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精氨酸在畜禽生产中的应用
发布时间:2016-04-03    文章来源:    浏览次数:1516

    本文摘自《精氨酸在畜禽生产中的作用》,中国饲料,2015,24(07)。由亚太兴牧技术服务经理张超整理。

前言

    精氨酸是合成多种蛋白质的重要原料,同时也是机体内肌酸、多胺和一氧化氮等物质的合成前体,具有调节动物体营养代谢的重要作用。精氨酸发挥作用的途径主要包括:(1)调控细胞内蛋白质周转(合成和降解)及相关活动;(2)调控氨基酸的合成和分解;(3)促进小肽、氮代谢物和含硫物质的产生;(4)促进尿素循环和尿酸的合成;(5)调节脂质和葡萄糖代谢;(6)调控一碳单位的代谢;(7)调控细胞的氧化还原信号。本文就精氨酸在畜禽生产中的作用作一综述。

1 精氨酸的合成代谢

    1.1 精氨酸的合成

     小肠是成年动物机体内瓜氨酸合成的主要场所,由小肠分泌的一部分瓜氨酸在肾近端小管内转化成精氨酸,剩下的一部分瓜氨酸则被释放到其他组织中用于合成精氨酸。Blachier等(1993)研究发现,瓜氨酸和鸟氨酸具有能在仔猪肠上皮细胞中转化成精氨酸的能力。肾脏内的精氨酸酶的活性较低,有利于精氨酸的合成,肾脏中85%的精氨酸酶分布在肾脏的髓质。在肝脏中,当氨基酸浓度较低时,精氨酸琥珀酸裂解酶和精氨酸琥珀酸合成酶的活性比较强,能转化合成较多的精氨酸;当所转化的精氨酸浓度过高时,促使精氨酸的分解。因此,肾近曲小管中瓜氨酸的转化是内源精氨酸的主要来源。

     1.2 精氨酸的吸收

    动物的小肠能直接分解消化动物饲料中40%的精氨酸,这是精氨酸的最主要吸收途径。Labelle等(1971)研究发现,不同的碱性氨基酸,其中包括精氨酸、赖氨酸等,可能会通过竞争相同的碱性氨基酸载体而引起吸收时的相互拮抗。

    1.3 精氨酸的分解代谢

    精氨酸在体内的分解代谢主要通过以下3种途径:(1)精氨酸经NO合成酶催化生成具有生物活性的NO,维持血管的通透性,改善器官的缺血缺氧状态。(2)在精氨酸酶催化下水解成鸟氨酸,鸟氨酸在脱羧酶催化下形成腐胺,进一步生成亚精胺和精胺,腐胺、亚精胺和精胺统称为多胺。多胺可调节DNA和蛋白质的合成,从而调节细胞的增殖和分化。(3)精氨酸可以由甘氨酸转脒基酶分解为鸟氨酸和肌酐酸。

2 精氨酸在畜禽生产中的作用    

    2.1 精氨酸在畜禽繁殖性能方面的作用

    精氨酸分解产生的NO可以调节睾丸的微循环,促进精子的活力和受精能力。精氨酸是一氧化氮合酶及鸟氨酸脱羧酶的共同底物。NO具有强烈的扩张血管的作用。同时,研究发现NO在改善胎盘对胎儿营养物质的消化吸收以及在血液和氧气的供应方面起着非常重要的作用。多胺可调控DNA和蛋白质的合成,最终调控细胞生长和发育。许多研究表明,NO和多胺是一种重要的调控因子,能促进胚胎发育及胎儿胎盘生长。李永海等(1994)研究发现精氨酸对母畜的受胎率有显著促进作用。

    2.2 精氨酸在畜禽生产性能方面上的作用

    精氨酸是新生哺乳动物的必需氨基酸,能维持新生哺乳动物的最佳生长,从而使幼龄哺乳动物的生长性能达到最佳状态。Geng等(2011)研究发现,对于新生哺乳仔猪,精氨酸是维持其生长的必需氨基酸。精氨酸是促进小肠修复的营养辅助物质,可通过氧化脱亚氨酸途径生成NO,从而促进血管的发育。精氨酸缺乏会影响动物的生产性能。

    2.3 精氨酸在畜禽免疫性能方面上的作用

    精氨酸主要通过“精氨酸酶途径”和“NO途径”来调节动物机体的免疫性能。在“精氨酸酶途径”中,精氨酸在精氨酸酶作用下的代谢产物能促进机体蛋白质的合成而增强机体免疫功能。在“NO途径”中,精氨酸在一氧化氮合酶作用下生成的NO能引起组织血管的扩张来调控机体免疫反应。大量研究报道精氨酸可以促进动物免疫器官的发育。精氨酸可促进胰岛素和胰岛素样生长因子的分泌,同时促进生长激素和泌乳素合成。胰岛素和生长激素能调节葡萄糖和氨基酸在主要组织中的代谢,同时,生长激素还能增加胸腺中T淋巴细胞的产生和骨髓中定向造血干细胞的数量,增强T细胞对细胞因子的反应。泌乳素能促进淋巴细胞释放细胞因子。另外,胰岛素样生长因子可促进骨髓中淋巴细胞的成熟,缓解随着年龄增长发生的胸腺退化,增加淋巴细胞数量和活性。大量研究表明,精氨酸具有促进淋巴细胞增殖和分化的作用,同时还能促进淋巴细胞合成细胞因子。Tan等(2009)研究发现,在动物日粮中添加精氨酸能促进抗体的产生,从而增强仔猪的免疫性能。

3 小结

    精氨酸作为一种功能性氨基酸,对畜禽的繁殖性能、生产性能和免疫性能都具有重要作用。近年来,随着人们对精氨酸的生理作用和免疫作用的深入研究,精氨酸已经不仅仅是一种简单的氨基酸。精氨酸作为一种天然来源的碱性氨基酸,具有可生物降解性、生物相容性和多种其他特殊生物功能,是一种非常具有开发前景的氨基酸。另外,由于抗生素的禁用,科研工作者正在寻找抗生素的替代品,其中精氨酸就被普遍认为能部分起到抗生素的作用。如果精氨酸的功能能够得到合理的应用,它必将对畜禽养殖业产深远的影响。

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