膳食色氨酸對小鼠攝食量和下丘腦5—HT含量的影響

林 毅，朱建津，周小莉，張婷婷，劉男男

（江南大學食品學院，食品營養與安全研究所，江蘇無錫214122）

膳食色氨酸對小鼠攝食量和下丘腦5—HT含量的影響

林 毅，朱建津*，周小莉，張婷婷，劉男男

（江南大學食品學院，食品營養與安全研究所，江蘇無錫214122）

目的：主要研究飼料中不同水平色氨酸對小鼠的攝食量、體增重情況、血漿游離色氨酸、下丘腦中5－羥色胺（5－HT）含量的影響及其之間的聯系。方法：將80只昆明雄性小鼠隨機分為4大組，分別飼喂4種不同色氨酸水平的飼料（每千克飼料中分別含1.2、1.6、2.0、2.4g色氨酸）。28d后，將飼喂同一水平色氨酸飼料的小鼠分為2組，分別腹腔注射生理鹽水和300mg/kg劑量BCAA溶液（control組和BCAA組），90min后處死，測其相應指標。結果：隨著小鼠飼料中色氨酸水平的提高，下丘腦中5－HT含量增加而小鼠的攝食量隨之降低。小鼠飼料中色氨酸水平、下丘腦中5－HT含量呈正相關，而這二者與與小鼠的攝食量呈負相關；BCAA組的小鼠血液Trp/BCAA、下丘腦中5－HT含量與對照組沒有明顯差別。結論：飼料中色氨酸可能是通過影響小鼠下丘腦中5－HT的含量，從而影響小鼠的攝食量；300mg/kg劑量BCAA溶液對小鼠下丘腦中5－HT含量沒有顯著影響。

色氨酸，5－羥色胺，攝食量，支鏈氨基酸

5－羥色胺（5－HT）是人體內重要的神經遞質，參與調節攝食、情緒、行為、睡眠、認知等諸多生理活動［1－3］。生活習慣、節奏的改變和壓力的增大帶給現代人諸多健康威脅，比如肥胖、神經性厭食癥、情緒障礙等。很多研究者試圖通過調控體內5－HT系統來調控攝食以解決體重問題，大部分研究集中在開發靶作用于5－HT系統的藥物［4］。這些靶作用于5－HT系統的藥物主要是5－HT再攝取抑制劑（SSRI）和5－HT的頡頏劑或激動劑，研究發現這些藥物一般見效較快，但是這些藥物都有一定的副作用，如SSRI類藥物副作用除了頭痛、睡眠障礙、焦慮、焦躁感等神經癥狀外，還有性功能障礙、躁動［5］；5－HT的頡頏劑或激動劑也存在引起一些致幻等精神神經癥狀和心臟病、肺高壓癥等威脅［6－7］。機體內的5－HT主要是以色氨酸（Trp）為原料來進行合成［5］，通過膳食中的色氨酸水平來調控機體內5－HT含量也是利用5－HT系統控制體重的重要途徑，并且不會存在5－HT類藥物的副作用。本研究擬觀察通過研究飼料中色氨酸水平來調節機體內色氨酸水平對5－HT含量的影響以及對攝食的影響。

表2 不同色氨酸水平對小鼠攝食量、體增重及料重比的影響（±s，n=8）

表2 不同色氨酸水平對小鼠攝食量、體增重及料重比的影響（±s，n=8）

注：不同字母表示顯著性差異（P＜0.05），表3、表4同。

色氨酸水平（Trp g/kg diet）攝食量（g） 體增重（g） 料重比（g/g）0～14d 15～28d 0～28d 0～14d 15～28d 0～28d 0～14d 15～28d 0～28d Trp1.2 58.70±4.44b 70.47±6.51a 129.17±10.43b 11.91±1.85a 13.37±1.38c 25.28±2.45a 4.98±0.78c 5.27±0.67a 5.09±0.49b Trp1.6 53.77±4.55a 67.25±10.37a121.03±14.12ab13.98±1.51b 10.53±2.08ab 24.51±2.06a 3.81±0.37b 6.45±1.74bc 4.84±0.58ab Trp2.0 51.93±2.19a 64.21±3.19a 116.14±4.91a 14.25±2.22b 11.94±3.94bc 26.19±4.30a 3.72±0.69b 5.78±1.50ab 4.51±0.61a Trp2.4 51.74±3.6a 63.89±3.74a 115.63±6.31a 15.79±2.28c 9.81±2.06a 25.60±2.38a 3.29±0.30a 6.79±1.78c 4.52±0.42a

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗動物 3周齡清潔級健康的雄性昆明種小鼠80只，體重8～10g，購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司，許可證號：SCXK（滬）2007－0005；5kg輻射標準飼料 購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司；配制的四種不同色氨酸水平飼料 其色氨酸水平為：每千克飼料中分別含1.2、1.6、2.0、2.4g色氨酸，其中1.2g色氨酸水平的飼料配方（g/kg飼料）見表1，其它3種飼料分別添加不同水平的色氨酸以達到實驗設計的標準；L－色氨酸、L－纈氨酸、L－亮氨酸、L－異亮氨酸 上?？颠_氨基酸廠。

酶標儀 型號MK3，上海雷勃分析儀器廠；小鼠5－羥色胺（5－HT）酶聯免疫試劑盒 購自R&D公司（中國代理公司：上海晶天）；安捷倫液相色譜儀 型號Ag1100，美國安捷倫公司；低溫高速離心機 上海安亭科學儀器廠。

表1 基礎飼料配方及營養水平

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗分組 80只小鼠預飼一周，每天限時給料（8：00～16：00）。然后按照體重隨機分為4大組：Trp1.2組、Trp1.6組、Trp2.0組、Trp2.4組；每一大組分為 2小組：對照組（control）和注射 BCAA組（BCAA）。4大組小鼠分別飼喂相應色氨酸水平的飼料，每天限時給料（8：00～16：00）。28d后，對照組腹腔注射生理鹽水，BCAA組腹腔注射按300mg/kg（Val∶Leu∶Ile=1∶1∶1）劑量注射配制好的BCAA溶液，90min后斷頸椎處死小鼠，檢測相應指標。

1.2.2 攝食量的測定 每天限時給料（8：00～16：00），給料前稱重飼料的重量W0，收集剩余飼料后進行稱重為W1，則小鼠每天的攝食量為（W0－W1），小鼠每7d稱重一次。

1.2.3 血漿中游離氨基酸測定 眼球取血法對小鼠取血，低溫離心后取上清液，然后加入三氯乙酸沉淀蛋白質，再離心取上清液進行HPLC分析。HPLC分析采用 OPA、FOMC柱前衍生化方法。色譜柱為Hypersil ODS2填料常規色譜分析柱，規格：4.6×250mm，粒度：5!m，柱溫40℃，流速為1.0mL/min，采用梯度洗脫，檢測器為紫外檢測器，檢測波長為338、262nm。

1.2.4 小鼠下丘腦中5－HT測定 下丘腦中5－HT含量測定按照R&D公司試劑盒說明書進行。

1.2.5 數據處理與統計分析 采用SPSS 13.0統計軟件包，結果以±s表示，多組均數進行方差齊性檢驗和單因素方差分析，各組間的比較采用LSD法。

2 結果與分析

2.1 不同色氨酸水平對小鼠攝食量、體增重及料重比的影響

由表2可知，14d時，飼喂不同色氨酸水平飼料的小鼠的累積攝食量表現出差異，飼喂Trp水平為1.2g飼料的小鼠攝食量顯著高于其它3組小鼠的攝食量（P＜0.05）；飼料中色氨酸水平對各組小鼠的體增重有明顯的影響，Trp1.6組、Trp2.0組小鼠的體增重顯著高于 Trp1.2組而顯著低于 Trp2.4組（P＜0.05）；相應的各組小鼠的飼料利用率是Trp1.6組、Trp2.0組顯著高于Trp1.2組而顯著低于Trp2.4組（P＜0.05）。而在實驗后期（15～28d），各組小鼠的攝食量沒有表現出顯著差異；各組小鼠的體增重情況是Trp1.2組體增重要高于其它三組（P＜0.05）；相應的各組小鼠的飼料利用率是 Trp1.2組最高，而Trp2.4組最低（P＜0.01）。從整個實驗周期來看，Trp1.2組的小鼠攝食總量顯著低于Trp2.0組、Trp2.4組的小鼠攝食總量（P＜0.05）；各組間體增重沒有顯著差異；Trp1.2組飼料利用率顯著低于 Trp2.0組、Trp2.4組的小鼠（P＜0.05）。

2.2 不同色氨酸水平對小鼠血漿 Trp含量、Trp/BCAA的影響

表3表明，對照組與BCAA組小鼠血漿中Trp含量、Trp/BCAA之間沒有顯著性差異。隨著飼料中Trp水平的增加，小鼠血漿中Trp水平隨之增加，對照組中Trp1.6組、Trp2.0組要顯著低于Trp2.4組而顯著高于Trp1.2組（P＜0.05），BCAA組中Trp2.4組、Trp2.0組要顯著高于Trp1.6組、Trp1.2組（P＜0.01）。由各組小鼠血漿中Trp/BCAA進行差異性分析可知，Trp2.4組、Trp2.0組要顯著高于Trp1.6組、Trp1.2組（P＜0.05）。

表3 不同色氨酸水平對小鼠血漿Trp含量、Trp/BCAA的影響（±s，n=8）

表3 不同色氨酸水平對小鼠血漿Trp含量、Trp/BCAA的影響（±s，n=8）

色氨酸水平（Trp g/kg飼料）血漿Trp含量（mg/L） 血漿Trp/BCAA（Trp/BCAA）對照組 BCAA 對照組BCAA Trp1.2 6.11±0.82a 6.98±1.73ab 0.15±0.03a 0.14±0.02a Trp1.6 9.04±3.42cd 8.40±1.75bc 0.24±0.03bc 0.21±0.05ab Trp2.0 11.96±1.57de 12.85±1.05e 0.32±0.12d 0.30±0.06cd Trp2.4 16.82±2.02f 15.48±1.76ef 0.34±0.06d 0.31±0.06cd

表5 小鼠飼料色氨酸水平、血漿中色氨酸濃度、血漿中Trp/BCAA、下丘腦中5－HT含量以及小鼠攝食量之間的相關性分析

2.3 飼料中不同色氨酸水平對小鼠下丘腦中5－HT含量的影響

表4表明，對照組與BCAA組小鼠下丘腦中5－HT含量沒有顯著性差異。小鼠下丘腦中5－HT含量隨著飼料Trp水平增高而增加，注射生理鹽水的小鼠中，Trp2.4組、Trp2.0組小鼠下丘腦中5－HT含量明顯高于Trp1.6組、Trp1.2組（P＜0.05）；注射BCAA溶液的小鼠中，Trp2.4組小鼠下丘腦中5－HT含量明顯高于Trp1.6組、Trp1.2組（P＜0.05）。

表4 飼料中不同色氨酸水平對小鼠下丘腦中5－HT含量的影響（±s，n=8）

表4 飼料中不同色氨酸水平對小鼠下丘腦中5－HT含量的影響（±s，n=8）

色氨酸水平（Trp g/kg飼料）下丘腦中5－HT含量（5－HT!g/g濕重）對照組BCAA Trp1.2 5.018±1.742ab 4.272±0.980a Trp1.6 5.232±1.890ab 5.042±0.900ab Trp2.0 7.023±1.380bc 6.3022±1.243abc Trp2.4 7.300±1.667c 6.8342±2.557bc

2.4 相關性分析

對小鼠飼料色氨酸水平、血漿中色氨酸濃度、血漿中色氨酸與BCAA比值、下丘腦中5－HT含量以及小鼠攝食量之間進行相關性分析，結果表明：小鼠飼料色氨酸水平、血漿中色氨酸濃度、血漿中色氨酸與BCAA比值、下丘腦中5－HT含量相互之間呈顯著正相關，而與小鼠攝食量呈顯著負相關。

3 分析與討論

食物中色氨酸被機體消化吸收后，通過血液循環系統進入大腦，在中樞神經系統內色氨酸在色氨酸羥化酶作用下生成5－羥色氨酸（5－HTP），最后在5－色氨酸脫羧酶作用下生成5－HT；同時，血液中游離色氨酸通過血腦屏障進入大腦，要受到支鏈氨基酸（BCAA）的競爭性抑制，原因是它們進入大腦的載體相同［8－9］；而下丘腦是控制食欲的中樞，下丘腦中5－HT對食欲有抑制作用，能減少機體攝食［4］。本研究發現，小鼠飼料中色氨酸水平、血漿中游離色氨酸水平、下丘腦中5－HT含量呈顯著正相關，而這三者與小鼠的攝食量呈顯著負相關（P＜0.05），飼喂色氨酸水平高飼料的小鼠會增加小鼠血液中游離色氨酸水平，這與Donald等［10］研究給予人體50、100g/L色氨酸劑量后血液中游離色氨酸要高于L－色氨酸缺乏劑量的結論相似；而血液中色氨酸水平高會增加進入下丘腦中游離氨基酸水平，從而提高下丘腦中5－HT合成，增加其5－HT含量。劉華珍［11］等研究也發現，在對禁食鴨腹腔注射色氨酸后，中樞神經系統內5－HT含量增加而攝食量減少。張慶生［12］等在對0～4周齡泰和烏骨雞的研究中發現，飼料中色氨酸水平增高會降低雞的攝食量。然而，Trevisi［13］等對幼豬的研究發現，在標準日糧中添加1g/kg L－Trp會增加口服產毒大腸桿菌（ETEC）幼豬的攝食量。色氨酸對攝食的具體調節機制還待進一步研究。劉華珍［11］等還發現，色氨酸對攝食的調節涉及到神經肽Y（NPY）。Masahiro等［14］研究發現，乙醇能增強色氨酸在通過提高血液色氨酸水平來增加中樞神經系統內5－HT含量的作用。

John［15］的報告中指出，人口服不同劑量的BCAA藥劑后，血液中Trp/BCAA會降低。Madelyn等［16］的研究發現，改變血液中Trp/BCAA，會相應地改變中樞神經系統內5－HT前體—5－羥色氨酸（5－HTP）的含量，從而改變5－HT含量。本實驗中雖然腹腔注射BCAA溶液組的小鼠血漿中Trp/BCAA、下丘腦中5－HT含量要低于注射生理鹽水組，但沒有顯著差異。這可能與實驗中BCAA注射劑量、檢測時間和處理方法有關。

本實驗中飼喂不同色氨酸水平的小鼠在實驗前期（0～14d）和后期（15～28d）各組間小鼠生長速度不一。飼料利用率也有顯著差異（P＜0.05），Trp2.0組、Trp2.4組要顯著高于Trp1.2組?？赡艿脑蚴?，因為飼料中色氨酸水平不一，影響氨基酸平衡及蛋白質的合成，從而影響小鼠的生長速度。Farnk等［17］在幼豬的研究也得到類似結論，在給幼豬不同色氨酸水平飼料35d后，飼料中色氨酸水平高的幼豬在生長期生長速度快，其蛋白質的合成速度也高于飼喂低水平色氨酸飼料的幼豬。張慶生［12］等發現，飼喂0.171%色氨酸水平的0～4周齡泰和烏骨雞日增重要明顯高于飼喂0.133%色氨酸水平的烏骨雞。各組間小鼠在整個實驗周期的體重增加沒有顯著差異，這可能是實驗后期小鼠代償性的自發攝取相應的色氨酸水平以滿足正常的生長，進而體重增加沒有顯著差異。牟永斌等［18］在對早期斷奶豬選擇性采食研究發現，仔豬會選擇性攝取添加色氨酸飼料以滿足生長所需。

本實驗結果表明，膳食中色氨酸水平可以調節機體內5－HT含量，進而調控攝食，這對畜牧業、人類健康具有重大意義，但其具體機制還需進一步研究。

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Effect of tryptophan on food intake and
hypothalamic 5－HT content in mice

LIN Yi，ZHU Jian－jin*，ZHOU Xiao－li，ZHANG Ting－ting，LIU Nan－nan
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

Objective：To research the effect of dietary tryptophan levels on food intake，free tryptophan in plasma，body weight gain，hypothalamic 5－HT content in mice and the relationships between them.Method：Eighty male Kunming mice were randomly divided into 4 groups fed with four different levels of tryptophan（1.2，1.6，2.0，2.4g tryptophan/kg diet）.After 28d，mice fed with same kind feed were randomly divided 2 groups and were respectively injected saline and 300mg/kg BCAA solution by intraperitoneal（control group and BCAA group），and after 90min，all mice were killed and the corresponding indicators were detected.Results：As dietary tryptophan levels raising，the hypothalamic 5－HT concentration increased and the food intake decreased.Data showed positive correlation between the dietary tryptophan levels and the hypothalamic 5－HT concentration，meanwhile，data showed negative correlation between them and the food intake.Trp/BCAA in plasma，hypothalamic 5－HT concentration in BCAA group and control group had no significant different.Conclusion：Dietary tryptophan affect food intake in mice may by regulating hypothalamic 5－HT concentration in mice.300mg/kg dose of BCAA solution had no significant impact on hypothalamic 5－HT concentration in mice.

tryptophan；5－hydroxytryptmanie；food intake；branched－chain amino acid

TS201.4

A

1002－0306（2011）01－0277－04

2010－01－11 *通訊聯系人

林毅（1987－），男，在讀碩士，研究方向：營養與食品衛生學。