猪乳中多胺浓度的研究进展
2010-04-13程志斌廖启顺苏子峰
程志斌,廖启顺,苏子峰
(1.云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,昆明 650201;2.云南农业职业技术学院,昆明 650031;3.大理大学生命科学与化学学院,云南 大理 671003)
猪乳中含有多种微量生物活性分子,例如胰岛素、表皮生长因子和类胰岛素生长因子等[1]。自从Sanguansermsri等在人乳和牛乳中发现腐胺、亚精胺和精胺3种多胺活性分子后,营养学家对乳中多胺的研究逐步深入[2]。目前已经在人乳和大鼠、牛以及羊乳中均检测出了多胺分子[2-4]。涉及猪乳多胺的研究较少,且测定猪乳中多胺浓度差异较大。为了正确掌握猪乳中多胺浓度的变化规律,分析了猪乳中3种多胺的浓度。
1 猪乳多胺浓度的测定
Kelly等研究表明,猪乳中含有亚精胺,不含有腐胺和精胺,哺乳期1~3周乳中亚精胺浓度低于5 μmol·L-1,3~7 周亚精胺浓度呈持续升高趋势,至第 7 周达到峰值(≥ 20 μmol·L-1)[5]。Motyl等研究表明,猪乳中存在精胺和亚精胺,精胺浓度峰值(21.60 μmol·L-1)出现在第 1 周,最低值(5.16 μmol·L-1)出现在第 5 周,亚精胺浓度峰值(7.14 μmol·L-1)出现在第 2 周,最低值(2.05 μmol·L-1)出现在第 5周[6]。Loret等测定了4头“长白×汉普夏”哺乳母猪第25天猪乳中多胺的浓度。结果显示,猪乳中精胺浓度为 2.64μmol·L-1、亚精胺浓度为 23.62 μmol·L-1、腐胺浓度为 1.83 μmol·L-1[7]。Cheng等分别研究了初乳和常乳中多胺浓度,结果表明,猪初乳中精胺和亚精胺浓度持续升高,峰值分别为10.26和4.54μmol·L-1(24 h),然而腐胺浓度相对较低,且保持稳定,无显著差异(P>0.05)。常乳中,精胺浓度在哺乳第1周迅速上升,7 d达到峰值 18.82μmol·L-1。随后精胺浓度迅速降低,28 d 降至 4.28 μmol·L-1;精胺的浓度随哺乳期延长持续升高,从 3 d的4.67μmol·L-1升至28 d的9.01μmol·L-1;常乳腐胺浓度保持稳定,浓度范围1.53~1.84 μmol·L-1,差异不显著(P>0.05)[8]。
2 猪乳中多胺浓度的分析
2.1 猪乳中应该同时含有3种多胺
Kelly等的试验结果显示,亚精胺是唯一在常乳中能够检测出来的多胺,精胺和腐胺在任何样品中都没有检测到[5]。Motyl等只研究和检测了猪乳中的亚精胺和精胺,没有设计对腐胺进行试验检测。笔者认为,猪乳中应该同时具有腐胺、亚精胺和精胺3种多胺。主要原因包括以下几点。Loret等和 Cheng等检测猪乳,均发现了3种多胺,尤其是Cheng等用适合的检测方法和试验步骤,给出了猪初乳和常乳中3种多胺浓度随哺乳时间延长的具体数值;在人乳和大鼠、牛以及羊乳中均检测出了3种多胺分子,这也佐证了同为高等哺乳动物的猪,其猪乳中也应该同时含有3种多胺[2-4];O′Quinn等利用母猪乳腺组织细胞体外培养技术,证明了猪乳腺组织细胞可以通过多胺从头合成途径合成腐胺、亚精胺和精胺3种多胺分子,试验还对这一合成途径的关键酶活性进行了测定[9]。Bardocz等证明,包括乳腺组织细胞在内的所有哺乳动物细胞,腐胺是亚精胺和精胺合成的前体,腐胺通过丙胺基转移反应生成亚精胺,亚精胺再经过丙胺基转移反应生成精胺,因此腐胺是所有高等哺乳动物细胞内多胺从头合成途径的第1个多胺分子[10]。如果猪乳中能检测到亚精胺或精胺,就应该有其前体分子的存在,因为3种多胺都可以从猪乳腺组织细胞内合成,外排进入乳汁中,因此,猪乳中不应该单单存在这一代谢途径的某一种或者两种分子,尤其不应该只检测到亚精胺这一连续反应过程的中间合成的分子。研究证明,猪乳应与其他哺乳动物的乳汁一样含有3种多胺,其主要来自乳腺组织细胞内的多胺从头合成途径。
2.2 猪乳中腐胺的合理浓度
多胺的检测方法很多,Kelly等的研究采用Seiler等建立的多胺检测法,测定猪乳中多胺浓度[5]。这一方法主要用于测定组织器官的3种多胺浓度,而一般组织器官(细胞内)的多胺比乳中(从乳腺组织细胞外排进入乳汁中)丰富,这说明Seiler等方法对多胺检测的灵敏度偏低,不适合低浓度多胺的检测[11]。Cheng等的研究采用专门用于测定组织液和尿液中微量多胺的检测方法,检测出猪乳中含有腐胺[8]。此多胺检测方法灵敏度优于Seiler等,这可能是Kelly等无法检测出腐胺的主要原因。
研究报道显示,猪乳中多胺浓度的数值变异系数较大,说明多胺从乳腺组织细胞外排进入乳汁的过程不稳定。这一点与人乳、大鼠、牛以及羊乳中多胺浓度数值变异大的结果相符[2-4]。由此可见,试验动物的个体差异和生理状态影响乳中多胺的浓度。Kelly等试验只是使用4头母猪进行测定研究,在试验数据变异较大的情况下,4头母猪的试验设计从统计学角度考虑,处理重复数偏少,这样的数据统计结果不足以得出有说服力的结论。
笔者认为Loret等和Cheng等的腐胺检测结果较一致且合理。Loret等测得哺乳25 d乳中腐胺浓度为 1.83 μmol·L-1,Cheng 等测得产后 24 h 内猪初乳中腐胺浓度范围 1.15~1.52 μmol·L-1,哺乳期3~28 d 常乳中腐胺浓度范围 1.53~1.84 μmol·L-1。试验均说明,无论猪初乳还是常乳中腐胺浓度均较低[7-8]。O′Quinn等检测了体外培养的母猪乳腺组织细胞中多胺浓度,结果显示,腐胺浓度较低,精胺和亚精胺浓度差异不显著,约是腐胺的3~4倍[9]。O′Quinn等试验还发现,母猪乳腺组织细胞内鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性高[9]。因此推测,腐胺在乳腺组织高ODC活性作用下,迅速转化为精胺和亚精胺,造成乳腺细胞内腐胺浓度降低,外排进入乳汁的腐胺较少,结果致使猪乳中腐胺浓度持续偏低。
2.3 猪乳中亚精胺的合理浓度
Motyl等报道,0~35 d的哺乳期,猪乳中亚精胺浓度最大值为 7.14 μmol·L-1,出现在哺乳 14 d,随后亚精胺浓度显著降低[6]。Cheng等报道,哺乳14 d 亚精胺浓度为 5.64 μmol·L-1,数值虽然与Motyl等的结果接近,但随后猪乳中亚精胺浓度呈显著一次线性增加的趋势[7]。显然,对于哺乳14 d亚精胺浓度和整个哺乳期亚精胺浓度的变化趋势,Motyl等与Cheng等存在一定差异。笔者认为,这些差异可能与以下3个原因有关。
2.3.1 试验母猪窝带仔猪数不同
Motyl等为了研究窝仔猪数与猪乳亚精胺浓度可能相关性,用7头母猪进行试验,且这7头母猪的窝仔猪数依次设定为7、8、9、10、11、12、13头。试验结果显示,窝仔猪数与猪乳亚精胺浓度有极显著的正相关性(r=0.94,P<0.01)。这一结果说明,窝仔猪数多,乳腺组织细胞多胺合成加强,泌乳量高,乳腺细胞合成并外排进入乳汁的多胺增多,因此乳汁中多胺的浓度升高[6]。Cheng等选取10头妊娠母猪进行试验,且窝仔猪数调整为10头。笔者推测,2篇报道由于试验母猪的窝带仔猪数量不同,造成母猪泌乳量的个体差异,这可能是试验测定结果不同的主要原因。
2.3.2 试验母猪的胎次不同
一般而言,母猪第3、4胎平均泌乳量显著高于第1、2胎母猪。Cheng等试验统一使用第3胎母猪,而Motyl等使用了1~3胎的母猪,未统一母猪胎次[6,8]。笔者推测两篇报道由于试验母猪的胎次不同,造成母猪泌乳量的个体差异,因此猪乳中多胺浓度有差异。这可能是Motyl等与Cheng等试验测定结果不同的另外一个主要原因。
2.3.3 哺乳0 d的定义不同
Cheng等定义每头母猪的第一头仔猪出生的当天为 0 d,Motyl等定义每头母猪的第一头仔猪产后2~13 h吮吸初乳时间为0 d。由于母猪产仔一般在较安静的中午或深夜这两个时间段,这就可能造成Cheng等对0 d的时间点定义比Motyl等提早1 d。因此,虽然Cheng等测定14 d亚精胺浓度数值低于Motyl等14 d的数据,但按照Cheng等结果显示的亚精胺浓度随哺乳时间延长而逐步升高的趋势分析,如果将Cheng等的试验测定后延1 d,其结果就有可能与Motyl等的数据相符。
此外,对于猪乳中亚精胺浓度,Kelly等的报道与Cheng等试验结果最接近。Kelly等测定的28 d猪乳中亚精胺浓度为5~10μmol·L-1,Cheng等测定结果为9.01 μmol·L-1;且 Kelly等报道 1~4周猪乳中亚精胺浓度呈升高趋势[6],这一趋势与Cheng等的统计结果基本相符。
以上分析显示,Kelly等、Motyl等与Cheng等对猪乳中亚精胺浓度的报道结果基本一致。然而,按以上3篇报道对猪乳中亚精胺浓度的描绘变化趋势,在哺乳25 d,以上3篇报道的亚精胺浓度数值均小于Loret等的测定结果。这可能与试验母猪的品种不同有关。
2.4 猪乳中精胺的合理浓度
Kelly等未检测出猪乳中精胺的存在,这可能主要与试验过程有关。Kelly等是将采集的乳样品先进行冰冻储存,待所有样品采集完后的第3天才解冻乳样品,统一进行多胺的分析测定[5]。由于哺乳动物乳汁中普遍含有多胺氧化酶(PAO),PAO来源于乳腺细胞外排入乳汁,这个酶的作用是氧化分解精胺和亚精胺,降低精胺和亚精胺的浓度和含量。Kelly等将乳样贮存时间过长,又经过解冻过程,乳中多胺氧化酶可能将精胺和亚精胺部分甚至完全降解,致使无法检出精胺。另外,Kelly等检测多胺的方法灵敏度较低,这也是其未检测出猪乳中精胺的另一个重要原因。这一推断得到 Cheng等的证实。
排除Kelly等的试验结果,Motyl等、Loret等和Cheng等均检测出猪乳中含有精胺。Motyl等报道猪乳精胺浓度峰值为21.6μmol·L-1,出现在哺乳7 d,Cheng等测得猪乳中精胺浓度峰值为18.82 μmol·L-1,同样出现在哺乳7 d,且两篇报道均发现哺乳7 d后,猪乳中精胺浓度呈下降趋势。这些结果证明,Motyl等和Cheng等测定的猪乳精胺浓度较合理。
虽然Loret等测得25 d猪乳中精胺浓度为2.64 μmol·L-1,从数值上较Motyl等和 Cheng等略低,但依据哺乳7 d后精胺浓度持续降低的趋势以及这3篇报道的试验母猪品种差异,可以认为Motyl等、Loret等和Cheng等对猪乳中精胺浓度的研究结果基本一致。
3 总结
猪乳中同时含有3种多胺分子,猪乳中腐胺的浓度相对较低;亚精胺的浓度随哺乳期的延长呈持续升高;精胺浓度变化较复杂,尤其是哺乳后期乳汁中精胺浓度持续降低。猪乳中3种多胺浓度的不同变化规律暗示,多胺可能对幼龄仔猪肠道发育和成熟有重要影响,且不同多胺的影响和作用效果可能有差异。
[1]Xu R J,Wang F,Zhang SH.Postnatal adaptation of the gastrointestinal tract in neonatal pigs:a possible role of milk-borne growth factors[J].Lives Prod Sci,2000,66(2):95-107.
[2]Sanguansermsri J,Gyorgy P,Zilliken F.Polyamines in human and cow′smilk[J].Am JClin Nutr,1974,27:859-865.
[3]Romain N,Dandrifosse G,Jeusette F,et al.Polyamine concentration in ratmilk and food,human milk and infant formulas[J].Pediatr Res,1992,32(1):58-63.
[4]Ploszaj T,Ryniewicz Z,Motyl T.Polyamines in goat′s colostrum andmilk[J].Comp Biochem Physiol B,1997,118:45-52.
[5]Kelly D,King T P,Brown D S,et al.Polyamide profiles of porcinemilk and of intestinal tissue of pigs during suckling[J].Reprod Nutr Dev,1991,31(1):73-80.
[6]Motyl T,Ploszaj T,Wojtasik A,et al.Polyamines in cow′s and sow′smilk[J].Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol,1995,111(3):427-433.
[7]Loret S,Brolet P,Pierzynowski S,et al.Pancreatic exocrine secretions as a source of luminal polyamines in pigs[J].Exp Physiol,2000,85(3):301-308.
[8]Cheng Z B,Li D F,Ge C R,et al.Polyamines in sow colostrum and milk at different stages of lactation[J].Anim Sci,2006,82(1):1-6.
[9]O′Quinn P R,Knabe D A,Wu G.Arginine catabolism in lactating porcine mammary tissue[J].J Anim Sci,2002,80(2):467-474.
[10]Bardocz S,Duguid T J,Brown D S,et al.The importance of dietary polyamines in cell regeneration and growth[J].Br JNutr,1995,73(6):819-828.
[11]Seiler N,Knodgen B.High performance liquid chromatographic procedure for the simultaneous determination of the natural polyamines and their monoacetyl derivatives[J].J Chromatogr,1980,221(2):227-235.