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胆碱对脂肪代谢调控及其机制的研究进展

胆碱对脂肪代谢调控及其机制的研究进展

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近年来,随着我国经济文化水平不断提高,人们 的目光开始转向饮食安全、营养价值及健康问题,为 了满足人们日益增长的物质需求,对动物产品风味 色泽、货架储存等肉品质相关问题研究已成为目前 关注的热点,而肌肉组织中脂肪代谢是影响其品质 的关键因素。胆碱作为一种水溶性维生素,可有效 调控动物机体脂肪代谢,对动物产品品质有积极促 进作用。

胆碱是动物生长发育必须的营养物质,在动物 肝脏、肉、蛋、鱼、大豆及小麦种子中含量丰富。美国 国家科学院已证实胆碱是膳食中不可替代的成分, 参与很多器官组织的代谢反应,在体内主要以卵磷 脂、溶血卵磷脂、磷酸胆碱、神经胆碱等形式存在,对 维持细胞膜完整性及甲基代谢途径等方面起到重要 作用⑴。动物体内缺乏胆碱会导致很多器官发生病 理性变化,造成肝组织细胞坏死、肝硬化、增加癌症 风险,在肾脏组织中易形成大面积皮质坏死和肾衰 竭,另外会造成大脑组织形态变化及记忆退化等功 能障碍ST。Pacelli等⑷研究表明,日粮中添加胆碱 可以修复大鼠大脑中损伤的线粒体功能,提高运动 协调能力和学习记忆能力;在反刍动物中有研究指 出,过瘤胃胆碱通过提高脂肪酸的运输以及减少极 低密度脂蛋白(very low - density lipoprotein, VLDL) 的合成抑制乳牛干乳期肝脏内脂肪的合成⑸。重点阐述了胆碱对肝脏和肌肉组织中脂肪代谢的影响, 说明其对肉品质及与胰岛素抵抗的关系,分析探讨 胆碱调控作用的可能作用机理。

 胆碱对脂肪代谢的影响 

1.1胆碱对机体脂肪代谢及其机制的研究

  大量动物试验表明脂肪肝是体内缺乏胆碱最显 著的病理表现。Wu等⑹对大鼠研究发现,缺乏胆碱 导致大鼠体增重和脂肪含量下降,显著增加脂肪组 织中脂肪酸分解限速酶——激素敏感脂肪酶(hor- mone - sensitive lipase, HSL)的 mRNA 表达量,同时 降低肝脏中脂肪酸氧化程度,提高葡萄糖氧化能力, 使胰高血糖素受体因子表达量下降。张文旭等⑺对 鹅脂肪代谢关键酶的研究发现,肝脏中脂肪酸合成 酶(fatty acid synthetase , FAS) mRNA 表达量显著增 加,三酰甘油(triglyeride, TG)及总胆固醇的含量显 著降低,而当饲喂缺乏胆碱日粮时,鹅肝脏合成TG 的能力超过了脂蛋白的合成与运输,从而导致多余 的TG在肝脏中累积,加剧了脂肪肝的发生,同样,与 王斯佳等⑻对肉鸡、Cooke等⑼对乳牛上的研究结果 一致,可见胆碱可促进脂肪组织分解活动加强,缺乏 胆碱易导致脂肪肝的形成,严重影响动物健康程度。 但Kenney等口国研究发现大鼠饲喂胆碱日粮并不会 造成动物体重变化,对腹脂率无显著影响,然而对缓 解大鼠脂肪肝有积极作用。这可能与胆碱添加量的 多少有关,因此胆碱对体增重及腹脂率的作用有待 对胆碱影响机体脂肪代谢的机制研究主要通过 建立磷脂酰乙醇胺N -甲基转移酶(phosphatidyle- thanolamine N - methyltransferase, PEMT )实现的,胆 碱在体内合成的唯一途径是通过肝脏内PEMT通路 发挥作用的'⑴。Zhu等mi研究证明缺乏编码Pem 基因的大鼠肝脏中胆碱含量显著下降,且在添加胆 碱后得到明显改善,因此Pemt'/-模型的建立对研 究由于胆碱缺乏而导致并发症发生具有重要意义。 Song等3】试验中发现Pemt-/-的小鼠肝脏脂肪异 常累积易导致脂肪肝的发生,即说明胆碱对肝脏脂 肪代谢的重要性。另外Wu等M试验提出在 PernC/-小鼠脂肪肝中卵磷脂水平明显下降,且饲喂 胆碱日粮后卵磷脂表现正常。卵磷脂(Phosphatidylcholine, PC) 是动物细胞膜的主要成分,而脂肪酸则 是合成细胞膜磷脂的主要基底物质,在肝脏内,胆碱 负责合成大约70%的PC,PEMT途径合成近30%的 PC,可见Pemt'/-的小鼠中合成PC的减少,使过多 的脂肪酸用于合成TG从而导致脂肪累积,而补充胆 碱后使脂肪酸合成PC和TG的过程得到重新分配, 改善了肝脏内脂肪的异常累积,同Raubenheimer 等3〕研究一致,缺乏胆碱使肝脏中PC合成限速酶 mRNA表达量,及参与游离脂肪酸酯化酶的表达量 显著增加,但是并没有影响脂肪从头合成途径和脂 肪酸氧化。Wu等〔峋试验还发现一小鼠肝脏 中VLDL的分泌明显减少,并且补充高脂高胆碱日粮 后,血浆中葡萄糖及胰髙血糖素含量显著升高,VLDL 作为脂类载体,对TG以脂蛋白形式的转运岀肝有重 要作用,因此肝脏中VLDL分泌的减少,是导致TG 在肝脏蓄积引起脂质代谢紊乱,从而形成脂肪肝的 主要原因。综上,胆碱调控肝脏脂肪代谢主要是通 过促进脂肪酸的合理分配,提高VLDL的分泌从而增 加TG转运,对降低脂肪沉积有积极作用。

 

 

1.2胆碱对胰岛素抵抗及其机制的研究

致大鼠脂肪肝发生的,同时使胰岛素敏感性显著增 强,与Rinella等皿】研究一致。而在补充一定量胆碱 后引起肝脏内IR的发生,胆碱与IR的关系可能由于 日粮中添加胆碱在降低肝脏脂肪分解的同时产生大 量的游离脂肪酸,从而影响胰岛素的分泌⑵】。同 Watkins等”]的研究一致,在Pemt'/'大鼠模型中, 在饲喂高脂日粮加重脂肪肝的情况下,只有添加过 量胆碱才能降低肝脏中脂肪异常累积,与此同时高 胆碱日粮使肝脏内TG大量分解进入线粒体进行 。-氧化,因此线粒体在单位时间里FFA流入过多造 成氧化应激,加剧肝脏IR的发生。可见胆碱促进肝 脏三酰甘油的分解使得游离脂肪酸的增加时导致IR 的主要原因。另外,在Wu等的研究中对胆碱与 肝脏IR进行了深入探讨,提出高胆碱易导致IR的发 生与高胰高血糖素水平有关,试验结果显示胰高血 糖素受体通过降低固醇原件结合蛋白-lc( sterol regulatory element - binding protein - 1c, SREBP - lc) 的mRNA表达量来抑制脂肪合成,而SREBP-lc的 下调使乙酰辅酶A梭化酶(acetyl - CoA carboxylase, ACC)和丙二酰辅酶A( malonyl - CoA)的表达量显著 降低,从而导致脂肪酸合成TG途径减弱,而过多的 脂肪酸进入线粒体导致线粒体内氧化应激的发生。 有报道称c - Jun氨基末端激酶(c - Jun N - terminal kinase, JNK)可被氧化应激等因子所激活㈤,JNK途 径与胰岛素活动存在密切关系,Li等[板认为由氧化 因子激活的JNK调控多种胰岛素抵抗因子受体,抑 制JNK活性会明显改善肝脏IR现象,从而在分子角 度阐明了胆碱影响IR的机制(如图1) 

 

 

 

 

结语

脂肪代谢活动的增强易导致细胞氧化应激的发 生,而胆碱作为动物生长发育必须的营养成分,在动 植物产品中含量丰富,对抑制机体脂肪异常沉积有 重要作用,因此如何在日常膳食补充胆碱,或者通过 更安全廉价的方式提取胆碱作为饲料添加剂的主要 及残留从而对动物体造成其他影响,则可以作为进 一步研究的重点。另外过高的膳食胆碱易导致胰岛 素抵抗的发生,因此研究日粮中不同剂量胆碱水平 在动物体内的营养调控,深入分析其对脂肪代谢机 制,发挥积极作用避免负面效应,从而确定合适的胆 碱添加量,对其在动物生产应用中有重要实际意义。

 

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