精氨酸在肉鸡无抗饲料中的应用研究进展

秦秀云，张凯瑛，杨维仁*

文献综述

精氨酸在肉鸡无抗饲料中的应用研究进展

秦秀云1，张凯瑛2，杨维仁2*

（1.山东和美集团有限公司，山东 滨州 251700；2.山东农业大学动物科技学院，山东 泰安）

我国抗生素的生产量和使用量均位于世界前列，抗生素滥用现象十分普遍，在畜牧产业尤为突出。近年来，我国针对抗生素使用问题出台了相关的法律法规，2020年饲料端将全面禁抗。因此，开发高效、无残留的抗生素替代物，进而提高家禽的生产力水平并为消费者提供优质禽产品成为当前研究的热点。大量研究表明，精氨酸在提升机体健康方面和优化动物生产性能方面有着显著的效果，在肉鸡无抗饲料中的应用具有重要意义。

1886年，精氨酸由Schlus从植物羽扁豆幼苗中分离提取出，100多年后Hedin在哺乳动物的蛋白质中也发现了它的存在[1]。精氨酸对家禽来说是必需氨基酸，因为家禽体内缺乏精氨酸前体物质合成需要的关键酶(氨甲酰磷酸合成酶等)，所以不能依靠自身合成，只能从饲粮中获得[2, 3]。精氨酸还有多种功能，它既是合成蛋白质的重要原料，也能参与免疫、抗氧化、内分泌、肠道屏障等众多生理功能的调节。研究表明，精氨酸是一些生物活性物质如一氧化氮(NO)、多胺、鸟氨酸、胍丁胺等合成的重要前体，这些物质对机体免疫功能和肠道健康具有重要作用[4]。此外，机体精氨酸缺乏会引起多种疾病，如哮喘、病原体感染、慢性肾功能衰竭等[5]。因此，本文就精氨酸对肉鸡生产性能、肠道发育和免疫性能等方面的影响，评价其在肉鸡无抗饲料产品中的应用，为肉鸡的健康养殖和安全食品提供新的选择。

1 精氨酸的理化特性

精氨酸是一种α-氨基酸，含有氨基、胍基两个碱性基团，在20种蛋白质氨基酸中碱性最强。它的分子式为C6H14N4O2，结构式见附图。

附图 精氨酸的结构式

化学名称是学名2-氨基-5-胍基戊酸，相对分子质量为174.2，一般呈菱形或单斜片状结晶，颜色为白色；易溶于水，在乙醇中微溶，在乙醚不溶；加热到105℃时会失去两分子结晶水，到230℃时颜色产生变化，244℃是它的分解点[6]。精氨酸有L-精氨酸和D－精氨酸这两种异构体，仅前者能在机体内发挥生理功能[7]。

2 精氨酸的代谢

精氨酸在哺乳动物体内主要有2条直接代谢途径。首先，精氨酸在精氨酸酶的参与下分解为鸟嘌呤和尿素。前者在鸟氨酸脱羧酶的作用下脱羧生成丁二胺，进而合成多胺类物质。多胺与核酸以及蛋白质的生物代谢有关，是重要的生物学调控物质，在细胞生长、增殖及分化的过程中发挥了重要的作用[8, 9]。二是在一氧化氮酶(nitric oxide synthe- ses, NOS)的作用下分解产生瓜氨酸和NO[10]，NO作为一种重要的内源性活性因子，能够参与并促进皮肤组织创伤恢复的整个过程，在减少胃黏膜损伤和氧化应激及维持血管紧张等方面起到一定的作用，以信号分子的形式参与机体内的多种调节[11]。

3 精氨酸在肉鸡生产中的应用

3.1 饲粮中添加精氨酸对肉鸡生产性能的影响 由于精氨酸对于禽类是必需氨基酸，所以关于精氨酸对禽类影响的研究有很多，大量研究发现，精氨酸对肉鸡的生产性能有一定的影响。刘风菊等(2011)将不同水平的精氨酸添加到1~3周龄雌性AA肉仔的鸡饲粮中，发现精氨酸水平极显著影响1~3周肉仔鸡的体重和ADG(平均日增重)，且添加量与ADG呈二次曲线的关系，精氨酸添加水平为1.375%时效果最好[12]。郭祎玮(2014)的试验也表明，在整个试验期内，随着日粮中精氨酸添加剂量的增加肉仔鸡的ADG呈现一次线性或二次曲线升高，F/G(料重比)呈现显著的二次曲线降低的变化[13]。Tan等(2014)[14]和邓凯东等(2004)[15]的试验也得到了相同的结果。这表明，添加适量的精氨酸有利于提高肉鸡的生产性能。

3.2 饲粮中添加精氨酸对肉鸡肠道发育的影响 精氨酸在胃肠黏膜的生长、发育、成熟、修复等环节发挥了重要作用，它能够生产多胺来促进胃肠黏膜细胞膜K通道的表达，从而通过复杂网络推进纤维增殖及细胞迁移定植，促进细胞增殖，加速蛋白质合成[16]。Khajali等(2014)试验表明在肉仔鸡日粮中添加10g/kg的精氨酸可以使肉鸡肠粘膜发育显著增强(P<0.05)，增加空肠和回肠的吸收表面积[17]。球虫病是一种主要症状为肠道损伤的肉仔鸡疾病，研究表明，感染球虫病的肉鸡，体内的精氨酸浓度会显著下降，这可能是与球虫病会引起吸收不良和炎症反应有关[18]。此时补充精氨酸，一方面可以抑制TLR4通路缓解肠道炎症，另一方面能够激活m TORC1通路促进肉鸡肠道的损伤修复[19]。Laika等(2017)在感染艾美尔球虫的肉仔鸡膳食中加入精氨酸，发现其绒毛高度(VH)与隐窝深度(CD)的比值显著升高(P<0.001)[20]，绒毛越长肉鸡消化吸收能力越强，隐窝越浅分泌功能越强，因此二者比值升高说明肠道吸收面积增大，肉鸡营养物质的吸收利用率增加[21]，与前人结果符合。

3.3 饲粮中添加精氨酸对肉鸡免疫的影响 精氨酸通过精氨酸酶和一氧化氮途径在调节机体免疫方面发挥了巨大作用。一方面，精氨酸是合成NO的唯一前体，NO可通过增加外周循环血量来增强免疫力；另一方面，精氨酸可以通过对NK细胞的正向调节增强巨噬细胞的活性，刺激淋巴细胞生成，从而提高机体抗感染能力[22，23]。高天(2017)试验证明1.0%浓度的精氨酸溶液可以使小肠黏膜iNOS基因启动子的甲基化水平降低，促进iNOS表达和NO产生，进而使肉仔鸡小肠黏膜免疫屏障功能及其整体的免疫功能提高[24]。林智鑫等(2019)试验表明，日粮中精氨酸水平增加以后，肉仔鸡的免疫器官指数、血清免疫因子水平及肝iNOS mRNA表达水平都有所提高，肝的病毒载量下降，机体免疫功能和抗病毒能力增加[25]。谭建庄(2014)在感染传染性法氏囊病而处于免疫抑制状态下的肉鸡的饲粮中加入精氨酸后发现，外周血T淋巴细胞比例提高，其免疫抑制得到缓解；脾脏CD14+淋巴细胞比例下降，缓解了因LPS注射引起的全身性炎症反应[26]。

4 小结

综上所述，适量的精氨酸不仅能够改善机体蛋白质的组成，对肉鸡的生产性能、肠道发育及免疫性能也具有一定的改善作用，除此之外大量试验表明精氨酸在减少肉鸡腹脂、减缓应激、提高胴体品质、提高肉鸡繁殖力等方面能发挥重要的作用[27, 28]，但对其适用条件、添加水平、分子作用机制及与其他营养素之间的作用关系还有待进一步探究。今后，应更加系统深入地研究肉鸡精氨酸的内源性合成机理，使肉鸡的生产力达到最佳水平，实现更优质、更高效的肉鸡生产。

[1] 孙红暖, 杨海明, 王志跃, 等. 精氨酸对动物的营养生理及免疫作用[J]. 动物营报, 2014, 26(1): 54-62.

[2] 朱伟, 姜威, 李新杰, 等. 精氨酸对夏季旱养肉鸭生长性能和免疫器官的影响[J]. 粮食与饲料工业, 2013(1): 49-52.

[3] 隋美霞, 李法增, 王宗伟, 等. 畜禽精氨酸营养研究进展[J]. 畜牧与兽医, 2016, 48(11): 112-115.

[4] Wu, G, Morris, SM Jr. Arginine metabolism: nitric oxide and beyond.[J]. The Biochemical Journal, 1998, 336(part 1): 1-17.

[5] 张贝贝. 精氨酸对肉仔鸡肠道黏膜损伤的缓解作用及机理研究[D]. 中国农业大学: 北京, 2018.

[6] 胡雅迪. 日粮精氨酸的添加对肉鸡先天性免疫和抗氧化能力调节作用的研究[D]. 扬州大学: 扬州, 2015.

[7] 朱伟. 饲粮精氨酸对夏季热应激肉鸭性能的影响[D]. 武汉轻工大学, 2013.

[8] 谭碧娥, 李新国, 孔祥峰, 等. 精氨酸对早期断奶仔猪肠道生长、组织形态及IL-2基因表达水平的影响[J]. 中国农业科学, 2008(9): 2783-2788.

[9] 王莹, 姜廷波, 孙泽威. L-精氨酸代谢产物对动物营养调控的研究进展[J]. 中国畜牧杂志, 2017, 53(3): 13-17.

[10] Wu Xin, Ruan Zheng, Gao Yunling, Yin Yulong, Zhou Xihong, Wang Lei, Geng Meimei, Hou Yongqing, Wu Guoyao. Dietary supplementation with L-arginine or N-carbamylglutamate enhances intestinal growth and heat shock protein-70 expression in weanling pigs fed a corn- and soybean meal-based diet.[J]. Amino acids, 2010, 39(3).

[11] 徐伟风, 吴春宇. 精氨酸对动物的营养调节及免疫作用[J]. 养猪, 2018(5): 32-35.

[12] 刘凤菊, 呙于明, 王磊. 1~3周龄雌性肉仔鸡精氨酸需要量[J]. 动物营养学报, 2011, 23(4): 571-577.

[13] Tan Jianzhuang, Applegate Todd J, Liu Shasha, Guo Yuming, Eicher Susan D. Supplemental dietary L-arginine attenuates intestinal mucosal disruption during a coccidial vaccine challenge in broiler chickens.[J]. The British journal of nutrition, 2014, 112(7).

[14] 郭祎玮. 精氨酸对肉仔鸡生长性能和免疫功能的影响及其机理研究[D]. 内蒙古农业大学: 呼和浩特, 2014.

[15] 邓凯东, C.W.Wong, J.V.Nolan. 早期日粮精氨酸对鸡淋巴器官和免疫力的长期影响[C]. 中国畜牧兽医学会. 中国畜牧兽医学会2004学术年会暨第五届全国畜牧兽医青年科技工作者学术研讨会论文集(上册). 2004: 424-426.

[16] 任永锋, 吴承堂. 左旋精氨酸在肠黏膜损伤修复中的作用机制[J]. 中国危重病急救医学, 2006(12): 764-765.

[17] Khajali F, Moghaddam M H, Hassanpour H. An L-arginine supplement improves broiler hypertensive response and gut function in broiler chickens reared at high altitude[J]. International Journal of Biometeorology, 2014, 58(6): 1175-1179.

[18] Allen P C, Fetterer R H. Effect of Eimeria acervulina infections on plasma L-arginine.. Poultry Science, 2000, 79(10): 1414-7.

[19] Tan Jianzhuang, Applegate Todd J, Liu Shasha, et al. Supplemental dietary L-arginine attenuates intestinal mucosal disruption during a coccidial vaccine challenge in broiler chickens.. 2014, 112(7): 1098-109.

[20] M. Laika, R. Jahanian. Increase in dietary arginine level could ameliorate detrimental impacts of coccidial infection in broiler chickens[J]. Livestock Science, 2017, 195.

[21] 卫旭彪, 张璐璐, 马广, 等. 酵母菌对猪肠道绒毛、隐窝及菌群的影响[J]. 饲料工业, 2016, 37(4): 61-64.

[22] 徐明明, 刘耀文, 曲湘勇. 精氨酸的生理功能及其在肉鸡生产中的应用[J]. 广东饲料, 2017, 26(3): 29-32.

[23] 张磊, 黄进, 张勇, 等. 肉仔鸡肠道损伤的因素及精氨酸的作用[J]. 饲料研究, 2015(16): 23-25.

[24] 高天. 胚蛋注射精氨酸对肉仔鸡早期肠道发育和功能的影响及其作用机制研究[D]. 南京农业大学: 南京, 2017.

[25] 林智鑫, 周嘉鑫, 陈立圳, 等. 饲粮精氨酸水平对肉仔鸡免疫功能及其抗FAdV-4影响的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2020, 51(4): 772-782.

[26] 谭建庄. 日粮精氨酸对不同疾病模型肉鸡免疫功能的调节作用与机理研究[D]. 中国农业大学: 北京, 2014.

[27] 孙步相. 饲粮精氨酸水平对于黄羽肉种鸡产蛋高峰期繁殖性能影响分析[J]. 吉林畜牧兽医, 2019, 40(7): 9-10.

[28] 林厦菁, 蒋守群. 氨基酸对家禽免疫功能的影响及其调控机制[J]. 中国家禽, 2014, 36(11): 39-43.

（2020–08–09）

S816.72

A

1007-1733(2020)11-0065-03