L-苹果酸对罗非鱼胃肠道营养调控和能量代谢影响及分子机理研究

以L-苹果酸为饲料因子饲喂罗非鱼，定期采集胃、肠道和肝脏组织，采用组织学结合光镜、电镜技术，研究苹果酸对罗非鱼胃肠道细胞形态、超微结构的影响；免疫组化方法分析胃黏膜表皮生长因子（EGF）和受体（EGFR）的表达。生物化学、酶联免疫、和生物物理学等分析方法研究消化酶活性、TCA循环代谢酶活性和ATP生成。以及采用PCR方法，研究消化酶基因表达和肝细胞三羧酸循环（TCA循环）、苹果酸天冬氨酸穿梭限速酶.（mAST、mMDH）和线粒体转运蛋白(AGC、OMC)的基因表达，从而系统深入地阐明L-苹果酸对罗非鱼胃肠道的营养调控规律，和L-苹果酸对罗非鱼能量代谢、ATP生成效率影响的程度，揭示其细胞生物学和分子生物学机理，为参与TCA循环中的羟基羧酸在罗非鱼饲料中的补充提供理论基础，同时也为酸化剂对有胃鱼类消化系统的营养代谢调控的深入研究提供思路。

1、项目研究背景：.L- 苹果酸（LMA）是一种重要的天然有机酸。本项目以L-苹果酸为饲料因子，在生长试验的基础上，展开L-苹果酸对罗非鱼胃肠道结构、功能，肝脏细胞TCA循环和线粒体苹果酸天冬氨酸穿梭的影响研究，探讨其调控胃肠道细胞功能的生理规律和机制，调控罗非鱼能量代谢和ATP生物合成的促生长机制，为LMA在罗非鱼饲料中的应用提供科学依据。.2、主要研究内容：.1）LMA对胃功能的营养调控及机制；2）LMA对肠道功能的营养调控及机制 ；3）LMA对肝脏细胞TCA循环和苹果酸天冬氨酸穿梭的影响；4）LMA对脂肪的沉积影响及代谢机制,和矿物元素沉积的影响.3、重要结果：.1）吉富罗非鱼饲料中LMA适量添加（1.0-8.0g/kg）后，促进胃细胞的增殖，提高胃蛋白酶活性，调节自身胃酸分泌能力。并且改善罗非鱼前肠和中肠的形态结构，促进肠粘膜上皮细胞的增殖，提高肠消化和吸收能力，同时提高肝脏TCA循环效率和线粒体苹果酸天冬氨酸穿梭效率。但过量添加（32.0g/kg），则会破坏胃细胞结构完整性，少数的线粒体出现空化，细胞核出现肿胀，对消化和泌酸能力产生负作用。.2）罗非鱼摄食LMA后, 通过增强肝脏苹果酸酶（ME1）、乙酰辅酶A羧化酶（ACCa）的基因表达，减弱肉碱脂酰转移酶（CPT1A和CPT1B）的基因表达，使肝脏细胞的脂肪合成减少，线粒体对脂肪酸分解能力增强，从而促进鱼体脂肪沉积增多。.3）罗非鱼摄食LMA后，促进钙磷沉积，降低铁、锌、铜、锰的沉积。.4、关键数据.1） LMA适量添加（1.0-8.0g/kg），罗非鱼胃粘膜EGF和EGFR显著增加，胃腺体细胞状态正常，表面表面形成一层膜，类似“细胞衣”，润滑、保护粘膜免遭食物机械性损伤，同时对表皮粘膜细胞具有很好的屏障作用，阻挡胃腔中的H+与胃壁接触，赋与胃粘膜表面一个中性或偏碱的pH，有效地防止胃酸和胃蛋白酶对胃粘膜上皮的破坏，实现对胃粘膜上皮细胞的保护。肠粘膜EGF和EGFR显著增加。.2）LMA添加后，肝脏柠檬酸合酶（CS）和ATP生成量显著增高，肝脏线粒体内膜上苹果酸天冬氨酸穿梭转运蛋白“α-酮戊二酸苹果酸转运蛋白（OMC）”的基因表达显著增强。.5、科学意义.阐明了LMA对罗非鱼胃黏膜的营养调控规律和保护功能，揭示了L-苹果酸与能量代谢、ATP生物合成的调控规律。