多胺普遍存在于真核与原核生物的细胞中，是与钙离子、镁离子形成主要的聚阳离子的一种参与细胞代谢的脂肪族多阳离子胺^{[1, 2, 3, 4, 5]}。多胺具有促进细胞分裂分化，促进RNA、DNA和蛋白质等大分子物质合成，维持细胞膜的稳定，提高蛋白酶的活性以及炎症修复等作用^[6]，并对胃病和肠道疾病的治疗有重要作用^[7]。

早期断奶会引起仔猪肠道形态学和功能的病变，比如仔猪肠道的隐窝加深、绒毛缩短以及刷状消化酶的活性降低^{[8, 9, 10]}。断奶仔猪空肠和结肠比未断奶仔猪的分泌活性和肠道渗透力低下，对流体和电解质的吸收迅速减弱从而导致腹泻^[11]。因此，如何让仔猪更好地适应断奶是急需解决的问题。引起断奶仔猪生长缓慢甚至停滞以及腹泻的原因可能是消化系统功能不完善、免疫功能不健全、断奶应激、病原微生物的感染等^[12]。

研究证明含氮化合物可以缓解仔猪断奶的应激^[8]。研究发现，口服任何一种多胺都能加快由断奶给仔猪造成的胃和十二指肠黏膜损伤的治愈^[13]。多胺对正常生理的肠道上皮细胞的完整性有重要的作用，而且肠道上皮细胞损伤后需要多胺修复^[14]，因此多胺对小肠黏膜的生长、发育、成熟以及损伤修复具有重要的意义^[15]。本文将围绕多胺对断奶仔猪的肠道结构和功能的影响及其作用机制进行综述。

多胺是一类含有2个或更多氨基的化合物，具有生物活性的主要包括腐胺、亚精胺、精胺^[16]。腐胺的化学名为丁二胺，分子式为H₂N(CH₂)₄NH₂，是最短链的多胺，在机体内由鸟氨酸在鸟氨酸脱羧酶(ODC)的作用下脱羧后形成。亚精胺的化学名为N-(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺，分子式为H₂N(CH₂)₃NH(CH₂)₄NH₂，由腐胺和丙胺基结合而生成。精胺的化学名为N,N’-双-3-丙胺基-1,4-双胺，分子式为H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₄NH(CH₂)₃NH₂，由亚精胺进一步与丙胺基结合而生成，是机体内常见的最长链的多胺^{[17, 18, 19, 20]}。

外源多胺主要来自于食物，如乳酪、水果、肉类等，以及由肠道微生物和肠道脱落细胞合成。在机体内，正常的含量为毫摩尔到毫克级，母乳中多胺的含量较高，母猪初乳中精胺的含量可高达10.26 nmol/mL，而亚精胺和腐胺的含量分别为3.76~4.54 nmol/mL和1.15~1.52 nmol/mL^[6]。

在正常生物体内，多胺由鸟氨酸在ODC的作用下脱羧合成，多胺的浓度受ODC的调节且由ODC的活性决定。

多胺在体内的代谢途径(图1)是：鸟氨酸→腐胺→亚精胺→精胺，是不可逆的，但在其他酶的作用下可以互相转换^[21]。

图1(Figure 1)

Fig. 1

图1 多胺的代谢途径 Fig. 1 The metabolic pathway of polyamine

外源多胺包括饲粮中以及肠道分泌产生的多胺，尤指饲粮中的多胺。由于断奶期小肠上皮细胞的高增殖速率，小肠和空肠黏膜对多胺有特殊要求，在饲粮中添加多胺对小肠黏膜的生长、发育、成熟、适应内环境以及修复损失有重要作用^{[22, 23, 24]}。

小肠绒毛是吸收营养物质的主要部位。小肠绒毛和肠隐窝是其消化和吸收功能的衡量指标。断奶会引起仔猪小肠结构和功能的改变，如绒毛缩短和隐窝深度加深^[11]。21日龄断奶时，仔猪在断奶24 h内的绒毛长度会缩短25%~35%，而未断奶仔猪的绒毛长度变化较小。在配方乳中添加生理剂量的多胺显著促进了仔猪的肠道成熟^[25]。有研究表明连续灌服精胺3 d后，断奶仔猪的小肠绒毛高度稍有提高，隐窝深度降低以及空肠的麦芽糖酶活性显著提高，口腔灌服精胺可以改善断奶仔猪小肠的形态结构以及吸收功能，且其作用效果具有后续性^[26]。

小肠黏膜上皮细胞是执行消化吸收功能的最主要细胞，黏膜上皮细胞结构的完整性是执行其消化吸收功能的基本保证。外源多胺能促进小肠黏膜的生长发育和对营养物质的吸收，长时间喂食多胺不足的固体饲粮会导致小肠和空肠黏膜发育不良^[21]。木糖的吸收能力和麦芽糖酶活性是衡量肠道吸收功能的重要指标之一，通过添加外源腐胺或尸二胺都能促进小肠对木糖的吸收，在断奶仔猪饲粮中添加腐胺可以在一定程度上改善仔猪小肠的吸收能力，减少无机营养物的排出。有研究表明在母乳中添加腐胺或尸二胺能提高小肠的吸收能力以及小肠上皮细胞的增殖。因此，给断奶仔猪喂食腐胺或者乙胺能促进小肠黏膜的生长和小肠的营养吸收。多胺在断奶小鼠和仔猪中促进了小肠的生长和提高了消化酶活性。

多胺可以促进仔猪多种器官的发育，减少断奶带来的组织损伤。有研究表明多胺对断奶仔猪肠道上皮细胞的生长、异化和再生有重要作用，同时，多胺对肠道生长具有至关重要的意义^[14]。在仔猪饲粮中添加精胺能显著提高哺乳仔猪的空肠重量和十二指肠长度，有利于促进仔猪肠道的发育，显著增加肠道的重量和长度^{[27, 28]}。口服精胺或亚精胺能促进小肠形态和功能的成熟以及促进小肠的发育，表现在口服精胺仔猪的空肠重量以及十二指肠黏膜和空肠黏膜的重量都显著提高^[21]。在其他动物试验中，也得到了同样的结论，给断奶小鼠灌胃多胺能促进小肠黏膜的生长。在大豆分离蛋白饲料中添加多胺，显著提高了仔猪小肠黏膜的生长发育以及预防仔猪体重减轻^[19]。同时有研究表明在低浓度时，所有的多胺均促进细胞的增殖。低浓度的精胺显著促进细胞增殖，而亚精胺、腐胺、尸胺则需要较高浓度才能显著促进细胞增殖^[29]。陶青燕等^[30]研究指出亚精胺和精胺显著提高了肠道重量、肠长、小肠总蛋白含量、蔗糖酶活性，有效预防早期断奶引起的体重减轻，并降低或消除了早期断奶肠道的应激反应，增加了断奶后酸性杯状细胞的数量，断奶前灌服亚精胺或精胺具有促进哺乳期肠道成熟，降低早期断奶应激和增强黏液屏障的作用。但是，多胺是把“双刃剑”，具有剂量依赖特性，在低浓度时可产生明显保护和细胞增殖作用，若多胺水平动态失衡将引起抑制作用或出现细胞毒性和向恶性转化，其中腐胺浓度太高还可诱导细胞凋亡甚至可导致细胞死亡^[31]。多胺不仅促进肠道癌的发生，也会抵消用于抑制肠道癌药剂的效果。膳食腐胺会减少苏林大对结肠癌治疗的作用，同时减少多胺的代谢和多胺膳食水平，降低结肠癌的治疗效果^[32]。

多胺主要通过提高肠道消化酶活性、提高肠道溶菌酶活性、提高肠道大分子稳定性、改善肠道微生态、促进肠道上皮细胞的增殖等实现其对肠道的作用。

乳糖酶、麦芽糖酶、蔗糖酶等是肠道功能成熟的标志^[23]。断奶后，仔猪的刷状消化酶和碱性磷酸酶的活性降低，这会影响肠道的消化、吸收、分泌的能力，肠道的栅栏功能导致断奶仔猪腹泻^[11]。

研究表明外源精胺显著提高了麦芽糖酶和蔗糖酶的活性而减弱了乳糖酶的活性^[18]。而乳糖酶是哺乳期仔猪的主要消化酶，断奶后，蔗糖酶和麦芽糖酶是仔猪肠道的主要消化酶，添加外源精胺有利于仔猪肠道形态结构的改善以及二糖酶活性的提高，这意味着精胺通过调节肠道不同的消化酶来促进肠道的发育成熟。

在小肠中，溶菌酶是先天免疫系统的重要组成部分，由潘氏细胞产生的抵抗细菌的天然免疫蛋白质。

精胺能提高空肠和回肠的溶菌酶活性，促进哺乳小鼠的肠道成熟。精胺与溶菌酶结合提高空肠天然免疫蛋白溶菌酶的活性，促进溶菌酶的热稳定性。Poweoznik等^[33]指出精胺提高溶菌酶的热稳定性，通过蛋白的N端与钙离子的交联而直接作用于溶菌酶，亦有研究指出是由于精胺阻止了分子之间的交互作用，其中包括二硫键的交换和聚合。

多胺带有正电荷的氨基和带有负电的磷酸基的DNA和RNA结合，促进细胞中DNA的转录和RNA的翻译；能与膜上的蛋白质或磷脂结合，保持膜的稳定性。

多胺在不同程度上提高了精氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶、鸟氨酸转氨酶、多胺调控因子1、鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白1、鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白2、鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白3的mRNA表达量，对仔猪的生长、发育、成熟、适应性和损伤后的恢复具有重要的生物学作用^[34]。精胺使DNA正常结构更稳定，有效增加DNA合成的起始效率和合成过程的忠实性，有利于肠上皮细胞的增殖^[35]。

动物胃肠道中附植大量微生物，构成了一个由微生物、宿主、环境三者之间呈生态平衡的统一体，对胃肠道功能正常运转和动物健康起到重要的作用。

腐胺显著提高断奶仔猪结肠内容物的乳酸杆菌数量，显著降低大肠杆菌数量，显著降低腹泻指数，显著提高小肠中段肠壁ODC活性^[36]。腐胺可以改善仔猪的结肠微生物区系，减少仔猪的腹泻程度；提高小肠各段肠壁中的总RNA含量，降低小肠前段和后段鸟氨酸脱羧酶的活性而能提高小肠中段的鸟氨酸脱羧酶的活性；可以提高保育期仔猪的生长性能，且这种作用更多地表现在停止供应后的2周内，有一定的后续性^[26]。

肠道上皮由单层柱状上皮细胞层覆盖并可分为隐窝和绒毛2部分，绒毛上成熟的肠道上皮细胞是由隐窝干细胞的不断增殖、迁移和分化而来的。肠上皮细胞由90%的隐窝细胞和95%的绒毛细胞组成，因此肠道黏膜的发育取决于肠上皮细胞的增殖和分化^[37]。

外源精胺显著增加了仔猪十二指肠和回肠的柱状细胞和杯状细胞的数量^[32]。多胺调节细胞增长是通过调节转录因子的表达，因为当细胞内多胺耗尽，转录因子c-Jun、c-Fos、Egr-1、c-Myc会出现下调。同时有研究指出多胺调节细胞增长是通过与G-蛋白的结合，因为当用α-二氟甲基鸟氨酸(DEMO)处理后的细胞，亚精胺只提高了胰岛素诱导的c-jun的mRNA表达量而不能提高钒酸酯诱导的c-jun的mRNA表达量^[38]。

早期断奶能缩短母猪发情周期，提高母猪生产力和圈舍利用率，减少由母猪向仔猪传播疾病的机会，并能提高仔猪的生产性能，改善胴体品质。而目前仔猪早期断奶管理成为制约规模化养猪发展的瓶颈，如何减缓仔猪断奶应激对规模化养猪具有重要意义。同时，多胺在哺乳动物和人类体内的代谢极其相似，对于人类胃肠道疾病的药物治疗的研发具有重要的指导作用。虽然多胺对仔猪由断奶造成的肠道黏膜损伤以及促进仔猪肠道的发育成熟具有肯定的作用。饲粮中多胺的本底值的测定是应用多胺的正面营养作用的一个必要的前提，大鼠的饲粮中添加外源腐胺、亚精胺、精胺分别为20、0.15、6 mg/kg体重时会抑制ODC的蛋白水平^[39]，在120周龄的公鸡饲粮中添加0.6%、0.8%、1.0%精胺均显著增加了死亡率^[40],尚未查到猪饲粮中多胺的最佳添加剂量。确定多胺尤其是腐胺在动物饲粮中的最佳添加量极其重要。目前的研究多集中在多胺对断奶仔猪的作用效果，对作用机制的研究比较缺乏。在以后的研究中，可以结合生理学、微生物学和免疫学等作更深一步的研究，以揭示多胺的作用机理。