磷脂对仔稚鱼生长发育的影响

  • 投稿书放
  • 更新时间2015-09-15
  • 阅读量839次
  • 评分4
  • 77
  • 0

冯硕恒,蔡佐楠

(中国海洋大学水产学院,山东 青岛,266003)

饵料磷脂对仔稚鱼的生长发育产生很大的影响:磷脂是细胞膜的重要组成成分,能够提高脂肪的吸收和转运,提高饵料的质量,尤其是适口性并且还能为鱼类提供一些必需的营养素,如胆碱和肌醇[1]。然而不同种类的磷脂对鱼类的影响不尽相同,在考虑其对仔稚鱼的影响时必须考虑磷脂的种类和脂肪酸组成。在研究饵料磷脂对仔稚鱼的影响时非常难区分到底是完整磷脂的作用还是其所含的不同的脂肪酸的作用。本文旨在讨论磷脂对仔稚鱼的生长和发育的影响。

1磷脂单体的影响

目前关于磷脂的种类对仔稚鱼生长和存活的影响并没有定论。在牙鲆(Paralichthys olivaceus)仔稚鱼中,其生长在一定范围内随着饵料中磷脂酰胆碱含量的上升而提高,不随饵料中磷脂酰肌醇或者磷脂酰乙醇胺含量的上升而提高[2]。在鲤(Cyprinus carpio)仔稚鱼饵料中添加适合比例的磷脂酰胆碱能够显著提高其生长,但是会降低存活率,相反的,在仔稚鱼饵料中添加适合比例的磷脂酰肌醇能够显著提高其存活率以及降低畸形率[3]。可能的结论就是磷脂酰胆碱对促进仔稚鱼的生长更有效,而磷脂酰肌醇对促进仔稚鱼的存活以及降低其畸形率更有效,而磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸对仔稚鱼生长和存活的影响并不显著[4]。尽管磷脂酰肌醇对仔稚鱼发育的影响研究的还不是很清楚,但是已经确定的是它作为调节钙离子进入细胞的第二信使的前体物质。另外磷脂酰肌醇涉及到控制脊椎动物发育的相关生化过程的信号通路[5]。还有研究表明在磷脂酰肌醇的sn-2主要结合的是花生四烯酸,而花生四烯酸是合成类花生酸类活性物质的前体物质。类花生酸类活性物质涉及到鱼类生理功能的很多方面,如心血管和神经功能以及免疫应答等[6]。通过在仔稚鱼饵料中添加磷脂酰肌醇能够提高以上的某些功能已经得到验证。另外,饵料中磷脂酰胆碱和磷脂酰肌醇的比例也能够影响仔稚鱼的生长和发育[7-8]。

2磷脂中脂肪酸的影响

饵料中的脂肪是鱼类获得必需脂肪酸的重要来源,磷脂与中性脂肪相比更富于必需脂肪酸[9]。对仔稚鱼而言,由于磷脂有更好的可消化性,磷脂与中性脂肪相比是更好的必需脂肪酸源[10-12]。磷脂能够更有效地为欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)仔稚鱼提供EPA和DHA[13]。另外,E.Kj?rsvik等[14]在研究不同来源的EPA+DHA(分别来自磷脂或甘油三酯)对大西洋鳕鱼骨骼发育的影响时发现,用含有同样比例的EPA+DHA(3%)的不同饵料投喂大西洋鳕鱼的仔稚鱼时,使用磷脂作为脂肪源的处理组的鱼的骨骼发育显著好于使用甘油三酯作为脂肪源的处理组的鱼,包括脊柱以及鳍的发育。

对欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)仔稚鱼的研究表明,以磷脂形式所提供的高不饱和脂肪酸对其骨骼发育有很大的影响:对骨骼的发育可能产生积极的作用也有可能产生消极的作用,这取决于以磷脂形式提供的高不饱和脂肪酸的量[15]。Villeneuve et al.等的研究[15]发现用含有不同比例的EPA+DHA(由磷脂提供)的饵料饲喂欧洲鲈仔稚鱼时,低水平的EPA+DHA组的鱼骨骼发育显著好于最高水平组,包括头骨和脊柱的发育。

高不饱和脂肪酸对仔稚鱼骨骼发育的影响的研究主要集中在受到高不饱和脂肪酸影响的涉及到仔稚鱼骨骼发育的基因的调控上。高不饱和脂肪酸,主要是DHA,是过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)的天然配体,而PPARs还可以与类视黄醇X受体(RXR)结合形成异质二聚体从而调控一系列基因的表达,如与细胞生长和分化的基因的表达有关的类胰岛素生长因子、与变态发育有关的同源基因(Hox)以及与成骨细胞分化有关的骨形成蛋白(BMP-4)。在欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)仔稚鱼饵料中添加过量的EPA+DHA会降低RXRα,RARα,RARβ和BMP-4的含量从而引起骨骼的畸形[15]。有研究者认为高水平的EPA+DHA的含量会引起PPAR含量的升高,导致产生过多的PPAR/RXR异质二聚体,从而对RXR生成进行负反馈调节;因此与其他的核受体结合的RXR就相对减少了,尤其是在类视黄醇通路中非常重要的RARα。这会抑制受RARα调控的相关基因的表达,如胰岛素样生长因子(IGF-I),从而导致骨骼发育不正常[16-17]。关于脂肪酸影响仔稚鱼骨骼发育的机制还需要进一步研究。

3酶的影响

有研究表明相比于中性脂肪,仔稚鱼能够更有效地利用饵料中的磷脂[18-20]。在脂肪的消化中主要涉及两种酶——脂肪酶和磷脂酶A2,这两种酶在鱼类仔稚鱼阶段具有不同的发展模式以及不同的调节机制。脂肪酶的表达在发育阶段的早期就可以检测到:在金头鲷(Sparus aurata)开口时就检测到了脂肪酶[21];在大菱鲆(Scophthalums maximus)的胚胎时期就检测到了脂肪酶[22]。在大菱鲆(Scophthalums maximus)的仔稚鱼阶段,脂肪酶的活力与摄食率有关而与生物饵料中脂肪的含量无关[23]。孵化后40 d的欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)的仔稚鱼中,脂肪酶的表达会受到饵料中中性脂肪的量的影响,但影响并不成正相关关系。分别给欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)饲喂含有13%和17%中性脂肪(主要是甘油三酯)的饵料以及含有20%和23%的中性脂肪的饵料时,前者脂肪酶的活力比后者脂肪酶的活力高4倍左右[24]。脂肪酶mRNA的表达量与脂肪酶的活力之间的不协调的相关性表明脂肪酶受到转录后的调控作用,在哺乳动物中,其受到胰泌素的调控[25]。在欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)仔稚鱼中,脂肪酶的活力受到中性脂肪中脂肪酸的链长和饱和度的影响[26],并且鱼类脂肪酶更倾向于选择高不饱和脂肪酸作为底物[27]。相反的,在金头鲷(Sparus aurata)[28]以及欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)[29]仔稚鱼开口时并未检测到磷脂酶A2。但是在欧洲鲈(Dicentrarchus labrax)的仔稚鱼中,磷脂酶A2的活力和表达量与饵料中磷脂含量显著相关[24]。同样地,在红拟石首鱼(scianops ocellatus)仔稚鱼饵料中将磷脂的含量升高3%(3%~6%),引起了磷脂酶活力的大幅度的升高[30]。在仔稚鱼中,磷脂酶A2的活力随着饵料中磷脂含量的变化而产生的这种精确而敏感的调节表明,与利用饵料中的中性脂肪相比,仔稚鱼能够更好地消化饵料中的磷脂,从而促进本身的生长和存活。

4磷脂对脂类消化、吸收和转运的影响

磷脂分子具有两亲性,在仔稚鱼的脂肪消化过程中可以起到乳化的作用。Koven et al.[31]用补充磷脂的饵料投喂22日龄的金头鲷(Sparus aurata),发现其体内油酸的量比对照组增加了7倍,说明磷脂确实有促进脂类消化吸收的作用。已有很多的研究证实,对仔稚鱼而言,饵料中磷脂会影响其体内的脂类运输:Craig et al.[32]对红拟石首鱼(Sciaenop ocellatus)的研究中发现,饵料中添加磷脂有提高仔稚鱼肝脂含量的作用,而饵料中添加胆固醇则有将脂肪由肝脏转移到肌肉和腹膜内的作用。上海油脂科研所与上海水产研究所(1982-1984)的研究发现,用添加7%菜籽油磷脂饵料投喂的团头鲂(Megalobrama amblycephda)肥满度最大,而内脏脂肪占体重比例最小,由肝的色泽发现其健康状况也是最好。对锦鲤仔鱼的组织学观察发现,饵料中缺乏磷脂会使仔鱼肠细胞中脂肪小滴的积聚增加,粘膜上皮厚度增加,总肝及肝细胞体积均变小。所以磷脂在脂类的吸收和转运过程中是必需的。另外磷脂也是鱼类体内参与脂肪运输的载脂蛋白的重要组成部分[9]。

5磷脂的其他影响

饵料中的磷脂还能为仔稚鱼提供肌醇、胆碱等营养素,还能够为仔稚鱼提供能量,另外磷脂也是细胞膜的重要组成成分[1]。

6展望

饵料中添加一定比例的磷脂对仔稚鱼生长、存活以及骨骼发育的影响已成为最近几年仔稚鱼研究中的热点。最近的研究更是集中于受营养素影响的相关基因上面,尤其是仔稚鱼中的类视黄醇通路和过氧化物酶体增殖物激活受体所影响的基因。未来的发展方向应该从分子机制的角度进行更深入的研究,从而更好地理解磷脂对仔稚鱼的影响。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献

[1] Tocher D R,Bendiksen E ?,Campbell P J,et al.The role of phospholipids in nutrition and metabolism of teleost fish [J].Aquaculture,2008,280(1):21-34

[2] Kanazawa A.Essential phospholipids of fish and crustaceans [J].COLLOQUES-INRA,1993:519

[3] Geurden I,Marion D,Charlon N,et al.Comparison of different soybean phospholipidic fractions as dietary supplements for common carp,Cyprinus carpio,larvae [J].Aquaculture,1998,161(1-4):225-235

[4] Kanazawa A,Teshima S,Kobayashi T,et al.Necessity of dietary phospholipids for growth of the larval ayu [J].Mem.Fac.Fish.Kagoshima Univ,1983,32:115-120

[5] Berridge,M.J.,Irvine,R.F.Inositol phosphates and cell signaling [J].Nature,1989,341,197-205

[6] Tocher D R.Metabolism and functions of lipids and fatty acids in teleost fish [J].Reviews in Fisheries Science,2003,11(2):107-184

[7] Sandel,E.,Nixon,O.,Lutzky,S.,Ginsbourg,B.,Tandler,A.,Uni,Z.,Koven,W.The effect of dietary phosphatidylcholine/phosphatidylinositol ratio on malformation in larvae and juvenile gilthead sea bream (Sparus aurata) [J].Aquaculture,2010,304:42-48

[8] Hansen Y J,Puvanendran V,J Stensen J P,et al.Effects of dietary levels and ratio of phosphatidylcholine and phosphatidylinositol on the growth,survival and deformity levels of Atlantic cod larvae and early juveniles [J].Aquaculture Research,2011,42(7):1026-1033

[9] Tocher D R.Glycerophospholipid metabolism [J].Biochemistry and Molecular Biology of Fishes,1995,4:119-157

[10] Sargent J R,Mcevoy L A,Bell J G.Requirements,presentation and sources of polyunsaturated fatty acids in marine fish larval feeds [J].Aquaculture,1997,155(1):117-127

[11] Sargent J,Bell G,Mcevoy L,et al.Recent developments in the essential fatty acid nutrition of fish [J].Aquaculture,1999,177(1):191-199

[12] Sargent J,Mcevoy L,Estevez A,et al.Lipid nutrition of marine fish during early development:current status and future directions [J].Aquaculture,1999,179(1-4):217-229

[13] Gisbert E,Villeneuve L,Zambonino-Infante J L,et al.Dietary phospholipids are more efficient than neutral lipids for long-chain polyunsaturated fatty acid supply in European sea bass Dicentrarchus labrax larval development [J].Lipids,2005,40(6):609-618

[14] Kj?rsvik E,Olsen C,Wold P,et al.Comparison of dietary phospholipids and neutral lipids on skeletal development and fatty acid composition in Atlantic cod (Gadus morhua) [J].Aquaculture,2009,294(3-4):246-255

[15] Villeneuve L,Gisbert E,Zambonino-Infante J L,et al.Effect of nature of dietary lipids on European sea bass morphogenesis:implication of retinoid receptors [J].British journal of nutrition,2005,94(06):877-884

[16] Fu Z,Noguchi T,Kato H.Vitamin A deficiency reduces insulin-like growth factor (IGF)-I gene expression and increases IGF-I receptor and insulin receptor gene expression in tissues of Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) [J].The Journal of nutrition,2001,131(4):1189-1194

[17] Balmer J E,Blomhoff R.Gene expression regulation by retinoic acid [J].Journal of lipid research,2002,43(11):1773-1808

[18] Brinkmeyer,R.L.,Holt,G.J.,.Response of red drum larvae to graded levels of menhaden oil in semi-purifed microparticulate diets.The Progressive Fish-Culturist.1995, 57,30-36

[19] Gawlicka,A.,Herold,M.A.,Barrows,F.T.,De la Noue,J.,Hung,S.S.O.Effects of dietary lipids on growth,fatty acid composition,intestinal absorption and hepatic storage in white sturgeon Acipenser transmontanus larvae.Journal of Applied Ichthyology.2002,18,673-681

[20] Morais,S.,Conceicao,L.E.C.,R?nnestad,I.,Koven,W.,Cahu,C.L.,Zambonino Infante,J.L.,Dinis,M.T..Dietary neutral lipid level and source affect food intake,nutrient absorption,gut structure,enzymatic activity and growth in marine fish larvae.Aquaculture .2007,268,106-122

[21] Izquierdo,M.S.,Socorro,J.,Arantzamendi,L.,Hernadez Cruz,L..Recent advances in lipid nutrition in fish larvae.Fish Physiology and Biochemistry.2000,22,97-107

[22] Hoehne Reitan,K.,Kj?rsvik,E.,Gjellesvik,D.R..Development of bile-salt-dependent lipase in turbot.Journal of Fish Biology,2001,58,737-745

[23] Hoehne Reitan,K.,Kj?rsvik E.,Reitan,K.I..Bile salt dependent lipase in turbot,as infuenced by density and lipid content of fed prey.Journal of Fish Biology.2001b, 58,746-754

[24] Cahu,C.L.,Zambonino Infante,J.L.,Barbosa,V..Effect of dietary phospholipid level and phospholipid:neutral lipid value on the development of sea bass (Dicentrarchus labrax) larvae fed a compound diet.British Journal of Nutrition .2003,90,21-28

[25] Scheele.G.A.1994.Intracellular and intracellular messengers in diet induced regulation of pancreatic gene expression.In:Physiology of the gastrointestinal tract,3 rd end (ed.by L.R.Johnson & G.A.Scheele),pp.1543-1554.Raven Press,NewYork,NY,USA.

[26] Morais,S.,Cahu C.L.,Zambonino Infante,J.L.,Robin,J.,R?nnestad,I.,Dinis,M.T.,Conceicao L.E.C..Dietary TAG source and level affect performance and lipase expression in larval sea bass (Dicentrarchus labrax).Lipids.2004,39,449-458

[27] Gjellesvik,D.R.,1991.Fatty acid specificity of bile salt dependant lipase:enzyme recognition and super substrate effects.Biochemica et Biophysica Acta 1086,167-172

[28] Izquierdo,M.S.,Henderson,R.J..The determination of lipase and phospholipase activities in gut contents of turbot (Scophthalums maximus) by fluorescence-based assays.Fish Physiology and Biochemistry.1998,19,153-162

[29] Zambonino Infante,J.L.,Cahu,C.L.Ontogeny of gastrointestinal tract of marine fish larvae.Comparative Biochemistry and Physiology C.2001,130,477-487

[30] Buchet,V.,Zambonino Infante J.L.,Cahu C.L. Effect of lipid level in a compound diet on the development of red drum (Sciaenops ocellatus) larvae.Aquaculture.2000,184,339-347.

[31] Koven,W.M.,Kolkovsld,S.,Tandler,A.The effect of dietary lecithin and lipase,as a function of age,on n-9 fatty acid incorporation in the tissue lipid of Spanus aurata larvae[J].Fish Physiol Biochem 1993,10:357—364

[32] Craig,S.R.,& Gatlin III,D.M..Growth and body composition of juvenile red drum (Sciaenops ocellatus) fed diets containing lecithin and supplemental choline.Aquaculture.1997,151(1),259-267

(收稿日期:2014-05-13)