几种特定碳水化合物的生理作用

几种特定碳水化合物的生理作用 1. 某些寡糖的生理作用 不同的微生物通过特异性识别作用，只能选择性地定植于某一特定的器官或部位。近年来研究发现，这种特异性识别是通过微生物面的凝集素和宿主细胞表面的某些寡糖介导完成的。在畜禽胃肠道内，微生物表面的糖蛋白质(或菌毛)能够特异地识别肠粘膜上皮的寡糖受体，并与之结合。近几年来，人们对于寡糖的研究和应用具有特别的兴趣，已合成了一些寡糖产品，如甘露寡糖(MOS，酵母细胞壁的衍生物)、果寡糖(FOS，由蔗糖通过转果糖酶反应合成)等。研究表明，当含有上述寡糖的饲料进入动物体内后，胃肠道中的致病菌就会与之结合，从而不能在肠壁表面定植，这样它们就会随食糜一道排出体外，从而保护了动物免遭这些致病菌的侵害。 某些寡糖不能被动物分泌的酶消化。在胃肠道内，寡糖可以选择性地作为某些细菌生长的底物。果寡糖能够作为乳酸杆菌和双歧杆菌生长的底物，但沙门氏菌、大肠埃希氏菌和其它革兰氏阴性菌发酵FOS的效率很低，因而它们的生长将会受到抑制。MOS可以防止沙门氏菌、大肠杆菌和霍乱弧菌在动物肠道粘膜上皮上的粘附。由于合成寡糖具有上述调整胃肠道微生物区系平衡的效应，现已将其称为化学益生素(Chemical probiotics)。 目前，应用合成寡糖所实施的实验，其正效应较为一致，但应用天然含有寡糖的某些饲料原料的实验，其效果则不一致。Iji等(1998)认为造成这种差异的原因可能是添加合成寡糖时，在饲粮中的添加水平低(低于0.5,)，而天然含有寡糖的某些饲料原料中寡糖水平较高。 最常见的寡糖天然来源是豆科籽实，其中寡糖的含量为23,106g,kg。大豆中寡糖的平均含量为46g,kg。饲料中天然寡糖主要为棉籽糖系列(棉籽糖、水苏糖、毛蕊草糖)。这些糖主要被肠道中的有益微生物发酵，但如果量过高，发酵产气过多可能导致肠胃胀气。同时，发酵产物也影响肠粘膜与血浆间的渗透压，严重时可导致腹泻，这也是向仔猪饲喂含高水平大豆或豆粕的饲粮时，容易产生腹泻的原因之一。 2. 动物体内糖苷的生理作用 糖苷是指具有环状结构的醛糖或酮糖的半缩醛羟基上的氢，被烷基或芳香基团所取代的缩醛衍生物。糖苷经完全水解，糖苷键分裂，产生的糖部分称为糖基(glycone)，非糖部分称为配基(aglycone)。现已确定动物体内代谢产生的许多糖苷具有解毒作用。哺乳类、鱼类及一些两栖类动物的许多毒素、药物或废物，包括固醇类激素的降解产物可能是通过与D—葡萄糖醛酸形成葡萄糖苷酸而排出体外的。 3. 结构性碳水化合物的营养生理作用 结构性碳水化合物在体内有多种营养生理功能，饲粮中适宜水平的纤维对动物生产性能和健康有积极的作用。粘多糖是保证多种生理功能实现的重要物质。透明质酸具有高度粘性，在润滑关节、保护机体在受到强烈振动时，不致影响正常功能方面起重要作用。硫酸软骨在软骨中起结构支持作用。几丁质(又名甲壳素、壳多糖)是许多低等动物尤其是节肢动物外壳的重要组成部分。虾、蟹是在不断蜕壳和再生壳的过程中生长，而甲壳素的分解产物2—氨基葡萄糖对于虾、蟹壳的形成具有重要作用。因此，在饲料中添加甲壳素(生产中添加虾糠或虾头粉)可促进虾、蟹类的生长。 4(糖蛋白质、糖脂的生理作用 目前糖蛋白质是指由比较短、往往是分支的寡糖链与多肽共价相连所构成的复合糖。糖蛋白质种类繁多，在体内物质运输、血液凝固、生物催化、润滑保护、结构支持、粘着细胞、降低冰点、卵子受精、免疫和激素发挥活性等方面发挥极其重要的作用。 粘液分泌物中的糖蛋白质常含有大量糖类，能束缚大量的水，而且具有很高的粘性，对机体有保护和润滑作用，可作为润滑剂和表面保护剂。粘液的粘性很大程度上依赖于糖蛋白质中的糖链。糖链中吡喃型糖残基中的羟基与水分子形成氢键，此外粘液糖蛋白质中往往含有大量的唾液酸残基，通过负电荷间的排斥作用，分子会呈现较伸展的结构。唾液酸残基上的羧基基团也可与水分子结合(离子偶极相互作用)，其主要原因看来是由于糖蛋白质中糖链具有潴留水的能力。这种能力一定程度上起着增加分泌、增加营养物质溶解度和促进营养物质转运等作用。 南极鱼能生活在温度为-1.85?的表面水域中，而在这一条件下温带鱼的血清则已冻结。经研究南极鱼中含有一类抗冻的糖蛋白质，此糖蛋白质水解后呈特定形状，可使所系水分子不易冻结，降低水的冰点但不降低其熔点，提高了抗低温能力。 在糖蛋白质的生物学功能中，最引人注目的是细胞质膜糖蛋白质的功能。质膜在主动运输，作为病毒、激素和抗体的受体，参与细胞间的识别和粘着等作用中与糖蛋白质密切相关。许多生物学现象和血清蛋白质的体内平衡，红血球的体内平衡、血小板的凝血作用、动物的受精过程、外源凝集的血球凝集作用等，其作用机制都与糖蛋白质寡糖链所提供的“识别标记”直接相关。体内许多生物学反应的发生，都需要膜中含有特异的识别位点，即受体或选择素。受体分子往往含有若干条寡糖链，糖链的组分常为半乳糖、甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺和唾液酸等，受体分子受到诱导发生构象的改变，从而促进特定的生物学反应的发生。受体蛋白质在细胞表面和溶酶体之间循环，保持动态平衡。糖蛋白质作为生物体系的识别标记的研究日益受到重视。 糖脂是神经细胞的组成成分，对突轴传导刺激冲动起着重要作用。 1. 某些寡糖的生理作用 不同的微生物通过特异性识别作用，只能选择性地定植于某一特定的器官或部位。近年来研究发现，这种特异性识别是通过微生物表面的凝集素和宿主细胞表面的某些寡糖介导完成的。在畜禽胃肠道内，微生物表面的糖蛋白质(或菌毛)能够特异地识别肠粘膜上皮的寡糖受体，并与之结合。近几年来，人们对于寡糖的研究和应用具有特别的兴趣，已合成了一些寡糖产品，如甘露寡糖(MOS，酵母细胞壁的衍生物)、果寡糖(FOS，由蔗糖通过转果糖酶反应合成)等。研究表明，当含有上述寡糖的饲料进入动物体内后，胃肠道中的致病菌就会与之结合，从而不能在肠壁表面定植，这样它们就会随食糜一道排出体外，从而保护了动物免遭这些致病菌的侵害。 某些寡糖不能被动物分泌的酶消化。在胃肠道内，寡糖可以选择性地作为某些细菌生长的底物。果寡糖能够作为乳酸杆菌和双歧杆菌生长的底物，但沙门氏菌、大肠埃希氏菌和其它革兰氏阴性菌发酵FOS的效率很低，因而它们的生长将会受到抑制。MOS可以防止沙门氏菌、大肠杆菌和霍乱弧菌在动物肠道粘膜上皮上的粘附。由于合成寡糖具有上述调整胃肠道微生物区系平衡的效应，现已将其称为化学益生素(Chemical probiotics)。 目前，应用合成寡糖所实施的实验，其正效应较为一致，但应用天然含有寡糖的某些饲料原料的实验，其效果则不一致。Iji等(1998)认为造成这种差异的原因可能是添加合成寡糖时，在饲粮中的添加水平低(低于0.5,)，而天然含有寡糖的某些饲料原料中寡糖水平较高。 最常见的寡糖天然来源是豆科籽实，其中寡糖的含量为23,106g,kg。大豆中寡糖的平均含量为46g,kg。饲料中天然寡糖主要为棉籽糖系列(棉籽糖、水苏糖、毛蕊草糖)。这些糖主要被肠道中的有益微生物发酵，但如果量过高，发酵产气过多可能导致肠胃胀气。同时，发酵产物也影响肠粘膜与血浆间的渗透压，严重时可导致腹泻，这也是向仔猪饲喂含高水平大豆或豆粕的饲粮时，容易产生腹泻的原因之一。 2. 动物体内糖苷的生理作用 糖苷是指具有环状结构的醛糖或酮糖的半缩醛羟基上的氢，被烷基或芳香基团所取代的缩醛衍生物。糖苷经完全水解，糖苷键分裂，产生的糖部分称为糖基(glycone)，非糖部分称为配基(aglycone)。现已确定动物体内代谢产生的许多糖苷具有解毒作用。哺乳类、鱼类及一些两栖类动物的许多毒素、药物或废物，包括固醇类激素的降解产物可能是通过与D—葡萄糖醛酸形成葡萄糖苷酸而排出体外的。 3. 结构性碳水化合物的营养生理作用 结构性碳水化合物在体内有多种营养生理功能，饲粮中适宜水平的纤维对动物生产性能和健康有积极的作用。粘多糖是保证多种生理功能实现的重要物质。透明质酸具有高度粘性，在润滑关节、保护机体在受到强烈振动时，不致影响正常功能方面起重要作用。硫酸软骨在软骨中起结构支持作用。几丁质(又名甲壳素、壳多糖)是许多低等动物尤其是节肢动物外壳的重要组成部分。虾、蟹是在不断蜕壳和再生壳的过程中生长，而甲壳素的分解产物2—氨基葡萄糖对于虾、蟹壳的形成具有重要作用。因此，在饲料中添加甲壳素(生产中添加虾糠或虾头粉)可促进虾、蟹类的生长。 4(糖蛋白质、糖脂的生理作用 目前糖蛋白质是指由比较短、往往是分支的寡糖链与多肽共价相连所构成的复合糖。糖蛋白质种类繁多，在体内物质运输、血液凝固、生物催化、润滑保护、结构支持、粘着细胞、降低冰点、卵子受精、免疫和激素发挥活性等方面发挥极其重要的作用。 粘液分泌物中的糖蛋白质常含有大量糖类，能束缚大量的水，而且具有很高的粘性，对机体有保护和润滑作用，可作为润滑剂和表面保护剂。粘液的粘性很大程度上依赖于糖蛋白质中的糖链。糖链中吡喃型糖残基中的羟基与水分子形成氢键，此外粘液糖蛋白质中往往含有大量的唾液酸残基，通过负电荷间的排斥作用，分子会呈现较伸展的结构。唾液酸残基上的羧基基团也可与水分子结合(离子偶极相互作用)，其主要原因看来是由于糖蛋白质中糖链具有潴留水的能力。这种能力一定程度上起着增加分泌、增加营养物质溶解度和促进营养物质转运等作用。 南极鱼能生活在温度为-1.85?的表面水域中，而在这一条件下温带鱼的血清则已冻结。经研究南极鱼中含有一类抗冻的糖蛋白质，此糖蛋白质水解后呈特定形状，可使所系水分子不易冻结，降低水的冰点但不降低其熔点，提高了抗低温能力。 在糖蛋白质的生物学功能中，最引人注目的是细胞质膜糖蛋白质的功能。质膜在主动运输，作为病毒、激素和抗体的受体，参与细胞间的识别和粘着等作用中与糖蛋白质密切相关。许多生物学现象和血清蛋白质的体内平衡，红血球的体内平衡、血小板的凝血作用、动物的受精过程、外源凝集的血球凝集作用等，其作用机制都与糖蛋白质寡糖链所提供的“识别标记”直接相关。体内许多生物学反应的发生，都需要膜中含有特异的识别位点，即受体或选择素。受体分子往往含有若干条寡糖链，糖链的组分常为半乳糖、甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺和唾液酸等，受体分子受到诱导发生构象的改变，从而促进特定的生物学反应的发生。受体蛋白质在细胞表面和溶酶体之间循环，保持动态平衡。糖蛋白质作为生物体系的识别标记的研究日益受到重视。 糖脂是神经细胞的组成成分，对突轴传导刺激冲动起着重要作用。