動物在快速生長期、應(yīng)激期和免疫妥協(xié)期時(shí)對核苷酸的需要量增加。而剛斷奶的仔豬都要經(jīng)歷這三個(gè)時(shí)期；因此，我們預(yù)計(jì)對于剛剛斷奶的仔豬而言，它們對核苷酸的需要量較高。

    人類營養(yǎng)學(xué)的研究表明經(jīng)腸胃外補(bǔ)充核苷酸和在嬰兒奶粉配方中添加核苷酸會提高嬰兒的腸道健康水平，促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育。相比較而言，對幼年動物核苷酸的需要量以及其在促進(jìn)免疫系統(tǒng)和腸道發(fā)育方面的研究非常少。

    這篇文章旨在綜述現(xiàn)有的核苷酸在幼畜飼養(yǎng)中的功能和作用的一些研究成果。

    1、核苷酸生物化學(xué)
    核苷酸是普遍存在的分子，結(jié)構(gòu)多樣。戊糖與至少一個(gè)磷酸基團(tuán)相連，然后再與氮基連接，從而形成核苷酸。這個(gè)戊糖可以是核糖，構(gòu)成核糖核酸(RNA)，也可以是2’—脫氧核糖，構(gòu)成脫氧核糖核酸(DNA)。氮基可以是嘌呤或者是嘧啶。

    嘧啶是一個(gè)六環(huán)結(jié)構(gòu)，包括尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶(表1)。嘌呤除有一個(gè)六環(huán)結(jié)構(gòu)外，還含有一個(gè)五環(huán)結(jié)構(gòu)，包括腺嘌吟、鳥嘌吟和次黃嘌吟。磷酸基以單鍵、雙鍵或者三鍵形式存在，并且通常會與戊糖的C-5’，羥基發(fā)生酯化反應(yīng)(Rudolph，1994)。

    沒有磷酸基時(shí)的化合物稱為核苷。多個(gè)核苷酸聚在一起，通過相鄰核糖的3’和5’位點(diǎn)形成磷酸酯鍵而組成的鏈狀物稱為多聚核苷酸或者核酸。核酸再與蛋白質(zhì)聯(lián)接在一起稱為核蛋白。

    2、飼料來源
    核苷酸，尤其是次黃苷5’-—磷酸(1MP)，在富含蛋白質(zhì)的飼料中含量豐富(Carver和Walker，1995)。一般來說，含有細(xì)胞成分的飼料原料都是核苷酸的潛在來源，這里核苷酸會以核蛋白的形式存在。臟器、禽類和海產(chǎn)品都含有大量的核蛋白(Kojima，1974； Clifford和 Story，1976；Barness，1994)。單細(xì)胞蛋白、 面包酵母和啤酒酵母以及酵母提取物的核苷酸含量相當(dāng)高(Maloney，1998； Ingledew，1999；Tibbets，2000)。

    飼料中的核苷酸濃度一般不在常規(guī)分析之列，但我們已經(jīng)知道有些飼料原料的數(shù)據(jù)(表2)。一些最常用的飼料原料中核苷酸含量相當(dāng)?shù)??！?/span>

   泌乳期哺乳動物的乳汁中核苷酸含量因動物品種而異，并且在泌乳期不同階段大部分核苷酸的濃度也有所變化(JOjke，1963；Gil和Sanchez- Mdina，1981；Gil和Sanchez-Mdina，1982；Mateo等，2004b)。不同動物乳汁中核苷酸濃度存在差異表明，核苷酸的需要量可能隨物種不同而有所變化，然而在這點(diǎn)上，尚無資料可循。

   在應(yīng)激期或快速生長期核苷酸的需要量會增加，因此，在家畜剛剛斷奶后的一段時(shí)期內(nèi)對核苷酸的需求可能增加。 目前，我們實(shí)驗(yàn)室正就這一假說開展研究。

    飼料中的核蛋白、核酸和核苷酸要經(jīng)過酶的催化水解成核苷、堿基和小量核苷酸才能被吸收。這一過程在動物的小腸中進(jìn)行。核酸內(nèi)切酶，磷酸二酯酶和核苷磷酸化酶是這一過程中的幾個(gè)主要酶(圖2)。這些酶來源于刷狀緣上皮細(xì)胞(Makiewicz，1983；Morley等，1987)、胰腺分泌物 (Weickman等，1981)和膽汁(Holdsworth和Coleman，1975)。

    3 代謝
    十二指腸具有最大的吸收能力 (Bronk和Hastewell，1987)。在正常生理?xiàng)l件下，核苷酸通過內(nèi)消化細(xì)胞膜指狀突的能力有限(Sanderson和Youping，1994)。這可能是由于缺少核苷酸的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。

    核苷酸磷酸基團(tuán)所帶的高負(fù)電荷阻礙了其吸收，因此，核苷是嘌吟和嘧啶進(jìn)入腸細(xì)胞的主要載體。

    核苷進(jìn)入腸細(xì)胞主要依賴于協(xié)助擴(kuò)散和專門的鈉離子依賴性載體介導(dǎo)機(jī)制(Bronk和Hastewell，1987)。這是一個(gè)相當(dāng)有效的過程，一般認(rèn)為，飼料超過90％的核苷和堿基可被腸細(xì)胞吸收(Salati等1984；Uauy，1989)。

    從腸細(xì)胞出來，部分飼料代謝產(chǎn)物以及內(nèi)源核苷酸進(jìn)入肝臟的門靜脈，然后進(jìn)入肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)一步代謝。經(jīng)過肝臟，部分飼料代謝產(chǎn)物以及內(nèi)源核苷酸和核苷又釋放入循環(huán)系統(tǒng)然后進(jìn)入肌肉組織。如果這些產(chǎn)物沒有被重新用于核苷酸的生產(chǎn)或被特異組織吸收，嘌吟和嘧啶堿將被分解為尿酸、9一丙氨酸和臼一氨基異丁酸鹽 (Rudolph，l…994；Carver和Walker，1995；Thorell等，1996)。

    在鳥類和靈長類動物中，尿酸以尿的形式排出。而在非靈長類的哺乳動物中，尿酸經(jīng)尿酸酶作用進(jìn)一步分解為尿囊素，然后以尿的形式排出。嘧啶的分解產(chǎn)物是β—丙氨酸和β—氨基異丁酸鹽，它們將進(jìn)一步代謝形成氨、二氧化碳和乙酰輔酶A。

    4 核苷酸合成
    如果有合適的前體物，人類以及動物能夠重新合成核苷酸。這個(gè)過程在肝細(xì)胞中進(jìn)行，那里含有所有合成嘌吟和嘧啶的酶。以α-D-核糖-5-磷酸為底物經(jīng)過11 個(gè)步驟可以合成IMP。谷氨酰胺是其中的氮源供體。甘氨酸、天冬氨酸和四氫葉酸衍生物是這個(gè)合成過程中的其他前體物質(zhì)。 腺苷5’-—磷酸(AMP)和鳥苷5’-—磷酸(GMP)都是由IMP通過腺苷酸琥珀酸化和黃苷單磷酸化途徑分別合成(Rodwell，2000)。合成嘧啶的前體物是氨甲酰磷酸和天冬氨酸。

    合成尿苷5’-—磷酸(UMP)需要6個(gè)步驟。UMP經(jīng)過脫磷酸化反應(yīng)后生成尿苷5’—二磷酸(UDP)，UDP再轉(zhuǎn)化為胞苷5’ -—磷酸(CMP)或者胸苷5’-—磷酸(TMP)。在合成CMP和TMP的過程中需要谷氨酰胺和N5N10—亞甲-葉酸這兩種物質(zhì)(Rodwell， 2000)。

    從頭合成嘌吟和嘧啶核苷酸是一個(gè)代謝消耗的過程，需要大量的腺苷5’-三磷酸(ATP)來提供能量。另外，反應(yīng)中都需要谷氨酰胺。

    由核苷和無機(jī)磷酸基團(tuán)合成核苷酸這一過程是通過補(bǔ)救途徑完成的。這里的核苷可能來源于日糧、這是因?yàn)榇蟛糠值娜占Z核苷酸在吸收前已經(jīng)變成了核苷。通過這個(gè)補(bǔ)救途徑，核苷酸分解形成的嘌吟和嘧啶經(jīng)磷酸核糖化過程還可以重新合成核苷酸。這種途徑可以節(jié)省能量，并且能讓那些不能從頭合成核苷酸的細(xì)胞(比如白細(xì)胞、紅細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、腸道漿細(xì)胞和淋巴細(xì)胞)保持它們自身的核苷酸池(Sanderson和YoupinS，1994)。

    生理作用

    核糖核酸的濃度在所有細(xì)胞中都相對穩(wěn)定，而脫氧核糖核酸濃度則隨著細(xì)胞發(fā)育的階段而有所變化(Barness，1994)。核苷酸是構(gòu)成核酸(DNA和RNA)的基石，而且在機(jī)體內(nèi)還有其它生理作用，比如提供能量(即ATP和鳥苷5’-三磷酸[GTP])，充當(dāng)氧化還原反應(yīng)中的輔助因子(即FAD，NAD和 NADP+)，參與生理調(diào)節(jié)(即cAMP和cGMP)，運(yùn)載中間活性物質(zhì)(即UDP—葡萄糖、CMP-唾液酸和CDP—膽堿)和?；鶊F(tuán)(即CoA)。

    另外，核苷酸對免疫系統(tǒng)的發(fā)育、腸道微生物區(qū)系和小腸完整性都有影響。

    5.1  核苷酸對免疫系統(tǒng)的影響在日糧中添加核苷酸對體液免疫和細(xì)胞免疫都有影響，但是目前還不能準(zhǔn)確闡述它的機(jī)制。 日糧核苷酸促進(jìn)體內(nèi)核苷酸池的循環(huán)，它可以刺激白細(xì)胞的生成(Kulkarni等，1994；Carver和Walker，1995)。因此，在免疫系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)期間對核苷酸的需要量增加。

    喂養(yǎng)核苷酸強(qiáng)化奶粉的嬰兒免疫反應(yīng)得到加強(qiáng)，表現(xiàn)為體液抗體水平升高(Fanslow等，1988；Pickering等，1995)，細(xì)胞因子生成增加(Carver等，1991)。

　　在老鼠日糧中添加核苷酸也取得了類似的體內(nèi)研究結(jié)果(Jyonouchi等，1993；Jyonouchi，1994)。對新出生的犢牛進(jìn)行脂多糖攻擊試驗(yàn)，在代乳日糧中添加純核苷酸與不加的相比，免疫球蛋白G(1gG)的平均值較高(Oliver等。2002)。

　　對斷奶仔豬進(jìn)行植物凝集素和伴刀豆球蛋白A攻擊試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加核苷酸分別可以提高淋巴細(xì)胞反應(yīng)的50％和30％(Zomborsky-Kovacs等，1998)。這些研究都說明日糧中的核苷酸對免疫系統(tǒng)的發(fā)育、維持和提高都有一定作用。

    5.2 核苷酸對腸道微生物區(qū)系的影響 日糧中的核苷酸能促進(jìn)腸道對鐵的吸收，影響脂蛋白和長鏈多不飽和脂肪酸的代謝，并且營養(yǎng)腸粘膜和肝臟，降低腹瀉發(fā)生率(Cosgrove、1998；Schlimme等，2000)。

　　食用添加核苷酸商業(yè)配方奶的嬰兒的排泄物微生群落中優(yōu)勢菌群為雙歧桿菌(Tanaka和Mutai，1980)。而在食用未添加核苷酸商業(yè)配方奶的嬰兒的排泄物微生物區(qū)系中優(yōu)勢菌群為腸細(xì)菌(Uauy，199)。

    這些研究說明，添加核苷酸可能會對胃腸道的微生物區(qū)系產(chǎn)生正面影響，可降低胃PH值，阻止病原性微生物的繁殖，從而降低腹瀉發(fā)生率(Yu，1998)。

    我們近來的研究結(jié)果認(rèn)為，對斷奶仔豬缺乏核苷酸的飼料中添加核苷，相對于飼喂未添加核苷飼料的對照組仔豬，有益菌的數(shù)量增加，而產(chǎn)氣莢膜芽孢梭菌的濃度降低(Mateo等，2004a)。

　　5.3 核苷酸對腸發(fā)育的影響日糧中的核苷可能會促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的生長和成熟，表現(xiàn)為粘膜蛋白和DNA的生成量增加，小腸絨毛增長以及麥芽糖酶與乳糖酶的比值提高(Uauy等1990；Carver，1994)。

　　日糧核苷酸還可以刺激腸細(xì)胞的分化(Sanderson和Youping，1994)。腸外添加核酸可以促進(jìn)粘膜細(xì)胞的增殖和效能，表現(xiàn)為粘膜濕重增加，蛋白質(zhì)和DNA含量提高，腸絨毛伸長，隱窩深度不變，空腸粘膜匯合處更加緊密(Kishibuchi等，1997；TsujIaka等，1999)。

    6 是否需要?
    動物在快速生長期、應(yīng)激期和免疫應(yīng)答期對核苷酸的需要增加。剛斷奶的仔豬都要經(jīng)歷這三個(gè)時(shí)期。因此，預(yù)計(jì)剛剛斷奶后的仔豬有著較高的核苷酸需要量。

　　 核苷酸的合成中需要能量和谷氨酰胺，而剛斷奶的仔豬又經(jīng)常缺乏這兩種物質(zhì)，因此在這期間，仔豬有可能不能合成足夠的核苷酸。如果是這樣的話，剛斷奶仔豬日糧中的核苷酸可能會加快生長和／或促進(jìn)健康。

　   在典型的斷奶仔豬日糧中，胞苷5’-—磷酸(CMP)的含量與泌乳后半期豬奶千物質(zhì)中的含量接近，但是5’AMP、5’GMP、5’IMP和5’UMP的含量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于豬奶(表3)。

　   假設(shè)豬奶中的核苷酸濃度代表仔豬的需要量，那么就容易總結(jié)出仔豬日糧中極有可能缺乏5種核苷酸中的4種。因此，在仔豬日糧中添加這4種核苷酸會產(chǎn)生有益的效果。

　　 我們進(jìn)行的體內(nèi)和體外試驗(yàn)結(jié)果表明，在剛斷奶仔豬日糧中添加核苷可使產(chǎn)氣莢膜芽抱梭菌降低，而提高了嗜酸性乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量，對胃腸道微生物區(qū)系的建立有積極作用。

　　這項(xiàng)研究結(jié)果說明在仔豬日糧中添加核苷可能有益腸道健康，提高生長性能。

    7 結(jié)論
　　核苷酸是一紐結(jié)構(gòu)多樣的分子。它們是由戊糖與至少一個(gè)磷酸基團(tuán)相連后再與氮基連接而形成的。包含細(xì)胞成分的飼升或食物都是核苷酸的潛在來源。

    核苷酸有許多生理功能，同時(shí)對胃腸道和免疫系統(tǒng)也有重要影響。幼畜吸收核酸后的確切代謝機(jī)制仍不清楚。與補(bǔ)救途徑相比，體內(nèi)從頭合成核苷酸是一個(gè)消耗性的代謝過程，且需要谷氨酰胺。

　　在快速生長發(fā)育期、患病期、受傷期或應(yīng)激期，日糧中添加核苷酸會有益于動物，這是因?yàn)楹塑账峥梢蕴岣呙庖呦到y(tǒng)功能，保持腸道健康，并且節(jié)約能量。

    剛斷奶仔豬的日糧中缺乏核苷酸，其他幼畜的日糧可能也是如此。同時(shí)，谷氨酰胺和能量的攝入，對于機(jī)體從頭合成核苷酸來說也很不足。對于剛斷奶的幼畜而言，一方面它們對核苷酸的需要量增加，而另一方面核苷酸以及合成核苷酸的前體物質(zhì)攝入量較低，從而出現(xiàn)核苷酸雙重不足的狀況。

    需要繼續(xù)進(jìn)行更多的試驗(yàn)，以研究日糧中添加核苷酸或者核苷是否能夠幫助幼畜克服這種窘境。

表一　核苷酸的術(shù)語表

表２　某些常用飼料中核苷酸的含量