重組瘦蛋白對豬蛋白質(zhì)代謝的影響

艾薇 高士爭

在動物生產(chǎn)領(lǐng)域，肥胖雖然并非人們關(guān)心的主要問題，但減少動物胴體脂肪沉積、改善胴體品質(zhì)、增加瘦肉量的沉積、提高生產(chǎn)性能和繁殖性能卻是畜牧業(yè)生產(chǎn)需要解決的主要問題。因而，通過調(diào)控采食、整體的能量分配和代謝來控制體重，防治肥胖癥，使動物獲得最佳的生長速度、最優(yōu)的生產(chǎn)性能具有重要的意義。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，瘦蛋白（leptin）便是實現(xiàn)這一目的的最重要的調(diào)控因子。瘦蛋白具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，涉及下丘腦、肝臟、胰腺、腎上腺及性腺等部位，影響到神經(jīng)系統(tǒng)、血液與免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等多個方面，對機體的脂肪沉積、能量平衡、生殖功能、免疫反應(yīng)等過程產(chǎn)生影響，在人類肥胖癥和畜牧業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有十分重要的意義。關(guān)于瘦蛋白對蛋白質(zhì)代謝的影響，迄今為止，還沒有相關(guān)的研究報道。本研究旨在通過動物試驗證明重組瘦蛋白對豬蛋白質(zhì)代謝的調(diào)控效果，建立一種新的生物調(diào)控技術(shù)，并為其在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

重組瘦蛋白，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)實驗室制備提供，濃度為3.8 mg/ml。

1.2 動物分組及處理

選擇健康、胎次相近、體重為19～22 kg的DLY（杜長大）三元雜交豬24頭，由云南省玉溪豬場提供，隨機分為4組，每組6頭。1、2、3組為試驗組，注射重組瘦蛋白，4組為對照組，注射磷酸鹽緩沖溶液（PBS）。試驗組和對照組都采用腹腔注射的方式：第1、2、3組分別于21 kg體重時各組每頭豬分別注射0.1、0.5和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白；第4組于21 kg體重時注射PBS，每頭豬1 ml。從注射后每周在固定時間和試驗結(jié)束前空腹前腔靜脈采血10 ml，血液凝固后，2 500 r/min離心5 min，收集血清，并于-20℃冷凍保存?zhèn)溆茫郎y定豬血清蛋白質(zhì)代謝指標(biāo)。

1.3 試驗日糧

根據(jù)NRC（1998）飼養(yǎng)標(biāo)準，按試驗豬的生長階段和營養(yǎng)需要，配制不同階段的日糧。

1.4 血清生理生化指標(biāo)的測定

將低溫保存的血液樣品在室溫下解凍，用日立-7170A型生化自動測定儀測定：血清總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GPs）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS和EXCEL數(shù)據(jù)處理軟件進行系統(tǒng)分組分析，并進行LSD和Duncan's法多重比較和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 重組瘦蛋白對豬血清總蛋白（TP）含量的影響（見圖1）

圖1 重組瘦蛋白對豬血清總蛋白含量的影響

從圖1可知，注射重組瘦蛋白后1周內(nèi)各試驗組血清總蛋白含量開始升高，注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期內(nèi)血清總蛋白含量與對照組相比無顯著差異（P＞0.05）；注射0.5和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白與對照組相比血清總蛋白在1～3周內(nèi)差異顯著，第1周時提高12.69%和11.16%（P＜0.05）；第2周時提高16.87%和11.25%（P＜0.05）；第3周時提高17.45%和14.62%（P＜0.05）；第4周以后與對照組無明顯差異（P＞0.05）。注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清TP含量組間無明顯差異（P＞0.05），在1～3周內(nèi)比0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白血清TP含量分別提高7%～17%和6%～14%（P＜0.05），3周以后組間差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 重組瘦蛋白對豬血清白蛋白（ALB）含量的影響（見圖2）

圖2 重組瘦蛋白對豬血清白蛋白含量的影響

由圖2可見，注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期內(nèi)血清白蛋白含量與對照組相比無顯著差異（P＞0.05）；注射0.5和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白與對照組相比血清白蛋白含量在第3周時提高7.48%和9.42%（P＜0.05），其余各周雖高于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清白蛋白含量組間無明顯差異（P＞0.05），在第3周時比0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白血清白蛋白含量分別提高5.38%和6.52%（P＜0.05）。

2.3 重組瘦蛋白對豬血清球蛋白（GPs）含量的影響

腹腔注射0.1、0.5和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白后豬血清球蛋白含量的變化見圖3。

圖3 注射重組瘦蛋白后豬血清球蛋白含量的變化

從圖3可以看出，注射重組瘦蛋白后各試驗組血清球蛋白含量均有不同程度的升高，注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期內(nèi)血清球蛋白與對照組相比無顯著差異（P＞0.05）；注射0.5和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白比對照組血清球蛋白含量第1 d提高6.74%和8.51%（P＞0.05），第1周時提高17.33%和23.00%（P＜0.05），第2周時提高19.34%和22.99%（P＜0.05），第3周時提高9.45%和12.00%（P＜0.05），第4周以后與對照組相比無明顯差異（P＞0.05）。注射0.5mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清球蛋白含量組間無明顯差異（P＞0.05），在1～3周內(nèi)比0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白血清球蛋白含量分別提高6%～15%和8%～19%（P＜0.05），3周以后組間差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 重組瘦蛋白對豬血清堿性磷酸酶（ALP）活性的影響（見圖4）

圖4 重組瘦蛋白對豬血清堿性磷酸酶活性的影響

從圖4可知，注射不同劑量的重組瘦蛋白引起豬血清堿性磷酸酶活性不同程度的變化，注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期血清堿性磷酸酶活性有所提高，但與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）；注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白從注射后一直到試驗結(jié)束血清堿性磷酸酶活性都低于對照組，降低的幅度為1%～6%（P＞0.05）。注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白與對照組相比，第1 d血清堿性磷酸酶活性提高13.11%（P＜0.05），第1周時提高16.86%（P＜0.05），第2周時提高22.32%（P＜0.05），第3周時提高10.81%（P＜0.05），第4周以后與對照組相比無明顯差異（P＞0.05）。注射0.1 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清堿性磷酸酶活性組間無明顯差異（P＞0.05），注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白比0.1和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白在0～3周內(nèi)血清堿性磷酸酶活性分別提高10%～19%和14%～29%（P＜0.05），3周以后組間差異不顯著（P＞0.05）。

從圖4可以看出，腹腔注射不同劑量的重組瘦蛋白對豬血清堿性磷酸酶活性有不同程度的影響，其中注射0.1和0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白可使血清堿性磷酸酶活性提高，注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白從注射后到第3周提高豬血清堿性磷酸酶活性較對照組顯著，而注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白雖降低了豬血清堿性磷酸酶活性，但與對照組相比無顯著差異。

2.5 重組瘦蛋白對豬血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）活性的影響（見圖5）

圖5 重組瘦蛋白對豬血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性的影響

從圖5可知，注射重組瘦蛋白后1周內(nèi)各試驗組血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性高于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）；注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期內(nèi)血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）；注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白比對照組血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性第1周時提高17.19%和20.31%（P＜0.05），第2周時提高23.21%和28.57%（P＜0.05），第3周時提高15.52%和18.97%（P＜0.05），第5周時提高13.21%和15.09%（P＜0.05），第6周時提高13.73%和17.65%（P＜0.05），第7周時提高20.00%和23.08%（P＜0.05），第4、8周和試驗結(jié)束時提高了3%～10%（P＞0.05）。注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性組間無明顯差異（P＞0.05），在1～3周和5～7周內(nèi)比0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白血清天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性分別提高11%～19%和12%～25%（P＜0.05）。2.6重組瘦蛋白對豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）活性的影響（見圖6）

從圖6可知，注射不同劑量的重組瘦蛋白使豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性有不同程度的變化：注射0.1 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性與對照組相比無顯著差異（P＞0.05）；注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白從注射后一直到試驗結(jié)束血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性都低于對照組，降低的幅度為1%～7%（P＞0.05）。注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白與對照組相比，第1 d血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性提高23.28%（P＜0.05），第1周時提高28.19%（P＜0.05），第2周時提高15.11%（P＜0.05），第3周時提高11.88%（P＜0.05），第4周以后與對照組相比無明顯差異（P＞0.05）。注射0.1 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性組間無明顯差異（P＞0.05），注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白比0.1 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白在0～3周內(nèi)血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性分別提高10%～24%和18%～31%（P＜0.05），3周以后組間差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 重組瘦蛋白對豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性的影響

從圖6可以看出，腹腔注射不同劑量的重組瘦蛋白對豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性有不同程度的影響，其中注射0.1 mg/kg和0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白可使血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性提高，注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白從注射后到第3周提高豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性較對照組顯著，而注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白雖降低了豬血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性，但與對照組要比無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

血清總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GPs）含量反映了機體蛋白質(zhì)的吸收和代謝情況。關(guān)于瘦蛋白對蛋白質(zhì)代謝的影響，迄今為止，還沒有相關(guān)的研究報道。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，注射重組瘦蛋白可提高豬血清中TP、ALB和GPs含量，其中注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清TP和GPs含量在1～3周與對照組相比明顯提高（P＜0.05），血清ALB含量只在注射后第3周達到差異顯著程度。除第3周外，在整個試驗期血清ALB含量不受影響，所以血清TP的增加主要是由血清GPs的提高所引起的，而GPs含量的提高說明注射重組瘦蛋白使機體內(nèi)免疫球蛋白的合成加強。血清中TP、ALB、GPs水平的提高與瘦蛋白加強了糖原和脂肪的分解、促進蛋白質(zhì)沉積有關(guān)，表明注射重組瘦蛋白后，豬體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝加強，氨基酸利用率提高，表現(xiàn)為生長速度的加快。結(jié)合同類研究結(jié)果，重組瘦蛋白能使豬內(nèi)分泌激素GH、IGF-1、T3和T4的作用增強，意味著機體通過神經(jīng)-內(nèi)分泌途徑使TP、ALB、GPs增加，以增強能量動員和蛋白沉積功能。

堿性磷酸酶（ALP）是消化代謝的關(guān)鍵酶，參與脂肪代謝，其活性高低可反映生長速度和生產(chǎn)性能，提高血液中ALP活性有利于提高日增重。天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）參與機體內(nèi)轉(zhuǎn)氨基作用，它們活性高低反映了蛋白質(zhì)合成和分解代謝的狀況。蛋白質(zhì)代謝實際上就是氨基酸的代謝，蛋白質(zhì)的合成與分解都要有轉(zhuǎn)氨酶的參與。隨著血液中蛋白質(zhì)濃度不同程度的升高，血液中天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性也有不同程度的增加，保證了蛋白質(zhì)的正常代謝。本研究結(jié)果表明，注射重組瘦蛋白后血清中的ALP、AST和ALT活性有不同程度的變化，其中注射0.5 mg/kg和1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白血清AST活性在0～3周和5～7周顯著提高；對于血清ALP和ALT活性，注射0.1 mg/kg和0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白使其升高，尤其是注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白在0～3周明顯提高（P＜0.05），反而注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白在整個試驗期卻一直低于對照組，但差異不顯著。血清ALP、AST和ALT活性的變化，說明了注射重組瘦蛋白后體內(nèi)氨基酸代謝旺盛。而注射1.0 mg/kg體重重組瘦蛋白使血清ALP和ALT活性降低，說明瘦蛋白對參與體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的酶活性影響較大，可能是高劑量的瘦蛋白在體內(nèi)產(chǎn)生抗性的原因。據(jù)報道，瘦蛋白缺乏很可能只占肥胖的少數(shù)，而多數(shù)肥胖者呈現(xiàn)血漿瘦蛋白水平較高的現(xiàn)象，這表明在多數(shù)情況下，肥胖是一種瘦蛋白抵抗?fàn)顟B(tài)。注射高劑量的重組瘦蛋白使體內(nèi)循環(huán)瘦蛋白濃度升高，而出現(xiàn)瘦蛋白抵抗現(xiàn)象，并表現(xiàn)出一定的抗性，使血清ALP和ALT活性降低。總的來說，血清ALP、AST和ALT活性提高加強了蛋白質(zhì)的合成代謝。另外，血液中的ALP、AST及ALT的活性與杜長大豬的胴體瘦肉率呈顯著正相關(guān)，AST、ALT的活性與眼肌面積呈正相關(guān)，ALP、ALT的活性與活體背膘厚呈負相關(guān)。結(jié)合本研究結(jié)果，注射重組瘦蛋白可改善胴體組成、調(diào)控脂肪代謝和內(nèi)分泌代謝，這與蛋白質(zhì)代謝作用的加強相一致，且注射0.5 mg/kg體重重組瘦蛋白的作用效果最好。