亚麻籽木脂素对动物消化代谢和生长的影响及机制探讨

论文摘要

本研究以大鼠为单胃动物模型,逐步观察了日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉、亚麻籽木脂素提取物、亚麻籽木脂素对动物生长的影响,重点从内分泌途径角度对它们各自的作用机制进行了研究,并通过高压液相色谱（HPLC）,对亚麻籽木脂素在单胃动物胃肠道内的转化与吸收进程进行了分析。随后,以山羊为反刍动物模型,借助HPLC、变性梯度凝胶电泳、放射免疫、气相色谱等手段,从动、植物木脂素的转化（亚麻籽木脂素向肠二醇、肠内脂的转化）、瘤胃微生物、山羊激素水平、瘤胃代谢四者关系角度探讨了亚麻籽木脂素对山羊瘤胃代谢的影响。1脱脂亚麻籽饼粉对实验动物生长性能及相关内分泌水平的影响本研究对日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉在断奶后小鼠及青年期雄性大鼠生长性能、体脂代谢及相关内分泌水平等方面的影响进行了初步观察,旨在为后续亚麻籽木脂素对动物生长影响的研究提供试验依据。结果表明,脱脂亚麻籽饼粉可通过神经内分泌途径促进雄性动物生长,还可提高脂肪分解代谢相关酶活性,促进动物机体内脂质动员,从而抑制腹脂沉积。但对雌性小鼠生长表现出抑制作用。1.1系列Ⅰ脱脂亚麻籽饼粉对小鼠生长性能及相关内分泌水平的影响22日龄ICR系小鼠100只,等分成4组,雌雄各半。对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中按2 g/kg、5 g/kg及10 g/kg饲料三个剂量组添加脱脂亚麻籽饼粉,试验为期4周。结果表明,日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉可提高小鼠饲料利用率,促进雄性动物增重,但对雌性生长期小鼠增重表现出抑制作用。提示脱脂亚麻籽饼粉对动物生长的影响存在性别差异,可能与性激素水平有关。同时,脱脂亚麻籽饼粉可使生长期小鼠血清中低密度脂蛋白和总胆固醇含量下降（P<0.05）,提高肝脂酶活性（P>0.05）,从而抑制动物体内的腹脂沉积。脱脂亚麻籽饼粉还可使雄性动物血清中睾酮（P<0.01）及生长激素（P>0.05）水平升高,促进肌肉生长。提示,日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉可提高饲料利用率,调节血清中脂代谢相关酶活性,从而抑制动物体内腹脂沉积,并通过神经内分泌途径促进雄性动物生长。1.2系列Ⅱ脱脂亚麻籽饼粉对青年雄性大鼠生长性能及相关内分泌水平的影响6月龄雄性SD大鼠32只,等分成4组。对照组饲喂基础日粮,试验组于基础日粮中分别按2 g/kg、5 g/kg及10 g/kg饲料三个剂量组添加脱脂亚麻籽饼粉,饲喂4周。结果表明,日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉可提高雄性大鼠饲料利用率,促进其增重。同时,脱脂亚麻籽饼粉可显著升高大鼠血清中睾酮含量（P<0.01）及生长激素水平（P<0.05）。脱脂亚麻籽饼粉还可使大鼠血清中低密度脂蛋白（P<0.01）含量下降,而高密度脂蛋白含量升高（P<0.05）,提高肝脂酶活性（P<0.05）,从而抑制动物体内的腹脂沉积。提示,日粮中添加脱脂亚麻籽饼粉可提高饲料利用率,调节血清中脂代谢相关酶活性,从而抑制动物体内腹脂沉积,并通过神经内分泌途径促进雄性动物生长。2亚麻籽木脂素在单胃动物体内的代谢与吸收本研究以已对亚麻籽木脂素产生适应性反应的大鼠为单胃动物模型,以抗生素处理组大鼠为对照,借助高效液相色谱分析技术,通过两系列试验对单胃动物体内植物木脂素向动物木脂素（肠内脂、肠二醇）转化的主要场所,木脂素类化合物的吸收代谢进程进行了研究。系列Ⅰ：以抗生素处理为对照,观察灌胃亚麻籽木脂素提取物后48 h内大鼠胃肠道、粪便、血液中两种动物木脂素及亚麻籽木脂素含量的时间-浓度变化曲线。系列Ⅱ：经大鼠肝胆总管插管收集大鼠胆汁,观察胆汁中亚麻籽木脂素及两种动物木脂素浓度在灌胃后49 h内的动态变化。结果显示,抗生素的使用可显著抑制两种动物木脂素的产生,且动物木脂素含量最高的是微生物含量相对较多的结肠和盲肠。提示大鼠体内动物木脂素的生成依赖于胃肠道微生物的存在,植物木脂素向动物木脂素转化的主要场所是微生物含量较高的结肠与盲肠。动物木脂素前体物质-亚麻籽木脂素能被吸收进入血液,且浓度高于同时间点动物木脂素含量。在大鼠体内,亚麻籽木脂素及其两种代谢产物均存在肝肠循环。3亚麻籽木脂素提取物对大鼠生长及相关内分泌的影响28日龄SD大鼠72只,按各组6雄6雌原则,随机等分成6（A-F）组。A组饲喂基础日粮,B、C、D三组分别于日粮中添加125 mg/kg、250 mg/kg和500 mg/kg饲料20%亚麻籽木脂素提取物,E、D两组见则分别于日粮中添加5 mg/kg饲料大豆黄酮和5 g/kg饲料脱脂亚麻籽饼粉。试验为期5周。结果表明,亚麻籽木脂素提取物可促进大鼠增重,降低料重比；使雄性大鼠血清中尿素氮含量显著下降（P<0.01）,而血清中睾酮（P<0.01）和生长激素（P<0.05）含量以及谷丙转氨酶活性（P<0.05）显著升高,并使大鼠腿肌中RNA/DNA比值显著升高（P<0.05）,提示亚麻籽木脂素提取物可通过提高睾酮及生长激素水平,促进肌细胞中蛋白质合成,抑制其分解代谢,并促进成肌细胞与肌原纤维的融合,从而使骨骼肌细胞表现出肥大型生长；同时,亚麻籽木脂素提取物可使大鼠血清中瘦素含量（P<0.05）、脂蛋白脂酶及肝脂酶活性（P<0.05）显著升高,雌性大鼠血清中游离脂肪酸含量显著下降（P<0.05）,但雄性大鼠血清中游离脂肪酸含量呈升高趋势,提示亚麻籽木脂素可促进雄性大鼠脂质动员,抑制其腹脂沉积,但对雌性大鼠脂肪沉积表现出升高趋势；此外,亚麻籽木脂素还可提高血清中骨钙素水平（P<0.05）和碱性磷酸酶活性（P<0.05）,降低血钙浓度（P<0.05）,从而促进股骨生长。结果提示,日粮中添加亚麻籽木脂素提取物可通过调节大鼠机体神经内分泌水平及相关酶活性,从而促进大鼠骨骼肌及骨骼的生长发育,影响体脂代谢。4亚麻籽木脂素对雄性动物骨骼肌生长的促进作用及机制探讨以大豆黄酮为参照,研究亚麻籽木脂素对雄性大鼠骨骼肌生长的影响,并探讨其可能的作用机制。分别于基础日粮中添加5mg·Kg-1日粮大豆黄酮和50mg·Kg-1日粮亚麻籽木脂素饲喂SD雄性大鼠,通过高压液相色谱、放射免疫分析、RT-PCR等方法,分析大鼠血清中亚麻籽木脂素及两种主要代谢产物浓度、睾酮及生长激素含量以及比目鱼肌和下丘脑中ERβmRNA的相对表达量。同时,通过MTT比色法和3H-TdR掺入法测定大豆黄酮和木脂素类化合物对体外培养骨骼肌卫星细胞代谢及增殖活性的影响。结果显示,亚麻籽木脂素与大豆黄酮均能显著提高雄性大鼠饲料利用率,促进大腿肌肉增重,升高腿肌中RNA/DNA的比值,使下丘脑和比目鱼肌中ERβmRNA表达量显著上调,使大鼠血清中睾酮含量增加,极显著性降低血清中尿素氮含量。低浓度范围的大豆黄酮和亚麻籽木脂素及其两种主要代谢产物-肠内酯和肠二醇,均能显著提高卫星细胞代谢及增殖活性。提示,亚麻籽木脂素在促进雄性动物肌肉生长的生理学作用与大豆黄酮相似,即通过与肌肉细胞和下丘脑中ERβ的结合,直接促进骨骼肌卫星细胞的增殖或通过神经内分泌途径间接促进雄性大鼠骨骼肌的生长。5亚麻籽木脂素在山羊瘤胃中的代谢及其对瘤胃微生物代谢及菌系的影响选用6只（4♂、2♀）装有永久性瘤胃瘘管及临时性颈静脉插管的淮南山羊,进行交叉试验。试验期每日两次按50 mg·kg-1体重经瘤胃瘘管灌胃20%亚麻籽木脂素提取物。借助高效液相色谱、气相色谱、变性凝胶电泳、放射免疫等分析手段,从动、植物木脂素的转化（亚麻籽木脂素向肠二醇、肠内脂的转化）、瘤胃微生物、山羊激素水平、瘤胃代谢四者关系角度探讨了亚麻籽木脂素提取物对山羊瘤胃代谢的影响。结果显示：（1）对照期瘤胃液中存在较低浓度的亚麻籽木脂素（0.002 mg·mL/-1）、肠内酯（0.007 mg·mL/-1）及肠二醇（0.009 mg·mL/-1）,但血清中未检测出木脂素。灌胃亚麻木脂素提取物使瘤胃液中3种木脂素含量显著升高。（2）木脂素化合物使总脱氢酶活性升高25.5%（P>0.05）,并使瘤胃液pH值和氨氮含量分别降低1.1%（P<0.05）和36.3%（P<0.01）,微生物蛋白及总挥发性脂肪酸含量分别升高70.1%（P<0.01）和37.4%（P<0.01）。（3）灌胃亚麻籽木脂素提取物使瘤胃微生物优势菌群数目显著增加（P<0.05）,并使DGGE图谱中条带多样性指数显著升高（P<0.05）。（4）亚麻籽木脂素还可显著提高雄性山羊瘤胃及血清中睾酮、T,含量,但对血清中T4水平无明显影响。基础日粮条件下,雄性山羊瘤胃内存在低浓度E2（5.431±2.209 pg·mL1）,而SDGCE可使其含量显著下降。提示,瘤胃微生物可将SDG转化为END及ENL,而这3种木脂素类化合物又可能通过内分泌途径的间接作用或者直接作用于瘤胃微生物,从而促进瘤胃内蛋白质的合成及挥发性脂肪酸的生成,进而改善瘤胃代谢。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 本文主要缩写的中英文对照
• 引言
• 第一篇 文献综述
• 第一章 亚麻籽成份及其作用
• 1 亚麻
• 2 亚麻籽
• 3 亚麻籽主要成份及其相应功能
• 参考文献
• 第二章 植物雌激素
• 1 植物雌激素的分类
• 2 异黄酮类植物雌激素的分类、性质、分布及生物学作用
• 3 木脂素类植物雌激素的分类、性质与分布
• 参考文献
• 第三章 亚麻籽木脂素的代谢与吸收
• 1 动、植物木脂素的提取与检测方法
• 2 亚麻籽木脂素的吸收与代谢
• 3 亚麻籽木脂素在动物体内的分布
• 参考文献
• 第四章 亚麻籽木脂素和两种主要动物木脂素的生物学作用
• 1 木脂素类植物雌激素的保健作用
• 2 生理学作用
• 3 木脂素类化合物的遗传学毒性和毒副作用
• 参考文献
• 第二篇 试验研究
• 第一章 脱脂亚麻籽饼粉对动物生长及相关内分泌的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第二章 单胃动物体内亚麻籽木脂素的消化代谢与吸收
• 1 材料和方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第三章 亚麻籽木脂素提取物对大鼠生长及相关内分泌的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第四章 亚麻籽木脂素对雄性大鼠肌肉生长的影响及其机制探讨
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第五章 亚麻籽木脂素在瘤胃中的代谢及其对瘤胃微生物代谢及菌系的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 总体讨论
• 1 亚麻籽木脂素对单胃动物生长的影响
• 2 亚麻籽木脂素在反刍动物体内的转化与吸收及其对瘤胃代谢的影响
• 参考文献
• 全文结论
• 论文创新点
• 附录
• 附图1 SDG提取物对瘤胃液中乙酸含量的影响
• 附图2 SDG提取物对瘤胃液中丙酸含量的影响
• 附图3 SDG提取物对瘤胃液中丁酸含量的影响
• 附图4 RP-HPLC图谱（1）
• 附图5 RP-HPLC图谱（2）
• 附图6 RP-HPLC图谱（3）
• 附图7 RP-HPLC图谱（4）
• 致谢
• 博士期间文章发表情况