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核苷酸及其在生长和免疫功能方面的作用

本文最初发表于水产前沿2021年12月刊。

作者:葛柏峦(Brett Glencross)博士

当我们想到鱼粉,并就其饲料应用而言,通常我们会想到的是蛋白质、氨基酸和适口性。在某些情况下,我们可能会扩展到ω-3和磷脂。但是您考虑过它的核苷酸含量吗?核苷酸是一种有机小分子,是构成脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)等核酸结构的最基本单位(组成单位)。从结构上讲,这些分子由三个子单位组成:一个含氮碱基、一个五碳糖(核糖或脱氧核糖)和至少一个磷酸基团。除去磷酸基团的部分被称为核苷。核苷酸可根据其含氮碱基结构(嘌呤(腺嘌呤和鸟嘌呤)或嘧啶(胞嘧啶、尿嘧啶或胸腺嘧啶))而进一步分类(图1)。

核苷酸在所有生物体的细胞代谢中发挥着核心作用。它们在整个细胞内传递化学能,以促成需要能量的各种细胞功能。此外,核苷酸还在细胞信号传导中发挥着重要作用,并被归为酶促反应的重要辅酶因子。在营养方面,核苷酸具有重要的生化功能。尽管如此,关于大多数动物物种缺乏核苷酸的典型症状尚未有详细说明。因此,核苷酸通常被认为是半必需营养素,并且在某些物种中观察到了经典的剂量反应效应。值得注意的是,核苷酸已被证明对一系列免疫功能具有影响,包括淋巴细胞的成熟、活化和增殖、巨噬细胞的吞噬作用,以及免疫球蛋白反应。

这种营养素在鱼粉中的含量相对丰富,而在磷虾粉(2700 mg/kg)和小麦面筋(2170 mg/kg)等其他原料中的含量则低得多。鱼粉中核苷酸的含量范围为10120至16900 mg/kg(表1)。鱼粉中的核苷酸以嘌呤为主,其约占核苷酸总含量的90%。而其他原料中的嘌呤和嘧啶含量则更为均衡。

核苷酸在鱼饲料中的作用最初主要是刺激采食量和鱼的摄食行为。人们一度认为鱼粉中的“不明生长因子”实际上是核苷酸。然而,近期的焦点已转向核苷酸增强多种水产养殖品种免疫力和抗病力的功能。大量研究表明,在水产养殖业中,核苷酸除了可以促进生长外,还具有一系列益处。它们可以改善肠道结构,提高耐逆性,并影响各种先天性和适应性免疫反应。值得注意的是,许多以核苷酸补充饲料喂养的品种表现出对病毒、细菌和寄生虫感染的更强抵抗力。所以,下次当您考虑为所饲养的水产养殖品种配制饲料时,也许应该不止考虑鱼粉的传统特性,还应该考虑更多的隐藏价值。

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图1 鱼粉中常见的核苷酸结构 [来源: https://en.wikipedia.org/wiki/Nucleotide]

 

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表1. 鱼粉和其他饲料原料中的核苷酸含量(mg/kg)