補喂大豆濃縮蛋白、精氨酸+賴氨酸對哺乳期羔羊生長和生長軸激素水平的影響

梅瑩瑩， 張文杰， 張亞倩， 楊璐寬， 劉志強，汪建國， 曹志軍 ， 楊開倫

（1.新疆農業大學動物科學學院，新疆烏魯木齊 830052；2.新疆上品美羊科技有限公司，新疆昌吉 831100；3.中國農業大學動物科技學院，北京 100193）

動物生長和代謝受多種激素和生長因子的調節，這些激素和生長因子以內分泌（全身）和自分泌或旁分泌（局部）方式起作用。GH/IGF-I 軸是一個多層次的激素系統，主要由生長激素（GH）和胰島素樣生長因子-I（IGF-I）及其相關的載體蛋白和受體組成， 在動物生長發育中具有重要作用（Derek 等，2001）。GH 是由垂體合成與分泌，受到下丘腦生長激素釋放激素（GHRH）與生長激素抑制激素（SS）的水平所調控，GHRH 刺激GH 的釋放，SS 則抑制GH 的釋放。GH 已被證明對肌肉和脂肪之間的營養分配有顯著影響，GH 可提高動物平均日增重（Etherton 等，1995），降低胴體脂肪沉積率（Etherton 等，1993），增加肌肉沉積（Hennies 等，1998），可提高人類（Gunn 等，1996）和母畜（Bauman 等，1993）泌乳量。 循環IGF-I 主要受GH 刺激， 在營養攝入充足和門靜脈胰島素水平升高的情況下在肝臟中產生以響應GH 反饋（Wurzburger 等，1993），IGF-I 在胚胎和出生后生長中尤其是在縱向骨生長起著重要作用（Powell等，1993），血漿IGF-I 水平與體重相關（Blair 等，1988），IGF-I 通過增加蛋白質合成以及抑制蛋白質水解來增加全身蛋白質代謝（Barrett 等，1995）。

影響GH 分泌的因素有很多， 許多神經遞質（多巴胺、去甲腎上腺素、血清素等）和神經肽通過與GHRH 和SS 相互作用或直接作用于GH 水平以調節GH 釋放， 從而調節GH/IGF-I 軸的活性（Frederik 等，2016）。 營養素被認為是調節GH/IGF-I 軸的重要影響因素， 其中研究表明葡萄糖（Caputo 等，2021） 和游離脂肪酸（Casanueva 等，1987；Blackard 等，1971）對GH 分泌有抑制作用，蛋白質（馬麗娜等，2022；Van 等，2008）和氨基酸（張海雷等，2022；Van 等，2008） 對GH 分泌起到促進的作用。報道表明，口服和靜脈注射各種氨基酸可改變循環GH、IGF-I 等激素水平， 不同的蛋白質水平以及不同氨基酸種類對不同物種甚至同一物種的不同生長期以及不同營養水平都具有不同的影響。

目前，很少有報道蛋白質、氨基酸的添加對哺乳期動物生長軸激素分泌的影響。因此，本試驗以哺乳期羔羊為試驗動物，探究補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊生長及生長軸激素水平的影響，為哺乳期動物的飼養管理提供科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 挑選體重為 （6.02 ± 0.45）kg 的雙胎湖羊羔羊24 只，隨機分為3 組，每組8 只（4公4 母），分別為對照組、SPC 組、AA 組。對照組補喂生理鹽水，SPC 組補喂250 mg/kg BW 的大豆濃縮蛋白（粗蛋白質水平≥65%），AA 組補喂50 mg/kg BW 的Arg （精氨酸≥98.5%） + 50 mg/kg BW 的Lys（賴氨酸鹽酸鹽≥98.5%），試驗進行28 d。

1.2 飼養管理及日糧組成 試驗羔羊隨母羊飼養于同一高床圈舍中，羔羊隨母吮乳。 在補喂前，稱取一定量的試驗材料（SPC 和AA）于45 ℃生理鹽水中溶解， 每只羔羊用注射器定量補喂。 補喂時輕捏羔羊下頜， 將注射器壓住舌頭緩慢推入。每日于09:00 和15:00 分兩次補喂。 羔羊于15 日齡開始飼喂開口料，自由采食和飲水，羔羊開口料營養水平見表1。

表1 羔羊開口料營養水平（干物質基礎）%

1.3 樣品采集及指標測定

1.3.1 體重數據的采集 于羔羊7、14、21、28、35 d，09:00 補喂前空腹稱重。 體重數據計算方法如下：

平均日增重/（g/d）=（末重-始重）/試驗天數。

1.3.2 血液的采集與預處理 于羔羊35 d 每組選6 只（公母比例一致）采集補喂前0 h（采集完后立即補喂）、 補喂后0.5、1、1.5、2、2.5、3 h 頸靜脈血液于5 mL 肝素鈉抗凝管中。3500 r/min 離心10 min，收集上清血漿，分裝于2 mL 凍存管中，-20 ℃冷凍保存。

1.3.3 指標測定 羔羊血漿GH、SS、IGF-I、胰島素含量采用酶聯免疫吸附法測定，血糖、尿素氮含量采用比色法測定， 以上樣品均送至北京華英生物技術研究所測定。 血漿氨基酸含量采用液相色譜-質譜聯用技術測定， 樣品送至北京普瑞華盛生物科技有限公司測定。

1.4 數據處理與分析 試驗數據應用Excel 2010 進行初步整理后， 采用SPSS 19.0 軟件ANOVA 程序進行單因素方差分析， 顯著性用Duncan 氏方法進行多重比較，所有結果以“平均值±標準差”（mean ± SD）表示，以P＜0.05 為差異顯著水平。

2 結果與分析

2.1 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊生長的影響 由表2 可知， 與對照組相比，SPC 組35 d 體重、7 ～35 d 平均日增重提高了10.62%、23.25%（P＞0.05），AA 組35 d 體重、7 ～35 d 平均日增重顯著提高了21.06%、47.16%（P＜0.05）。

表2 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊生長的影響

2.2 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿氨基酸和尿素氮的影響 由表3 可知，與對照組相比，SPC 組和AA 組血漿谷氨酰胺濃度顯著降低了17.65%、20.19%（P＜0.05）；SPC 組血漿纈氨酸、蘇氨酸濃度降低了17.68%、54.69%（P＞0.05）；SPC 組與AA 組血漿天門冬酰胺濃度降低了33.20%、21.65%（P＞0.05）；SPC 組與AA 組血漿組氨酸降低了26.58%、17.02%（P＞0.05）。

“原來我們的監控視頻布局有限，而且視頻槍質量不高，只能取景無法高清抓拍，所以即便發現有船經過，也無法判斷其是否超載或者違章，就算把鏡頭拉進也看不清船名，作用有限。”說起此次平安西江建設，肇慶海事局指揮中心主任羅衛星就滔滔不絕，尤其讓他欣喜萬分的是，“智慧西江”建設中推動了西江可視化發展，高精尖的視頻槍為海事監管添加了“千里眼”。

表3 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿氨基酸的影響μmol/L

由表4 可知， 與對照組相比，SPC 組補喂前0 h血漿尿素氮濃度提高了27.05%（P＞0.05），AA 組顯著提高了46.48%（P＜0.05）；SPC 組與AA 組補喂后1.5 h 血漿尿素氮濃度顯著提高了24.46%、22.86%（P＜0.05）。

表4 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿尿素氮的影響mg/100 mL

2.3 補喂蛋白質、 氨基酸對哺乳期羔羊血漿SS和GH 的影響 由表5 可知，與對照組相比，SPC組補喂后1 h 血漿SS 提高了16.30%（P＞0.05），AA 組顯著提高了21.84%（P＜0.05）。

表5 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿SS 的影響pg/mL

由表6 可知，與對照組相比，SPC 組、AA 組補喂后2 h 血漿GH 顯著提高了11.89%、9.98%（P＜0.05），AA 組補喂后2.5 h 血漿GH 提高了10.21%（P＞0.05）。

表6 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿GH 的影響ng/mL

2.4 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿IGF-I的影響 由表7 可知，與對照組相比，AA 組補喂前0 h 血漿IGF-I 顯著提高了6.96%（P＜0.05）。

表7 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿IGF-I 的影響ng/mL

2.5 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿胰島素和葡萄糖的影響 由表8 可知，AA 組與SPC組補喂前0 h 血漿胰島素低于對照組，補喂后3 h血漿胰島素高于對照組（P＞0.05）。對照組補喂后3 h 血漿胰島素與補喂前0 h 無變化，AA 組和SPC 組補喂后3 h 血漿胰島素高于補喂前0 h。

表8 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿胰島素的影響uIU/mL

由表9 可知，與對照組相比，SPC 組補喂后2 h血漿葡萄糖顯著降低了18.20%（P＜0.05）。

表9 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿葡萄糖的影響mmol/L

3 討論

3.2 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿氨基酸和尿素氮的影響 谷氨酰胺是由谷氨酸和氨在谷氨酰胺合成酶的作用下合成的內源性氨基酸，谷氨酰胺合成酶的活性可受GH 調節，GH 可降低谷氨酰胺合成酶活性（Biolo 等，2000）。 在本試驗條件下， 補喂SPC、Arg + Lys 哺乳期羔羊血漿谷氨酰胺濃度較對照組顯著降低了17.65%、20.19%；天門冬酰胺降低了33.20%、21.65%；組氨酸降低了26.58%、17.02%。 造成此結果的原因可能是， 由于補喂SPC、Arg + Lys 使羔羊血漿GH升高，從而抑制了谷氨酰胺合成酶活性，導致血漿谷氨酰胺濃度降低；羔羊血漿谷氨酸濃度降低，減少了谷氨酰胺合成底物， 從而降低了血漿谷氨酰胺水平。張蕾等（2020）研究表明，生長豬血清賴氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸濃度受日糧賴氨酸水平顯著影響， 隨著日糧賴氨酸水平升高，血清賴氨酸顯著升高，血清組氨酸顯著降低。李成賢等（2021）研究表明，肉牛飼糧中每天每頭添加2.4 g 瘤胃保護性精氨酸會顯著提高血清精氨酸和鳥氨酸濃度，顯著降低組氨酸濃度。涂瑞（2021）研究表明，日糧中添加RP Lys 影響牦牛血清游離必需氨基酸，日糧添加RP Lys 水平的增加，血清游離組氨酸濃度降低。本研究結果補喂Arg + Lys 羔羊血漿中精氨酸和賴氨酸的濃度并沒有提高， 可能是由于本試驗賴氨酸和精氨酸補喂量較少，補喂的氨基酸用于循環合成代謝，所以沒有引起血漿中賴氨酸和精氨酸濃度的升高。

血漿尿素氮作為氨基酸代謝的終產物， 與蛋白質或氨基酸利用效率呈負相關。當機體蛋白質、氨基酸不足時，蛋白質利用效率低，血漿尿素氮增高；當機體處于氨基酸平衡時，血漿尿素氮降低。在本試驗條件下， 補喂Arg + Lys 顯著提高了羔羊補喂前0 h 和補喂后1.5 h 血漿尿素氮濃度，補喂SPC 顯著提高了羔羊補喂后1.5 h 血漿尿素氮濃度， 說明補喂Arg + Lys 可能擾亂了羔羊小腸氨基酸平衡，為了維持平衡，不能迅速合成蛋白質的氨基酸代謝加強， 使尿素氮濃度增加。 李曉剛（2021）研究表明，低蛋白日糧添加1.15%賴氨酸，哺乳期羔羊血清尿素氮顯著降低， 有利于提高機體氮利用，可促進羔羊蛋白質消化吸收和利用。易瓊等（2021）研究表明，低蛋白補飼過瘤胃賴氨酸可提高山羊血漿尿素氮含量， 但沒有達到顯著水平。Ghorbani 等（2011）研究表明，隨著日糧蛋白質水平的升高，奶牛血液尿素氮水平也隨之升高。黃文琴等（2019）研究表明，隨著日糧蛋白質水平的提高，羔羊血清尿素氮水平也升高。

3.3 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿SS 和GH 的影響 在本試驗條件下， 補喂SPC、Arg+Lys 1 h 后羔羊血漿SS 顯著提高了16.31%、21.84%。這似乎與Arg 刺激GH 釋放作用是通過抑制內源性SS 分泌介導的（Alba-Roth 等，1988） 這一結果不同。其原因可能是本試驗精氨酸的補喂量抑制了下丘腦SS 的合成和分泌，而沒有達到可降低外周SS的水平。此外，血漿SS 升高也可能是由原來下丘腦SS 池中儲存的SS 釋放所造成的。 GH 受到下丘腦SS 的抑制， 但本研究中補喂Arg+Lys 使羔羊血漿SS 升高后并沒有降低GH 的釋放，而補喂后2 h 羔羊血漿GH 水平顯著升高。 Spencer 等（1991）研究表明， 以1 μg/min 的速度持續靜脈注射1 h SS 對綿羊循環GH 無影響，以5 μg/min 的速度持續靜脈注射1 h SS 會降低綿羊循環GH， 在停止注射后GH 會反彈升高； 側腦室注射1.8、18 μg SS 對循環GH 無影響， 但在側腦室注射180 μg SS 60 min 后循環GH 明顯升高。 說明在生理濃度內提高血漿SS 水平對垂體GH 分泌沒有影響。 這也解釋了本研究結果中SPC 組和AA 組羔羊血漿SS 升高并沒有影響GH 的原因。

研究表明， 口服和靜脈注射各種AA 可刺激GH 分泌，王世昌等（2020）研究表明，補喂0.25、0.50、0.75 g/kg BW 瘤胃保護性精氨酸對綿羊血漿GH 具有促進作用， 血漿GH 分別較對照組提高了54.90%、49.02%、41.67%。 張海雷等（2022）研究表明，補喂2 g/kg BW 的D-絲氨酸與0.5 g/kg BW 胍基乙酸， 對羔羊血漿GH 和IGF-I 分泌有促進作用。Van 等（2008）研究表明，口服大豆蛋白、水解大豆蛋白、Lys+Arg、 氨基酸混合物能夠顯著提高健康女性血漿GH 水平。 馬麗娜等（2022）研究表明，日糧蛋白質水平和血清中GH 含量呈正相關，高蛋白組（22%）犢牛血清GH 含量顯著高于中（20%）、低蛋白組（18%）。 在本試驗條件下，補喂SPC、Arg+Lys 羔羊血漿GH 顯著提高了9.98%、11.89%。 本研究結果與以上研究結果一致。

Isidiri 等（1981）研究結果表明，青年健康男性在口服攝入1.5 g Arg+1.5 g Lys 90 min 后，血漿GH 水平升高8 倍。 Tanaka 等（1991）研究結果表明，青少年靜脈注射0.5 g/kg Arg，血漿GH 水平提高13 倍。 與以上研究結果不同的是，本研究結果補喂SPC、Arg + Lys 并沒有大幅度提高GH水平，原因可能在于，本試驗開展過程中，血液樣品采集之前并沒有對羔羊進行禁食處理， 而是隨母羊哺乳， 而其他學者的研究是在禁食12 h 后，口服蛋白質、氨基酸再進行血液采集。禁食可增加GHRH 分泌神經元的活性，并延長SS 分泌的最低點（Hartman 等，1992）。Thomas 等（1991）研究結果表明，在綿羊和牛中，與自由采食相比，限制喂食期間GH 對GHRH 的反應增強，說明了營養攝入減少期間GH 分泌增加的原因， 這與部分通過下丘腦SS 減少介導的GH 軸內負反饋減少有關。這也解釋了本研究結果沒有大幅度提高羔羊血漿GH 水平的原因。

3.4 補喂蛋白質、 氨基酸對哺乳期羔羊血漿IGF-I 的影響 循環IGF-I 主要受GH 刺激由肝臟產生，GH 作用于肝臟GHR 刺激產生IGF-I 再釋放到血液中。 IGF-I 通過增加蛋白質合成以及抑制蛋白質水解來增加全身蛋白質代謝（Barrett等，1995）。 在本試驗條件下，補喂Arg + Lys 顯著提高了血漿GH 水平，GH 刺激IGF-I 的釋放，導致IGF-I 水平升高。Bass 等（1991）研究表明，羔羊體重、 增重與血漿IGF-I 水平呈正相關。 閆云峰（2014）研究表明，綿羊體重及增重與血漿IGF-I水平呈正相關， 日糧蛋白質水平與綿羊外周血液IGF-I 水平呈正相關， 高蛋白組IGF-I 水平顯著高于低蛋白質組。 Caroline 等（2020）研究表明，降低日糧蛋白質水平， 山羊羔羊血漿IGF-I 和胰島素水平顯著降低。Fleddermann 等（2015）研究結果表明，與母乳喂養的嬰兒對比，食用添加游離氨基酸奶粉的嬰兒血液中IGF-I 濃度顯著提高， 還尤其表明，必需氨基酸的濃度是血漿胰島素和IGFI 濃度的驅動因素，從而影響嬰兒的生長。

3.5 補喂蛋白質、氨基酸對哺乳期羔羊血漿胰島素和葡萄糖的影響 在本試驗條件下，補喂SPC、Arg + Lys 哺乳期羔羊血漿胰島素水平呈先下降后升高的趨勢； 補喂SPC 顯著降低了補喂后2 h血漿葡萄糖水平。GH/IGF-I 調節與胰島素分泌和作用有關。 循環IGF-I 水平可能會抑制胰島素的釋放（Clark 等，1993），而外源GH 可促進胰島素分泌（Oliveira 等，2011）。 Moses 等（1995）研究表明， 在胰島素抵抗II 型糖尿病患者中施用IGF-I會使血糖下降，主要是由于肌肉葡萄糖攝取增加。本試驗結果中血漿胰島素和葡萄糖的下降， 可能是由于補喂前0 h 血漿IGF-I 水平的提高所導致的。 血漿胰島素升高可能是由于補喂后2 h 血漿GH 升高所導致。 陳瑩等（2023）研究表明，隨著飼糧中精氨酸水平的增加， 產蛋期五龍鵝血清胰島素呈現先升高后下降的趨勢， 飼糧中賴氨酸水平為1.02%時，血清胰島素最高。涂瑞（2021）研究結果表明，在低蛋白水平下，隨著日糧RPLys 的增加，犢牛血清胰島素顯著升高。Ghorbani 等（2011）研究表明，提高奶牛日糧蛋白水平，可顯著提高奶牛血液中尿素氮和胰島素濃度， 對葡萄糖濃度無顯著影響。

4 結論

在本試驗條件下， 補喂250 mg/kg BW 的SPC、50 mg/kg Arg + 50 mg/kg Lys 可提高血漿GH、IGF-I 水平，提高哺乳期羔羊增重。