半胱胺(Cysteamine,CS)又称β-巯基乙胺,它是半胱氨酸脱羧的产物,辅酶A的组成部分,是动物体内的生理活性物质。对大鼠、猪、鸡、牛、羊等动物的大量研究表明,半胱胺主要作用机制是耗竭生长抑素,促进生长激素的分泌。而生长抑素本身无种属差异性,所以半胱胺在多种动物上的应用具有不同程度的促进生产效应作用。能促进生长、提高饲料报酬、改善胴体品质。但在水产动物上的应用研究报道不多。半胱胺对鱼类生长有无影响?有怎样的影响?其代谢机制是什么?收集了一些半胱胺在相关水生动物的研究内容,来探讨半胱胺在水生动物生理代谢中的作用和影响程度,为下一步研究半胱胺对水生动物生长、胴体品质的影响和在饲料中的适宜添加提供理论依据。
1.提高GH水平,促进鱼类机体蛋白质的合成,产生正氮平衡,促进鱼类的快速生长,提高饲料转化效率
鱼类的生长激素释放抑制因子(SRIF)的结构和哺乳动物类似,SRIF也是鱼类生长激素(GH)分泌的主要抑制性调节剂,半胱胺盐酸盐(CSH)可抑制SRIF的作用。
鱼类GH受体除分布在肝组织外,在脑、性腺、鳃、肠和肾都有分布。
在性腺的GH受体与GH促进精子和卵子的发育及类固醇激素产生的生理效应有关;鳃、肠道和肾GH受体可能与鱼类GH参与渗透压调节功能相联系;GH与肠道受体的结合,还可能影响肠道吸收机能,促进肠道内氨基酸的转运,从而提高食物的转化率;肝脏是鱼类GH的主要受体靶器官,其受体浓度最高,其他组织中GH受体浓度仅为其3%～6%,但各组织中受体与GH结合的平衡解离常数相近。
同样,与哺乳动物的作用机制相似,鱼类GH的促生长作用是通过IGF-1中介的,研究发现,水生动物特有的渗透压调节也是通过IGF-1来介导的。
目前,国际上大量研究在试图通过提高水生动物体内GH水平来提高生产力的,而这些方法基本上以不同的手段把外源性的GH注入鱼类体内以达到促生长的目标。
这些方法明显有以下缺点:
例如高剂量的外源性GH作为外来激素可能造成鱼类行为及形态异常等副作用;高纯度的外源性GH成本偏高;储存和投放困难等问题。
目前世界性消费者对外源性激素的负面影响,如美国的MONSANTO公司研发的牛生长激素POSILAC产品系列,虽然成效甚佳,但仍不能获世界上多数国家和消费者的普遍认同,其主要原因即是把外源性的激素投放于动物体内,令消费者产生极为不安的感觉。
生长激素释放抑制因子(SRIF)是鱼类生长激素(GH)分泌的主要抑制性调节剂,半胱胺盐酸盐可抑制SRIF的作用。冉雪琴等研究发现,较低剂量的CS就能使斜带石斑鱼的GH释放量增加。较高剂量的CSH引起的GH增加趋势减缓,这种现象可能与较高剂量的CSH不仅抑制下丘脑SRIF的释放,同时影响GHRH的释放,使得GH的分泌量增幅下降有关;无论是较高剂量还是较低剂量的CSH都不能使GHmRNA的水平增加,表明CSH只能引起GH的释放量增加;不影响GH的合成GnRH与CSH共同作用引起的GH释放量明显高于CSH单独作用的效应,其主要原因是由于GnRH促进GHmRNA的表达所致。
石和荣等在饲料中投喂CS添加剂,试验组黄鳍鲷鱼种的相对生长率、垂体GH含量、肝脏IGF-1mRNA水平均显著高于对照组。以上结果提示:CS能促进黄鳍鲷生长激素的合成和IGF-Ⅰ基因的表达,从而促进鱼的生长。
2.促进GOT、GPT、AKP活性,提高酮体水平,实现营养再分配
研究发现:
1)半胱胺能促进草鱼脂肪的分解代谢,其释放的能量可供蛋白质合成利用而促生长。
2)半胱胺促进氨基酸合成代谢,使蛋白质的沉积增加而实现促生长。
3)半胱胺还可能促进骨骼生长。
三方面的作用结果,可实现营养的再分配,将脂肪组织的能量转化为蛋白质的沉积和骨骼的生长.
草鱼在注射半胱胺1.125mg/kg体质量浓度后1～3h内,肝和胰脏中的酮体生成量随时间的延长而逐渐递增,3h最高,与对照组相比酮体生成量增加了357%,差异极显著。酮体是脂肪酸代谢过程中的产物,它包括丙酮、乙酰乙酸、β-羟丁酸。酮体生成量的大小反映了脂肪氧化代谢的强度。向草鱼腹腔注射一定剂量半胱胺的试验结果表明,半胱胺能显著增强草鱼的酮体生成量,可见它能促进鱼体内脂肪酸的分解代谢,减少体脂的沉积。
草鱼在注射1.125mg/kg体质量浓度后1～5h内,各种组织的AKP活性都逐渐增强,5h时达最强,与对照组相比肝及胰脏增加了110%,肌肉增加了58.5%。碱性磷酸酶在机体代谢中起着非常重要的作用,它能催化水解磷酸单脂、磷酸核苷以及6-磷酸糖等类似化合物。碱性磷酸酶活性在一定程度上可以反映动物的生长速度,它与动物的生长呈正相关。试验结果表明,半胱胺能显著增强碱性磷酸酶的活性,从而推测具有一定的促生长作用。碱性磷酸酶可能促进Ca、P吸收,Ca的沉积可促进骨骼生长。
草鱼在注射1.125mg/kg体质量浓度后1～5h内,肝和胰脏和肌肉中的GPT、GOT活性随时间的增加逐渐增强,5h达峰值。肝和胰脏与对照组相比GPT增加了86%,GOT增加了58.8%,肌肉中GPT、GOT分别比对照组增加了33.3%,34.8%,差异显著。转氨酶是动物体内重要的一类酶,其中以GPT和GOT在机体内分布最广,活力最强。GPT能使氨基在丙氨酸和谷氨酸之间转移,在非必需氨基酸的合成和蛋白质的分解代谢中起重要的中介作用,GPT活性升高表明氨基酸代谢旺盛,蛋白质分解下降,而合成代谢加强,有利于氮在体内的蓄积。试验结果表明,半胱胺能够促进氨基酸代谢加强,促进蛋白质的合成,从而有利于鱼体蛋白的沉积和草鱼的生长。
3.半胱胺饲料添加剂在不同动物上的应用效果
强化爱渔灵显著提高草鱼增重,比对照组改善37.7%,饵料系数相比对照组减少14.49%,而对鱼体型的改善在于能明显增加MLI系数(重量/长度)。
罗非鱼饵料中使用半胱胺饲料添加剂能使日增重改善23.94%,饵料系数明显降低22.72%。
2004年,在广东的3个养殖场分别做了3个阶段(试验1的鳗鱼体质量1.9～2.3g,试验2的鳗鱼体质量13～17g,试验3的鳗鱼体质量70～80g)的鳗鱼生产性能试验,在不同的阶段对鳗鱼都有明显的改善生产力的作用。而且在试验2,15g左右使用2月综合改善效果最佳。绝对体质量增重比对照组增加64.5%,相对体质量增长率比对照组增加62.3%,而饲料系数比对照组降低8.8%左右。
从有限的研究资料来看,半胱胺也是主要通过抑制生长抑素来发挥作用,能提高动物体内GH的水平,并通过生理代谢调控手段,提高体内一些相关酶的活性,实现动物营养的分配与利用的改善作用。
虽然在水生经济动物上的研究性内容不多,但是半胱胺作为绿色、安全、有效的新型饲料添加剂,从已有的试验研究表明,半胱胺用于水生动物确实能较好的改善其生产性能从而提高经济效益。
