仔猪对饲粮叶酸的代谢利用
高庆 四川农业大学
1.叶酸的结构与性质
叶酸属于水溶性维生素，又被称为维生素B，其研究史可以上溯至二十世纪四十年代。在化学结构上，叶酸由蝶陡环、对氨基苯甲酸 (PABA)和L一谷氨酸(n=l一7)组成。在自然界中叶酸的主要存在形式是还原状态的7，8一二氢叶酸或5，6，7，8一四氢叶酸 (Tetrahydropteroylglutarnieaeid，THF)，且主要以蝶酞三谷氨酸和蝶酞七谷氨酸形式存在，其谷氨酸残基间以Y一谷氨酞胺键相连。化学合成的四氢叶酸酷会在蝶睫环的不对称碳原子c一6上产生65和6R两种不同的异构体，其中只有65具有生物学活性。叶酸在植物中常以NS一甲基四氢叶酸形式存在，而在动物体内多以NS一甲基四氢叶酸和N。一甲酞基四氢叶酸形式存在[l35J。自然界的叶酸大多与蛋白质结合或者与淀粉及肝糖元结合。且因品种和加工调制的方法不同，各种天然饲料中叶酸含量差异较大;其中酵母、绿色植物、豆类和动物肝脏的叶酸含量相对较丰富。
国内外一般将叶酸 (folicacid，FA)视同于蝶酞单谷氨酸;而folate或folacin则包含具有维生素活性的叶酸盐类。在食物或饲料中添加的叶酸(FA)为人工合成的蝶酞单谷氨酸，分子量为 441.4，外观呈黄色或橙黄色结晶性粉末。FA不溶于丙酮、乙醚和三氯甲烷，微溶于沸水 (20mg/l00mL)，易溶于稀碱，溶于稀酸，在2500C将被碳化。结晶的FA对空气和热稳定，受光和紫外线辐射后降解。FA在中性溶液中较稳定，对氧化剂也不敏感，但易为酸、碱和还原剂所破坏。例如，由于FA含有结合于蝶陡环上的一组游离氨基，当饲粮中乳糖等还原糖含量较高时，对热极不稳定。
2.仔猪对叶酸的消化吸收
因缺乏叶酸生物合成的关键酶，动物细胞既不能合成PABA，也不能使谷氨酸和蝶酸结合，机体所需要的叶酸主要靠食物供给或肠道微生物合成。除了含有少量可直接利用的游离叶酸外(1一个谷氨酸残基)，常见饲料中的叶酸主要以蝶酞多谷氨酸形式存在，需经由仆十酸共辆酶水解催化降解为蝶酞单谷氨酸，然后才可被肠粘膜细胞吸收。而人工合成的FA为氧化态，仅含有一个共辆谷氨酸残基，能够很快地被肠道吸收，通常情况下其生物利用率要高于自然界叶酸盐。FA可由肠壁、肝、骨髓等组织中的二氢叶酸还原酶 (dthydrofolatereductase，DHFR)催化加氢还原为DHF，或进一步还原为THF，然后进入叶酸代谢循环。
因为猪肠刷状缘上和细胞内的叶酸共扼酶和人类小肠的共扼酶特征极其类似，因此猪被推荐为研究研究人类叶酸吸收(机制)最适合的动物模型。体内多种组织器官都分泌叶酸共扼酶，如小肠上皮细胞，肝脏等;其中胰脏分泌的酶活高，且分泌量大，乃其主要来源。当水解酶受到抑制时，叶酸的水解过程可能是吸收的限速步骤;但也有学者认为，叶酸吸收的限速步骤不是叶酸的水解过程，而是叶酸的透壁吸收。
叶酸吸收的主要部位在十二脂肠和空肠。其吸收可分为三个阶段:穿过肠腔膜，在肠细胞内暂时停留和穿过基底膜。叶酸主要的转运机制是依靠与Na+偶联的载体转运，这个过程需要还原态和氧化态的单谷氨酸衍生物以及抗叶酸的氨甲蝶吟共同参与。该过程对pH值的的依赖性很强，最适pH值为5.0一6.0;当pH值升高，转运速度则明显下降。因此，肠道的pH值急剧改变会影响叶酸的吸收。而另一种以简单扩散形式转运叶酸的机制在肠腔pH值较高或叶酸浓度达到药理水平时占主导地位。
3.叶酸的转运及其受体
叶酸从血液运送至肝脏，在肝脏被甲基化为5一甲基四氢叶酸，然后转运到骨髓细胞、成熟红细胞或其它细胞中被利用。叶酸在血浆中以单谷氨酸叶酸衍生物的形式运输，其中主要是5一甲基四氢叶酸。肝脏是调节其它组织叶酸分布的中心，其中贮存的重要形式是5一甲基四氢叶酸和10一甲酞基的多谷氨酸形式。而细胞内，叶酸在线粒体中和胞液中的分布是均匀的。叶酸代谢后主要以粪的形式排出，尿中排出的量仅占约1一2%;粪中不仅含有未消化的叶酸，也有肠道细菌合成的叶酸。
为满足生长或增殖，动物细胞只能摄取和利用外源叶酸。生理状态下细胞摄取叶酸的主要途是由低亲和力的跨膜蛋白即还原叶酸载体直接将叶酸导入胞浆径。而对于极化的上皮细胞和活跃的巨噬细胞，是由高亲和力的叶酸结合蛋白(叶酸受体)的内吞功能将叶酸摄取入胞浆。一般情形下，低浓度的还原叶酸载体可充分供应正常细胞对叶酸的需求。而细胞若发生恶变后，叶酸受体内吞功能可以及时补充叶酸供应所受到的限制。
叶酸的转运需要具有底物特异性的结合蛋白:叶酸结合蛋白 (Folate一bindingProteins，FBP)。FBP是一类可溶性的球蛋白，广泛存在于动物体组织和体液中，既可在细胞内，亦可结合在膜上。膜上的FBP参与叶酸转运，它由一系列与一碳单位代谢有关的特异酶组成，对特定的叶酸还原产物有很高的特异性。此外还有细胞质中的FBp，以及高亲和力叶酸结合蛋白 (HighFolate一 bindingproteins，HFBp)。多数内源四氢叶酸(THF)连接于HFBP而被保护，因此可在血浆中稳定存在;而没有被结合的THF很快降解在血浆中;HFBP还可能控制了血浆中叶酸盐分布的专一性。
4.叶酸的代谢循环和主要功能
叶酸代谢循环及其介导的一碳单位代谢是叶酸发挥功能的主要途径。叶酸参与了镖吟环和脱氧胸昔酸的生物合成。在嘿吟环的生物合成中，5，10一次甲基一四氢叶酸提供C8，而10一甲酞基一四氢叶酸提供C2。在脱氧胸昔酸(dTMP)的生物合成中，5，10一亚甲基四氢叶酸向脱氧尿普酸(dUMP)供甲基，既提供一碳单位，又充当电子供体。叶酸参与了多种氨基酸的代谢，如促进合成蛋氨酸;参与丝氨酸和甘氨酸的相互转化(丝氨酸轻甲基转移酶催化);参与苯丙氨酸的轻基化反应，促苯丙氨酸转变为酪氨酸;参与苏氨酸和组氨酸的分解，谷氨酸的生成和精氨酸的代谢等。叶酸还在胆碱氧化酶系统中起作用;参与肌酸的合成代谢和肌醇的合成。
因为叶酸广泛参与或偶联于机体内许多关键的物质代谢过程，从而在多种系统功能上体现出重要的作用。例如:叶酸对胰腺的分泌功能有影响，为维持消化系统正常功能所必需;叶酸与维生素B12、维生素C共同参与红血球和血红蛋白的生成，影响T淋巴细胞生成和比率，可促进免疫球蛋白〔侧及一些细胞因子的生成，因此对机体免疫系统有重要影响;叶酸为中枢神经系统功能的整合，胎儿和幼儿正常发育所必需，对动物某些繁殖性状有影响;快速生长的组织器官或者更新率很高的细胞对于叶酸水平很敏感，因此食物叶酸体现出促进幼小动物生长的作用。
上一篇： 不同免疫状态下断奶仔猪饲粮添加叶酸的适宜剂量
下一篇： "以养为主"成气候 ——广西钦州渔业养殖跨越发展纪实
