褪黑素饲料领域应用

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褪黑激素（Melatonin，MT）是主要由松果体分泌的一种叫吲哚类激素，由美国皮肤病学家Lerner[1]于1958年从肉牛松果体中首次分离出这一化合物，并鉴定其化学结构为N-乙酰-5-甲氧基色胺。在此以前，即1917年，人们就发现，当喂给牛蛙松果腺提取物时，其皮色很快变浅。因而，由于这一化合物能使两栖类皮肤中的黑色素(melanin)聚集，皮色变浅,因而被命名为褪黑激素(又称降黑色素、黑色紧张素)。
近年来，由于荧光免疫、层析、放射免疫、酶联免疫测定等生物学新技术的应用，从而在MT的生物合成、生理功能、药理作用、受体分布、激动剂和拮抗剂、抗原抗体反应等方面取得了新的研究突破。褪黑激素作为松果体生物活性最强的物质，其重要性也逐渐得到认识。随着人工合成褪黑激素的成功，它在不久的将来也会广泛用于畜禽生产。
1 MT的生物合成及化学特性
1.1 MT的生物合成
MT的化学名称为N-乙酰-5-甲氧基色胺,生物合成以色氨酸为原料，有如下几步反应：第一步，在色氨酸羟化酶和辅助因子氧气、亚铁离子、四氢嘧啶的作用下，色氨酸被氧化成5-羟色氨酸；第二步，5-羟色氨酸在芳香氨基酸脱羧酶和辅助因子磷酸吡哆醛的作用下转变成5-羟色胺（5-HT）；第三步，在5-羟色胺-N-乙酰转移酶(NAT)和辅助因子乙酰辅酶A的作用下，5-HT被转化成N-乙酰-5-羟色胺。NAT是合成MLT的限速酶。光照变化可影响NAT酶的活性和含量，进而影响MLT的合成。第四步，N-乙酰-5-羟色胺在羟化吲哚-氧-甲基转移酶(HIOMT)的作用下转化为MT。
1.2 MT的化学特性
MT可以迅速通过血脑屏障,进入脑组织。用放射性标记的MT由静脉注入到鼠体内后，很快就分布到所有组织，但在下丘脑和松果体含量最高，其次是交感神经、卵巢、肾上腺、睾丸、垂体和甲状腺。
MT的主要代谢途径是在肝脏线粒体羟化酶的催化下，变成6-羟MT，进而与硫酸盐或葡萄糖醛酸结合，由尿中排出，影响MT生物合成的关键酶有NAT和HIOMT。这两种酶在光照-黑暗周期的情况下活性变化较大。通常在黑暗条件下酶的活性增强，含量增加；光照可以抑制这两种酶的生物活性和分泌，进而抑制MT的合成。MT的分泌具有节律性，主要因为分泌的调节受光照-黑暗交替刺激的影响。
2 MT的功能
2.1 MT在生殖方面的作用
MT对生殖系统功能的影响，因动物种类、生理状况、不同季节而表现出促进或抑制作用或无作用的多重性。国外已有大量的研究[2-4]， 他们通过测定动物体内MT水平、切除松果腺、给予外源性MT以及改变光照等方法来研究MT的作用机制。初步结论是，在长日照动物如牛、鼠类、禽类等动物和人，MT对生殖系统有抑制作用。但对短日照动物如绵羊、鹿等动物，MT又表现促进作用,而对于对光不敏感的动物则无作用。MT是光照信息同生殖系统协调关系中的重要激素信号。光照对生殖机能的调节依靠MT介导传递到下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴，在下丘脑水平上调节促性腺激素的分泌，进而影响生殖系统功能，也能与卵巢、睾丸及肾上腺细胞上的β-肾上腺受体结合，直接调节性腺激素如LH、PRL、P4、FSH等的合成和分泌。关于褪黑激素调控生殖轴的研究，目前只揭开一个序幕。
周战江等[5]报道埋植外源褪黑激素可延缓银公狐性器官发育、推迟发情时间24～36 d，对其精液品质影响不大，且能确保在蓝母狐发情高峰期内采到符合输精标准的银公狐精液，基本解决了属间繁殖半隔离问题，这在银蓝狐杂交生产中具有重要的意义。
2.2 MT对动物生长发育的影响
MT对动物的生长有促进作用，同时对动物的发育也有促进作用。实验证实，MT能促进水貂的新陈代谢，促进其毛皮生长和早熟，同时可降低饲养成本。张少忱等[6]以本场自繁的健康1月龄公貂20只为试验组，设相同数量不处理的为对照组，试验结果证明MT确实能促进动物生长和毛皮提早成熟。
在相同的饲养管理条件下，试验貂食欲、食量同时有所增加，毛绒光亮平齐，换毛提前一个月。取皮时活体鉴定外观无夏毛残留，集中取皮、剥皮后皮板呈白色，风干后手感柔软，抖动时毛绒灵活，色泽漆黑，在埋植一周左右试验貂食欲增加，活动量减小。2个月后，食欲下降，不爱活动，懒惰，体内贮存大量脂肪，体重毛厚，外观上毛绒丰满致密，背毛梳理整齐，臀部毛绒丰满，比正常取皮提早1个月。体重随采食量增加而增加，对测定结果进行生物统计，分析后差异极显著（P＜0.01）。
2.3 MT对免疫系统的影响
MT对免疫、内分泌、肿瘤、精神神经等不同的疾病均有一定治疗作用，给予外源性MT，不仅可作为体内缺乏该物质的一种“补充”，而且可通过对免疫系统、HPA轴等的调节使破坏的内环境稳态得以恢复。
MT对免疫功能的影响是多层次的，它参与神经-内分泌免疫网络的调控，其作用可能具有季节性，受光照周期、昼夜节律的影响，因此，对MT的作用机制值得进一步探讨。另一方面，MT作为一种内源性的多效应的生理活性物质，具有毒性低、副反应少、比较安全的特点，若能尽快开发利用，将为人类疾病的诊断和治疗开拓新的领域。
2.4 MT在神经调节方面的作用
脑组织中MT的水平是血清的5倍,且呈昼夜节律性变化,其分布以下丘脑含量最高,中脑、小脑和桥脑次之,端脑含量最低。大量实验资料证实，脑是MT的主要作用部位。在正常生理状态下,MT对中枢神经系统起调整和镇静作用,是维持脑内稳定的重要因素之一。Reiter[7]通过动物实验和临床药理实验表明,MT对中枢神经有抑制作用,它能降低苯丙胺引起的小鼠兴奋和加强巴比妥的抑制作用。低剂量的MT(20 mg/kg)可加强巴比妥药物的催眠效应。由于这一特异性效应，MT被认为可利用来开发新的催眠药物，用以取代那些具有副作用的催眠药。
2.5 MT的抗自由基作用
许多研究表明,MT可有效清除化学反应中产生的羟自由基,还可抑制过氧化氢引起的过氧化脂质含量的升高,且其清除能力较VE、VC、谷胱苷肽均强。腹腔注射MT还可防止子宫、卵巢缺血而导致的氧化脂质和DNA的损伤。一些以MT为主要成分的保健品之所以能够使人保持年轻态大概就是基于这一原理。
2.6 MT与认知功能的关系
认知功能反映大脑的特定生理功能，包括感觉、知觉、思维、注意力、学习、记忆、智能(理解、计算、分析、创造)、定向、自知力等，其中最重要的是学习、记忆和智能。
褪黑激素的昼夜分泌节律在整合神经心理状态(包括认知功能和情感状态)中具有重要作用。当其昼夜分泌节律紊乱时，会导致神经心理状态的改变。褪黑激素昼夜和季节分泌节律的改变与季节性情感紊乱和多种内源性抑郁症有关。抑郁症病人血浆褪黑激素的水平较低，在单向或双向情感紊乱的病人中同样如此。在偏执性精神分裂症病人中褪黑激素丧失了昼夜分泌节律。夜间褪黑激素浓度降低可以作为HPA轴异常病人抑郁或抑郁状态的标志之一。由此可见，褪黑激素的昼夜分泌节律与情感状态的关系密切。
3 MT在毛皮动物养殖中的应用
目前，褪黑激素在毛皮动物饲养业中已得到普遍应用，应用外源性褪黑激素养殖毛皮动物有三大效益。
3.1 诱导毛皮提前成熟
在夏季长日照期使用外源性褪黑激素，通过提高动物体内褪黑激素水平，可模拟短日照作用，诱导毛皮动物冬毛提前生长和成熟，既经济又简便，已在多种毛皮动物中获得良好的效果。国外的研究证明[8]不考虑性别和年龄因素，用MT（10 mg）或用6 h光照、18 h黑暗光周期处理的水貂，其夏毛脱落和冬毛生长的时间比对照组早（P<0.01），冬毛在10月中旬完全丰满，比正常早6周。孔庆松[9]（1995）报道，他们应用东北林业大学野生动物繁殖实验室研制的新型褪黑激素植入物,对293只成年和当年产水貂进行埋植处理,于6月末或7月初在水貂皮下埋植5 mg或10 mg褪黑激素，其毛皮在10月即可完全成熟，比正常情况下提前6周。不同色型的水貂在6月末皮下埋植褪黑激素后，在8月的第1个星期首先发现浅色水貂夏毛开始脱落，随后是较深色水貂，最深色在9月中旬开始脱毛。各色型水貂换毛的先后顺序与自然光照下顺序相同，但其毛绒均比未进行褪黑激素处理的水貂提前几周成熟。一般当年生水貂在7月中旬埋植，淘汰的成年貂在5月末、6月初埋植，效果较好。毛皮动物埋植褪黑激素后食欲增加，采食量增大，育成前期生长速度明显加快，能提前达到成熟体重。
3.2 提高羊绒和兔毛产量
羊绒是名贵的纺织原料,又是我国重要的出口换汇物资,素有“白金”、“软黄金”及“纤维宝石”的美称。绒山羊新绒的生长始于当年的9月，到翌年春分前后生长停止并开始脱落，以后一直到9月才开始下一个绒毛生长周期。柳建昌等[10，11]于1992年5月、1993年6月、1994年4月连续对中国绒山羊梳绒后的非长绒季节进行了埋植MT的试验观察，结果表明,术后5周,受试羊群即开始长绒,而对照羊群未见绒生长,在9月中旬天然生绒季节开始时,受试群羊绒已分别长至3～5 cm,对照群则刚开始生长至2 cm，表明各受试群当年被诱发二次生绒较对照组提早2个月。进一步试验表明,在当年春季埋植药囊于秋季二次生绒和采收后,并不影响翌年春的正常产绒与产绒量收成。
春季，毛兔12%的毛囊不能长毛，夏季不能长毛的毛囊则达到28%～30%,因此，一年中，夏毛的产量最低。Rougeot等[12]在安哥拉兔夏毛生长期，给安哥拉兔口服或皮下植入褪黑激素，可有效地防止夏毛产量下降。增产效果最好的处理时间是夏至前后的7月。国外研究表明，褪黑激素处理后间隔80 d，2次剪毛的总产量比未处理的兔增产17.7%。其中一等毛的产量增加14.4%，毛长度增加5.6%。此外，褪黑激素处理1周后，长毛兔的采食量和体重显著增加。
3.3 延长毛皮动物繁殖期，提高繁殖力，降低死亡率
毛皮动物大都是季节性繁殖动物,其性腺发育、发情配种和妊娠都受光周期调控。水貂、狐狸和貉等毛皮动物的性腺发育必需在短日照环境下进行。因此,夏季给毛皮动物进行外源性褪黑激素处理,可促进毛皮动物性腺提前发育,并使其繁殖季节提前,Parlknay J等[13]认为狐狸繁殖季节后期使用MT埋植处理可使狐狸生精能力延长一个月，Forsberg等[14]于6月份埋植40 mg MT,可促使睾丸提前发育,而Smith等[15]8月份用24 mg MT处理就不能使睾丸提前发育。Webster[16]研究表明：经褪黑激素处理的母鹿，21 d后催乳激素的含量便达到8月底的最低水平。经褪黑激素处理，空怀母鹿发情提早35 d，哺乳母鹿提早38 d，仔鹿的生长不受褪黑激素处理影响。
姚丽娟[17]研究表明，MT对绵羊、鹿的生殖系统有促进作用。提供外源MT或延长黑暗时间两个月左右,可使羔羊提前性成熟5周左右,可使成年绵羊繁殖季节提前到来5周左右,并提高血浆孕酮水平和LH水平。但处理的起始时间很重要,因为羔羊或成年绵羊需要经过一段时间的长日照后,性腺轴系统才能建立起对MT的敏感性。
4 展望
关于人工合成的MT对畜禽生产的作用，国外进行了比较深入的研究。实践证明,MT在促进母猪性成熟和山羊绒生长及水貂皮的生长、调节公猪的行为等各方面都有良好的效果，但对促进畜禽生长的最佳剂量、供给途径及时间等问题值得深入研究。考虑到某些动物其营养受季节性影响较大，而MT可以起到与季节效应相似的调节动物行为的作用。因此，深入研究MT在动物体内的代谢及外源性MT对畜禽生产，尤其是毛皮动物生产的影响机理具有深远的理论意义和实际价值。
参考文献
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yanjunhao

请问这个东西对常规的畜禽养殖有什么意义啊？

劲松

脑白金搞到猪身上来了:)3: