谷氨酰胺对鸡免疫功能调节作用的研究进展

杜 平

（西峡县农业综合行政执法大队（西峡县动物卫生监督所），河南西峡 474500）

谷氨酰胺（glutamine，Gln）是一种在动物血液总氨基酸中含量高达20%的游离氨基酸。Gln的主要组成成分是肽、蛋白质，Gln不仅能为小肠、脾脏等免疫器官的发育提供营养，还可以维持机体的酸碱平衡，对机体免疫功能具有调节作用（Cruzat等，2018）。近几年，随着养殖规模的扩大及抗生素耐药性的不断上升，具有免疫调节功能的饲料添加剂的研究成为热点，Gln也逐渐成为养殖业的研究热点。有研究发现，Gln不仅对畜禽生长性能有促进作用，还能维持机体免疫功能的稳态，调节免疫功能（马建爽等，2019；Zhou等，2012；Tapiero等，2002）。文章主要综述Gln对鸡免疫器官发育的影响及免疫能力的调节作用，旨在为Gln的相关应用提供理论参考。

1 Gln的生理作用

Gln的相对分子质量是146.15，分子式是C5H10O3N2，其分子式如图1所示，包含2个氨基。虽然Gln与谷氨酸在分子结构上非常相似，但在生理值条件下，谷氨酸的电荷为负，Gln则为中性，说明在细胞培养液中Gln和谷氨酸的转运载体并不是一个，二者不能相互替代（董金格等，2009；吴蓉蓉等，2008）。Gln的生理作用主要分为8项：（1）Gln作为中性多功能氨基酸，其末端的氨基被水解后能产生谷氨酸，在转氨途径中，α-氨基在其他α-氨基代谢中发挥着关键作用。（2）Gln是合成嘌呤核苷酸（Purine nucleotide）、嘧 啶（Pyrimidine）、氨 基 糖（aminosugar）、核 酸（nucleic acid）的关键前体物。（3）Gln作为肾脏产生氨的最关键前体，参与机体酸碱平衡调节。（4）Gln参与肝脏生糖，是合成肝糖原异生的关键底物。（5）Gln作为关键载体参与捕捉氨，并是该过程的终末产物。（6）Gln作为一种重要的供能物质参与细胞的快速生长与分化，包括肠黏膜上皮细胞、淋巴细胞、血管内皮细胞等；还能为上述细胞提供能量。（7）Gln是一种最关键的替代途径在某些依赖葡萄糖合成途径缺损后。（8）Gln不仅能调节蛋白质代谢，还可以降低骨骼肌中蛋白质的分解，有助于细胞中生物大分子（如蛋白质等）的生成。Gln的生理作用表明其在机体健康维持中的关键地位，而动物生病后机体Gln含量会显著下降，不利于机体后期恢复。

图1 Gln分子式

2 Gln对鸡免疫功能的调节

谷氨酰胺添加剂作为能量可促进鸡肠道、脾脏等免疫器官的发育，为其提供营养；促进机体免疫细胞（T淋巴细胞和B淋巴细胞）的增殖分化，改善机体免疫反应，调节免疫功能；保护肠道免疫屏障；抑制皮质醇含量、抑制炎症反应，改善免疫功能。

2.1 Gln对鸡免疫器官发育的影响免疫器官主要指淋巴组织，又根据其具体功能分为中枢或外周免疫器官。在哺乳动物中，中枢免疫器官指的是骨髓、胸腺等，在禽类中还包括法氏囊，是免疫细胞合成、分化及成熟的地方；外周免疫器官主要是具有免疫功能的淋巴组织，如脾脏、淋巴结、黏膜等，是淋巴细胞成熟、定居的地方（孙开济，2020；邓留坤等，2011；黄晓亮等，2007）。Gln能促进动物免疫器官发育，从而增强动物的免疫功能（刘巧婷等，2014；刘艳芬等，2006）。杨乾等（2020）以90只黔东南小香鸡为研究对象，研究不同含量的Gln对小香鸡免疫器官（空肠黏膜、脾脏等）的影响，结果发现，0.5%与1.0%Gln组小香鸡的脾脏指数、胸腺指数及空肠肠黏膜的MUC1与MUC2 mRNA表达量明显升高，这表明Gln能促进鸡脾脏和空肠肠黏膜的发育。这和李虎等（2012）的研究结果相似。Gln还能改善鸡的肠道形态，从而调节免疫功能。张柏林等（2020）研究发现，Gln能提升肉鸡十二直肠、回肠与空肠的绒毛高及绒毛高度与隐窝深度的比值，使回肠和十二指肠的隐窝深降低（P＜0.05）；这和张敏等（2009）的研究结果相似，Gln主要对鸡十二指肠与空肠具有作用。Gln对鸡免疫功能的调节作用与Gln能促进鸡免疫器官发育，改善肠道形态等具有一定的关联性。

2.2 Gln对鸡体液免疫的调节作用因动物血清中免疫球蛋白的主要来源是B淋巴细胞，故检测B淋巴细胞含量可评估体液免疫水平。Gln能为淋巴细胞和肠黏膜上皮细胞等提供能量，使其快速分裂，在修复受损肠道和维持免疫功能稳态中具有不可替代的作用（Wu等，2021）。杨小军等（2011）对肉仔鸡肠道B淋巴细胞进行体外培养，分别添加不同浓度的Gln，检测B淋巴细胞的数量及活性，结果发现，Gln能显著抑制B淋巴细胞的增殖活性，对免疫应激状态下的鸡肠道炎症起到缓解作用，IgA含量显著提升，Gln对免疫系统起到维持稳定作用；崔巍等（2008）研究结果基本一致。研究发现，Gln能降低免疫应激下蛋鸡的B淋巴细胞转化率，促使其恢复至正常水平，这表明Gln能稳定鸡的体液免疫功能（李向群等，2019；段晓燕等，2014）。Gln对免疫应激下肉仔鸡的IgG、IgA和IgM含量具有促进作用，能增强肉仔鸡的免疫功能，对免疫应激反应具有抑制作用。

2.3 Gln对鸡细胞免疫的调节作用当机体受到抗原刺激后，Gln后快速分解，提供能量，淋巴细胞的DNA与RNA会快速合成，淋巴细胞快速增殖分化；故Gln作为饲料添加剂，能为生成细胞因子、机体淋巴细胞的增殖分化、生成抗体等提供能量，起到促进作用（Wasinski等，2014）。在1日龄肉鸡饲料中添加0.8% Gln，7、14日龄测定外周T血淋巴细胞转化率，结果显示，Gln对雏鸡T淋巴细胞转化有显著增强作用（刘华忠等，2004）。外源性Gln能降低免疫应激下蛋鸡的T淋巴细胞的转化率，促使其T淋巴细胞的转化率恢复至正常情况，这表明Gln能调节鸡细胞免疫功能（段晓燕等，2014）。Gln能调节T淋巴细胞的转换率，对鸡细胞免疫能力具有调节作用。

2.4 Gln对肠道免疫屏障的意义肠道是机体内最大的免疫器官，还是机体消化、吸收的关键器官。肠道免疫系统主要由分泌型免疫球蛋白A（S-IgA）组成，主要由肠道组织和肠道浆细胞分泌。肠道免疫系统是具有3种意义的屏障，分别是生理、机械与免疫，能过滤包含毒素、细菌与有害生物肽等在内的多种物质（Calder，1994）。IgA作为肠道免疫的关键，能合成S-IgA，S-IgA进入肠腔，对蛋白溶解酶具有抵抗作用，S-IgA能保护肠黏膜不被蛋白溶解酶消化，S-IgA和细菌结合能避免其黏附在肠黏膜蛋白上，S-IgA还能结合对应的抗原合成抗原抗体复合物，促进肠道黏液分泌，阻止细菌黏附在肠道，对细菌增殖具有抑制作用，同时S-IgA还能作用于病毒，S-IgA是肠道免疫屏障的关键构成物质（Schmucker，2002；Eckmann等，1995）。肠道是应用Gln最多的器官，Gln也为肠道的生长发育提供能量，为肠道细胞代谢、增殖提供能量及营养。外源性Gln可以提升肠绒毛刷状缘Gln的转运效率，提升Gln的净吸收率，促进肠道黏膜的生长（邢深，2016）。外源性Gln还有助于淋巴细胞的增殖、分化和巨噬细胞的分裂，增加S-IgA含量，保护肠道免疫屏障（李志鹏，2009）。黄晓亮等（2009）发现，0.2% Gln能促进鸡肠道（十二指肠、空肠、回肠）的发育，并能提升鸡小肠中的脂肪酶、蛋白酶及淀粉酶等活性。李天强（2011）在日粮饲料中添加Gln发现，黄羽肉鸡肠黏膜中蛋白质水平及碱性磷酸酶活性显著提升，且肠道内容物中的细菌量显著提升，总有机酸水平下降，这表明外源性Gln有助于调节鸡的肠道免疫功能，改善肠道健康。在热应激肉鸡日粮中添加外源性Gln，结果发现，不同日龄的肉鸡小肠黏膜分泌型免疫球蛋白A的水平明显增加，而血液中的白介素-1、内毒素和肿瘤坏死因子（TNF）水平显著下降；热应激肉鸡的空肠、十二指肠及回肠黏膜上皮淋巴细胞计数显著上升，这表明外源性Gln有助于调节热应激肉鸡的肠道免疫功能（康磊等，2012）。

2.5 Gln对激素和干扰素的作用动物免疫系统机制的主要作用介导是糖皮质激素（庞有志等，2010），糖皮质激素中的关键组成是皮质醇。皮质醇对免疫应激反应具有调节作用，检测皮质醇含量能侧面反映应激对机体的损伤程度（Garrett等，2009；樊淑娟等，2008；申凤华等，2008）。免疫应激反应能造成动物机体免疫力下降，同时血浆皮质醇含量上升。外源性Gln能降低冷暴露下肉仔鸡血清皮质醇分泌水平，提升FT3和FT4，调节机体的免疫应激反应（钟静霞等，2013）。外源性Gln能提升大鼠血浆IFN-γ含量，对炎症反应起到抑制作用，改善机体免疫作用（Garrett等，2009）。

3 结论与展望

谷氨酰胺添加剂可提供能量，促进肠道、脾脏等免疫器官的发育，为其提供营养；促进机体免疫细胞（T淋巴细胞和B淋巴细胞）的增殖分化，改善机体免疫应激反应，调节免疫功能；保护肠道免疫屏障，抑制皮质醇含量和炎症反应，改善免疫功能。但目前外源性谷氨酰胺对鸡免疫功能调节作用的研究尚不够深入，接下来可进一步深入探讨其作用机制和相关基因的表达水平。