甘氨酸亞鐵螯合物的腸道吸收特點及其生物學效應研究.pdf

1、氨基酸鐵是第三代鐵源添加劑,具有生物學效價高、吸收率高、化學結構穩(wěn)定、增強免疫力、利于環(huán)保等特點,是當前國內(nèi)外研制和開發(fā)應用的熱點。醫(yī)學研究表明,氨基酸螯合鐵在動物體內(nèi)具有很高的生物學利用率,相當于同水平硫酸亞鐵的125～185％。甘氨酸為分子量最小的氨基酸,甘氨酸亞鐵在體內(nèi)應更容易被吸收利用。研究表明,氨基酸鐵螯合物高生物學效價與其高效的吸收轉運機制有關,但其吸收轉運機制仍尚未明確。本研究對甘氨酸亞鐵螯合物在缺鐵大鼠模型體內(nèi)鐵調(diào)控特點

2、、體外腸上皮細胞模型的吸收轉運特點及其在斷奶仔豬、肉仔雞的生物學效應進行了探討。
　　 主要研究內(nèi)容和結果如下:
　　 1、建立了缺鐵SD大鼠模型。結果表明,21日齡SD大鼠飼喂2周低鐵日糧后,血液血紅蛋白水平下降到107.67 g/L,血清鐵及肝臟鐵水平大幅下降,表明SD大鼠缺鐵模型已建立。同時研究發(fā)現(xiàn),與對照組相比,大鼠飼喂2周缺鐵日糧后體重極顯著減輕,體重降低18.03％:血清TIBC提高了29.37％,SF含量降

3、低了27.71％,CAT含量降低了12.40％；肝臟Hepcidin相對表達量大幅下調(diào),僅為無機鐵組的6％；缺鐵組大鼠十二指腸DMT1相對表達量大幅提高,是無機鐵組的2.55倍；FP1相對表達量也顯著增加,為無機鐵組的2.79倍；而PepT1相對表達量沒有明顯差異。
　　 2、研究了甘氨酸亞鐵對缺鐵SD大鼠生長發(fā)育、鐵代謝指標及機體鐵調(diào)控的影響。選用體重為66.43±6.86 g的缺鐵SD大鼠90只,隨機分為3組,無機鐵組、甘氨

4、酸組和有機鐵組,試驗期為2周。結果表明,與無機鐵組相比,甘氨酸亞鐵組大鼠體重增加幅度最大,增加了4.05％；甘氨酸亞鐵添加促進大鼠的肝臟、脾臟及腎臟發(fā)育,其器官指數(shù)顯著提高(P＜0.05)；甘氨酸亞鐵組大鼠血清、肝臟及脾臟鐵含量分別提高了26.76％、34.58％、26.72％:甘氨酸亞鐵組的大鼠血清SF及CAT分別提高22.72％及81.00％,TBC及XOD分別降低20.42％和23.05％；甘氨酸組及甘氨酸亞鐵組大鼠肝臟Hepci

5、din相對表達量顯著提高,為無機鐵組的3.27倍和5.65倍,大鼠十二指腸DMT1相對表達量大幅降低,僅為無機鐵組的33％和23％；FP1相對表達量也顯著降低,為無機鐵組的38％和22％；PepT1相對表達量同時顯著提高,為無機鐵組的2.55倍和6.27倍。與硫酸亞鐵添加相比,甘氨酸亞鐵添加能明顯快速改善動物機體缺鐵狀態(tài),同時發(fā)現(xiàn)大鼠十二指腸PepT1表達量有了明顯提高,可能PepT1在甘氨酸亞鐵整體轉運中起到了重要作用。
　　

6、 3、Caco-2細胞轉運模型的構建。Caco-2細胞在微孔濾膜上培養(yǎng)21 d后,形成致密的單層,跨膜電阻值達到穩(wěn)定的值,為466.75±50.48Ω·cm2,熒光素鈉在150 min內(nèi)總透過率為0.85％,細胞腸腔側堿性磷酸酶活性顯著高于基底側酶活性。構建的Caco-2細胞模型細胞單層生長形態(tài)良好、具有良好致密性、細胞極性分化完全,符合吸收轉運模型的標準,可用作小腸吸收的體外細胞模型。
　　 4、采用Caco-2細胞吸收模型研

7、究甘氨酸亞鐵螯合物的吸收機制,分別考察了濃度、轉運方向、時間及溫度對轉運過程的影響。Fe-Gly和FeSO4從AP→BL方向跨Caco-2細胞單層轉運呈濃度和時間依賴型,轉運受溫度影響明顯。Fe-Gly的Papp為0.15～10.40×10-6cm/s,FeSO4的Papp為0.18～4.70×10-6cm/s。37℃孵育條件下,Fe-Gly跨細胞單層的轉運率顯著高于FeSO4(P＜0.05),且Fe-Gly的轉運率隨著濃度的升高而降低

8、,0.5μmol/L時轉運率為23.32％,而20μmol/L時則為7.97％。FeSO4及Fe-Gly在Caco-2細胞中可能是經(jīng)過主動轉運吸收,其中FeSO4是通過DMT1介導主動轉運吸收,而Fe-Gly可能存在特定或非特定的腸道轉運系統(tǒng),Fe-Gly在Caco-2細胞中的轉運率明顯高于FeSO4。
　　 5、研究了不同因素對甘氨酸亞鐵螯合物及硫酸亞鐵跨Caco-2細胞轉運的影響。將含有10μmol/L不同影響因素(鐵吸收促

9、進劑--維生素C及鐵吸收抑制劑--草酸鈉)和10μmol/μ鐵(以Fe-Gly、FeSO4形式)的D'Hanks液加入細胞單層腸腔側(AP),37℃培養(yǎng),在不同時間點從細胞單層基底側(BL)吸取200μl樣進行鐵含量分析。Vc對Fe-Gly在Caco-2細胞中的轉運量沒有產(chǎn)生顯著的影響(P＞0.05),但顯著增加了FeSO4在Caco-2細胞中的轉運量(P＜0.05)；草酸鈉對Fe-Gly在Caco-2細胞中的轉運量沒有產(chǎn)生顯著的影響(

10、P＞0.05),而顯著抑制了FeSO4在Caco-2細胞中的轉運。說明不同來源的鐵在吸收時所受的影響存在差異,無機鐵FeSO4相對于Fe-Gly來說較易受到各種因素的干擾。
　　 6、研究了Fe-Gly和FeSO4對斷奶仔豬生長性能、免疫機能和肉色的影響。選擇180頭體重7.81±0.72 kg的“杜長大”三元雜交仔豬,按飼養(yǎng)試驗要求分為6組,每組設三個重復,每個重復10頭(組內(nèi)公母各半)。對照組飼喂基礎日糧,試驗1、2、3、4

11、組在基礎日糧的基礎上分別添加30、60、90、120 mg/kg Fe-Gly(以鐵計),試驗5組在基礎日糧的基礎上添加120 mg/kg FeSO4(以鐵計)。試驗期35天,結果表明,斷奶仔豬日糧中添加60、90、120 mg/kg Fe-Gly分別使仔豬日增重提高了9.69％(P＜0.05)、11.08％(P＜0.05)和9.97(P＜0.05)；60、90、120 mg/kg Fe-Gly和120 mg/kg FeSO4添加明顯提

12、高了斷奶仔豬胸腺指數(shù)(P＜0.05)；90、120 mg/kgFe-Gly添加提高了ConA誘導的B-淋巴細胞刺激指數(shù)(P＜0.05)；90 mg/kg Fe-Gly添加使全血中血紅蛋白、紅細胞數(shù)及紅細胞壓積分別提高了13.08％(P＜0.05)、14.31％(P＜0.05)及20.53％(P＜0.05)；日糧中添加60、90和120 mg/kg Fe-Gly均提高了斷奶仔豬背最長肌肌紅蛋白含量(P＜0.05),改善了肉色紅度值(a*值

13、)；添加90 mg/kg Fe-Gly大幅度提高了仔豬肝臟SOD及SDH酶活(P＜0.05)；90、120mg/kg Fe-Gly及120 mg/kg FeSO4的添加使血清鐵、心臟鐵、肝臟鐵及脾臟鐵含量顯著提高(P＜0.05)；120 mg/kg Fe-Gly或FeSO4添加使仔豬糞便鐵殘留量明顯增加(P＜0.05):60、90、120 mg/kg Fe-Gly添加降低了血尿氮及總膽固醇含量(P＜0.05或P＜0.01),提高了堿性磷

14、酸酶的活性(P＜0.05)。以上結果表明,90 mg/kg Fe-Gly可明顯促進斷奶仔豬生長；提高斷奶仔豬胸腺指數(shù),促進免疫器官發(fā)育；提高血紅蛋白及血清鐵含量,促進B淋巴細胞正常增殖,提高仔豬的免疫力；提高Mb含量,改善肉色；促進機體組織鐵沉積。
　　 7、研究了Fe-Gly及FeSO4對肉仔雞生產(chǎn)性能、免疫機能及抗氧化指標的影響。360只1日齡AA肉雞隨機分為6組,每組設3個重復,每個重復20只。以飼喂基礎日糧組為對照組,試

15、驗組在基礎日糧基礎上分別添加40、80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵及160 mg/kg硫酸亞鐵(以鐵計)。試驗期為42天,研究表明,添加120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵顯著提高了42日齡肉仔雞體重及22-42日齡日增重(P＜0.05)。日糧添加80、120 mg/kg甘氨酸亞鐵顯著提高了21日齡及42日齡肉仔雞胸腺指數(shù)(P＜0.05)；120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵添加顯著增強了脂多糖刺激的21日齡肉仔雞全血T淋巴細

16、胞增殖(P＜0.05)；80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵添加提高了21日齡肉仔雞血清IgG及IgM含量(P＜0.05)；120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了21日齡及42日齡肉仔雞血清、肝臟、胸肌鐵沉積及糞便鐵殘留量,且80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了21日齡及42日齡肉仔雞脛骨鐵沉積；添加120及160 mg/kg甘氨酸亞鐵能顯著性的提高2

17、1日齡肉仔雞血清中SOD和CAT酶的活性(P＜0.05),降低MDA的酶活性(P＜0.05)；80、120、160 mg/kg甘氨酸亞鐵或160 mg/kg硫酸亞鐵添加提高了42日齡肉仔雞CAT的活性(P＜0.05)。以上結果表明,120 mg/kg甘氨酸亞鐵可顯著改善肉雞的生長性,提高肉雞的免疫器官指數(shù),增加血清中免疫球蛋白IgM及IgG的含量,促進T淋巴細胞增殖,增強機體的抗氧化能力。
　　 綜上所述,機體缺鐵時,大鼠肝臟鐵

18、調(diào)素Hepcidin相對表達量大幅下調(diào),十二指腸DMT1及FP1相對表達量顯著提高；補飼甘氨酸亞鐵后,與添加無機鐵相比,機體缺鐵狀態(tài)改善迅速,且十二指腸PepT1相對表達量顯著上調(diào),PepT1可能在甘氨酸亞鐵的整體吸收轉運中發(fā)揮了重要作用；甘氨酸亞鐵跨Caco-2細胞膜轉運量顯著高于同濃度硫酸亞鐵,且轉受溫度影響較大,同時受外界(鐵吸收促進劑及抑制劑)干擾較小,表明甘氨酸亞鐵可能存在一個特定或非特定的腸道主動轉運系統(tǒng)；同時,適量添加甘氨