4-氨基丁酸
敏感近义词
γ-氨基丁酸γ－aminobutyric acid (GABA)
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化学名称: 4-氨基丁酸CAS：56-12-2
别名: γ-氨基丁酸，氨酪酸，哌啶酸
分子式: C4H9NO2 分子量：103.1
理化性质: 小叶状结晶（甲醇-乙醚）、针状结晶（水-乙醇），熔点202℃（在快速加热下分解）。在25℃时解离常数Ka3.7×10-11, Kb1.7×10-10。易溶于水，微溶于热乙醇，不溶于其他有机溶剂。在熔点温度以上分解形成吡咯烷酮和水。
外观白色结晶或结晶性粉末
溶液澄清度澄清
pH 6.5-7.5
熔点197-204℃
含量≥99.0%
应用: γ-氨基丁酸用于肝昏迷及脑代谢障碍。还可抗精神不安，对高血压也有改善作用。
存在于玄参科植物地黄[Rehmannia glutinosa(Gaertn.)Libossch.]的根茎及葫芦科、百合科等多种植物，也可由γ-氯代丁腈与邻苯二甲酰亚胺钾反应，再经水解制得。一种中枢神经触突的抑制性递质。脑中含量很高，在脑的能量代谢上占重要地位。有短暂的降血压作用，还有抗惊厥、利尿等活性。临床用于降血压及恢复脑细胞功能。
最新研究发现：当人脑缺乏γ-氨基丁酸时，通常会导致癫痫等疾病。在老年人的脑体内，γ-氨基丁酸的含量有较明显的减少，而正因为此，才导致了其脑内噪声的增加，使神经信号减弱，导致老年人“耳不聪、目不明”。
产品名称：γ-氨基丁酸
别名：4-氨基丁酸，氨酪酸，GABA
分子式：C4H9NO2
分子量：103.12
CAS 号：56-12-2
外观：白色结晶或结晶性粉末
含量：≥99.0% 或98.5﹪
熔点：196∼203℃或197-204℃
重金属：不大于20µg/g
澄清度：澄清
酸碱度：6.0∼8.0 或6.5-7.5
氯化物：≤0.02%
炽灼残渣：≤0.2%
干燥失重：≤1.5%
用途：用作饲料添加剂及医药中间体
生产方法：有合成法和发酵法。
1.合成法由吡咯烷酮开环制得。将生石灰用蒸馏水消化成石灰乳，抽入水解反应釜，加吡咯烷酮，升温至125-130℃，反应压力保持在0.29MPa，保温反应10-14h以上。反应结束后降温至30℃出料过滤，用蒸馏水洗涤。滤液加碳酸氢铵，直至无钙离子检出，再加活性炭在80℃保温脱色30min，60℃过滤，用蒸馏水洗，洗液与滤液合并，在60℃减压浓缩至析出结晶，加入乙醇，冷却、过滤、干燥，得成品，收率为85%以上。
2.发酵法使用大肠杆菌作为菌种。发酵培养基为麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、硫酸镁和氯化钠等。以豆油为消沫剂，用量约为0.1%，发酵单位约为100酶单位/ml发酵液。在提炼过程中，利用大肠杆菌脱羧酶的作用，将L-谷氨酸转化为γ-氨酪酸在水溶液中能解离成阳离子的特性，采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂进行离子交换，氨水洗脱，提取，再经树脂纯化，浓缩、结晶、干燥后即得成品。
用途：医药中间体。4-氨基丁酸有降低血脂作用适用于治疗和预防各类型肝昏迷。治疗小儿麻痹症、脑溢血，并可作煤气中毒解毒剂。也用于生化研究和有机合成。
γ- 氨基丁酸对肥育猪免疫机能的影响及其作用机理
γ- 氨基丁酸(Gamma- aminobutyric acid, GABA)在医药与食品工业中已有广泛应用，是一种分布于哺乳动物神经中枢重要的抑制性神经递质, 具有镇静、降血压和抗惊厥等生理作用, 运用于肥育猪日粮上，在促进采食、改善胴体品质、提高饲料效率等方面也有良好的效果并受到人们的关注, 但目前尚未见到关于GABA 改善肥育猪免疫机能的报道。本文简述了GABA 对肥育猪免疫机能的影响, 分析了其作用机理及其在肥育猪日粮中应用的可行性。
1 GABA 对肥育猪免疫性能的影响
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动物的生产性能与免疫系统密切相关。有研究显示, 当猪处于低免疫应答系统时, T 淋巴细胞中CD4值较低, CD8+值升高, CD4+/CD8+值较低, 生产性能表现较好。Williams[1]等报道, 处于低免疫应答时, 猪的生产性能比高免疫应答时要好。经研究表明GABA 对粘膜免疫具有一定增强作用。
GABA 通过影响消化系统如胃肠道的物理与化学感受器的敏感性, 进而抑制生长抑素( somatostatin,SS) 的分泌。而生长抑素具有广泛的免疫抑制作用, 不仅抑制T 淋巴细胞的增值, 限制胃泌素释放, 还可以抑制免疫球蛋白的合成[2, 3], 特别是对IgA 的合成抑制作用可达20%～50%; 此外, SS 还抑制单核巨噬细胞的活化、分泌, 并诱导其凋亡[4]，对于自然杀伤细胞的杀伤活性也有一定的抑制作用。GABA 可能通过解除生长抑素的抑制作用来促进分泌性免疫球蛋白(sIgA)的分泌和胃泌素释放。
什么是幂函数脑垂体分泌的生长素(GH) 和催乳素( PRL) 几乎对所有免疫细胞包括淋巴细胞、巨噬细胞、外周自然杀伤细胞(NK 细胞) 、中性粒细胞和胸腺细胞都有促进分化和加强功能的作用，因此在体内有广泛增强免疫功能的作用。J Takahara 等[5]报道, 给予雄性鼠右侧脑室注入GABA 后, 能够剂量依赖性地促进血清中GH 的分泌, 同时伴随着生长激素抑制因子分泌的增加。对新生鼠垂体离体研究表明, 至少是在新生初期,GABA 能够促进垂体分泌GH; 并
且GABA 对于GH的影响不依赖于肾上腺素、性腺和甲状腺素[6]。对于成年鼠, GH 分泌则没有或者有很轻微的刺激作用[7, 8]。虽然给予水产动物脑室灌注GABA 能抑制血液中GH 浓度[9], 并且对于雏鸡, GABA 同样抑制离体培养的下丘脑组织GH 的分泌[10], 但在生
长猪日粮中添加GABA(50、100 mg/kg)可显著提高GH 的分泌水平[11]。
孔子名GABA 是具有催乳素释放抑制因子( PIF) 活性的物质。所以对于PRL, 研究发现, 合成的GABA 能抑制垂体培养细胞PRL 的分泌, 并能消除促甲状腺激素释放激素( TRH) 引起的PRL 的分泌。但Nakayama K等[12]的研究结果却发现, 通过刺激GABAC 受体能促进大鼠垂体前叶细胞中PRL 的分泌; 而GABAB 受体被证实与维持和促进PRL 分泌水平有关, 但受体激活后是抑制还是促进PRL 分泌则取决于其作用部位及动物年龄, 并且与动物性别无关[1 3]; 对公羊的试验同样表明, 内侧视前区和下丘脑腹内侧核的GABA 受体神经元都参与PRL 分泌的调节[14], 说明GABA 对于PRL 的分泌与动物种类、性别和作用
部位均有关。
适量的甲状腺素可促进T 细胞从胸腺进入外周血, 有利于B 细胞和浆细胞的分化, 增强免疫球蛋白的合成。而有研究表明, 在动物日粮中添加适量GABA 后, 可使三碘甲腺原氨酸( T3) 和四碘甲腺原氨酸( T4) 的分泌有较大增加。Fan 等[11]报道, 猪日粮中添加GAB A 后能显著促进促甲状腺素( TSH) 及褪黑激素的分泌, 并且其促进效果与剂量、试验阶段有关。TSH 能增强免疫球蛋白合成, 而褪黑激素则促进淋巴细胞的应答及抗体的形成。
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动物焦虑和应激过度都会降低机体免疫力, 由此导致一些疾病的发生。GABA 作为一种抑制性神经递质, 能与抗焦虑的脑受体结合并使之激活, 阻止与焦虑有关的信息抵达大脑指示中枢, 从根本上镇定神经, 起到抗焦虑的效果。Adham M等[15]报道, 人口服GABA 不仅抑制焦虑还促进IgA 分泌水平, 从而增强人在应激状态下的免疫力。
2 GABA 影响免疫系统的作用途经
2.1 直接途径
粘膜免疫系统广泛分布于消化道、呼吸道、泌尿生殖道以及外分泌腺, 通过分泌sIgA 和IgM发挥作用。许多传染病的病原体首先从肠道、呼吸道、泌尿生殖道的粘膜进入机体, 因此粘膜免疫系统是动物机
体抵御外来病原体入侵的首道屏障。从数量上说, 粘膜免疫系统是免疫系统中最大的, 这里淋巴细胞的数量比其它部分的总和还要多, 60% T 细胞的工作岗位在粘膜[16]。经研究表明, GABA 对粘膜免疫具有一定增强作用。人口服100 mg/kg GA BA 后显著提高唾液中IgA 的分泌水平[15], 从而增强机体抵御病原侵入, 提高免疫力。
2.2 营养途径
免疫是机体的一种特异性生理反应, 通过识别和排除抗原性异物维持机体内外环境的稳定。营养物质不但是维持动物免疫器官生长发育所必需, 而且是维持免疫系统功能, 使免疫活性得到充分发挥的决定因素。越来越多的研究表明，免疫与营养有密不可分的关系, 动物能抵御某些疾病的侵袭并使免疫机能充分发挥，要求有良好的营养条件。GABA 促进胃酸及消化道消化酶的分泌，同时抑制胆囊收缩素(CCK)分泌，减弱消化道食糜对采食的负反馈作用，抑制胃膨胀及饱中枢，从而提高动物采食量[17-21]，增强营养物质的消化吸收与代谢, 提高动物免疫机能。Gershwin M.E 等[22]报道，营养素可以在胃肠道、胸腺、脾脏、淋巴结和循
环免疫细胞等各水平上，以多种方式对免疫功能进行调节。越南排糖
2.3 神经- 内分泌- 免疫网络途径
大量研究证实, 神经内分泌系统和免疫系统之间存在着复杂的双向互相调节的联系,
一方面免疫系统及其产物可以调节神经内分泌功能; 另一方面某些神经内分泌激素和激素
受体已被包括在免疫系统的内源成分中, 它也可以影响和调节免疫功能, 它们之间形成了
个人职业规划一个完整的调节环路( 如图1) 。
图1 神经- 内分泌- 免疫网络途径
放射自显影术、放射受体分析法等已证明, 很多神经递质及内分泌激素受体都可以在免疫细胞上找到, 所有的免疫细胞上也都有不同的神经递质和内分泌激素受体; 神经递质和
内分泌激素对靶细胞的作用都需要和相应的受体结合后才能实现。因此, 免疫细胞具有接受神经递质
和内分泌激素调控的物质基础。GABA 是哺乳动物中枢神经系统最主要的抑制性神经递质, 对中枢神经元具有普遍的抑制作用, 主要分布于大脑皮层浅层、小脑皮质浦肯野细胞层、黑质、纹状体与脊髓。虽然对其在外周的分布仍然所知甚少，但有研究表明，在脊椎动物的外周自主神经系统中也有GABA 的存在, 提示其可能作为一种神经递质或局部激素调
节胃肠道的活动和分泌[23], 所以无论哪一部位GABA 的浓度发生变化, 都将影响到内分
泌系统激素的分泌, 然后激素分泌量的变化必然使存在于免疫细胞上的各种激素受体作出应答, 从而引导免疫细胞自身增殖或凋亡、活性增强或抑制。目前已知至少有20 多种激素和神经递质参与免疫功能的调节,GABA自身存在GABAA- R、GABAB- R、GABAC- R 3 种受体。
2.4 抗焦虑减轻应激途径
GABA 是抑制性神经递质, 与受体结合后被激活, 阻止与焦虑或应激有关的信息抵达大脑, 镇静神经, 抵抗焦虑和减轻应激程度, 增强免疫力。
3 GABA 在肥育猪日粮中应用的可行性
目前有研究表明,GABA 在减轻动物的基础代谢、提高生产性能及对饲料养分的利用效率
方面具有良好的效果。韦习会[24]考察了日粮中添加GABA 对肥育猪采食量的效果发现, 在10 mg/kg 与20 mg/kg 的添加水平时, 试验猪采食量显著提高, 但达到40 mg/kg添加量时，采食量改善强度有下降趋势。曹德瑞等[25]同样证实, 在生长肥育猪日粮中添加10 mg/kg GABA能提高日增重、屠宰率及眼肌面积, 同时降低料重比，且没有对猪的内脏器官产生显著影响。李爱学[26]给予产蛋高峰期母鸡饲料中添加50 mg/kg GABA, 高峰期产蛋鸡采食量及采食次数都有增加。Fan[11]的研究也发现, GABA 能有效改善生长猪的生产性能，增加其采食量, 降低料肉比, 但作用程度随试验阶段和激素种类不同而存在一定差别, 其原因可
能与GABA 对猪体内与生长、摄食及机体代谢密切相关激素的有效调控有关。陈忠等[27]研究表明, GABA 能够降低热应激雏鸡的呼吸频率，显著改善料肉比与日增重。吴常信[28]报道，将适量GABA 添加到肉雏鸡前期(50、100 mg/kg)和后期( 75、150 mg/kg) 日粮中能提高日增重, 并在显著改善肉雏鸡对日粮中氮和总能利用率的同时降低氨基酸脱氨基水平。这些初步的研究进一步揭示了GABA 在改善免疫机能上的良好效果以及今后在肥育猪日粮中应
用的可行性。
4 小结
到目前为止，尚未见到GABA 直接应用于肥育猪，考察其增强肥育猪免疫机能的营养调
控机理的相关报道。因此，今后对GABA 在改善动物免疫机能方面进行研究就显得十分必要。在此基础上，进一步阐明GABA 增强肥育猪免疫机能的营养调控机理, 必将为新一代功能性绿色饲料添加剂的研究提供良好的理论基础。
当前在动物生产过程中, 要求防止污染, 禁止使用激素和其它违禁药物, 避免重金属残留，从而生产出绿色、有机食品的呼声越来越高, 因而环保型饲料将是我国饲料工业未来发展的必然趋势。在畜牧生产上的应用研究表明, GABA 作为饲料添加剂添加到肥育猪日粮中, 在促进采食、降低料肉比等同时还可增强其免疫机能, 符合国际上对于食品安全和饲料安全的要求及畜牧养殖、饲料添加剂发展的需要, 目前在饲料生产中的应用已成为研究热点。G ABA 的研制丰富了饲料添加剂种类, 对畜牧业及饲料工业的发展有一定作用, 具有良好的
应用前景。
