能是因為減少了apoB100的分泌量。小 結(jié)膽堿通過CK、CT的催化合成卵磷脂，參與VLDL的合成，轉(zhuǎn)運甘油三酯入血，減少肝臟甘油三酯的沉積。膽堿甜菜堿膽堿脫氫酶甜菜醛脫氫酶甲基肉堿S-腺苷甲硫氨酸高半胱氨酸

13、蛋氨酸甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶甜菜堿高半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（Steiber等，2004； Finkelstein等，1982 ； Saarinen，2001；Siljander，2005 ） 肉堿是長鏈脂酰CoA通過線粒體內(nèi)膜進行 -氧化的跨膜轉(zhuǎn)運載體，是調(diào)節(jié)脂肪酸氧化速率的關(guān)鍵因子。4.2 膽堿對脂肪酸氧化的影響1000mg/kg甜菜堿（汪以真等，2000）甜菜堿可能通過提高甲基代謝關(guān)鍵酶BHMT活性，為機體重要的甲基化產(chǎn)物如肉堿有效提供甲基，加強了肉堿的合成, 。（Serviddio等，2011）給小鼠飼喂缺乏蛋氨酸-膽堿的日糧28d時，測定發(fā)現(xiàn)肝臟甘油三酯含量由升高到了253.7 nmol/mg

14、 prot （p）給小鼠飼喂缺乏蛋氨酸-膽堿的日糧會導(dǎo)致CPT1活性降低，甘油三酯在肝臟內(nèi)沉積。（Bruce等，2009）給Wistar大鼠注射CPT1，提高了脂肪酸的氧化率，降低了脂肪酸合成甘油三酯的量。（Gaetano等，2011）用14C標記的軟脂酸對肝臟細胞進行體外培養(yǎng)缺乏膽堿會導(dǎo)致肝臟脂肪酸氧化率降低。小 結(jié)膽堿通過甜菜堿提供的甲基，促進肉堿的合成，從而促進脂肪酸的-氧化，減少脂肪的沉積。（汪以真等，2000）4.3 膽堿對脂肪酸合成的影響1000mg/kg甜菜堿G-6-PD，MDH和ICD是合成NADPH的重要酶類，NADPH是脂肪酸從頭合成的供氫體，因此膽堿減少了脂肪酸的從頭合成

15、。甜菜堿也可以提高脂肪酶的活性，提高脂肪分解，抑制脂肪沉積（Xu等，2003）40.72% 8.6% 11.02%雞日糧中額外添加膽堿降低了肝臟胞液中蘋果酸脫氫酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶脂肪生成酶等一系列NADPH生成酶的活性，減少了脂肪酸的合成及碳鏈延長所需的供氫體NADPH，抑制了脂肪酸的合成。（Mildner等，1991）L-肉堿能顯著性降低肉雞血清中甘油三酯和游離脂肪酸的含量，提高肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶的活性，對脂肪酸氧化酶類（-羥?；o酶A脫氫酶、脂肪酰輔酶A脫氫酶、烯酰輔酶A水合酶）的活性有提高趨勢，但是沒達到顯著水平。（Lien等，2001）小 結(jié)膽堿可以通過甜菜堿、肉堿降低G-6-PD，

16、MDH和ICD等脂肪生成酶的活力，從而降低肝臟脂肪酸的從頭合成。5 結(jié)語與展望結(jié)語膽堿通過合成PC路徑，參與載脂蛋白的合成，促進肝臟中脂肪酸轉(zhuǎn)運入血，減少肝臟脂肪沉積。膽堿可以通過甜菜堿提供的甲基，提高肉堿的合成，促進脂肪酸氧化，減少肝臟脂肪沉積。膽堿可以降低G-6-DP、MDH、ICD等脂肪酸合成相關(guān)酶的活性，減少脂肪酸的合成。膽堿在生產(chǎn)上具有防止脂肪肝，提高奶牛泌乳性能等作用。展望膽堿降低G-6-DP、MDH、ICD等脂肪酸合成相關(guān)酶的活性的機制，還不明確需進一步研究。膽堿應(yīng)用于生產(chǎn)上時，對奶成分影響的機制尚不明確，奶牛的適宜添加量也還沒有明確的標準，需要進一步明確以利于膽堿的應(yīng)用。部分參

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