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1、胆碱对肝脏脂肪沉积的调控作用,主要缩写符号,主要内容,1 前言,集约化养殖,生产周期缩短、生产效率提高,营养性代谢疾病,缺乏充分的科技支撑,损伤肝脏和诱导肝脏病变,肝脏脂肪沉积,胆碱,营养性脂肪肝,2 概述,2.1 胆碱的概述,胆碱的结构与功能,胆碱的结构式,神经传导（Kuksis Zeisel, 1992；Zeisel等，2003）,构成和维持细胞结构（ Kuksis Zeisel, 1992； van Meer ，2008）,作为活性甲基的来源（Workel等，2002；Pinotti等，2002）,防止脂肪肝（Kuksis Zeisel, 1992；闻治国,2011）,分子中的甲基占37
2、.14%,胆碱在动物体内的分布,（Li等，2007）,肝脏胆碱代谢活动旺盛,胆碱对肝脏代谢活动是必需的,胆碱来源,来源于饲料,Workel（2002）,结合形式卵磷脂90%以上,游离形式胆碱不到10%,（Zeisel等，2003）,常见饲料原料的胆碱含量（mg/kg）,体内合成,蛋氨酸、叶酸等,丝氨酸、甘氨酸等,甲基,乙醇胺,胆碱,研究表明，胆碱主要在肝脏中合成，因为其它组织中没有发现使磷脂酯乙醇胺甲基化的微粒系统。( Milton 等, 1984),Henning 等(1983)发现产蛋鸡蛋中胆碱仅有7%来自饲料,有 93%来自鸡体或肠道。,Dawson等（1981）研究了绵羊真胃食糜中磷脂
3、酰胆碱的来源，发现其中约有69%的磷脂酰胆碱是来源于血液的内源性分泌，仅少量来源于日粮。,2.2 肝脏脂肪沉积的概述,肝脏脂肪,从头合成：糖和氨基酸转变生成的脂肪酸,食物中来的外源性脂肪酸,脂肪组织动员来的脂肪酸,-氧化,VLDL转运,肝脏中的脂肪合成、-氧化和载脂蛋白转运等代谢平衡的改变是造成脂肪在肝脏中大量沉积的主要原因 .(Hermieretal，1991；Fournier，1997；Mourot，2000；李翔，2004；刘祥友，2005),脂肪的合成,乙酰CoA,葡萄糖,丙酮酸,丙酮酸,NADPH,FA,FA,AA,乙酰CoA,胞液,线粒体基质,苹果酸,柠檬酸,柠檬酸,（Thomas
4、 等，1987）,肉毒碱,CoASH,OR-C-OH,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,脂肪酸的氧化,脂酰CoA合成酶,肉碱脂酰转移酶,肉碱脂酰转移酶,（Victor等，2009）,肝脏脂肪的转运,极低密度脂蛋白(VLDL)主要由肝细胞合成，是内源性甘油三酯由肝运往全身的主要形式。,（Higgins等，1988;陈伟等,2012）,3 胆碱调控脂肪沉积在生产上的应用,Piepenbrink，2003,4.73% 12.66%,1.68% 9.4%,3.1 胆碱对乳成分的影响,Pinotti等（2003）,3.7% 20%,11.29%,饲喂PRC的奶牛乳脂产量显著性提高6.99%，乳蛋白率和乳蛋白
5、产量分别提高2.95%和15.93%。 （Elek，2008）,推测：胆碱促进肝脏脂肪酸和酮体转运到血液，为乳腺组织合成乳脂肪提供原料，预防肝脏脂肪代谢障碍。,Sharma等，1989,可能原因是奶牛瘤胃对胆碱具有很高的降解率，因此，过瘤胃胆碱对奶牛泌乳性能效果更好。,不同的结果,Davidson 等，2008,变异很小,因此，对于不同胎次的泌乳奶牛，胆碱对乳脂肪、乳蛋白产量的效果是不同的，对经产奶牛的效果更好，这可能与奶牛的体况有一定关系,胆碱能提高乳脂肪、乳蛋白的含量，因此在奶牛日粮中添加胆碱可以改善奶牛的乳成分。 但是，胆碱的添加效果受到奶牛产奶能力、胎次、体况，添加胆碱形式等因素的影响
6、。,小 结,Cooke等，2007,24头产前45-60d奶牛进行限制饲喂，补充0或15gRPC/d，发现试验10d后试验组TAG显著降低,p=0.02,3.2 防止脂肪肝,脂肪肝，是指由于各种原因引起的肝细胞内脂肪堆积过多的病变。,Zom等（2011）,给奶牛饲喂60PRC/d，1、4周肝脏TAG显著性降低,以上研究研究表明， 补充RPC使得肝脏甘油三酯含量减少，避免了过多脂肪酸在肝脏内的蓄积。,过瘤胃氯化胆碱20g/d,（Pinotti等，2003）,奶牛泌乳初期，采食量的下降使乳腺的营养需要得不到满足，导致脂肪组织的动员，其结果使血浆非酯化脂肪酸的浓度急剧增加。高浓度NEFA促进肝细胞内
7、脂肪形成和酮体生成，损坏肝脏脂肪酸代谢功能。（Cadorniga-Valino等，1997）,血浆非酯化脂肪酸极显著性降低，p=0.004,Cooke等，2007,那么该试验结果表明：在此实验条件下，胆碱主是通过减少肝脏脂肪沉积来影响肝脏脂肪代谢。,（Pinotti等，2003）,BHBA是脂肪酸在肝脏氧化的产物，进入肝外组织继续氧化功能，血浆中BHBA升高，说明胆碱促进了肝脏胆碱氧化，减少了脂肪沉积。,小 结,胆碱可减少肝脏TAG含量，预防肝脏脂肪累积，预防脂肪肝。,胆碱可促进肝脏脂肪酸氧化，从而减少脂肪沉积。,4 胆碱对肝脏脂肪沉积的调控,（Yao等，1990）,日粮胆碱缺乏时，肝脏和血液
8、PC均显著性降低（p0.05）。,PC减少的同时肝脏TG升高了6倍，而血液TG降低了近3倍。,胆碱缺乏，导致PC合成减少、肝脏脂肪转运进入血液受阻,4.1 胆碱对载脂蛋白的影响,（Kulinski等，2004）,p0.008,p0.02,血液,肝脏,可能原因是：apoB100、apoB48在肝脏中合成后受到其他限制性因素，没有到血液中。转运,p0.002,p0.01,（Kulinski等，2004）,P0.008,P0.024,P0.042,P0.015,因此，阻碍apoB100、apoB48转运入血的限制性因素可能是，由于PC的缺乏。,PC作为VLDL的重要组成部分，肝脏PC含量的减少会降低
9、VLDL的分泌量。（Fast等，1995；Vermeulen等，1997）,那么胆碱对VLDL的合成与分泌是通过什么途径来产生影响的呢？,胆碱可通过Kennedy途径合成PC，该途径受CT活性的调节。（Kennedy等，1956,；Johnson等，1992； Lykidis 等，2001）,对大鼠和小鼠的研究表明PC是VLDL分泌需要的唯一PL。（Vance等，2008）,CK是催化胆碱磷酸化为磷酸胆碱的酶，是胆碱合成PC途径中的第一个酶。（vance等，1990；Wu等，2010）,（Wu等，2008）,CK由两种独立基因编码具有三种形式，Chk编码了CK1和CK2，Chk编码了CK，Ch
10、k在肝脏有较高表达量。（Aoyama等，2002；Aoyama等，2004；Wu等，2010）,小鼠Chk敲出后，CK mRNA表达量极显著降低（p0.001）,CK活力极显著性降低（ p0.001 ）,p0.001,因此，CK参与胆碱合成PC的途径，可以使胆碱磷酸化为磷酸胆碱，此外有研究指出该途径的下一个酶CT对PC合成起着限制性作用。（Vance，1990； Wu等，2010 ）,（Jacobs等，2004）,85%,95%,两个基因Pcyt1a和Pcyt1b编码了小鼠CT，肝脏中Pcyt1a编码了CT，Pcyt1b编码了CT2，肝脏中起主要作用的是CT。（Karim等，2003）,（Ja
11、cobs等，2004）,27.27%,肝脏,7.62%,因此，胆碱可以在Pcyt1a编码的CT的催化下合成PC。,（Jacobs等，2004）,差异不显著,因此，PC缺乏使VLDL分泌减少，可能是因为减少了apoB100的分泌量。,小 结,胆碱通过CK、CT的催化合成卵磷脂，参与VLDL的合成，转运甘油三酯入血，减少肝脏甘油三酯的沉积。,胆碱,甜菜碱,胆碱脱氢酶,甜菜醛脱氢酶,甲基,肉碱,S-腺苷甲硫氨酸,高半胱氨酸,蛋氨酸,甲硫氨酸腺苷转移酶,甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶,（Steiber等，2004； Finkelstein等，1982 ； Saarinen，2001；Siljander，2
12、005 ）,肉碱是长链脂酰CoA通过线粒体内膜进行 -氧化的跨膜转运载体，是调节脂肪酸氧化速率的关键因子。,4.2 胆碱对脂肪酸氧化的影响,1000mg/kg甜菜碱,（汪以真等，2000）,甜菜碱可能通过提高甲基代谢关键酶BHMT活性，为机体重要的甲基化产物如肉碱有效提供甲基，加强了肉碱的合成, 。,（Serviddio等，2011）,给小鼠饲喂缺乏蛋氨酸-胆碱的日粮28d时，测定发现肝脏甘油三酯含量由50.5升高到了253.7 nmol/mg prot （p0.0001）,给小鼠饲喂缺乏蛋氨酸-胆碱的日粮会导致CPT1活性降低，甘油三酯在肝脏内沉积。,（Bruce等，2009）,给Wista
13、r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标记的软脂酸对肝脏细胞进行体外培养,缺乏胆碱会导致肝脏脂肪酸氧化率降低。,小 结,胆碱通过甜菜碱提供的甲基，促进肉碱的合成，从而促进脂肪酸的-氧化，减少脂肪的沉积。,（汪以真等，2000）,4.3 胆碱对脂肪酸合成的影响,1000mg/kg甜菜碱,G-6-PD，MDH和ICD是合成NADPH的重要酶类，NADPH是脂肪酸从头合成的供氢体，因此胆碱减少了脂肪酸的从头合成。,甜菜碱也可以提高脂肪酶的活性，提高脂肪分解，抑制脂肪沉积,（Xu等，2003）,40.72% 8.6% 11.0
14、2%,鸡日粮中额外添加胆碱降低了肝脏胞液中苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶脂肪生成酶等一系列NADPH生成酶的活性，减少了脂肪酸的合成及碳链延长所需的供氢体NADPH，抑制了脂肪酸的合成。（Mildner等，1991）,L-肉碱能显著性降低肉鸡血清中甘油三酯和游离脂肪酸的含量，提高肉碱脂酰转移酶的活性，对脂肪酸氧化酶类（-羟酰基辅酶A脱氢酶、脂肪酰辅酶A脱氢酶、烯酰辅酶A水合酶）的活性有提高趋势，但是没达到显著水平。（Lien等，2001）,小 结,胆碱可以通过甜菜碱、肉碱降低G-6-PD，MDH和ICD等脂肪生成酶的活力，从而降低肝脏脂肪酸的从头合成。,5 结语与展望,结语,胆碱通过合成P
15、C路径，参与载脂蛋白的合成，促进肝脏中脂肪酸转运入血，减少肝脏脂肪沉积。胆碱可以通过甜菜碱提供的甲基，提高肉碱的合成，促进脂肪酸氧化，减少肝脏脂肪沉积。胆碱可以降低G-6-DP、MDH、ICD等脂肪酸合成相关酶的活性，减少脂肪酸的合成。胆碱在生产上具有防止脂肪肝，提高奶牛泌乳性能等作用。,展望,胆碱降低G-6-DP、MDH、ICD等脂肪酸合成相关酶的活性的机制，还不明确需进一步研究。胆碱应用于生产上时，对奶成分影响的机制尚不明确，奶牛的适宜添加量也还没有明确的标准，需要进一步明确以利于胆碱的应用。,部分参考文献,Zom R L G, van Baal J, Goselink R M A, et
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