胍基乙酸对骨骼肌细胞及保育猪的作用效果

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本论文研究了胍基乙酸(Guanidine acetic acid,GAA)在氧化应激条件下对成肌细胞中抗氧化相关酶类活性及糖代谢相关酶类活性的变化,及其对保育猪生产性能、抗氧化能力和糖代谢关键酶的影响。本研究开展了以下3个试验:1.试验一过氧化氢对成肌细胞氧化应激的诱导作用。本试验通过向成肌细胞中添加不同浓度0(对照组、CON)、0.2(H2)、0.4(H4)和0.8(H8)mM H2O2,分别作用0.5 h和1.5 h,检测细胞增殖和相关抗氧化酶的变化,建立成肌细胞的氧化应激损伤模型。试验结果:(1)不同浓度的H2O2作用于成肌细胞后,细胞增殖率与对照组相比显著降低(P<0.05)。应激时间为0.5 h时,与对照组相比,H2、H4和H8组细胞增殖率均极显著降低(P<0.01)。应激时间为1.5 h时,H2、H4和H8组细胞增殖率与对照组相比均极显著降低(P<0.01),且下降幅度远高于应激时间0.5 h的细胞增殖率,且观察到大量细胞死亡,故选择H2O2应激时间为0.5 h,继续下面的试验。(2)不同浓度的H2O2作用于成肌细胞后,H2组细胞SOD(Superoxide Dismutase,SOD)抑制率无显著变化(P>0.05),H4和H8组SOD抑制率显著下降(P<0.05),三组GSH(Glutathione,GSH)含量无显著变化(P>0.05)。综合以上三个指标,选择0.4 mM H2O2作用0.5 h建立细胞氧化应激模型。2.试验二胍基乙酸对过氧化氢诱导成肌细胞氧化应激的保护作用。本试验研究胍基乙酸对过氧化氢诱导成肌细胞氧化应激的保护作用。在应激和非应激条件下,分别在成肌细胞培养液中,添加不同浓度(0、10、20 mmol/L)的胍基乙酸,形成对照组(CON)、G10(10 mmol/L GAA)、G20(20 mmol/L GAA)、H4(0.4 mM H2O2)、H4G10(0.4 mM H2O2+10mmol/L GAA)和H4G20(0.4 mM H2O2+20 mmol/L GAA)6组,检测成肌细胞内抗氧化相关酶、糖代谢相关酶活性、细胞内活性氧水平和细胞凋亡比率的变化。试验结果:(1)正常生理条件下,胍基乙酸对成肌细胞的超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽含量无显著影响(P>0.05);氧化应激条件下,胍基乙酸可通过提高成肌细胞的SOD活性(P<0.05),降低细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平和细胞凋亡比率,缓解H2O2引起的氧化应激。(2)正常生理条件下,胍基乙酸可通过显著提高糖代谢相关酶类(丙酮酸激酶(Pyruvate Kinase,PK)和苹果酸脱氢酶(Malate Dehydrogenase,MDH))的活性促进糖代谢(P<0.05);氧化应激条件下,胍基乙酸对糖代谢相关酶类(果糖-6-磷酸激酶(Fructose-6-phosphate Kinase,PFK)、丙酮酸激酶和苹果酸脱氢酶)无显著影响(P>0.05)。3.试验三胍基乙酸对保育猪生长性能、抗氧化能力和糖代谢关键酶的影响。本试验选取健康杜长大三元杂交仔猪(19.03±1.30 kg)64头,随机等分为两组。每组4个重复,每个重复8头猪。对照组(Control,CON):饲喂基础日粮;胍基乙酸组(Guanidine acetic acid,GAA):在基础日粮中添加600 mg/kg胍基乙酸。试验期14 d。试验第14 d,每组随机选取8头猪(每个重复2头)采血。检测仔猪的体重、平均日采食量、血浆抗氧化酶含量或活性、血浆糖代谢关键酶活性的变化。试验结果:(1)与对照组相比,胍基乙酸组平均日增重(Average daily gain,ADG)显著提高(P<0.05),料重比(Feed/Gain,F/G)显著下降(P<0.05),但两组间末体重、平均日采食量(Average daily feed intake,ADFI)无显著差异(P>0.05);(2)胍基乙酸组血浆SOD抑制率、谷胱甘肽含量和总抗氧化能力(Total Antioxidant Capacity,T-AOC)显著高于对照组(P<0.05),两组间丙二醛含量无显著差异(P>0.05)极显著高于对照组(P<0.01),两组间丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量无显著差异(P>0.05);(3)胍基乙酸组血浆果糖-6-磷酸激酶、丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶(Isocitrate Dehydrogenase,IDH)、苹果酸脱氢酶、NADH-辅酶Q还原酶(NADH-CoQ Reductase,NADH-CoQ)和肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)活性均显著高于对照组(P<0.05),己糖激酶(Hexokinase,HK)活性和ATP合成酶(ATP Synthase,ATPase)活性有高于对照组的趋势(P<0.10)。研究结论(1)正常生理条件下,胍基乙酸对成肌细胞的抗氧化能力无明显影响;氧化应激条件下,胍基乙酸可通过升高成肌细胞的SOD活性,降低ROS水平和细胞凋亡比率,缓解H2O2引起的氧化应激。(2)正常生理条件下,胍基乙酸可通过提高糖代谢相关酶类(丙酮酸激酶和苹果酸脱氢酶)的活性促进糖代谢;氧化应激条件下,胍基乙酸对糖代谢相关酶类(果糖-6-磷酸激酶、丙酮酸激酶和苹果酸脱氢酶)活性无显著影响。(3)日粮中添加胍基乙酸可改善保育猪的生长性能,提高其抗氧化能力,并可通过糖代谢相关酶类(己糖激酶、果糖-6-磷酸激酶活性、丙酮酸激酶活性、异柠檬酸脱氢酶活性、苹果酸脱氢酶活性、NADH-辅酶Q还原酶活性和ATP合成酶)活性的提高促进体内分解代谢,提高机体ATP水平。
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