飼糧代謝能含量對白羅曼鵝肝臟
脂質合成相關酵素活性之影響
摘要
本試驗旨在探討飼糧代謝能含量對白羅曼肝臟脂質合成相關酵素活性之影響，試譣鵝隻係採用台灣省畜產試驗所彰化種畜繁殖場所育成之白羅曼鵝，進行0~3與4~6週齡(試驗1)及7~9與10~12週齡(試驗2)之試驗。試驗1係選取1日齡之雛鵝，試驗2則以7週齡之生鵝，逢機分配至五個不同飼糧代謝能含量處理組，其代謝能含量均分別為2500、2700、2900、3100及3300 kcal／kg，粗蛋白質含量分別為20％(試驗1)與15％(試驗2)。兩個試驗，每處理組均為二重複，每重複12隻，公母各半。試驗期間採平飼，飼料與水均採任食。
試驗全期之肝臟ATP-檸檬酸分解𠕇(ATP-citrate cleavage enzyme, EC 4.1.3.8；CCE)各處理組間皆無顯著之差異，3與6週齡肝臟之NADP-蘋果酸去氫𠕇(NADP-malic dehydrogenase, EC 1.1.1.40；MDH)，葡萄糖-6-磷酸去氫𠕇(glucose-6-phosphate dehydrogenase, EC 1.1.1.49；G-6-PDH)與脂肪酸合成𠕇(fatty acid synthetase；FAS)之活性，皆隨著飼糧代謝能由2500 kcal／kg提高到3100 kcal／kg而上升，而當飼糧代謝能含量提升到3300 kcal／kg時又下降，12週齡肝臟之CCE、MDH、及G6PDH之活性均以2900 kcal／kg處理組較高，FAS則以3100 kcal／kg處理組顯著地較高。
緒言
動物體內幾乎所有組織都具有脂質生成作用，但較重要之合成場所，包括肝臟、脂肪組織、小腸、骨骼及皮膚等，其中又以肝臟及脂肪組織的合成較多(Yeh and Leveille, 1973；Leveille et al., 1975；Nir and Lin, 1982；Leclercq, 1984)。哺乳動物中，如鼠(rat)、豬(swine)、綿羊(sheep)與母牛(cow)等，其脂質生成作用以脂肪組織最多，肝臟次之(Leveille, 1967；O'hea and Leveille, 1969a)。而在家禽脂質生成作用則以肝臟組織較脂肪組織為多(Goodrige and Ball, 1967；Evans, 1972；Yeh and Leveille, 1973)。O'hea and Leveille(1969b)之試驗研究指出，雞隻脂肪酸的合成量的90~95％在肝臟。骨骼亦具有部分之合成能力(Nir and Lin, 1982)，而Goodridge and Ball(1967)則發現，鴿子體內脂肪酸的合成量之96％在肝臟。
脂質生成作用係指利用非脂肪物質(Non-fat material)主要為碳水化合物及生醣性胺基酸(Glycogenic amino acid)合成脂肪酸之過程(Tanada, 1982)。而影響家禽肝臟脂質合成相關酵素活性之飼料營養因素包括；飼糧代謝能含量(Tanaka et al., 1982b；1983b)，飼糧油脂(Tanaka；1983b)，飼糧碳水化合物含量與來源(Tanaka et al., 1983a；Hsu et al., 1987b)，飼糧蛋白質(Yeh and Leveille, 1972)，飼糧纖維(Akiba and Matsumoto, 1980)及維生素與礦物質(Bannister et al., 1983；Pearce et al., 1983)等因素。但在上述之影響因子中，能量與蛋白質原料占家禽飼糧組成的90％以上，飼糧能量不僅是影響蛋白質利用的重要因子(Summers et al., 1964)，亦為左右家禽肝臟脂質含成的重要因素(Tanaka et al., 1982a,b)，因此；本試驗將從營養觀點經生理途徑來探討飼糧代謝能含量對白羅曼鵝肝臟脂質合成相關酵素活性之影響。
材料與方法
Ⅰ、試驗材料
採用台灣省畜產試驗所彰化種畜繁殖場所育成之白羅曼鵝，進行0~3與4~6週齡(試驗1)及7~9與10~12週齡(試驗2)之試驗。試驗鵝隻於1日齡時經公母鑑別，並掛上識別翼號後，依公母性別逢機分配於五個日糧處理組，二個試驗，每處理均為二重複，每重複12隻，公母各半，共計使用雛鵝240隻。
Ⅱ、試驗設計與飼養管理
本試驗採完全逢機設計(completely randomized design；CRD)，於試驗1，選取1日齡鵝逢機分配至五個不同代謝能處理組，其代謝能含量分別為2500、2700、2900、3100及3300kcal／kg，五個處理組之粗蛋白質含量均為20％。試驗2之試驗鵝隻於0~6週齡，飼與含粗蛋白質20％，代謝能2900 kcal／kg之生長期飼糧，於第7週時，選取體重相近之鵝隻，逢機分配到五個不同代謝能處理組，分別為2500、2700、2900、3100及3300 kcal／kg，各處理組之粗蛋白質含量皆為15％。試驗飼糧組成如表1、表2所示。試驗鵝隻經保溫二週後廢溫，4週齡時注射家禽霍亂疫苗，試驗期間採平飼，飼料與水均採任食。
表1. 試驗飼糧組成(試驗1)
| Ingredients | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | |
| Yellow corn Soybean meal,44％ Fish meal,65％ Wheat bran Soybean oil Dicalcium phosphate Calcium carbonate Salt DL-Methionine Choline chloride,50％ Premix* Total Calculated value Crude protein,％ ME, kcal／kg Calcium,％ Avail. phosphorus,％ Analyzed value Crude protein,％ |
48.80 22.95 4.00 21.50 ─ 0.63 0.96 0.40 0.17 0.09 0.50 100.00
20.11 2503 0.80 0.40
19.35 |
57.00 24.62 4.00 11.60 ─ 0.75 0.89 0.40 0.16 0.09 0.50 100.00
20.01 2704 0.80 0.40
19.90 |
65.40 26.77 4.00 1.00 ─ 0.87 0.82 0.40 0.15 0.09 0.50 100.00
20.02 2902 0.80 0.40
19.46 |
61.80 27.97 4.00 ─ 3.40 0.89 0.80 0.40 0.15 0.09 0.50 100.00
20.08 3102 0.80 0.40
19.79 |
57.20 28.76 4.00 ─ 7.20 0.90 0.79 0.40 0.16 0.09 0.50 100.00
20.03 3301 0.80 0.40
19.81 |
* Supplied per kilogram of diet：
Vit. A, 10000 IU=;Vit. D, 1500 IU=;Vit.E, 10 mg ; Vit.B1, 2 mg ; Vit B2, 5 mg ; Vit B6, 3 mg ; Vit B12, 5μm ; Vit K3, 3 mg ; Folic acid, 1 mg ; Pantothenic acid, 15 mg ; Nicotinic acid, 50 mg ; Mn, 80 mg ; Zn, 46 mg ;Fe, 30 mg ; Cu, 10 mg ; I, 1 mg ; Se, 0.15 mg.
表2. 試驗飼糧組成(試驗2)
| Ingredients | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | |
| Yellow corn Soybean meal,44％ Wheat bran Soybean oil Dicalcium phosphate Calcium carbonate Salt DL-Methionine Choline chloride,50％ Premix* Total Calculated value Crude protein,％ ME, kcal／kg Calcium,％ Avail. phosphorus,％ Analyzed value Crude protein,％ |
56.00 15.50 26.40 ─ 0.66 0.89 0.40 0.16 0.14 0.30 100.00
15.45 2503 0.60 0.30
15.69 |
64.00 17.50 16.39 ─ 0.80 0.81 0.40 0.16 0.14 0.30 100.00
15.44 2700 0.60 0.30
15.52 |
72.50 19.00 5.86 ─ 0.90 0.75 0.40 0.15 0.14 0.30 100.00
15.41 2901 0.60 0.30
15.11 |
75.50 20.23 ─ 1.60 0.98 0.70 0.40 0.15 0.14 0.30 100.00
15.30 3102 0.60 0.30
15.42 |
70.30 21.51 ─ 5.50 0.98 0.69 0.40 0.15 0.14 0.30 100.00
15.41 3302 0.60 0.30
15.20 |
* Supplied per kilogram of diet：
Vit. A, 10000 IU=;Vit. D, 2000 IU=;Vit.E, 12.5 mg ; Vit.B1, 2 mg ; Vit B2, 6 mg ; Vit B6, 4 mg ; Vit B12, 5μm ; Vit K,4 mg ; Folic acid, 1 mg ; Pantothenic acid, 12 mg ; Nicotinic acid, 40 mg ; Mn, 65 mg ; Zn, 46 mg ;Fe, 30 mg ; Cu, 4 mg ; I, 0.3 mg ; Se, 0.15 mg.
Ⅲ、測定項目及方法
(1)試驗之採取
試驗1於試驗之第3、6週，試驗2在第9、12週齡時，自每處理組中逢機選取公母各4隻，即每處理組8隻，切斷頸動脈放血之後，立即取出肝臟置於4℃之冰冷生理鹽水(0.9％ Nacl)浸洗，再以濾紙吸乾，然後稱重並記錄之。隨即切取肝臟右葉組織4克，置於裝有1mMEDTA-Na、0.25M sucrose 36ml之冰冷溶液的均質試管中，先以剪刀細切後，使用均質機在一面冷卻一面均質的情況下，均質一分鐘。均質液以冷凍離心機在4℃，10849 rpm(10,000Xg)遠心分離10分鐘，使細胞核與粒線體沉澱，取上清液再經超高速冷凍遠心分離機(Beckman XL-90Ultracentrifuge)於4℃、30,000 rpm(105,000Xg)遠心分離60分鐘，使肝細胞之微粒體(microsome)沉澱，上清液為細胞質液，供測定脂肪酸合成相關酵素活性與蛋白質含量。
(2)肝臟脂肪酸合成相關酵素活性之測定
1. ATP-檸檬酸分解𠕇(ATP-citrate cleavage enzyme；EC 4.1.3.8；CCE)依Takeda et al.,(1963)之方法，經部分修訂後測定之。
2. NADP-蘋果酸去氫𠕇(NADP-malate dehydrogenase；EC 1.1.1.40；MDH)依據Ochoa et al., (1955)之法，經部分修正後測定之。
3. 葡萄糖-6-磷酸去氫𠕇(Glucose-6-phosphate dehydrogenase；EC 1.1.1.49；G6PDH)依據Lohr and Waller(1974)之方法，經部分修正後測定之。
4. 脂肪酸含成𠕇(Fatty acid synthetase；FAS)依據Kumar et al.(1970)之方法，經部分修後測定。
5. 肝臟酵素液蛋白質濃度之測定
依據Lowry et al.(1951)之改良方法，測定肝臟酵素液之蛋白質濃度，以計算酵素之比活性。
6. 酵素比活性之計算
ATP-檸檬酸分解𠕇，NADP-蘋果酸去氫𠕇、葡萄糖-6-磷酸去氫𠕇及脂肪酸合成𠕇之比活性計算，依據示波紙上所記錄之吸光值(OD值)、反應時間及肝臟酵素液之蛋白質濃度再由下列公式計算。
公式：酵素比活性(n mole／min• mg protein)
＝〔V／(E×d×CP×v)〕×(△e／△t)
V：酵素反應液之總容積(ml)
v：肝臟酵素測定液之量(ml)
CP：肝臟酵素液之蛋白質濃度(mg protein／ml)
d：光路徑 d＝1cm
E：分子吸光係數(6.2 ml／μ mole•cm)
△e／△t＝單位時間內酵素反應液之吸光值變化。
Ⅳ、統計分析
試驗所得資料，利用統計分析系統(SAS，1985)做統計分析，並使用一般線性模式(General Linear Model Procedure；GLM)進行變方分析，再以最小均方值(Least square means)估計並比較處理間平均值的差異顯著性。
表3. 飼糧代謝能含量對三週齡白羅曼鵝肝臟脂質合成相關酵素活性之影響
| Item | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | S.E. | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | ||
| ------------------------------------n mole／min.mg protein--------------------------- | ||||||
| ATP-CCE(1) | 20.93 | 23.90 | 24.97 | 30.58 | 24.80 | 8.37 |
| NADP-MDH(2) | 31.69a | 38.47ab | 39.65ab | 47.42bc | 26.69ab | 5.52 |
| G6PDH(3) | 73.43a | 72.95a | 117.03ab | 145.09b | 95.37ab | 22.12 |
| FAS(4) | 4.66a | 4.82a | 6.37b | 6.85bc | 5.81ab | 0.69 |
ATP-CCE(1)：ATP-citrate cleavage enzyme
NADP-MDH(2)：NADP-malate dehydrogenase
G6PDH(3)：Glucose-6-phosphate dehydrogenase
FAS(4)：Fatty acid synthetase
a，b，c：Means within the same row with different superscripts differ(P＜0.05).
結果與討論
本試驗所測定之酵素，包括ATP-檸檬酸分解𠕇、NADP-蘋果酸去氫𠕇、葡萄糖-6-磷酸去氫𠕇及脂肪酸合成𠕇，茲就飼糧代謝能量對此四種酵素活性之影響加以探討。由表3結果顯示，於3週齡鵝隻肝臟中CCE、MDH、G6PDH與FAS之活性均以3100 kcal／kg處理組最高，且MDH、G6PDH與FAS之活性均以3100 kcal／kg組顯著較2500 kcal／kg組為高(P＜0.05)，6週齡時MDH之活性亦以2500 kcal／kg處理組顯著較3100 kcal／kg處理組為低，CCE、G7PDH及G6PDH之活性各處理組間均無顯著差異(表4)。9週齡時各處理組間雖無顯著之差異，但四種酵素活性以2900 kcal／kg處理組較高(表5)，表6顯示12週齡時肝臟之CCE、MDH及G6PDH之活性，均以2900 kcal／kg處理組顯著較2500 kcal／kg處理組高，FAS之活性則以3100 kcal／kg處理組顯著較高(P＜0.05)。綜合3週齡與6週齡之肝臟中CCE、MDH、G6PDH與FAS之活性顯示，此四種酵素活性隨著飼糧代謝能由2500 kcal／kg提高到3100 kcal／kg而上升，但至3300 kcal／kg時則又下降，而9週齡與12週齡時則以2900 kcal／kg處理組最高。一般飼糧代謝能提高時，能量除供動物維持所需外，額外之能量則提供作脂肪的合成，故高能量飼糧會提高脂肪酸合成相關酵素活性。另一方面，固定飼糧中蛋白質含量，以碳水化合物調整飼糧代謝能時，肝臟脂肪酸合成相關酵素活性隨飼糧代謝能之提高上升(Tanaka et al., 1982a；1983a)。而本試驗中，各處理組蛋白質含量均為固定，故在調整飼糧代謝能時，在低能量情況下隨著飼糧代謝能之提高，飼糧中碳水化合物含量隨之增加，但在高能量處理組之飼糧，所增加之能量到來自脂肪，碳水化合物含量反而降低。Tanaka et al.(1983a)之研究顯示，雞隻飼糧中碳水化合物含量增多時，會促進糖酵解作用，使pyruvate生成量增加，因此脂肪酸合成之基質亦增多，在pyruvate-循環所產生脂肪酸合成所需之還原物質NADPH之量亦提高，因而進一步提高脂肪酸合成相關酵素活性。本試驗中，由於2900及3100 kcal／kg處理組之飼糧中由碳水化合物(玉米)所提供之能量較高，因此肝臟中CCE、MDH、G6PDH及FAS之活性亦有較高之趨勢。另方面，Pearce(1971)指出0及5％玉米油的給飼不影響肝臟脂質生成與MDH及CCE之活性，Tanaka et al.(1982b，1983b)之試驗顯示，飼糧中大豆油含量在6％以上時，會提高血漿中游離脂肪酸之濃度，明顯地降低MDH與CCE之活性，因此抑制脂肪酸合成相關酵素活性，故減少脂肪酸的合成。陳等(1994)進行飼糧代謝能量含量對白羅曼鵝生長性狀與血液脂質成分之影響的試驗結果顯示，飼糧代謝能3300 kcal／kg處理組於0~6週齡與7~12週齡時飼糧中大豆油添加量分別為72％與5.5％，且些處理組之血漿中游離脂肪酸濃度較各組為高。Tanaka et al.(1981)報告指出，飼糧油脂含量提高後，血漿中游離脂肪酸濃度即顯著提高，因此脂肪酸快速的被活化並與游離CoA結合成長鏈脂肪醯輔𠕇A，減少了游離CoA濃度，使檸檬酸透過粒腺體膜至細胞質之速率及乙醯輔𠕇A羧化𠕇之活性下降，因而抑制脂肪酸合成相關酵素活性。
表4. 飼糧代謝能含量對六週齡白羅曼鵝肝臟脂質合成相關酵素活性之影響
| Item | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | S.E. | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | ||
| ------------------------------------n mole／min.mg protein--------------------------- | ||||||
| ATP-CCE(1) | 9.00 | 9.54 | 12.75 | 13.75 | 12.03 | 1.27 |
| NADP-MDH(2) | 262.03a | 290.50ab | 295.42ab | 383.85bc | 347.47ab | 37.18 |
| G6PDH(3) | 78.19 | 90.28 | 127.20 | 118.45 | 91.38 | 29.02 |
| FAS(4) | 7.28 | 8.83 | 9.05 | 9.98 | 8.97 | 1.30 |
(1)，(2)，(3)，(4)：See Table 3.
a，b，c：See Table 3.
表5. 飼糧代謝能含量對九週齡白羅曼鵝肝臟脂質合成相關酵素活性之影響
| Item | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | S.E. | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | ||
| ------------------------------------n mole／min.mg protein--------------------------- | ||||||
| ATP-CCE(1) | 7.58 | 8.01 | 9.61 | 9.06 | 8.25 | 1.88 |
| NADP-MDH(2) | 26.86 | 27.53 | 39.62 | 34.65 | 33.02 | 8.20 |
| G6PDH(4) | 45.67 | 51.89 | 72.34 | 55.63 | 54.07 | 14.52 |
| FAS(5) | 2.62 | 2.99 | 4.34 | 4.00 | 3.38 | 0.89 |
(1)，(2)，(3)，(4)：See Table 3.
表6.飼糧代謝能含量對十二週齡白羅曼鵝肝臟脂質合成相關酵素活性之影響
| Item | Dietary metabolizable energy, kcal／kg | S.E. | ||||
| 2500 | 2700 | 2900 | 3100 | 3300 | ||
| ------------------------------------n mole／min.mg protein--------------------------- | ||||||
| ATP-CCE(1) | 10.40a | 10.52a | 15.40b | 12.86ab | 10.53a | 1.44 |
| NADP-MDH(2) | 35.09a | 45.99ab | 67.18b | 62.01b | 49.28ab | 8.20 |
| G6PDH(3) | 59.96a | 72.73ab | 106.07b | 96.09ab | 78.37ab | 14.52 |
| FAS(4) | 8.79a | 8.48a | 11.92ab | 13.62b | 9.02a | 1.40 |
(1)，(2)，(3)，(4)：See Table 3.
a，b：Means within the same row with different superscripts differ(P＜0.05).
在雞隻方面之研究顯示，肝臟中G6PDH之活性很低，且不受飼糧組成改變之影響(Hsu et al. 1987a)，但由本試驗中發現，鵝隻肝臟中G6PDH之活性較雞隻為高，且受飼糧改變之影響，此與Hsu et al. (1987b)以鴨所做之試驗結果指出，鴨肝臟G6PDH之活性顯著較雞為高，且受飼料組成不同的影響之結果相似，由此顯示，磷酸五碳醣迴路去氫醣可能亦是提供水禽肝臟脂肪酸合成所需之還原當量的主要來源，此為水禽與陸禽在脂肪酸合成時不同之處。(畜產研究28(1)37~47, 1995)
飼料營養雜誌(p.4∼12)─陳添福、許振忠．九五年第十期
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