精氨酸的功能及其在家禽中的应用

2018-07-03宋献艺周胜花

湖南饲料 2018年3期

宋献艺周胜花

（1山西省农业科学院饲料兽药研究所，太原 030000；2山西省农业科学院饲料兽药研究所，太原，030032）

精氨酸于19世纪80年代末在羽扇豆幼苗中分离，是一种含胍基的碱性氨基酸。随着研究的不断深入，发现精氨酸不仅会参与细胞的蛋白质合成，还对机体内其他物质及激素的释放过程发挥着重要作用。而家禽体内由于缺乏氨甲酰磷酸酶，因此自身不能合成，只能由饲粮提供。本文就精氨酸的功能及其在家禽中的研究进展就行综述。

1 精氨酸的功能

目前，研究发现精氨酸的功能有很多，主要体现在调节营养物质代谢、提高免疫力、消除自由基，提高抗氧化能力、调节激素水平等。

精氨酸在机体内主要有三条代谢途径。精氨酸可以通过精氨酸酶分解为鸟氨酸和尿酸，鸟氨酸进一步在鸟氨酸转氨酶（OAT）和鸟氨酸脱缓酶（ODT）的作用下生成谷氨酸、谷氨觀胺和脯氨酸；其次，精氨酸可以通过NOS分解成为瓜氨酸和NO；最后精氨酸还可以通过精氨酸脱缓酶生成胍丁胺，而胍丁胺可以进一步生成精胺、亚精胺和肌酸等。袁超研究表明日粮中添加1.27%精氨酸能够提高蛋鸡肝脏和空肠蛋白质相对合成率和蛋白质相对生长率，其中促进肝脏蛋白质合成的作用主要是通过上调肝脏TOR蛋白的表达和磷酸化水平以及小调组织蛋白酶B和20S蛋白酶体基因mRNA表达水平，而促进空肠蛋白质合成主要是通过上调空肠TOR蛋白的表达和磷酸化水平以及下调20S蛋白酶体基因mRNA表达水平。精氨酸还可以通过NO的cAMP信号通路调节脂类代谢相关酶的活性、表达和信号传导，进而调节脂类代谢，抑制脂肪组织沉积。

精氨酸对动物免疫机能具有重要影响。精氨酸主要通过精氨酸酶和一氧化氮酶两种途径来进行免疫调节，精氨酸酶途径主要通过三个方面进行调节：1)生成鸟氨酸,提高细胞再生及伤口愈合和修复能力；2）生成多胺，调控巨噬细胞的功能；3）调节精氨酸的利用率，从而降低NO的生成和其他精氨酸介导的过程；而NO酶途径主要通过六个方面调节免疫功能：1）抑制抗体应答反应和肥大细胞的反应性；2）提高NK细胞活性，激活外周血液中的单核细胞；3）调节T细胞和巨噬细胞分泌细胞因子；4；介导巨噬细胞的细胞凋亡；5）Arg-NO途径被认为是杀死细胞内微生物的主要机制，也是巨噬细胞对靶细胞毒性的主要机制；6）降低多型核粒细胞黏附。另外还可以通过内分泌机制促进激素分泌来间接影响免疫功能。

精氨酸是一种双性氨基酸，这是由于与主链最接近的旁链部分较长，而且具有疏水性，而精氨酸的另一端的旁链是一个胍基，胍基是一种碱性的易溶于水的化学基团，在中性、酸性或碱性的条件下，带有正电荷，而精氨酸本身具有很强的抗氧化能力是由于其双键和氮孤立电子对之间的共扼关系所致。吴琛等研究表明在基础饲粮中添加0.83%的L-精氨酸和0.88%的米糠，能够增强环江香猪抗氧化功能。郑萍等研究表明Arg通过促进胰岛素、IGF-1的分泌进而上调生长相关因子基因表达是缓解仔猪氧化应激的途径之一。

精氨酸能够促进激素分泌，主要包括催乳素、生长激素胰高血糖素、胰岛素以及儿茶酚胺类激素等，而这些激素又会影响动物的生长、营养物质的吸收等。

2 精氨酸在家禽中的研究进展

精氨酸在家禽体内不能自身合成，因此主要来源于日粮。而精氨酸与赖氨酸会产生拮抗，对于不同生理阶段的家禽及其环境、等诸多因素，需要确定一定的添加量。

蛋禽中钙构成蛋壳，因此其吸收比较重要。Sahin等研究表明日粮中添加精氨酸-硅酸盐-肌醇复合物饲喂蛋鸡，钙代谢有关的基因上调，进一步提高钙利用率来改善蛋壳质量，但还需要进一步的研究来阐明每种复合物成分的作用。Yang等研究表明补充17mg/kgL-精氨酸对蛋鸡免疫状态和蛋黄IgY含量以及胃肠和十二指肠重量具有有益作用，而对产蛋性能，蛋品质或血液无显著影响。Yuan等研究表明日粮中添加L-Arg能提高蛋鸡的肝脏蛋白质合成率和蛋白质分数增加率，并且合适水平的日粮L-Arg的作用能上调TOR信号传导途径的基因表达，同时抑制肝脏中组织蛋白酶B和20S蛋白酶体的mRNA表达。Miao等研究表明合适水平的L-Arg能够改善小肠蛋白质合成的作用，上调空肠中TOR的蛋白质表达和磷酸化水平，同时抑制蛋鸡20S的mRNA表达。苟钟勇等研究表明饲粮精氨酸水平对种蛋受精率、孵化率、健雏率和健雏平均出壳重均没有显著影响，适度添加1.10%精氨酸一定程度上能提高黄羽肉种鸡产蛋率,增强种蛋蛋壳强度和种鸡抗氧化能力。姜丽丽等研究表明蛋雏鸭采食玉米-豆粕型基础饲粮时，精氨酸的适宜添加水平为0.093%～0.208%。谭玲芳等研究表明在玉米-豆粕型基础饲粮中添加适量的精氨酸可以提高生长期蛋鸭的生长性能及免疫功能，并且通过二次回归模型分析可知,蛋鸭在笼养条件下生长阶段精氨酸的最适宜添加水平为1.19%～1.21%。

随着规模化养殖的发展，日粮的平衡影响着动物的出栏时间。Hurwitz等研究表明当日粮氨基酸水平降低时，由于单个或多个氨基酸缺陷引起的生长迟缓，单个氨基酸的需求降低。低蛋白日粮补充单一氨基酸比补充高蛋白饮食更有效地改善氨基酸平衡。Xu等研究表明在基础日粮中分别添加补充0%，0.45%，0.90%，1.35%和1.80%精氨酸饲喂肉仔鸡后，其日增重和饲料转化率呈二次回归趋势，胰岛素样生长因子-1，胰岛素，IgA和干扰素-γ和胸腺重量在第21天均呈二次曲线改善；淋巴细胞增殖、新城疫抗体滴度和血清IgM浓度在第42天线性或平方增加。杨书慧等研究表明添加0.5%Arg可以降低热应激肉鸡胸肌的滴水损失,可能与Arg提高胸肌的抗氧化能力和改善胸肌的能量代谢有关。贺永惠等研究分别添加0.3%、0.6%、0.9%的L-Arg饲喂肉仔鸡后能提高肉鸡腿肌率，有降低肉鸡腹脂率的趋势，可降低肉鸡腿肌中粗脂肪和部分脂肪酸含量，降低腿肌、胸肌的硬度和弹性。刘凤菊等研究表明当饲粮表观代谢能为12.34MJ/kg、蛋白质为20.50%、赖氨酸为1.10%时,以平均日增重为评价指标，1～3周龄雌性爱拔益加AA肉仔鸡精氨酸最佳需要量为1.38%；以胰岛素水平和胸肌率为评价指标，精氨酸最佳需要量分别为1.39%和1.35%。