大豆黄酮在畜牧生产中的应用

石 军  刘德文  陈安国

(浙江大学动物科学学院,浙江杭州  310029)

摘  要  大豆黄酮是异黄酮类植物雌激素的一种,具有较弱的雌激素样活性,还具有强心、降血脂和对抗性激素依赖性肿瘤生长及抗癌等作用。大豆黄酮在畜禽饲料中的应用,能够较显著地促进动物生长、降低饲料成本、提高动物繁殖力和增强机体免疫力等,而且其广泛存在于豆类作物和牧草中,因此开发其作为新型饲料添加剂将具有较大的潜力和广阔的发展前景。

关键词  大豆黄酮;生理功能;应用

中国分类号:S816.42  文献标识码:B    文章编号:1004-0084(2002)06-45-03

大豆黄酮是异黄酮类植物雌激素(Isoflavonicphytoestrogen)的一种,具有较弱的雌激素样活性,还具有强心、降血脂和对抗性激素依赖性肿瘤生长及抗癌等作用。在动物日粮中添加适量的大豆黄酮能够促进动物生长,提高动物整体和乳腺免疫功能,同时还可提高动物的泌乳性能和产蛋性能。因此,大豆黄酮将成为动物新型的饲料添加剂。

1  大豆黄酮的理化特性与代谢

    大豆黄在常温下呈白色粉末状,无味、无毒,不溶于水,在醇和酮类溶剂中有一定的溶液度,极易溶于二甲基亚砜(DMSO)中。大豆黄酮在体内的吸收和代谢速率与动物的种类有关,一般情况下单胃动物慢于复胃动物。大豆黄酮在动物体内大部分被原生成雌马酚,雌马酚在体内相当稳定,不再发生降解,由尿、粪和奶排出体外。

2  大豆黄酮的生理功能

2.1  对免疫系统的影响

2.1.1  对非特异性免疫功能的影响

    大豆黄酮影响巨噬细胞的吞噬功能。在正常情况下每天给小鼠灌服20mg/kg的大豆黄酮,1周后发现小鼠的胸腺湿重显著提高,而脾脏重量无显著变化,小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞(CRBC)功能亦极显著提高,这表明大豆黄酮促进了小鼠非特异性免疫系统的功能。而用20或40mg/kg大豆黄酮处理小鼠时,其腹腔巨噬细胞吞噬率比对照组提高60%~70%。所以,适量的大豆黄酮能够提高机体的非特异性免疫功能。

2.1.2  对特异性细胞免疫功能的影响

可通过对外周血淋巴细胞酸性α-醋酸萘酯酶(ANAE)测定和淋巴细胞转化实验来评价大豆黄酮对小鼠细胞免疫功能的影响。试验发现,适量的大豆黄酮能促进植物血凝素(PHA)诱导3H-TdR参与的外周血淋巴细胞转化,与对照组相比,大豆黄酮组每分钟脉冲数(CPM)提高约200%(P<0.01),并且淋巴细胞ANAE阳性率也显著提高。Wang等(1997)在体外培养脾淋巴细胞的实验中发现,大豆黄酮能显著提高刀豆素A(ConA)或脂多糖(LPS)诱导的脾淋巴细胞增殖反应,与对照组相比,ConA诱导组提高22%~49%,LPS诱导组提高11%~27%;通过酶联免疫测定发现,大豆黄酮还能促进ConA诱导T淋巴细胞产生IL-2和IL一3,其中IL-2在淋巴细胞的增殖过程中起轴心作用,可激发和维护淋巴细胞的生长,最终导致淋巴细胞的分化和增殖,维护免疫自身稳定,而IL-3能刺激各类血细胞的增殖。

    近年来,关于大豆黄酮对癌症的预防作用的报道日益增多。体外培养结肠癌肿瘤细胞发现,大豆黄酮可抑制肿瘤细胞的生长和增殖,并破坏膜结构,降低膜流动性。

2.1.3  对特异性体液免疫功能的影响

    大豆黄酮能显著提高空斑形成细胞(PFC)的溶解能力约30%,表明它对体液免疫过程中致敏B淋巴细胞的产生和抗体的形成均有促进作用。而妊娠后期母猪摄入大豆黄酮5.0mg/kg饲料时,其血和初乳中猪瘟抗体水平分别提高41%(P<0.01)和44%(P<0.O1),绵羊红细胞(SRBC)抗体水平分别提高34%(P<0.01)和274%(P<0.001),生长激素(GH)和催乳素(PRL)含量也呈显著提高,而血清生长抑素(SS)含量则降低28.68%(P<0.01),同时还显著提高了其新生仔猪血清中母源抗体的水平。

2.2  对内分泌系统的影响

2.2.1  对生殖性能的影响

    王根林等(1999)给正常间情期青年母猪(ID猪)和去卵巢青年母猪(OVE猪)静脉注射大豆黄酮。前者每kg体重注射20μg大豆黄酮,后者每kg体重注射20μg大豆黄酮。两者均以仅注射溶剂者为对照。大豆黄酮处理后第2小时和第3小时ID猪血清促性腺激素释放激素(GnRH)峰值显著高于处理前和对照,但GnRH平均水平无显著差异,血清黄体生成素(LH)和抑制素浓度则在大豆黄酮处理后均显著降低(P<0.01=;OVE猪血清LH浓度在注射大豆黄酮后第1小时与注射前水平和对照比较显著降低(P<0.05=,但处理后第2小时和第3小时与处理前比较无显著差异。这些结果表明,大豆黄酮对ID猪和OVE猪生殖激素分泌具有雌激素样效应,且可能呈剂量依赖性关系,而大豆黄酮对抑制素分泌的抑制作用说明其对卵巢功能存在直接或间接的影响。王根林等(2000)在研究皮下埋植大豆黄酮对猪下丘脑阿片肽受体水平的影响试验中发现,大豆黄酮理植组的下丘脑阿片肽受体最大结合量明显低于对照组,而阿片肽受体解离常数显著高于对照组,说明大豆黄酮可下调下丘脑阿片肽受体,并可改变阿片肽与受体的结合力。试验结果表明,大豆黄酮可以改变下丘脑阿片肽受体水平。下丘脑是GnRH的重要分泌部位,阿片肽通过与该部位的特异受体结合.可影响GnRH的分泌水平或释放特征,调节GTH分泌和释放。内源性阿片肽的分泌水平以及与受体结合力的改变,可以不同程度抑制下丘脑分泌GnRH的神经元的活性,控制LH分泌,这也是体内雌激素调节下丘脑一垂体分泌功能的主要途径。大豆黄酮处理动物后下丘脑阿片肽受体水平及解离常数改变,可能亦影响阿片肽与下丘脑GnRH神经元上特异性受体的结合,从而调节这些神经元的分泌,这可能是大豆黄酮处理动物后垂体促性腺激素(GTH)分泌改变的原因之一。

由于哺乳动物下丘脑和垂体是性腹类固醇受体的主要存在部位,具有雌激素活性的大豆黄酮可能在下丘脑和垂体两个水平上调节,或通过改变GnRH水平而影响垂体GnRH受体基因表达及受体合成,或通过直接与垂体性腺类固醇受体结合,影响GnRH受体基因表达或合成。垂体GnRH受体的上调或下调具有深远的生理意义,它们可能改变GnRH脉冲分泌,影响GTH基因表达,从而调节卵泡刺激素(FSH)和LH分泌及两者的比例,并影响整个生殖机能。

    王根林等(2000)给不同性别的仔猪(7日龄,雌雄各8头)肌肉多次注射大豆黄酮,以研究其对垂体GnRH受体的调节作用。结果表明,仔猪垂体GnRH受体水平上升。处理后母仔猪垂体GnRH受体最大结合量显著高于对照组,公仔猪受体特异性结合量显著增加。大豆黄酮处理对公、母仔猪GnRH受体特异性结合区解离常数无影响。

2.2.2  对产蛋性能的影响

    产蛋是禽类在神经内分泌系统调控下的复杂生理过程,体内激素和营养因素对产蛋性能有明显的影响。试验表明,大豆黄酮能促进甲状腺分泌及营养物质的代谢与利用,从而影响产蛋性能。周玉传等(1999)发现,大豆黄酮对产蛋前期绍兴蛋鸭的产蛋性能有抑制作用,会使其产蛋率和平均蛋量显著下降,但用放射免疫法对血清中T3、T4浓度分析表明,T3和T4水平有所提高。

2.2.3  对泌乳性能的影响

    张荣庆等(1994,1995)试验发现,大豆黄酮能够促进处女大鼠和妊娠期大鼠的乳腺发育,提高仔鼠的初生窝重和日增重。刘根桃等(1999)报道,妊娠后期母猪饲喂大豆黄酮能提高母猪的泌乳量和乳中的GH、IGF-I和促甲状腺素(TS)水平。已证实胰岛素样生长因子-I(IGF-I)在乳腺发育及泌乳中起重要作用,它作用于乳腺组织后能使乳腺血流量增加,并刺激乳腺上皮细胞分化成分泌细胞,从而使乳汁分泌增加。

2.2.4  对生长性能的影响

    适量的大豆黄酮能够促进动物的生长,但对雌性的效果优于雄性。王国杰等(1995)对大鼠皮下注射大豆黄酮(30mg/kg体重)16天,发现雄性大鼠日增重提高了14%,料重比下降了12%,后腿肌重和后腿肌总RNA含量明显增加,血清尿素氮水平显著降低,表明体内肌肉蛋白质聚积增加,肌细胞增大。陈杰等(1999)还发现,大豆黄酮能改善瘤胃微生物的消化代谢。经十二指肠瘦管对雄性水平灌注500mg/d的大豆黄酮,连续12天,发现瘤胃细菌蛋白、挥发性脂肪酸和氨态氮含量显著增加。高峰等(2000)在21日龄推公鸡日粮中添加5mg/kg大豆黄酮,显著提高了日增重和饲料转化率,且使其胸腺和法氏囊的相对重量增加,T淋巴细胞对植物血凝素的反应性也增强。大豆黄酮促生长作用的机制可能是:与下丘脑、垂体等雌二醇受体不同程度的结合,影响动物神经内分泌系统的性轴和生长轴,促进睾酮、GH和IGF-I的生成和释放。睾酮能够促进雄性动物的蛋白质合成,GH也具有直接促进肌肉蛋白合成的功能.并可提高IGF-I的水平,最终促使动物生长加速。

3  大豆黄酮的应用展望
    我国已人工合成大豆黄酮,作为抗心血管疾病的药物应用于临床。研究发现,在畜禽饲料中添加适量的大豆黄酮,能够在促进动物生长、降低饲料成本、提高动物繁殖力和增强机体免疫力等方面发挥显著的生理作用,而且大豆黄酮广泛存在于豆类作物和牧草中,因此在开发其作为新型饲料添加剂方面具有较大的潜力和广阔的发展前景。

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