胆汁酸在脂肪代谢过程中不可替代的作用有哪些

山东龙昌亮哥 · 发表于 2014-8-18 15:09:55

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胆汁酸是肝脏细胞内胆固醇的一种代谢产物，对脂肪的代谢具有重要的作用。由于人们对养殖效益的追求，在饲养过程中添加促生长的抗生素，饲料中添加大量的脂肪，高密度集约化饲养，加之霉变原料（如玉米，DDGS，豆粕，棉粕等）的影响，动物肝脏负担过大，甚至引起肝脏疾病，如脂肪肝，肝硬化，肝中毒等疾病。这些疾病致使肝脏分泌胆汁酸减少甚至不能分泌，继而引起脂肪代谢障碍，表现为脂肪泻，消瘦，生长迟缓等，严重影响生产效益。胆汁酸作为饲料中一种功能性添加剂，为养殖业解决了如上难题，已经为大多数从业者所认可。本文就胆汁酸对脂肪代谢的作用机理做一综述。

胆汁酸通过如下三个方面促进脂肪在肠道中的代谢过程。

一、乳化脂肪：
胆汁酸是肝脏细胞分泌的一类弱酸有机物，含有亲水（羟基和羧基）亲油（烷基）集团，具有表面活性功能，在十二指肠内乳化脂肪。乳化并不是胆汁酸的独有功能，凡是具有表面活性的物质都能够起到乳化的作用，如脂肪酸单／双甘油酯、甘油脂肪酸酯、卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯磷脂，洗洁精，洗衣粉等。所以传统上将胆汁酸归为乳化剂一类实在是有失偏颇。可喜的是，在业内脂肪酸营养专家和山东龙昌动物保健品有限公司的共同努力下，胆汁酸已经获得了它应有的评价和认可，在饲料添加剂品种目录中作为新一类注册成功，被确定为“肠道功能促进剂”，与氨基酸、维生素、酶制剂等齐名的添加剂品类，严格区别于传统上的乳化剂。

二，调节酶活性：
胆汁酸在肠道内主要通过调节胰脂肪酶（LPS），脂蛋白酯酶（LPL）和激素敏感脂肪酶（HSL）三种酶的活性，来影响脂肪的代谢过程。

1、胰脂肪酶（LPS）
（1）、脂肪酶的种类：
在动物体内有三种脂肪酶，分别是舌脂肪酶、胃脂肪酶和胰脂肪酶。舌脂肪酶和胃脂肪酶又称十二指肠前脂肪酶，主要针对中短链脂肪的分解代谢，不需要胆汁酸的调节即可分解脂肪为甘油酯和游离脂肪酸。十二指肠前脂肪酶的代谢能力很小，Newport等（1985）研究表明猪胃脂肪酶与胰脂肪酶相比只有3%的效价。在胃中仅有10%～30%的脂肪被十二指肠前脂肪酶水解为部分甘油酯（主要是甘油二酯）和游离脂肪酸，另外绝大多数70-90%的脂肪由胰脂肪酶来分解代谢，所以脂肪的分解代谢主要是在小肠内通过胰脂肪酶和胆盐的协同作用下进行的（李德发，猪的营养第二版）。

(2）胰脂肪酶的活性：
胰脂肪酶是由胰腺合成、分泌的一类中性脂肪酶，它经胰管流入十二指肠中发挥降解脂肪的作用。包括胰甘油三酯酯酶、胰胆固醇酯酶、胆盐激活脂肪酶、胆盐依赖脂肪酶、胆盐活化脂肪酶等等。含8个碳原子以下脂肪酸的脂肪不需经过水解就可被吸收，而对于含8个碳原子以上脂肪酸的脂肪则必须经过酶水解后吸收。
胰脂肪酶的盖子结构：胰脂肪酶在胰脏和肠道内单独存在时没有催化活性，这是由它的特殊结构决定的。研究发现，盖子域（LID）是胰脂肪酶的固有结构。据Mark E. Lowe（1997，2002）研究报道，胰脂肪酶分成两个域：N端域，从1～335氨基酸残基的以β折叠为核心的球状域；C端域：以β折叠构成的三明治结构。胰脂肪酶的空间结构有三个盖子域掩盖住了它的催化部位，分别是： cys238和cys262形成的二硫键构成的环状结构；76～80氨基酸残基结构；213～217氨基酸残基形成的β5折叠。
胰脂肪酶的活化：胰脂肪酶的三个环状结构只有在辅酯酶和（或）胆汁酸的作用下，使盖子域结构发生变形，将活化部位暴露给底物，胰脂肪酶才能发挥酯解作用（Romanski等，2008）。在胰脂肪酶的C端有两个胆汁酸结合位点和一个辅脂酶结合位点，当胆汁酸和辅脂酶都与胰脂肪酶结合后，它们形成了“胆汁酸-辅脂酶-胰脂肪酶”三联体，共同发挥水解脂类的作用。辅脂酶是小分子量蛋白质，与胰脂肪酶形成1：1复合物存在于胰液中；辅酯酶原在十二指肠被切除N-端五肽而激活。胆汁酸是打开这些环状结构的辅基（Tsujita等，1987），与胰脂肪酶共价结合，非常牢固，所以用透析法不能除去。胆汁酸在整个酶促反应过程中始终与胰脂肪酶的特定部位结合，直到将脂肪酸转运至血液后才与胰脂肪酶分开。从酶学的角度讲，不含辅基的酶蛋白称为脱辅基酶蛋白（apoenzyme），没有催化活性，必须加入足量辅基，和它结合成为全酶（holoenzyme），才有催化活性。所以胰脂肪酶水解脂肪必须要有胆汁酸的参与才可以完成。据农业部饲料效价与安全监督检验测试中心所进行的研究表明，在肉仔鸡中添加胆汁酸可以使胰脂肪酶活性显著高于对照组（P＜0.01），且绝对值几乎是对照组的两倍。实验证明胆汁酸对肠道中胰脂肪酶活性的调节是正向的，高效的。
胆汁酸如同一把钥匙，胰脂肪酶如同一个藏有宝剑（催化集团）的盒子，只有用胆汁酸这把钥匙打开胰脂肪酶这个盒子，里面的宝剑（催化集团）才能发挥水解脂肪的作用，而这个过程中胆汁酸这把钥匙还不能脱落，否则盒子就会自动关闭而失去催化效果。

龙昌胆汁酸

2、脂蛋白酯酶（LPL）
脂蛋白酯酶主要由心脏、肌肉和脂肪等组织合成和分泌, 有单体和二聚体两种形式, 活化的脂蛋白酯酶以同源二聚体形式存在。脂蛋白脂酶(LPL)是脂质代谢的关键酶, 主要催化乳糜微粒（CM）和极低密度脂蛋白（VLDL）中的甘油三酯水解，产生供组织利用的脂肪酸和单酰甘油。乳糜微粒，极低密度脂蛋白，和高密度脂蛋白（HDL）中的载脂蛋白CⅡ（ApoCⅡ）是脂蛋白酯酶的必备辅因子，能够使脂蛋白酯酶的活性增加10-50倍。根据农业部饲料效价与安全监督检验测试中心对胆汁酸所进行的研究表明，在肉仔鸡中添加胆汁酸可以使十二指肠中脂蛋白酯酶活性明显高于于对照组（P＜0.01），且绝对值是对照组的两倍左右，明显提高了乳糜微粒、极低密度脂蛋白中的甘油三酯分解代谢。胆汁酸对脂蛋白酯酶活性的调节机理目前还不清楚，有待于进一步研究。
胰脂肪酶是把大分子的脂肪水解为可吸收的小分子的脂肪，进入血液后由脂蛋白酯酶进行彻底分解以供组织器官利用。可以说，胰脂肪酶是干粗活的，而脂蛋白酯酶干的细活。

3、激素敏感脂肪酶（HSL）
激素敏感脂肪酶主要由脂肪组织分泌，也在肝脏、胰腺、睾丸、骨骼肌、肾上腺等组织发现有表达（Holm C等，1988），不同部位的激素敏感脂肪酶发挥的作用不同。激素敏感脂肪酶的活性受多种激素的调控，因此成为激素敏感脂肪酶。激素敏感脂肪酶(HSL)是自身脂肪分解的限速酶，不参与饲料中脂肪的分解代谢
激素敏感脂肪酶的结构：Anthonsen等（1998）研究表明，激素敏感脂肪酶有两个区域：C端和N端。在C端有乙酰胆碱酯酶和胆汁酸结合位点。C端有两个区：催化三联区（又称催化区）和150个氨基酸残基组成的调节区，调节区包含激素敏感脂肪酶所有已知的活性调节位点，含有两个磷酸化位点（Osterlund T等，1997）。
激素敏感脂肪酶的活性调节：激素敏感脂肪酶主要通过磷酸化和去磷酸化来改变其活性，磷酸化使其活化，去磷酸化使其失去活性，这是区别于其他脂肪酶的特征（Olsson H等，1986）。活化激素敏感脂肪酶的激素称为脂解激素如肾上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH；胰岛素、前列腺素E1及盐酸等抑制脂肪动员的激素称为抗脂解激素。激素敏感脂肪酶主要受共价修饰的调节，这可能与胆汁酸作为胰脂肪酶的辅基机理类似。根据农业部饲料效价与安全监督检验测试中心所进行的研究表明，在肉仔鸡中添加胆汁酸可以使十二指肠中激素敏感脂肪酶活性明显低于对照组（P＜0.01），与对照组相比活性下降近50%，明显减少了自体脂肪的分解代谢。
三、转运脂肪酸：
胆汁酸作为胰脂肪酶的辅基，与辅脂酶一起改变胰脂肪酶的结构，暴露其催化集团，将对脂肪进行水解。肠腔中脂肪的分解产物，如脂肪酸、甘油一酯等与胆汁酸结合，形成水溶性复合物（混合微胶粒）。因此，胆汁酸便成了不溶于水的脂肪水解产物到达肠粘膜表面所必需的运载工具，对于脂肪消化产物的吸收具有重要意义。在胆汁酸的协助下，经肠上皮细胞吸收进入血液。胆汁酸可以被肠上皮细胞识别，从而使脂肪酸-胆汁酸复合物进入小肠绒毛膜内，促进脂肪的吸收（Russell，2009）。胆汁酸在将脂肪酸、甘油一酯转运到肠上皮细胞后重新回到肠腔，在回肠被重吸收进入肝脏，完成胆汁酸的肝肠循环。

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胆汁酸的肝肠循环胆汁酸通过如上三个方面提高了外源性脂肪的利用率，节约了能量原料：1、乳化脂肪扩大与脂肪酶的接触面积；2、调控胰脂肪酶和脂蛋白酯酶的活性提高其对脂肪的水解代谢；3、在肠道内转运脂肪，促进脂肪的吸收。另外，胆汁酸通过调控激素敏感脂肪酶的活性，明显减少了自体脂肪的分解代谢。综上所述，胆汁酸能够节约能量原料，提高能量利用率，改善生长性能及屠宰性能，是节约资源的“正能量”。