

生物素(biotin)是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)維持正常生理機(jī)能所必需的維生素之一。由于生物素在飼料中廣泛分布,而且動(dòng)物腸道能夠合成生物素,人們曾認(rèn)為畜禽可以不添加生物素。但是,在生產(chǎn)實(shí)踐中,經(jīng)常出現(xiàn)生物素缺乏癥,尤其在集約化生產(chǎn)條件下,更容易出現(xiàn)生物素缺乏癥狀,畜禽缺乏生物素會(huì)導(dǎo)致生長緩慢、攝食減少、母畜繁殖性能降低、肉質(zhì)及胴體品質(zhì)下降、皮炎,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡,補(bǔ)充生物素可以使以上癥狀消失。于是,人們重新重視和研究生物素的營養(yǎng)作用及其機(jī)理。近年來,生物素已成為受廣泛關(guān)注的水溶性維生素之一。
1、生物素的理化特性
生物素廣泛存在于動(dòng)植物中,天然存在的生物素主要以與其他分子結(jié)合的形式存在。其化學(xué)結(jié)構(gòu)中包括一個(gè)含有5個(gè)碳原子的羧基側(cè)鏈和兩個(gè)五元雜環(huán)(王鏡巖,2002),在體內(nèi)由側(cè)鏈的羧基與酶蛋白的ε一賴氨酸殘基結(jié)合,發(fā)揮輔酶作用。生物素可能有8種不同的異構(gòu)體,其中只有D-生物素具有生物活性。在動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞中常以游離狀態(tài)或與蛋白質(zhì)相結(jié)合的狀態(tài)存在。
2、生物素的營養(yǎng)機(jī)制
生物素有結(jié)合態(tài)和游離態(tài)兩種形式。結(jié)合態(tài)的生物素不能被動(dòng)物直接利用,必須經(jīng)過腸道生物素降解酶分解釋放出游離生物素才能被動(dòng)物利用。生物素在小腸可較好地吸收,在小腸上1/3~1/2段以完整分子形式被吸收。豬胃不能吸收生物素,小腸是吸收的主要部位,結(jié)腸也能吸收生物素,而雞對生物素的吸收部位主要在小腸。肝臟和腎臟中生物素含量較多,幾乎所有的細(xì)胞均有生物素,其含量與細(xì)胞的生化作用有關(guān)。同位素標(biāo)記表明,腎臟的近端上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、小腸絨毛上皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞中的生物素含量較高,而一些快速增生細(xì)胞,如腎臟皮質(zhì)細(xì)胞、骨髓細(xì)胞及淋巴細(xì)胞含量低。當(dāng)給豬喂添加生物素的日糧時(shí),肝臟、腎臟、心臟中生物素濃度提高,當(dāng)生物素較多時(shí),超出需要的部分從尿中排出。飼料中未被吸收的生物素,由糞中排出。
3、生物素的生理功能
生物素是乙酰-CoA羧化酶、丙酮酸羧化酶、丙酰-CoA羧化酶和3一甲基巴豆酰-CoA羧化酶4種羧化酶輔酶成分。在動(dòng)物體內(nèi)的葡萄糖、氨基酸和脂肪酸代謝中起著重要作用。
(1)生物素與碳水化合物的代謝在糖異生過程中,以生物素為輔酶的丙酮酸羧化酶是丙酮酸生成丁酮二酸反應(yīng)中的關(guān)鍵酶。因此,當(dāng)飼料中生物素供應(yīng)不足,又因各種應(yīng)激而采食不足時(shí),會(huì)導(dǎo)致糖原迅速耗盡或減少,出現(xiàn)低血糖,尤其是仔雞體內(nèi)糖原儲(chǔ)存較少,常會(huì)導(dǎo)致死亡。
(2)生物素與脂肪代謝在脂肪代謝過程中,生物素作為乙酰-CoA羧化酶的輔酶,催化乙酰一CoA生成丙二酸-CoA。生物素缺乏時(shí),脂類代謝異常,引起機(jī)體的脂肪酸組成發(fā)生變化,飽和脂肪酸合成減少,三酰甘油合成增多,使肝臟和腎臟中含脂量明顯提高。
(3)生物素與蛋白質(zhì)、核酸的代謝生物素在蛋白質(zhì)合成、氨基酸脫羧、嘌呤合成、氨基甲酰轉(zhuǎn)移及亮氨酸和色氨酸分解代謝中起著重要作用,也是多種氨基酸轉(zhuǎn)移脫羧所必需。生物素不僅參與羧化酶代謝途徑,而且影響基因表達(dá),動(dòng)物缺乏生物素將導(dǎo)致細(xì)胞增殖減緩、免疫功能受損和胚胎發(fā)育畸形。