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文檔簡(jiǎn)介
1、鐵是動(dòng)物維持生命和生長(zhǎng)必不可少的微量元素之一,在畜牧生產(chǎn)中,飼料中添加外源鐵,尤其是無機(jī)鐵在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用由來已久。然而由于無機(jī)鐵吸收利用率低,在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常造成微量元素資源浪費(fèi)及環(huán)境污染,同時(shí)無機(jī)鐵在吸收過程中容易造成機(jī)體氧化應(yīng)激損傷,影響動(dòng)物生產(chǎn)性能。氨基酸螯合鐵屬于第三代微量元素添加劑,其鐵離子以配位鍵的形式與氨基酸結(jié)合,形成具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物,因而生物利用率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、利于環(huán)保。甘氨酸亞鐵是以甘氨酸為配體的氨基酸螯合鐵
2、,由于甘氨酸為分子量最小的氨基酸,因此理論上甘氨酸亞鐵在體內(nèi)更容易被吸收利用。而動(dòng)物性產(chǎn)品來源的血紅素鐵,因其能夠以卟啉鐵的形式直接被機(jī)體吸收,不受植酸等抑制性因素的影響,在醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用來治療缺鐵性貧血。目前,關(guān)于甘氨酸亞鐵在生產(chǎn)中的應(yīng)用已有很多研究,但血紅素鐵在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究則相對(duì)較少,且缺乏不同鐵源的對(duì)比試驗(yàn);此外,已有研究表明,硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵對(duì)腸道相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)的影響有所不同,提示這兩種鐵源在吸收上可能存在差異,然而
3、其具體的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制仍然不是十分明確。因此,本研究以斷奶仔豬和SD大鼠為動(dòng)物模型,探討硫酸亞鐵、甘氨酸亞鐵和血紅素鐵對(duì)機(jī)體鐵狀態(tài)的影響及其在腸道中的吸收特點(diǎn),重點(diǎn)研究甘氨酸亞鐵吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制,進(jìn)一步充實(shí)和完善有機(jī)鐵的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)理論,旨在初步闡明以甘氨酸亞鐵為代表的有機(jī)鐵源在體內(nèi)的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
1.不同鐵源對(duì)仔豬機(jī)體鐵代謝及相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的影響
選取32頭健康的“杜×長(zhǎng)×大”三元雜交仔豬,按照試驗(yàn)要
4、求隨機(jī)分成4組,對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧(礦物質(zhì)預(yù)混料中不添加鐵元素),試驗(yàn)組在對(duì)照組的基礎(chǔ)上分別添加硫酸亞鐵、甘氨酸亞鐵和血紅素鐵(以鐵計(jì)100mg Fe/kg),飼養(yǎng)期28天,研究不同鐵源對(duì)仔豬生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)、肉色及肌紅蛋白含量、組織微量元素沉積的影響,衡量不同處理組之間仔豬機(jī)體鐵狀態(tài)。結(jié)果表明,飼料中添加三種不同鐵源均可以顯著提高飼養(yǎng)后期(14~28d)的平均日增重(P<0.05),但對(duì)飼養(yǎng)前期(1~14d)和飼養(yǎng)全期(1~28
5、d)的平均日增重沒有顯著性影響。血紅素鐵可以顯著提高肌肉中肌紅蛋白水平(P<0.05),因此顯著改善了背最長(zhǎng)肌的紅度值(P<0.05)。飼料中添加鐵源對(duì)血清鐵含量都有一定的提高,第28天時(shí),甘氨酸亞鐵和血紅素鐵顯著提高了斷奶仔豬的血清鐵含量(P<0.05),其轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度也有上升的趨勢(shì)。對(duì)照組相比,甘氨酸亞鐵和血紅素鐵都能顯著增加肝臟中鐵沉積(P<0.05)。這說明作為有機(jī)鐵的兩種鐵源相對(duì)于硫酸亞鐵,吸收利用率較高,能夠更多更快地被轉(zhuǎn)
6、運(yùn)到身體各處,有效改善仔豬機(jī)體的鐵狀態(tài)。此外,三種鐵源都能夠顯著改善十二指腸和空腸的絨毛高度(P<0.05),表明鐵元素在腸道的形態(tài)發(fā)育中起著十分重要的作用;然而各處理組之間仔豬血清和肝臟中鐵調(diào)素水平都沒有顯著性差異,說明整體上仔豬體內(nèi)的鐵穩(wěn)態(tài)水平?jīng)]有受到飼料中鐵源添加的影響。
通過成功建立的IPEC-J2細(xì)胞模型,研究不同濃度的硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵處理12h或24h對(duì)細(xì)胞增殖的影響,同時(shí),利用特定濃度的硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵處
7、理細(xì)胞后,研究鐵代謝相關(guān)基因的表達(dá)情況。結(jié)果表明,兩種鐵源在低濃度情況下對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)沒有明顯影響,而當(dāng)鐵濃度較高時(shí),均產(chǎn)生了明顯的細(xì)胞毒性,且硫酸亞鐵比甘氨酸亞鐵對(duì)細(xì)胞的影響更大。相關(guān)的基因表達(dá)結(jié)果提示,在相同的濃度情況下,硫酸亞鐵比甘氨酸亞鐵擁有更多的游離鐵離子,兩種鐵源可能均是通過無機(jī)鐵離子的形式被細(xì)胞吸收。
2.不同鐵源在大鼠體內(nèi)的吸收特點(diǎn)及其吸收機(jī)制研究
將32只SD大鼠隨機(jī)分為4組,分別灌胃新鮮配制的生理鹽水
8、、硫酸亞鐵、甘氨酸亞鐵和血紅素鐵溶液(以鐵計(jì),80mg Fe/L),每次1.5mL,試驗(yàn)為期一周,研究不同鐵源對(duì)大鼠血液學(xué)指標(biāo)、腸道鐵蛋白沉積的改變,分析不同鐵源對(duì)機(jī)體鐵狀態(tài)的影響;同時(shí),另將16只SD大鼠屠宰,取十二指腸中段樣品,固定于尤斯灌流系統(tǒng)的組織玻片上,進(jìn)行灌流試驗(yàn),記錄電阻值R和短路電流Isc的變化。結(jié)果表明,灌胃三種不同鐵源均能提高大鼠血清鐵水平、增加腸道鐵蛋白沉積,改善機(jī)體的鐵狀態(tài),但以甘氨酸亞鐵的效果最優(yōu)(P<0.05
9、)。尤斯灌流試驗(yàn)的結(jié)果提示,鐵離子對(duì)于維持腸道屏障完整性具有一定的作用,硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵在腸道中可能具有相似的吸收途徑。
將24只SD大鼠隨機(jī)分為兩組,每天灌胃新鮮配制的硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵溶液(以鐵計(jì)80mg Fe/L),每次1mL,試驗(yàn)為期兩周,研究不同鐵源在大鼠腸道中的吸收情況及其對(duì)機(jī)體鐵狀態(tài)的影響。試驗(yàn)結(jié)束后,取十二指腸樣本,提取總RNA,經(jīng)質(zhì)檢合格后用Illumina Hiseq2500測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組文庫的測(cè)
10、序。結(jié)果表明,甘氨酸亞鐵能夠提高大鼠血清鐵含量、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度、增加肝臟鐵蛋白沉積(P<0.05),證實(shí)其確實(shí)能夠比硫酸亞鐵更好更快地被機(jī)體吸收;然而高通量測(cè)序結(jié)果表明,灌胃不同鐵源并沒有對(duì)腸道中吸收轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白產(chǎn)生差異影響,篩選出的差異表達(dá)基因可能更多地與甘氨酸配體或是細(xì)胞中鐵含量有關(guān)。我們的研究初步表明,硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵都是通過無機(jī)鐵離子的形式被腸道吸收,兩者生物學(xué)利用率的差異可能主要是由于腸道中鐵離子的吸收效率不同引起的。
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