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淀粉是反刍动物能量的主要来源,但反刍动物小肠淀粉消化率低。其中胰腺α-淀粉酶是限制小肠淀粉消化率的关键因素。本试验采用体外组织培养的方法,阐明了支链氨基酸对不同动物胰腺消化酶分泌的影响以及从分子层面解析亮氨酸对不同动物胰腺组织消化酶的调控机制。试验1:支链氨基酸浓度对奶牛体外胰腺消化酶活性的影响本试验选用5头健康、体况良好的青年荷斯坦奶牛,屠宰后取胰腺组织进行培养,将奶牛胰腺切成小块,置于含有亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸的3组培养液中,各组培养液浓度梯度为0、2.62、5.24和10.48 mg/m L,每个处理5个重复,培养60 min,取组织和培养液,检测消化酶活性。结果表明:(1)胰腺组织中α-淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性和组织释放α-淀粉酶的活性随亮氨酸浓度提高呈二次曲线变化(P<0.01),在5.24 mg/m L时达到最高值。与对照组(0 mg/m L)相比,亮氨酸线性增加了组织释放胰蛋白酶的活性(P<0.05),没有增加糜蛋白酶的活性(P>0.05);高浓度异亮氨酸(5.24和10.48 mg/m L)线性增加了组织中糜蛋白酶活性(P<0.05)和组织释放α-淀粉酶的活性(P<0.01)。(2)与对照组相比,异亮氨酸不影响组织中α-淀粉酶和胰蛋白酶分泌,也不影响组织释放胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性(P>0.05);(3)随着缬氨酸水平的升高,组织中和组织释放的α-淀粉酶的活性呈二次曲线变化(P=0.05),在浓度为5.24 mg/m L时达到最高值;缬氨酸不影响胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性(P>0.05);(4)三种支链氨基酸在影响胰腺分泌和释放α-淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性上不存在交互作用(P>0.05),支链氨基酸显著降低了组织释放脂肪酶的活性(P<0.01)。以上结果表明,支链氨基酸可刺激奶牛体外胰腺消化酶的分泌,尤其是α-淀粉酶、糜蛋白酶和胰蛋白酶。三种支链氨基酸对α-淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性的影响不存在交互作用,仅对脂肪酶的活性存在交互作用。试验2:亮氨酸浓度对牛、羊、猪、鸡体外胰腺组织消化酶分泌的影响规律本试验选用健康、体况良好的牛、羊、猪、鸡各5头(只),屠宰后取胰腺组织进行培养,试验设置4个处理组,分别为对照组(不添加亮氨酸)、处理组(2.62、5.24、10.48 mg/m L),每个处理5个重复,培养时间1 h、2 h。通过检测胰腺组织和组织培养液中消化酶的活性,揭示亮氨酸对牛、羊、猪、鸡体外胰腺外分泌功能的影响规律。结果表明:亮氨酸可线性提高牛1 h、2 hα-淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶活性(P<0.05),降低1 h脂肪酶活性(P<0.01),提高2 h脂肪酶活性;显著提高羊、猪和鸡1 h、2 hα-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶活性(P<0.05)。这些结果表明,亮氨酸可促进牛、羊、猪、鸡体外胰腺消化酶的分泌。试验3:亮氨酸对牛、羊、猪、鸡体外胰腺组织消化酶分泌的比较研究本试验方法与选材同试验2,牛、羊、猪、鸡胰腺分别用两个梯度亮氨酸处理,对照组(不添加亮氨酸)和处理组(5.24mg/m L亮氨酸),每个处理5个重复,培养时间1 h。结果表明:动物胰腺组织分泌ɑ-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶受动物种类的影响差异显著(P<0.05);亮氨酸浓度对不同动物胰腺组织ɑ-淀粉酶、脂肪酶分泌的影响差异极显著(P<0.01);动物种类与亮氨酸浓度对动物体外胰腺组织ɑ-淀粉酶和胰蛋白酶的分泌没有交互作用(P>0.05),对体外胰腺组织脂肪酶和糜蛋白酶的分泌具有交互作用(P<0.05)。不同动物体外胰腺组织在培养液中分泌ɑ-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性受动物种类的影响差异显著(P<0.01),亮氨酸浓度对动物胰腺组织培养液中ɑ-淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性影响差异显著(P<0.05);动物种类与亮氨酸浓度对动物胰腺组织培养液中ɑ-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的分泌具有交互作用(P<0.05)。这些结果表明,亮氨酸对不同动物胰腺消化酶的分泌具有种间差异,并且动物种类与亮氨酸对不同动物胰腺消化酶的分泌具有交互作用。试验4:亮氨酸对牛和猪体外胰腺组织m TOR信号通路的比较研究本试验选用身体状况良好的牛和猪各5头,屠宰后取胰腺组织进行组织培养,处理方法同试验3。通过检测亮氨酸对牛和猪胰腺组织m TOR信号通路上关键基因和蛋白的表达和磷酸化水平,揭示亮氨酸调控牛和猪胰腺组织消化酶合成的机制是否存在种间差异。结果表明,动物胰腺组织m TOR信号通路中PKB、S6K1基因m RNA表达受动物种类的影响差异显著(P<0.01),对4E-BP1基因m RNA表达的影响趋于显著(P=0.051);亮氨酸浓度极显著影响PKB、4E-BP1基因m RNA表达(P<0.01),显著影响S6K1基因m RNA的表达(P<0.05)。动物种类与亮氨酸浓度对牛和猪胰腺组织中PKB、4E-BP1基因m RNA表达具有交互作用(P<0.01)。动物种类对牛和猪体外胰腺组织4E-BP1、S6K1蛋白表达量的影响差异极显著(P<0.01),对牛和猪胰腺组织PKB蛋白表达影响差异不显著(P>0.08)。亮氨酸浓度对牛和猪胰腺组织PKB、4E-BP1蛋白表达的影响差异显著(P<0.01),不影响S6K1蛋白的表达(P>0.05);动物种类和亮氨酸浓度对牛和猪胰腺组织蛋白PKB、4E-BP1、S6K1的表达具有交互作用(P<0.05)。动物种类对牛和猪胰腺组织PKB、4E-BP1蛋白磷酸化水平的影响差异显著(P<0.05),不影响S6K1蛋白的磷酸化水平(P>0.05);亮氨酸浓度对牛和猪PKB、S6K1蛋白磷酸化水平的影响(P<0.01);动物种类和亮氨酸对蛋白的磷酸化水平没有交互作用(P>0.05)。这些结果表明,亮氨酸可通过m TOR信号通路调节消化酶的合成,且亮氨酸对牛和猪体外胰腺消化酶分泌调节机制的影响不同,存在种间差异。试验5:亮氨酸对牛和猪体外胰腺组织ISR信号通路的比较研究本试验选用身体状况良好的牛和猪各5头,屠宰后取胰腺组织进行组织培养,处理方法同试验3。通过检测亮氨酸对牛和猪胰腺组织ISR信号通路上关键基因和蛋白的表达以及磷酸化水平,揭示亮氨酸调控牛和猪胰腺组织消化酶合成的机制是否存在种间差异。结果表明:动物种类对牛和猪体外胰腺组织ISR信号通路中ATF4、e IF-2α蛋白的表达影响差异显著(P<0.05),亮氨酸能够显著影响牛和猪体外胰腺组织ATF4蛋白的表达量(P<0.01)。动物种类和亮氨酸对牛和猪胰腺组织ATF4蛋白的表达具有交互作用(P<0.01),对e IF-2ɑ蛋白表达的影响差异不显著(P>0.05)。动物种类和亮氨酸对牛和猪体外胰腺组织ATF4蛋白的磷酸化水平影响差异显著(P<0.01),不影响牛和猪e IF-2ɑ蛋白的磷酸化水平(P>0.05);动物种类和亮氨酸对牛和猪体外胰腺组织ATF4蛋白的磷酸化水平没有交互作用(P>0.05),对e IF-2ɑ蛋白的磷酸化水平具有交互作用。综合上述结果:(1)支链氨基酸可刺激牛胰腺消化酶的分泌,并且三种支链氨基酸之间对淀粉酶,胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性不存在交互作用,对脂肪酶的活性有交互作用。(2)亮氨酸可促进牛、羊、猪、鸡体外胰腺组织消化酶的分泌,并且影响牛和猪m TOR和ISR信号通路中关键基因和蛋白的表达及磷酸化水平,促进蛋白质的合成。(3)亮氨酸对牛、羊、猪、鸡体外胰腺组织消化酶分泌及牛和猪m TOR信号通路上关键基因和蛋白的影响存在种间差异。