植物甾醇在水产动物中的应用研究 ——植物甾醇与生长发育
发布时间：
2023-05-31
植物甾醇(Phytosterol,PS)是以环戊烷多氢菲(甾核)为骨架的一类化合物，结构与胆固醇类似，仅侧链结构不同[1](图1)。植物甾醇通常以游离甾醇、甾醇酯、甾基糖苷等的形式广泛存在于植物油、坚果、植物种子等植物性食物中，是植物细胞的重要组成成分。植物甾醇主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等。研究证实，植物甾醇具有调节脂代谢、抗氧化、抗炎和抑菌等生物功能，在食品和药品等领域应用广泛[2]。
植物甾醇(Phytosterol,PS)是以环戊烷多氢菲(甾核)为骨架的一类化合物，结构与胆固醇类似，仅侧链结构不同[1](图1)。植物甾醇通常以游离甾醇、甾醇酯、甾基糖苷等的形式广泛存在于植物油、坚果、植物种子等植物性食物中，是植物细胞的重要组成成分。植物甾醇主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等。研究证实，植物甾醇具有调节脂代谢、抗氧化、抗炎和抑菌等生物功能，在食品和药品等领域应用广泛[2]。
图1 胆固醇与胆固醇化学结构
1. 植物甾醇在动物体内的吸收转运
植物甾醇在动物体内的吸收转运过程与胆固醇类似。大致可分为以下几个步骤：
(1) 动物摄食植物甾醇后，植物甾醇和食物中的脂质进入肠道，被胆汁酸乳化后被胰脂酶水解，混合形成微胶束。
(2) 微胶束将植物甾醇和外源性固醇物质转运至肠绒毛膜，被NCP1L1蛋白转运到小肠细胞内。
(3) 随后，植物甾醇在细胞中被ACAT酯化，与甘油三酯、ApoB48形成乳糜微粒经淋巴组织进入血液循环，进入血液循环中的植物甾醇通过ApoEr被肝脏吸收。
(4) 未被酯化的植物甾醇被ABCG5/G8逆向转运至细胞外或胆汁中[2](图2)。
图2 植物甾醇机体内吸收转运机制[3]
注：NCP1L1: Niemann-Pick C1-like 1，尼曼匹克C1型类似蛋白;ACAT:酰基辅酶a-胆固醇酰基转移酶; ApoB48: 载脂蛋白B48;ApoEr:载脂蛋白E受体 ; CM:乳糜微粒ABCG5/G8: 三磷酸腺苷结合盒(ABC) 转运转运体。
2. 植物甾醇与鱼类生长植物甾醇在结构上类似于甾体激素，能够促进生长激素分泌，诱导胰岛素样生长因子(IGFs)的产生，促进动物蛋白质的沉积，提高动物生长速度[2]。研究表明，饲料中添加20~80mg/kg植物甾醇，团头鲂质量增长率由95.97%提升至109.74%，特定生长率从0.34%提升至0.40%[4]。在异育银鲫的应用结果也表明，饲喂植物甾醇后增重率从131.57%提高到152.63%，饵料系数从2.1降低至1.93[5]。添加20~80mg/kg植物甾醇可使黄颡鱼幼鱼的增重率、特定生长率和蛋白质效率显著提升，以40mg/kg效果最佳[6]。添加5g/kg植物甾醇提高欧洲鲈鱼蛋白质利用效率，降低饵料系数[7]。饲粮中补充10g/kg植物甾醇可促进金头鲷采食，显著提高日增重，降低饵料系数[8]。海鲈鱼和草鱼中试验结果显示，植物甾醇可提高海鲈鱼的增重率和特定生长率，对草鱼也有增重的效果(数据未公开发表)。3. 植物甾醇与虾蟹生长发育胆固醇是动物维持生命活动必需脂质来源之一，也是甲壳类动物合成性激素、蜕壳激素和维生素D的前体[9]。虾蟹类动物的生长是由蜕皮时体质量的增长以及蜕皮频率所决定，蜕皮激素分泌不足可能会导致其生长阻滞[10]。又因虾蟹类动物缺乏角鲨烯单加氧酶和羊毛甾醇合成酶无法合成胆固醇[11]，因此必须从饮食中获取胆固醇，以满足其生长、换壳和繁殖的需要。植物甾醇在结构上类似于胆固醇，一些研究也表明其对虾蟹类动物的生长具有促进作用。研究发现，添加500mg/kg植物甾醇提高凡纳滨对虾增重率和特定生长率[12]。研究显示，饲喂0.05%和0.8%植物甾醇显著提高不同生长阶段(幼虾和亚成体)凡纳滨对虾的增重率和特定生长率，降低饵料系数[13]。南美白对虾饲料中补充0.1%植物甾醇，显著提高虾的终重和生长速率，生产性能与补充0.08%胆固醇基本一致，这提示植物甾醇可替代胆固醇作为虾的生长促进剂[14]。中华绒螯蟹的研究表明，植物甾醇提高螃蟹增重率，降低饵料系数，提高脱壳频次，促进螃蟹生长[15]。
综合上述文献，植物甾醇在动物机体内的吸收转运与胆固醇的转运方式类似，其被鱼类摄入后，可提高鱼体增重率和特定生长率，改善饲料转化效率。此外，植物甾醇的结构与胆固醇类似，对于虾蟹动物的生长、蜕壳也具有一定作用。
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