小肠粘膜二糖酶的研究进展
动物的生长速度决定于消化和吸收发生的场所－消化系统。在动物的消化过程中，小肠刷状缘膜期限消化是整个消化过程中蛭重要的步骤，在膜期消化过程中，小肠粘膜二糖酶发挥了关键的作用。二糖的彻底消化对动物体的营养起关键作用，但是要彻底的消化二糖在很大程度上依靠小肠微绒毛上的二糖酶发挥作用。本文综述了小肠粘膜二糖酶的特点，种类，释放，分布，发育和一些影响小肠粘膜二糖酶活性的因素，如激素和日粮。
动物生长速度决定于消化和吸收的场所－消化系统（haipaz等，1999），小肠是食物消化吸收过程中最主要的部位。jame（1997）指出粘膜消化是各种养分的最终消化阶段，肠粘膜是所有养分的最终消化场所，处于关键的地位。uni等（1999）也指出小肠粘膜阶段水解过程可能是笑话阶段的决定性步骤，ssiddons（1972）和戴文波特（1976），uni（1999）研究证明二糖不能被小肠直接吸收利用。rity（1985）和semanza（1989）的研究结果也证明，淀粉水解的单糖可以自由通过肠壁上皮细胞，而淀粉的其它水解产物包括麦芽糖，麦芽三糖的极限糊精（3-5个[1，4-α]葡萄糖单位及1个[1，6-α]葡萄糖单位）不能被肠壁直接吸收，必须有粘膜二糖酶水解成单糖后被吸收利用。所以小肠二糖酶在碳水化合物的利用方面起这至关重要的作用。没有消化道粘膜二糖酶的存在，就没有糖类物质的彻底分解。故有学者建议将二糖酶的发育作为小肠分化和对日粮物质适应情况的标识。
戴文波特（1976）向涛（1986）和张玉生（1994）均认为二糖酶及其它低聚糖水解酶不是由消化腺分泌出来的，而是来自肠道脱落肠道上皮细胞上在细胞崩解后释出来并附着在微绒毛的肠腔面。osterreicher（2001）也支持这样的观点。这些酶是绒毛细胞刷状缘的组成部分。richerd等（1998）测定二糖酶是由一个或多个亚基组成的膜糖蛋白，含糖量约为20%，分子量在200k以上，其中乳糖酶的活性形式是由两条130k的多肽组成的二聚体。takesue等（2001）报道，大多数哺乳动物肠道刷状缘上的异麦芽糖是和蔗糖酶结合在一起的，在哺乳动物中，据估计麦芽糖酶活性80%是以异麦芽糖酶-蔗糖酶结合体的形式结合在一起的。其它的20%是别的结合体发挥的，如麦芽糖酶-蔗糖淀粉酶结合体。但rio等（1989）认为也有异麦芽糖酶单独存在的情况，在众多的二糖酶中海藻酶是研究的最少的，他不像其它二糖酶，海藻酶有很高的专一性，它只能水解海藻糖（sacktor,1986;vanbeers等，1995），而且不像其它二糖酶，异麦芽糖-蔗糖酶结合体，和蔗糖酶-等糖淀粉酶是和蛋白有紧密的联系且有可能是由同一个基因进化而来（hunziker等，1986；vanbeers等，1995）哺乳动物海藻糖酶等以上这些酶并无相关性且更与低等生物包括原核生物有更大的相关性（nwaka,halzer,1998;ruf等1990）。
二糖酶是按照酶作用底物而命名的一类消化酶，包括：α-d-葡糖水解酶（ec3.2.1.48），又称蔗糖酶；α-d-葡糖苷酶（ec3.2.1.20），又称麦芽糖酶，葡糖转化酶或葡糖甘蔗糖酶，低（聚）-1，6-葡糖糖苷酶（ec,3,2,1,10）又称异麦芽糖酶或极限糊精酶；β-d-半乳糖苷酶（ec,3,2,1,23）又称乳糖酶；海藻糖酶（ec,3,2,1,28）另外还有β-d-葡糖苷酶，又称龙胆二糖酶，纤维二糖酶或苦杏仁苷酶等。
二糖酶及其它低聚糖酶不是由消化腺分泌的，而是来自脱落肠粘膜上皮细胞，在衰亡细胞崩解后释放出来并附着在微绒毛的肠腔面（jorden,1989）。突出于肠腔的小肠绒毛上皮是由形态和功能极化的细胞组成的，绒毛的上皮细胞相互相连，相邻的绒毛底部有呈简单管状的隐窝（程志斌，葛长荣，2002），绒毛上皮能持续的由位于隐窝底部的多功能的干细胞更新（jorden,1989;孙哲，王儆，2001）。肠细胞在向隐窝移动和经过隐窝绒毛给合处时有分化和极化过程，他们的分子占据底部位置而细胞膜折叠形成小肠微绒毛和刷状缘（freund等，1995）。新细胞形成后先到隐窝底部，再沿着绒毛柱的轴向迁移，在移动过程中，一直随着肠表皮细胞功能性的极化，消化酶类包括二糖酶在刷状缘顶部的积聚并作为细胞的内部组成部分（noreno等，1986）。随着细胞的衰亡，脱落，崩裂并释放其中的酶类，整个细胞就作用小肠粘膜的分泌物进入肠道（gray,1981）。因此，上皮细胞不断从绒毛顶端衰亡脱落的过程，实质上是小肠上皮细胞的更新过程，也是小肠粘膜二糖酶的分泌释放过程。
二糖酶广泛分布于肠道粘膜和内容物中，但二糖酶在肠道的不同部分，相同部分不同部位分布并不均匀，甚至同一绒毛柱的不同部位也不同（dukes,1984;siddons,1972）。而且，小肠粘膜绝大部分分布于小肠绒毛刷状缘的粘膜表面，小肠中段空肠粘膜二糖酶的活性要较十二指肠及回肠段高。总体上，小肠二糖酶活性要远远大于大肠（siddons,1972）.dahlqrist,1996）报道，在消化道内，蔗糖酶，麦芽糖酶和异麦芽糖酶主要分布在小肠的后段，而乳糖，海藻糖酶和纤维二糖酶主要分布于小肠的前段。
在家禽的孵化过程中，动物的营养来源突然从蛋黄转到含碳水化合物的日粮，在为了适应这种变化，家禽的肠道从形成结构和酶的释放上都发生了适应这种改变的变化（uni,1998）。非哺乳动物粘膜二糖酶主要以庶糖酶、麦芽糖酶为主（孙哲，2001）。每克粘膜中的蔗糖酶，麦芽糖酶活性在孵化前一天和孵化后两天增长的非常快，但在这之后，每克粘膜中的酶活性持续降低，一直在孵化后6-7天达到最小值。但这三种酶的活性又在12天时重新增加。uni等（1998）报道，当雏鸡在出壳后两天，二糖酶活性增加了2-3倍，在远端小肠稳定在一定较低的水平。十二指肠、回肠、空肠每克粘膜中这些酶活性与每根绒毛的肠细胞数相关。在肠道各种酶的活性在肠道不同部位也不一样，每克空肠内容物的蔗糖酶和麦芽糖酶的活性比十二指肠和回肠要高（uni,1999）。selletal.（1989）发现火鸡肠道各段中，最接近空肠处二糖酶的活性最强。uni等（1998）报道，肉仔鸡出壳后十二指肠绒毛数量在第7天达到最大值，而此时回肠和空肠内的绒毛数量仍然在增长，出壳后蔗糖酶和麦芽糖酶的活性在十二指肠内较低，空肠和回肠较高。这些酶在出壳后1~2天达到最高，然后下降。
在哺乳动物哺乳前后，动物的营养获得来源从胎盘向肠道营养转变，动物肠道在分娩前几周发育和成熟的非常快。分娩前的几周猪肠道的生长比猪体本身要快，肠道在分娩前的三周增加了70~80%（sangild,2000）。关于哺乳动物二糖酶发育的研究较多。就大鼠而言，deeldy（1996）报道乳糖酶是在妊娠第18天的胎儿期出现，出生后一周内活力高，然后逐渐下降，第2周达到成熟水平。不象家禽可以通过蔗糖酶-麦芽糖酶的复合体，很快地改善二糖酶去适应环境的改变.哺乳动物的蔗糖和麦芽糖是位于相同的刷状缘透膜醣蛋白链（semenza,1986），所以它们的活性比例是相同的。在哺乳动物中，蔗糖酶-麦芽糖酶的复合体的表达是受日粮的改变所影响（traberetal.,1992）。哺乳动物中，二糖酶活性也有在十二指肠、空肠和回肠的特点（nunezetal.,1996）。小鼠出生后的2周内并不产生蔗糖酶的活性，在第16天出现蔗糖酶的活性，且持续增长直到25天达到成年水平（hennings.t.等,1981;hennings.t.等,1987）。firmansyah等（1989）报道，哺乳动物在出生后乳糖酶活性降低，蔗糖酶活性升高，但蔗糖酶、异麦芽糖酶的活性持续稳定或稍有下降，这与hudman（1957）的报道基本一致，他报道仔猪乳糖酶活性在出生时较高，2~3周后迅速下降，蔗糖酶和麦芽糖酶的活性出生时都很低，而后逐渐升高，于25天后达到最大值。
kidder（1980）研究了猪粘膜二糖酶从出生后20天到体成熟的发育规律。指出蔗糖酶和异麦芽糖酶与日龄对数成正比例增加。而乳糖酶则相反。
碳水化合物在小肠内的消化可分为两个阶段：肠腔消化阶段和粘膜消化阶段。在肠腔消化阶段，胰淀粉酶作用于淀粉，直链淀粉水解为麦芽糖和麦芽三糖，支链淀粉水解麦芽糖、麦芽三糖，少量的葡萄糖和极限糊精。但胰淀粉酶只能水解α-1,4糖苷键，而不能水解α-1,6糖苷键。而这些淀粉水解产物的进一步消化则由小肠刷状缘的二糖酶在膜期消化完成了（james,1997）。
紧靠肠道粘膜的表面有一层大约0.01-1mm的相对不动水层（dukes,1984;张玉生，1994）叫静水层相（uwl）。膜期消化是在细胞顶点膜表面由多糖蛋白复合物、粘液和静水层组成的微环境中进行的。多糖蛋白质复合体是由小肠粘膜杯状细胞分泌的,它有吸附蛋白质并使其附着在粘膜表面的能力，胰脏分泌的酶类也可以被粘多糖吸附并发挥作用（dukes,1984）。所有的营养物质（包括二糖）必须通过扩散或渗透作用经过静水层等组成的微环境才能被进一步消化、吸收和利用（james,1997;moran,1985）,小肠微绒毛一直延伸进肠腔的静水层，完成淀粉最后水解成单糖的二糖酶就固定在刷状缘的细胞膜上，如果麦芽糖、麦芽三糖和极限糊精到达静水层，就会迅速被这里的二犊酶水解成单糖，而且大多消化产物不再返回到肠腔就直接被肠绒毛吸收（张玉生，1994）。小肠粘膜阶段的消化吸收是营养物质吸收的限速步骤。戴文伯特（1976）报道，除了乳糖酶之外，其他二糖酶的水解效率非常高，乳糖分解速度只是麦芽糖或蔗糖分解速度的一半，所以小肠粘膜二糖酶中的乳糖水解酶是控制碳水化合物的消化吸收限速步骤的酶。
由此可见，二糖酶在碳水化合物的消化吸收过程中起着至关重要的作用，没有粘膜二糖酶，就没有糖类物质的彻底分解，没有单糖酶的吸收、转化和利用。
5.影响粘膜二糖水解的因素影响动物体内粘膜二糖酶水解的因素很多，日粮的组成、动物体内的激素以及饲养管理都参与二糖酶的水解的调节，但作用机理还不甚清楚。二糖酶的合成、修饰、释放及降解各个环节均可能受到调控。
啮齿动物肠道酶类的发育受幼畜激素环境的影响（pacha,1993）,幼畜在开奶前的几个小时，血清中的皮质脂酮浓度上升（hemring,1978）,皮质脂酮已证明能影响好几种酶的活性包括蔗糖酶的活性（keelinger,1980）。体外给羊的胚胎期的第7天到108天注射皮质醇可以使羊的隐窝细胞增殖速度和肠细胞向绒毛移动的量翻番（trahair,1987）。绒毛细胞数的增多可以促进二糖酶的释放。henning（1987）报道皮质醇可使2周龄大鼠蔗糖酶、麦芽糖酶、海藻糖酶活力上升及乳糖酶活力下降，二者的报道基本相吻和。sargiel等（1995）报道，乳糖酶的发育最起码部分受皮质醇的调控，因为通过注射皮质醇剂未成熟的胎盘会刺激产生酶的活性。吴林友（2001）报道，添加生长抑素的抑制剂半胱胺可以提高肠内容物中淀粉酶活力。
日粮的组成可以影响小肠粘膜二糖酶水解，一般认为，相应的底物可以促进相应酶活的发育，所以对二糖酶影响最大的日粮成分是碳水化合物。小鼠日粮中添加葡萄糖，果糖或蔗糖不影响小肠粘膜乳糖酶活性，但可使蔗糖酶和麦芽糖酶活性提高，其中蔗糖酶比对照组提高68%（collins,1989）。sell等（1989）报道，日粮成分可以相对独立的影响各种酶的活性，而且日龄也会影响各种酶的活性。从7日龄开始，相对于饲喂高碳水化合物的日粮,富含动物脂肪和玉米油的日粮可以降低火鸡小肠二糖酶活性（sell,1989）。goela等（1988，1994）也报道，脂肪和蛋白质也参与粘膜二糖酶水解的调节，高蛋白和高脂肪均可使粘膜二糖酶水解下降。riby等（1984）采用高蔗糖和无碳水化合物的日粮饲喂大鼠，结果表明，高蔗糖日粮组大鼠体内的蔗糖酶活性比不含蔗糖酶日粮组大鼠升高3.25倍。蔗糖酶的合成速度升高2.62倍，而蔗糖酶的降解速度只提高0.8倍。berg等（1973）、adamson（1994）均报道，麦类可溶性非淀性多糖（snsp）可使淀粉酶活性降低。
