營養(yǎng)與內(nèi)分泌激素.ppt

1,營養(yǎng)與內(nèi)分泌激素,2,激素在魚類營養(yǎng)物質(zhì)利用的作用 T3 T4 生長激素 睪酮 胰島素 胰高血糖素 多肽等 營養(yǎng)對魚類內(nèi)分泌功能的調(diào)控 激素在水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用 基因重組生長激素、睪酮,3,攝食 生長 內(nèi)分泌 動物攝食才能使其生長 內(nèi)分泌激素調(diào)控動物的生長 攝食與內(nèi)分泌功能密切相關(guān),4,受攝入營養(yǎng)物質(zhì)影響的主要內(nèi)分泌組織,腦 肝臟 胰島 神經(jīng)多肽 類胰島素生長因子 胰島素 兒茶酚胺激素 胰高血糖素 神經(jīng)遞質(zhì) 垂體 氨基酸、脂肪酸 蛋白、多肽激素 碳水化合物 胃腸道 性腺 腎間組織 甲狀腺 類固醇激素 甲狀腺激素 胃腸道多肽激素,5,該領(lǐng)域研究的主要激素,胰島素、胰高血糖素 甲狀腺激素 生長激素、類胰島素生長因子 可的松,6,激素的生理功能,胰島素 促進(jìn)合成代謝及營養(yǎng)物質(zhì)貯存 降低血糖 增強(qiáng)骨骼肌、脂肪組織對葡萄糖的攝取和利用 加速肝糖原肌糖原合成 抑制肝內(nèi)糖原異生 促進(jìn)脂肪酸的合成 然后轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟貯存 促進(jìn)蛋白質(zhì)合成 促進(jìn)細(xì)胞對氨基酸的攝取 DNA復(fù)制 RNA轉(zhuǎn)錄,7,激素的生理功能,胰高血糖素 促進(jìn)分解代謝的激素 加速肝糖原分解 加速肝內(nèi)糖原異生 血糖升高 促進(jìn)脂肪分解脂肪酸氧化,8,激素的生理功能,甲狀腺激素(T3 T4) 對代謝的影響 促進(jìn)糖原分解 抑制糖原合成 促進(jìn)脂肪酸氧化 增強(qiáng)胰高血糖素對脂肪分解作用 促進(jìn)膽固醇合成、又可通過肝臟加速膽固醇分解、分解大于合成 生理水平促進(jìn)蛋白質(zhì)合成 T3 T4過量蛋白質(zhì)分解 使大部分組織氧化產(chǎn)熱增加 促進(jìn)生長、發(fā)育、和變態(tài),9,激素的生理功能,腎間組織 糖皮質(zhì)激素 促進(jìn)糖原異生血糖升高 促進(jìn)肝外組織尤其肌肉的蛋白質(zhì)分解 加速氨基酸向肝臟轉(zhuǎn)移 加速糖原異生 促進(jìn)脂肪分解 脂肪酸氧化 鹽皮質(zhì)激素 調(diào)節(jié)水鹽代謝,10,激素的生理功能,GH (又稱軀體刺激素somatotropin) 促進(jìn)生長 促進(jìn)骨、軟骨、肌肉及其它組織細(xì)胞的分裂增殖 促進(jìn)AA進(jìn)入細(xì)胞 DNA復(fù)制 RNA轉(zhuǎn)錄 蛋白質(zhì)合成增加 脂肪分解 提供能量 抑制外周組織對葡萄糖的利用 使血糖趨于升高 誘導(dǎo)靶細(xì)胞產(chǎn)生類胰島素生長因子 insulin like growth factor IGF IGF促進(jìn)軟骨生長,11,攝食水平 飼料組成 投飼時(shí)間 攝食調(diào)控內(nèi)分泌功能的機(jī)制,12,攝食水平,研究從二方面入手 饑餓 限制攝食,13,攝食水平 - 饑餓,饑餓時(shí)的生理反應(yīng) 能量消耗處于維持生命的最低水平 能量貯存減少 動用體內(nèi)貯存的葡萄糖、氨基酸、脂肪作為能源 生長減慢 體重減輕 器官（肌肉、脂肪組織、肝臟）重量減輕,14,攝食水平 - 饑餓,短期饑餓 僅分解糖原形成葡萄糖以避免血糖降低 長期饑餓 利用蛋白質(zhì)、糖、脂肪作為能源 三種能源物質(zhì)的利用因魚的種類而異 有三種不同的代謝類型,15,攝食水平 - 饑餓,短期饑餓 血液胰島素減少 胰高血糖素升高 肝糖原分解 維持血糖水平 延長饑餓時(shí)間 胰高血糖素減少 糖原異生、脂肪分解提供能量,16,攝食水平 - 饑餓,胰島分泌的激素對攝食很敏感 胰高血糖素與胰島素之比 反映肝臟貯存的營養(yǎng)物質(zhì)糖還是脂肪作為能源被利用,17,攝食水平 - 饑餓,饑餓 血液中T3、T4水平降低 饑餓 影響下丘腦-垂體-甲狀腺軸 降低甲狀腺對促甲狀腺素的敏感性 減少T4 轉(zhuǎn)為T3,18,攝食水平 - 饑餓,延長饑餓 腎間組織合成分泌的激素減少 似乎矛盾的是 糖皮質(zhì)激素是應(yīng)激激素 饑餓魚對環(huán)境脅迫的敏感性是提高的,19,攝食水平 - 饑餓,胰島、甲狀腺、腎間組織合成、分泌激素均隨著饑餓時(shí)間的延長而減少 說明魚類通過改變對貯存物質(zhì)的利用耒維持其生命 是魚類對饑餓的適應(yīng),20,攝食水平 - 饑餓,饑餓促進(jìn)垂體分泌GH 提高血液中GH水平 虹鱒 莫桑比克羅非魚 金鯛 肝臟GH受體的數(shù)量減少 受體對GH敏感性降低 金鯛 銀大麻哈魚 類胰島素生長因子減少是生長減慢的主要原因,21,攝食水平 - 饑餓,饑餓仍能使骨骼生長 GH水平的提高能使骨骼生長和脂肪的分解 虹鱒 阿拉斯加鰈 GH不能直接刺激銀大麻哈魚、日本鰻鱺、金魚的軟骨組織生長 軟骨組織離體培養(yǎng) IGF能直接刺激軟骨蛋白多糖合成 GH不能直接刺激軟骨蛋白多糖合成 GH促進(jìn)軟骨生長必須通過IGF的作用,22,攝食水平 - 饑餓,饑餓使合成代謝的激素分泌減少 靶細(xì)胞上受體對其敏感性降低 短期饑餓 胰島素 胰高血糖素 生成葡萄糖 維持血糖 T3 T4 IGF 生長減慢 能量消耗減少 長期饑餓 胰島素與胰高血糖素之比維持血糖 T3 T4 IGF 生長減慢 能量消耗減少,23,攝食水平 限制攝食,虹鱒每周投喂1d 3d 5d 血中GH水平降低 虹鱒 金鯛 攝食水平從0到飽食 隨著攝食水平降低 血中IGF_1水平降低 GH在肝臟與受體結(jié)合減少 血中GH水平升高 虹鱒 隨著攝食水平提高血中IGF水平升高,24,攝食水平 限制攝食,虹鱒 隨著攝食水平提高血中胰島素、胰高血糖素水平升高,25,攝食水平 限制攝食,美國紅魚 投餌量 體重的0.5 %、 1.5 %、3.0%、4.5 % 、6.0% 魚的增重隨攝食水平的提高而增加 血中T3在較低攝食水平時(shí)與攝食、魚增重呈正相關(guān) 攝食量3.0%時(shí)T3最高 血中T4在各攝食水平無顯著差異,26,攝食水平 限制攝食,大西洋鮭、北極紅點(diǎn)鮭得到相似結(jié)果 T3的合成分泌對飼料攝入的水平很敏感,27,補(bǔ)償生長,補(bǔ)償生長compensatory or catch up growth 動物在饑餓或限制攝食一段時(shí)間后 增加提供飼料 動物的生長會加速 斑點(diǎn)叉尾魚鮰 限制攝食體脂肪減少 三周飽食體重達(dá)到對照組水平 魚的種類、攝食受限制的程度和限制攝食的持續(xù)時(shí)間均能影響補(bǔ)償生長,28,補(bǔ)償生長,牛、羊補(bǔ)償生長 利于脂肪合成的激素(如 胰島素)水平下降 有利于脂肪分解、葡萄糖合成 小牝牛補(bǔ)償生長的原因 GH水平提高 靶細(xì)胞受體的敏感性恢復(fù) GH-IGF 軸再次被激活 Yambayamba等提出 補(bǔ)償生長是調(diào)節(jié)激素合成與分泌的結(jié)果 是選擇性地使能量用于軀體生長而不貯存脂肪,29,補(bǔ)償生長,補(bǔ)償生長與內(nèi)分泌激素的合成與分泌要同時(shí)研究 補(bǔ)償生長 有無補(bǔ)償生長 如何限制攝食 GH、IGF、甲狀腺激素、胰島激素的分泌及其活性 限制攝食剌激與內(nèi)分泌反應(yīng)間的時(shí)間關(guān)系,30,飼料組成,哺乳動物 飼料蛋白或能量影響神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)中的基因表達(dá) 甘氨酸、亮氨酸、精氨酸 能提高血中胰島素、GH水平,31,飼料組成 -甲狀腺激素,飼料蛋白水平對魚甲狀腺激素合成的影響 美洲紅點(diǎn)鮭攝入低蛋白飼料 生長減緩 血中T4水平降低 T4轉(zhuǎn)為T3減少 虹鱒攝食高蛋白飼料 T3水平提高,32,飼料組成 - 甲狀腺激素,飼料碳水化合物水平對魚甲狀腺激素合成的影響 虹鱒攝食高糖飼料 魚生長不加快 血中T3水平不提高 饑餓虹鱒攝食1次高糖飼料 或注射葡萄糖 血中只有T4水平提高,33,飼料組成 -甲狀腺激素,飼料蛋白質(zhì)促進(jìn)T3的合成和分泌 飼料碳水化合物促進(jìn)T4的合成和分泌,34,葡萄糖 - 胰島的激素,糖對魚胰島激素的影響取決于魚的營養(yǎng)狀況 褐鱒 攝食褐鱒注射葡萄糖 肝臟胰高血糖素水平降低 血中胰島素水平不變 饑餓褐鱒注射葡萄糖 肝臟和血中的胰島素水平升高 胰高血糖素水平不變,35,氨基酸 - 胰島的激素,虹鱒注射精氨酸 提高血中胰島素水平 肝臟內(nèi)受體與胰島素結(jié)合的能力顯著提高,36,氨基酸 - 胰島的激素,太平洋鮭、虹鱒攝食精氨酸 魚的食欲減少、胰島素水平提高 胰島素起了飽食的信號 精氨酸刺激胰島素的釋放比葡萄糖更有效,37,飼料組成- GH,金鯛攝食低蛋白飼料 GH水平提高 肝臟受體對GH親和力降低 IGF-1水平降低 飼料蛋白水平影響GH - IGF軸 與饑餓相似,38,飼料組成- GH,離體培養(yǎng)羅非魚垂體細(xì)胞 GH水平與培養(yǎng)液中葡萄糖水平呈負(fù)相關(guān) GH水平與培養(yǎng)液中氨基酸水平呈負(fù)相關(guān),39,投餌的時(shí)間,血液中激素水平具有明顯的晝夜節(jié)律 機(jī)制尚不淸楚 但提出時(shí)間整合的多重節(jié)律系統(tǒng) 光照周期 攝食的時(shí)間 攝食的時(shí)間對內(nèi)分泌軸有顯著影響,40,投餌的時(shí)間 -甲狀腺激素,美國紅魚稚魚 每天投喂2次 每次喂體重的3% 光照13L:11D 血中T4水平呈顯著晝夜節(jié)律 T3相對穩(wěn)定 說明 T4的晝夜節(jié)律是受光照周期的影響 而不是投餌的時(shí)間 T3水平穩(wěn)定能較好地反映魚的生長,41,投餌的時(shí)間 -甲狀腺激素,虹鱒光照12L:12D 光照開始3小時(shí)投餌 血中T4水平呈晝夜節(jié)律 光照中期投餌 血中T4水平無晝夜節(jié)律 虹鱒 人工延長光照時(shí)間在黎明、中午、黃昏時(shí)投喂 血中T4水平呈晝夜節(jié)律,42,投餌的時(shí)間 -甲狀腺激素,金魚 下午投喂 T3水平呈晝夜節(jié)律 上午投喂 T3水平無晝夜節(jié)律,43,投餌的時(shí)間 胰島素,海鱸魚 一周不投餌 血中胰島素水平呈顯著晝夜節(jié)律 說明胰島素的晝夜節(jié)律不受攝食影響 海鱸魚 投餌時(shí)間影響胰島素晝夜節(jié)律的幅度 光照剛開始投餌血中胰島素水平比光照后期投餌的高,44,投餌的時(shí)間 GH,鮭鱒魚類血清GH水平呈顯著晝夜節(jié)律 攝食后有一個(gè)峰、晚上有一亇峰 投餌時(shí)間改變攝食后的峰 虹鱒) 早上或中午攝食 在攝食后3h、6h分別出現(xiàn)一個(gè)GH峰 光照期的后期投餌 攝食后的一個(gè)GH峰消失 可能是被晚上的GH峰掩蓋,45,投餌的時(shí)間 GH,投餌時(shí)間對GH日均水平影響 虹鱒 晚上投餌血清GH日均水平高于黎明投餌 虹鱒 光照期的不同時(shí)間投餌血清GH水平無差異,46,投餌的時(shí)間 可的松,魚在血中的可的松水平有晝夜節(jié)律 受光照和投餌時(shí)間影響 金魚 每日投喂1次 投喂前4-6h出現(xiàn)可的松峰 投喂是隨意的 可的松的分泌僅與光照周期相關(guān),47,投餌的時(shí)間 可的松,虹鱒 黑暗時(shí)可的松水平升高 攝食或攝食后出現(xiàn)可的松峰 3周不攝食 與黑暗、攝食相關(guān)的可的松峰仍保留 7-10周不攝食 僅保留與黑暗相關(guān)的可的松峰 13周不攝食 與黑暗相關(guān)的可的松峰消失 可的松的晝夜節(jié)律消失 說明攝食是維持可的松節(jié)律必須的,48,投餌的時(shí)間 可的松,投餌時(shí)間影響可的松的平均水平 虹鱒 光照期的早期投餌 血中可的松水平較高,49,投餌時(shí)間,攝食時(shí)間 能改變激素分泌的晝夜節(jié)律(可的松) 能改變激素分泌水平及其與攝食相關(guān)的分泌峰(甲狀腺 激素、GH、可的松) 投餌時(shí)間的選擇 光周期中能調(diào)節(jié)激素分泌節(jié)律的時(shí)間 攝食后能提高合成代謝有關(guān)的激素分泌,50,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,哺乳動物 營養(yǎng)物質(zhì)對于內(nèi)分泌功能的調(diào)控是多層次的 如激素合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)、外周代謝、與受體結(jié)合、受體數(shù)量、受體與激素的親和性等 Bass等 GH IGF 軸從下丘腦到IGF的受體至少有10個(gè)對營養(yǎng)物質(zhì)的敏感區(qū),51,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,葡萄糖、氨基酸、脂肪酸對內(nèi)分泌細(xì)胞或靶細(xì)胞的直接作用 葡萄糖、氨基酸作用于羅非魚垂體細(xì)胞影響GH、促乳素的分泌 葡萄糖、精氨酸影響海鱸、虹鱒、褐鱒的胰島激素分泌,52,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,營養(yǎng)物質(zhì)攝入影響胃腸道激素的合成和分泌 受營養(yǎng)物質(zhì)影響的內(nèi)分泌激素還可能影響其它的內(nèi)分泌系統(tǒng) 胰島素調(diào)節(jié)T4的脫碘 膽囊收縮素促進(jìn)胰島素分泌,53,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,營養(yǎng)物質(zhì)影響靶細(xì)胞受體 數(shù)量（肝臟中GH受體） 激素與受體的親和性（GH與受體親和性）,54,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,激素轉(zhuǎn)運(yùn)有不同的形式 水溶性的肽類和胺類激素直接溶于血漿以游離態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn) 脂溶性激素和甲狀腺激素必須與蛋白結(jié)合才能轉(zhuǎn)運(yùn) 少量呈游離態(tài) 游離態(tài)與結(jié)合態(tài)須保持動態(tài)平衡,55,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,鼠 饑餓使血漿中脂蛋白和蛋白水平降低 運(yùn)輸甲狀腺激素的蛋白減少 游離的甲狀腺激素也減少,56,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,營養(yǎng)物質(zhì)影響激素的轉(zhuǎn)運(yùn) 魚類在這方面的影響還不淸楚 斑點(diǎn)叉尾鮰 血液組成會因攝食呈年周期變化由此認(rèn)為影響激素轉(zhuǎn)運(yùn),57,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,營養(yǎng)物質(zhì)影響激素與受體的結(jié)合 白鱸(Siharath等1996) 饑餓時(shí)IGF與低分子量的蛋白結(jié)合增加 顯著降低IGF對靶細(xì)胞的激活能力,58,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,神經(jīng)內(nèi)分泌的調(diào)節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)攝入 神經(jīng)系統(tǒng) 營養(yǎng)物質(zhì)貯存 內(nèi)分泌系統(tǒng),59,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,營養(yǎng)物質(zhì)誘導(dǎo)激素分泌 葡萄糖刺激消化道中敏感細(xì)胞 傳入性植物性神經(jīng) 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 迷走神經(jīng) 胰島素分泌,60,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,哺乳動物 下丘腦有葡萄糖受體 垂體,61,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,一些氨基酸是神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺、多巴胺的前體 營養(yǎng)物質(zhì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性神經(jīng)多肽,62,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控,外周 中樞,63,攝食對內(nèi)分泌功能的調(diào)控 外周,直接對激素合成分泌的刺激作用 影響靶細(xì)胞的數(shù)量 激素與靶細(xì)胞的親和性 激素運(yùn)輸及其代謝 激素的活性(T3 T4) 受營養(yǎng)物質(zhì)影響的內(nèi)分泌激素還