半胱胺的促生長機理及其應用

陳耀飛

生長激素(GH)在動物體新陳代謝過程中具有調節營養分配、促進蛋白合成、減少脂肪沉積、提高動物生長速度和飼料報酬等功能。但是，其合成和分泌必受下丘腦分泌的生長激素釋放激素(GRF)(在禽類為促甲狀腺激素，TSH)和生長抑素(Somatoslain，SS)的雙重調控。GRF和TSH能促進GH的合成，而SS能抑制GH的分泌。Spencer在1996年報道，機體內的SS的濃度與生長速度間存在顯著的負相關，因此，如何通過降低體內SS的水平來提高GH的濃度成為了研究的熱點。Szabo等(1981)發現了半胱胺可以耗竭體內的SS以來，大量研究證實了半胱胺是一種具有降低機體SS水平，促進機體消化代謝，促進動物生長的較為理想的物質，可作為一種促生長劑應用于畜禽生產。
　　1 半胱胺(CS)的促生長作用機理
　　1.1 半胱胺(CS)的理化性質
　　半胱胺(Cysteamine，CS)又稱β－巰基乙胺，相當于半胱氨酸的脫羧產物。是輔酶A的組成部分，因其含有活性的巰基和氨基而具有多種生物功能，是動物體內的生物活性物質(Millad，1988)。CS的分子式為HSCH2CH2NH2，分子量為77.15，為白色晶體，熔點是70.2～70.7℃。
　　1.2 半胱胺(CS)的促生長作用機理
　　CS的促生長作用主要是通過耗竭動物體內的SS實現的。SS是由動物體內神經系統和胃腸道產生的肽類激素，廣泛分布于動物各組織內，其存在形式在下丘腦主要是14肽(SS－14)，在中樞及末梢神經、心臟、甲狀腺、消化道及胰腺中主要是28肽(SS－28)及13肽(SS－13)。SS在體內主要通過抑制作用控制GH、類胰島素生長因子(IGF)、胃泌素、胰島素等激素的分泌及活性。還可抑制多巴胺、β－羥化酶、腎上腺皮質、11β－羥化酶、胃黏膜組織胺和組氨酸脫羧酶的活性。通過血管活性肽(VIP)介導，使腸管環行肌舒張，使消化吸收功能減弱。SS的這些抑制作用在一定程度上表現為機體的代謝機能下降，對營養物質及離子的吸收能力減弱，從而抑制動物生長。大多數學者認為，CS耗竭SS的機制是由于CS直接與體內SS分子作用，當體內的SS耗竭時，SS對多種參與機體合成代謝和消化功能相關激素的抑制作用及SS對腸管的舒張作用解除，使GH、IGF、膽囊收縮素(CCK)、胃泌素、甲狀腺素、胰島素等激素以及胰酶、胃蛋白酶等消化酶大量分泌，腸管運動加強，使機體的消化吸收和合成代謝增強，從而促進機體生長。
　　CS的促生長作用另一途徑是通過抑制多巴胺β－羥化酶的活性，多巴胺β－羥化酶可催化多巴胺轉化為去甲腎上腺素，CS對此酶活性的抑制必然導致多巴胺的蓄積，而多巴胺在下丘腦強烈的促進GH的合成和分泌，因此，CS也可能通過這一途徑影響動物的GH合成和分泌，進而促進畜禽生長。
　　2 半胱胺在畜牧生產中的應用
　　2.1 在家禽生產中的應用
　　王艷玲等(1997)在紅布羅雞日糧中依次按劑量0(對照組)、100、150、200mg/kgBW，每周添加1次CS，結果表明，以添加100mg/kgBWCS組的凈增重最高，比對照組提高6.2％(P<0.05)，而其他劑量的日增重無明顯變化，與對照組相比，添加100mg/kgBWCS組的采食量無明顯變化，但添加150和200mg/kgBWCS的采食量有下降趨勢。因此，飼料轉化率添加CS100、150和200mg/kgBW組與對照組相比分別提高5.7％、3.3％、6.3％。
　　韓劍眾等(2000)研究了CS對黃羽肉雞增重及有關激素的影響，他們將480羽28日齡的黃羽肉雞隨機分成兩組，每組4個重復，每個重復60羽，試驗組喂以CS100mg/kgBW，每周1次，至57日齡結束，結果試驗組比對照組增重提高14.7％，血液SS下降65.3％，甲狀腺素T3，T4則分別提高12.5％和9.7％，GH提高4.0％(見表1)。

　　楊彩梅等(2000)研究了CS對AA肉用仔雞生長性能的影響，選出剛出殼的AA肉雞540只，隨機分為5組，每組設3個重復，每個重復36羽肉雞，第1組(對照組)飼喂基礎日糧，第2、3、4、5組分別在基礎日糧中添加60、90、120、150mg/kgCS，試驗結果表明，0～21日齡時添加90mg/kgCS組的平均日增重(ADG)比對照組提高5.03％(P<0.05)，22～42日齡時添加90mg/kgCS組的ADG比對照組提高7.82％(P<0.05)，全期添加150mg/kgCS組的ADG比對照組提高5.93％(P<0.05)。添加150mg/kgCS組的ADG明顯低于其他組，添加150mg/kgCS組的料重比和成活率均明顯低于其他各組，其他各組之間料重比和成活率均無顯著差異。
　　2.2 CS在肉豬生產中的應用
　　丁宏標等(1994)以劑量為70mg/kgBW的CS，對45kg左右的生長豬每天飼喂一次，試驗期30天，結果表明，試驗期給喂CS者比對照組增重提高12.7％(P<0.05)，料肉比降低10.54％。同樣給25～28kg的生長豬日糧中添加CS，日增重也提高5.13％(P<0.05)，料肉比下降6.67％，這和韓劍眾等(1998)用CS80mg/kgBW飼喂28日齡斷奶乳豬至45日齡，每周飼喂一次，試驗組比對照組增重提高21.6％的報道一致。  
　　劉杰(1998)選用裝有長久性隔離小胃和頸靜脈導管的5頭雄性香豬，研究CS對香豬胃液分泌、血液胃泌素和生長抑素水平的影響，他們將CS由大胃導管灌注后，一周內小胃胃液分泌量比對照組大幅度增加，胃泌素水平明顯升高441.2％(P<0.01)，血液生長抑素水平降低68.54％(P<0.01)。
　　2.3 CS在反芻動物生產中的應用
　　范自營(2000)研究了CS對綿羊日增重和料重比
的影響，發現在4個添加劑量組中，以100mg/kgBW組的增重量最佳，CS使綿羊在30天增重提高25％，精料／增重下降20.2％。王月影等(1999)發現，給空懷和妊娠山羊飼喂CS后，乳腺組織DNA含量明顯提高，RNA/DNA值顯著下降，組織學觀察表明，CS可明顯促進奶山羊乳腺發育和導管生長，提示CS不僅能促進妊娠大鼠乳腺發育也能促進反芻動物乳腺發育，CS對乳腺發育的影響主要是促進乳腺細胞的增殖，而GH水平升高可能是CS促進奶山羊乳腺發育的主要作用機制之一。
　　3 CS促生長作用的優勢
　　近年來人們曾利用激素免疫中和技術(包括SS基因工程疫苗)來降低體內SS水平，或外源性注射GH、生長激素釋放因子(GHRF)來促進動物生長，雖已取得了較大的突破，但由于此類技術所需費用高，試驗步驟繁瑣，在實際生產中難以推廣。而CS是一種簡單的化合物，可以通過化學合成，也可由動物毛發中提取，其化學合成途徑有兩種，一種是可由乙醇胺與溴化氫加成反應得β－溴化乙胺，再與二硫化碳環合水解而得。另一種是可由環乙胺與硫化氫加成反應制得，這種化學合成途徑所需費用較低，在實際生產中可廣泛的應用。
　　由于組成SS的氨基酸序列無種屬特異性，故CS的增加不存在種屬特異性，可拌在飼料中添加，適宜生產應用。但如果通過注射GH來促進動物生長時，GH有明顯的種屬特異性，注射GH在程序上繁瑣。
　　CS可以拌在飼料中，投喂方便，而GH為蛋白類激素，GHRF為肽類激素，在消化道內會被分解破壞，達不到應用效果。如以注射給藥來促進生長，其操作麻煩，難以在生產中推廣應用。
　　4 CS在使用中的問題
　　以上諸多研究表明，CS作為飼料添加劑在畜禽生產中均不同程度的提高了畜禽增重，降低了料重比，提高了經濟效益，但CS在實際操作中仍存在著一些尚待解決的問題，有待于我們進一步的研究。
　　4.1 CS的使用劑量、使用時間和效應的關系問題
　　王艷玲等(1997)、范自營等(2000)研究都表明了CS對SS的作用具有劑量和時間依賴性，隨著使用時間的延長，其效應逐漸減弱。一般使用CS1周后，機體SS水平恢復正常。不同種類動物CS的使用劑量和使用時間不同。丁宏標等試驗研究發現，70～80mg/kgBW是CS用做豬生長促進劑的有效劑量，肉雞等肉禽飼料中CS的添加劑量為100mg/kgBW，反芻動物為100mg/kgBW。通常每5～7天使用1次，連續在2～3周內使用效果明顯。因此，應認真研究CS的使用劑量和使用時間，確定飼喂的最佳添加方案。
　　4.2 CS使用劑量與毒副作用的問題
　　楊彩梅等(2002)研究發現，高劑量的CS對心臟和消化道黏膜有一定的損傷，而低劑量的CS對消化道卻有保護作用。皮下注射300mg/kgBWCS可誘發大鼠十二指腸潰瘍，皮下注射90mg/kgBWCS則不會誘發潰瘍。皮下注射150mg/kgBWCS對消化道黏膜損傷有保護作用。但連續注射4天則加重潰瘍。美國密西根大學研究表明，高濃度的CS能比正常情況下的CS增加患心臟病和內出血的幾率。還有研究表明，給予CS后，隨著體內SS免疫活性的下降，可出現體溫下降，催乳素耗竭，多巴胺β－羥化酶和腎上腺皮質、11β－羥化酶被抑制，胃排空延緩，小腸過度運行、十二指腸酸度及胃蛋白酶水平升高、胃黏膜組織胺和組胺酸脫羧酶活性抑制等現象。因此，在使用CS時，要嚴格控制劑量和時間，最大限度減少CS的毒副作用。
　　4.3 CS使用的持續性問題
　　前面已經提到，CS的促生長機理主要是特異性的與SS進行化學結合，但機體的內分泌系統相當復雜，各個激素之間相互影響，特別是由于激素的負反饋機制的存在。楊彩梅等(2002)研究表明，以飼料添加劑形式在飼料中連續添加不同劑量的CS對不同生長階段的AA肉雞有不同的促生長作用。日糧中添加60mg/kgBW和90mg/kgBWCS可促進肉雞的生長，但在飼料中持續添加的安全性還需作進一步的研究。
　　5 結語
　　CS無種屬特異性，適用范圍廣，可以拌在飼料中使用，適于生產應用，且應用方便，成本低廉。作為SS的抑制劑，可有效的降低SS，是促進動物生長的一種較好的通過神經內分泌途徑調節動物生長的生理調節劑。在生產實踐中發現，CS還存在一些具體的需要解決的問題，所以CS能否更為廣泛的被生產實踐所應用，需要我們開展進一步的研究，對CS所存在的問題給予解決，為CS作為一種飼料添加劑在畜禽生產中的應用提供廣闊的前景。