谷氨酰胺對22～28日齡熱應激肉雞骨骼肌氧化損傷的改善作用

白 晰 戴四發 李佳琦 張 丹 聞愛友 吳學壯 胡 洪

(安徽科技學院動物科學學院，鳳陽 233100)

熱應激是指高溫環境下，動物機體產生的非特異性生理反應總和。肉雞具有代謝旺盛、體溫高且全身覆蓋羽毛、皮膚無汗腺等生理特點，因此對高溫較為敏感，21日齡后飼養溫度一般為24 ℃左右為宜，高于30 ℃時，極易發生熱應激。熱應激條件下，肉雞肌肉產量和質量下降，出現保水性差、纖維松散、色澤灰暗等問題。除此之外，研究發現熱應激會引起肉雞氧化應激反應，誘發產生大量活性氧自由基(ROS)，易導致其氧化損傷，從而影響肉雞生產，甚至死亡，造成較嚴重的經濟損失[1-2]。

谷氨酰胺(Glutamine，Gln)可改善肉雞肌肉品質，且在抗應激、抗感染、抗氧化、增強免疫力等方面發揮著重要作用[3-4]。在熱應激條件下，機體對Gln需要量增加，自身合成的Gln不能滿足需要，此時需額外增加外源性Gln，來維持機體代謝平衡，增強抗熱應激損傷作用[5-6]。

本試驗通過在熱應激肉雞日糧中添加Gln，旨在探討Gln對肉雞胸肌和腿肌抗氧化功能的作用，進一步為肉雞抗熱應激和抗氧化應激的綠色調控技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 谷氨酰胺與日糧配方

谷氨酰胺購自上海生工生物工程有限公司。基礎日糧采用玉米-豆粕型日糧，其日糧組成及營養水平按照 NRC(1994)進行設計，具體飼料配方參考Hu等[6]，見表1。

表1 基礎日糧飼料配方和營養水平/%

1.2 試驗動物及設計

常規飼養3周，選取300 只、22日齡愛拔益加(AA)肉雞(公母混養、體重相近)，按隨機原則分為五個處理組(每組60只雞：包括6個重復，每個重復10只雞)：Ⅰ為常溫組，飼喂不含Gln的基礎日糧；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ為熱應激組，分別飼喂0%Gln、 0.5% Gln、1.0% Gln和1.5% Gln的基礎日糧。

1.3 飼養管理和熱應激環境條件

按常規程序進行雞的飼養管理及免疫接種，雞入籠前打掃好雞舍、雞籠，熏蒸消毒，采用網上平養的方式，利用溫控儀控制雞舍溫度。試驗期間24 h光照，自由飲水采食。適溫對照組(Ⅰ組)，溫度保持在(24±2) ℃，相對濕度為45%～55%；熱應激組(Ⅱ～Ⅴ組)，每天 9：00～17：00 溫度控制在(34±2) ℃，相對濕度為60%～70%，18：00 至次日 8：00 溫度控制在(24±2) ℃，相對濕度為45%～55%。試驗期為 7 d(22～28日齡)，采用加熱器及加濕器方式控制雞舍溫濕度，隨時觀察全天的溫度和濕度及記錄試驗雞的生長狀況。

1.4 取樣與指標測定

試驗結束，每個重復隨機取1只肉雞進行肉雞屠宰，拔除羽毛后，利用手術剪、手術刀、玻璃分針等對胸肌和腿肌進行取樣，放置于EP管中，編號后-80 ℃保存備用。丙二醛(MDA)、抗超氧陰離子能力、抗羥自由基能力、總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽(GSH)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽巰基轉移酶(GST)等氧化指標，均采用南京建成生物有限公司生產的試劑盒進行測定。

1.5 數據分析

統計分析采用SPSS 18.0 軟件中 One-Way ANOVA分析，對熱應激組和常溫對照組的數值進行Duncan′s 檢驗。數值用平均值±標準誤來表示。P值小于0.05時表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 Gln對熱應激肉雞胸肌MDA和抗氧化能力的影響

由表2可知，與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的MDA含量顯著升高(P<0.05)。Gln熱應激Ⅴ組的MDA含量顯著低于熱應激Ⅱ組(P<0.05)；與對照Ⅰ組相比，Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的MDA含量無顯著差異(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌抗超氧陰離子能力顯著降低(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ組的抗超氧陰離子能力顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)；與對照Ⅰ組相比，Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的抗超氧陰離子能力無顯著差異(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的T-AOC活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的T-AOC活性顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)；與對照Ⅰ組相比，Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的T-AOC活性無顯著差異(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ組肉雞胸肌的抗羥自由基能力均無顯著差異。

表2 Gln對熱應激肉雞胸肌MDA和抗氧化能力的影響

注：Ⅰ為常溫對照組，飼喂不含Gln的基礎日糧；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ為熱應激組，分別飼喂0% Gln、 0.5% Gln、1.0% Gln和1.5% Gln的基礎日糧；同行字母不同表示差異顯著(P<0.05)，相同字母或無字母表示差異不顯著(P>0.05)，余同。

2.2 Gln對熱應激肉雞腿肌MDA和抗氧化能力的影響

由表3可知，與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞腿肌的MDA含量顯著升高(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的MDA含量顯著低于熱應激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的MDA含量與對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。此外，Ⅰ～Ⅴ組肉雞腿肌的抗超氧陰離子能力、抗羥自由基能力和T-AOC均無顯著差異。

表3 Gln對熱應激肉雞腿肌MDA和抗氧化能力的影響

2.3 Gln對熱應激肉雞胸肌抗氧化劑活性的影響

由表4可知，與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的GSH活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的GSH活性顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的GSH活性與對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的CAT活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的CAT活性顯著高于Gln熱應激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的CAT活性與對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的SOD活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的SOD活性與熱應激Ⅱ組相比差異不顯著(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞胸肌的GST活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的GST活性顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)，但Gln熱應激Ⅲ組的GST活性與熱應激Ⅱ組相比差異不顯著(P>0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的GST活性與常溫對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ組肉雞胸肌的GSH-Px活性無顯著差異。

表4 Gln對熱應激肉雞胸肌抗氧化劑活性的影響

2.4 Gln對熱應激肉雞腿肌抗氧化劑活性的影響

由表5可知，與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞腿肌的GSH活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅳ和Ⅴ組的GSH活性顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的GSH活性與常溫對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。

與常溫對照Ⅰ組相比，熱應激Ⅱ組28日齡肉雞腿肌的SOD活性顯著下降(P<0.05)。Gln熱應激Ⅴ組的SOD活性顯著高于熱應激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應激處理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的SOD活性與常溫對照Ⅰ組相比無顯著差異(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ組肉雞腿肌的GSH-Px、CAT和GST活性均無顯著差異。

表5 Gln對熱應激肉雞腿肌抗氧化劑活性的影響

3 討論

由于長期快大型的選育方向，白羽肉雞適應能力弱，對高溫環境尤為敏感，易發生熱應激。正常生理狀態下，白羽肉雞機體產生適量自由基，保持相對平衡狀態；然而，高溫降低機體清除自由基的能力，產生過多的自由基使細胞自溶，影響細胞膜的功能，導致脂類過氧化物堆積，造成動物機體氧化應激損傷，降低生產性能[7-8]。MDA為自由基引發的脂質過氧化反應的終產物，其含量越高，說明自由基對機體脂肪的氧化損傷程度越大。Zhang等[9]等研究發現熱應激可提高肉雞胸肌MDA和ROS的水平，引起肌肉氧化損傷。李葉涵等[10]研究表明，熱應激顯著提高了肉雞肝臟MDA和過氧化氫的含量，增加了肉雞肝臟氧化應激程度。Ma等[11]也發現熱應激提高了蛋鴨血漿和肝臟中MDA和乳酸的含量，降低了T-AOC的活性，引起氧化損傷。本研究結果同樣表明熱應激顯著提高肉雞胸肌和腿肌MDA含量，從而引起骨骼肌氧化損傷。

Gln作為一種條件性必需氨基酸，在熱應激、饑餓、疾病等情況下增加攝入量，可提高畜禽抗氧化能力[12]。雖然熱應激提高肉雞胸肌和腿肌MDA的含量，而日糧添加1.5%Gln能顯著降低骨骼肌MDA含量，說明Gln能緩解熱環境中肉雞骨骼肌的氧化損傷，其原因是Gln提高了機體的抗氧化能力。李文立等[13]研究證明，在熱應激環境下，Gln顯著降低肉雞血清和腸道中MDA 含量，而顯著提高它們抑制羥自由基能力和T-AOC水平。本試驗結果顯示，熱應激條件下，在飼糧中添加一定的Gln，可提高肉雞胸肌T-AOC和抗超氧陰離子能力，抗羥自由基能力也有不同程度的提高。

肌細胞抗氧化系統能抵御自由基的攻擊，由酶(SOD、CAT、GSHPx等)和非酶(維生素E、類胡蘿卜素、多酚、GSH等)系統組成，其活性反映出機體清除自由基的能力[14]。Gln作為機體內GSH的重要合成原料，在熱應激時，機體自身合成的Gln不能滿足需要，因此增加外源Gln的攝入量，可提高GSH生成量，同時GSH-Px、CAT、SOD及GST的活性也會增加，有效緩解機體氧化應激[13]。Marques 等[15]研究表明，Gln可減輕氧化應激，使SOD活性正常化，提高總GSH水平，阻斷NO的過量產生和過氧亞硝酸鹽的形成，增強胃的抗氧化能力。唐現文等[16]在肉雞抗熱應激中的研究發現，日糧添加0.6% 谷氨酰胺顯著降低熱應激肉仔雞血清MDA含量，并提高血清T-AOC、SOD及GSH-Px活力，其機制是通過抑制脂質過氧化反應來增強機體的抗氧化能力。本試驗結果顯示，在飼糧中添加一定量的Gln，顯著提高熱應激肉雞胸肌的GSH、CAT和GST活性，并顯著提高腿肌GSH和SOD活性，表明日糧添加Gln能改善熱應激對肉雞胸肌和腿肌的氧化損傷。

4 結論

熱應激條件會引起白羽肉雞胸肌和腿肌的氧化損傷，且抗氧化酶活性和抗氧化能力都有所下降；日糧中添加一定量的Gln可增強熱應激肉雞胸肌和腿肌的抗氧化能力，抑制肌肉脂質過氧化反應，緩解骨骼肌氧化損傷。