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精氨酸:鱼类营养,健康中的必需元素

亚历杭德罗·布恩特洛博士 Delbert M.Gatlin III,博士

精氨酸是硬骨鱼肾脏功能调节的关键元素

精氨酸
作者的研究提供的数据表明,补充精氨酸可能为提高channel鱼的抗病性提供有效的手段。

氨基酸精氨酸的代谢产物强烈影响组织修复,细胞复制和胶原蛋白合成-所有与动物生长和生存有关的过程。膳食补充此类关键营养素可显着增强包括鱼类在内的各种动物的免疫反应和疾病抵抗力。当疾病确实在水产养殖系统中占据一席之地时,精氨酸补充剂是传统病原体治疗的一种有吸引力的替代方法,因为传统病原体治疗可能是昂贵的且有多种效果。 

免疫刺激

补充的精氨酸可能比维生素C和E或β-葡聚糖等其他营养素更有效地作为免疫刺激剂,因为其代谢产物之一-一氧化氮-不仅可以氧化细菌细胞膜,而且可以使线粒体呼吸链的酶失活。使细菌细胞饿死。精氨酸的有益作用还可以被认为是白细胞计数的增加,因为精氨酸是生物合成多胺的重要底物,而多胺是细胞增殖必不可少的。 

补充精氨酸可刺激巨噬细胞分泌由多胺介导的细胞因子,因为精氨酸已被证明是多胺的前体。另外,许多研究表明血细胞形成和功能的差异也可以归因于饮食蛋白质的操作。精氨酸促进T细胞的有丝分裂,增强巨噬细胞的吞噬功能,并且对于动物细胞的体外生长和培养是必不可少的。

生长促进剂,渗透调节剂

除了补充精氨酸可以改善免疫能力外,这种氨基酸在促进生长方面也很重要,因为它在调节激素产生中起着核心作用。生长激素和甲状腺激素对营养敏感,合成代谢激素对支持鱼类的快速生长很重要。 

两种激素均对氨基酸摄入敏感,精氨酸可作为促生长激素生物合成的促分泌素。两者还表现出与鱼类生长速率直接相关的循环水平。此外,在鱼类中,精氨酸似乎比葡萄糖具有更强的促胰岛素生成能力,因此靶向生长,氨基酸转运和中间代谢。因此,诸如精氨酸之类的营养物质可能部分通过促生长或甲状腺轴的激活来促进生长。

作为神经肽精氨酸-血管生成素必不可少的前体,精氨酸是调节硬骨鱼肾脏功能的关键元素。它通过抗利尿作用在节水中发挥作用,并且在对环境盐度变化的生理反应中起协调作用。因此,精氨酸参与了硬骨鱼渗透环境变化的神经介导适应。

鱼的精氨酸研究

鲶鱼
该channel鱼鱼种头部的病变是由以下原因引起的肠道败血症的标志 爱德华氏菌 膳食精氨酸可以减少这种病原体的影响。摘自Hawke等人,1998年,SRAC出版物第477号。照片由Al Camus提供。

Texas A的作者研究团队&M大学开创了鱼类中精氨酸代谢研究的先河,这一领域目前正由世界上其他完善的实验室进行研究。大学实验室的实验首先表明,在精氨酸存在的情况下,养殖的cat鱼巨噬细胞以高速率合成了一氧化氮,以响应细菌的脂多糖。 

幼年cat鱼的实验证明了一种补偿机制的存在,如果饲料中存在谷氨酸,则该机制可为精氨酸含量有限的喂食fed鱼提供内部衍生的精氨酸。与这些观察结果一致,后来的研究表明,肠中瓜氨酸的内源性产生在从幼年cat鱼的谷氨酰胺/谷氨酸从头合成精氨酸中起着重要作用。相比之下,在少年红鼓中,这种相同的机制显然非常有限或缺乏(尾鞘鲷)。  

通过病原体挑战对精氨酸对海cat鱼免疫系统的影响进行了全面评估,其中日粮中添加精氨酸增强了海cat鱼在暴露于(爱德华氏菌) (图。1)。 

cell鱼吞噬细胞摄取异物的能力也随着细胞培养基中精氨酸补充的增加而增加。血细胞比容水平以及红细胞和异嗜性细胞的数量受到显着影响(P<0.05)的精氨酸水平在实验饮食中。有趣的是,当仅在生理水平和商业标准范围内提供适量的精氨酸饮食时,就可以达到这些效果,而该水平是生长需求的四倍。

这些研究提供了有价值的数据,表明膳食精氨酸的补充可能构成增加鱼的免疫能力和疾病抗性的有效手段,从而最大限度地减少了流行病期间对药物培养系统的需要。重要的是,这些过程并非全部发生在每个细胞内,而是根据细胞类型,年龄和发育阶段,饮食以及健康状况和疾病而差异表达。 

鲶鱼
图1:饲喂不同水平的鱼种的channel鱼死亡率 L-精氨酸 持续两个星期,然后暴露于强毒 大肠杆菌.

局限性

人们可以从精氨酸的人类,禽类,猪和鼠类研究中获得很多知识。但是,研究人员需要仔细考虑该氨基酸在不同族群和物种之间表现出的显着生理差异。 

混杂因素增加的事实是,即使在物种内部,精氨酸在不同发育阶段的代谢也存在差异。因此,尽管比较种间使用和代谢精氨酸的能力的研究很有趣,但对结果的解释应限于特定物种和特定生理阶段的背景下。 

未来研究

分析方法正在加强,以量化精氨酸衍生的生物活性化合物和代谢产物。德州A使用的一种新颖方法&M是将鱼类营养技术与细胞和组织培养程序相结合,以在健康和疾病的不同发育阶段对鱼类中的精氨酸和谷氨酰胺代谢进行准确评估。这种方法结合了高效液相色谱程序,灵敏的放射化学方法和DNA测序,该DNA编码控制从头精氨酸合成的控制肠肾轴的酶。

(编辑’注意:本文最初发表于2008年3月/ 4月的 全球水产养殖倡导者


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