真胃灌注缺失精氨酸、蘇氨酸或組氨酸的混合氨基酸對泌乳山羊乳腺氨基酸代謝的影響

胡志勇　孫得俸　李繼偉　閆振貴　林雪彥　王中華

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安271018)

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真胃灌注缺失精氨酸、蘇氨酸或組氨酸的混合氨基酸對泌乳山羊乳腺氨基酸代謝的影響

胡志勇孫得俸李繼偉閆振貴林雪彥*王中華*

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安271018)

摘要：本試驗(yàn)旨在研究真胃灌注缺失精氨酸(Arg)、蘇氨酸(Thr)或組氨酸(His)的混合氨基酸對泌乳山羊乳腺氨基酸代謝的影響。選擇4只泌乳中期薩能奶山羊，安裝真胃插管(用于灌注氨基酸)、頸動脈和乳靜脈血管插管(用于采集血樣)，在外陰動脈安裝血液流量計探頭(記錄乳腺血流量)。試驗(yàn)羊限飼基礎(chǔ)飼糧，滿足維持能量和蛋白質(zhì)需要。真胃灌注葡萄糖和按瘤胃微生物蛋白氨基酸構(gòu)成配制的混合氨基酸。采用4×4拉丁方試驗(yàn)設(shè)計，對照組灌注全混合氨基酸，試驗(yàn)組分別灌注缺失Arg、Thr、His的混合氨基酸；試驗(yàn)共進(jìn)行4期，每期7 d，前4天為灌注期，后3天為采樣期。結(jié)果表明：1)單一氨基酸缺失灌注對產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量均無顯著影響(P>0.05)。2)Arg和Thr缺失顯著提高了乳腺血流量(P≤0.05)，降低了該氨基酸的動脈濃度、靜脈濃度，乳腺清除率分別上升25.9%和199.2%；單一氨基酸缺失灌注對該氨基酸乳腺吸收量和乳腺吸收產(chǎn)出比無顯著影響(P>0.05)。3)Arg、Thr和His缺失，泌乳轉(zhuǎn)化效率分別提高25.4%(4.02 vs. 5.04，P≤0.05)、34.5%(9.09 vs. 12.23，P≤0.05)和14.6%(10.51 vs. 12.04，0.05

關(guān)鍵詞：氨基酸；乳腺血流量；泌乳性能；泌乳轉(zhuǎn)化效率

影響必需氨基酸(EAA)泌乳轉(zhuǎn)化效率的因素包括產(chǎn)奶量、飼糧氨基酸供應(yīng)、消化道和肝臟的代謝特性。產(chǎn)奶量能夠影響氨基酸在維持和泌乳之間的分配，飼糧氨基酸供應(yīng)通過影響肝后EAA供給來影響EAA泌乳轉(zhuǎn)化效率。

奶牛氨基酸的小腸吸收量和門靜脈流量的測定結(jié)果表明，氨基酸在門靜脈回流組織(PDV)的吸收量差異很大，組氨酸(His)的損失量很小，而亮氨酸(Leu)、蘇氨酸(Thr)和一些非必需氨基酸(NEAA)的損失量很大[1]。Bequette等[2]在綿羊的PDV中發(fā)現(xiàn)了Leu和蛋氨酸(Met)氧化。Thr的門靜脈回收率也很低，可能與胰腺氧化有關(guān)。因此，PDV EAA的代謝對進(jìn)入血液循環(huán)的氨基酸數(shù)量和構(gòu)成均有直接影響。

肝臟對氨基酸的移除差異同樣很大，并因此影響肝后EAA供給。Cant等[3]依照肝臟氨基酸移除特征，將EAA分為2組，第1組EAA的肝臟清除量很低，包括支鏈氨基酸(BCAA)和賴氨酸(Lys)，第2組EAA包括His、苯丙氨酸(Phe)和Met，通過肝臟時被大量移除，其降解酶也主要存在于肝臟中。His、Phe和Met的凈移除率分別為門靜脈吸收量的0.36、0.38和0.49倍。考慮到肝臟血流量很高，進(jìn)入肝臟的EAA主要來源于動脈血液(供給PDV的動脈加肝動脈血)，肝臟凈吸收的EAA主要來源于外周體組織再循環(huán)，對外周組織未利用的氨基酸進(jìn)行分解。因此消化道和肝臟的氨基酸代謝特性影響EAA泌乳轉(zhuǎn)化效率。

Mabjeesh等[4]研究發(fā)現(xiàn)，EAA供應(yīng)量降低時，乳腺能夠調(diào)節(jié)血流速度和氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)能力滿足泌乳需要，因此在一定范圍內(nèi)，EAA供應(yīng)量的降低可以引起缺失氨基酸泌乳轉(zhuǎn)化效率升高。本試驗(yàn)通過單一EAA缺失灌注，研究泌乳轉(zhuǎn)化效率升高程度，反映氨基酸消化道和肝臟的代謝特性，并最終為小腸可消化氨基酸合理構(gòu)成提供了參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)動物和飼糧

選用4只體況良好經(jīng)產(chǎn)泌乳中期薩能奶山羊[產(chǎn)奶量(1.5±0.25) kg/d，體重(50±5) kg]，試驗(yàn)前1個月做真胃插管(用于灌注氨基酸)手術(shù)，剝離頸動脈至皮下固定，安裝血管插管(用于采集血樣)，乳靜脈直接安裝血管插管(用于采集血樣)，在左側(cè)的外陰動脈上安裝超聲波血流量檢測探頭(MC6PSS-LS-WCS10-GC,美國Transonic Systems公司)(記錄乳腺血流量)。試驗(yàn)羊單獨(dú)在代謝籠內(nèi)飼養(yǎng)，通過自動喂料器每間隔2 h飼喂1次全價顆粒料，保證試驗(yàn)羊自由采食量，飼喂量：1號羊70.5 g/次，2號羊73.9 g/次，3號羊66.1 g/次，4號羊68.1 g/次。

試驗(yàn)羊基礎(chǔ)飼糧參照英國AFRC(1993)[5]奶山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，制成顆粒飼料。試驗(yàn)期間，羊只限飼顆粒狀基礎(chǔ)飼糧，滿足維持能量和蛋白質(zhì)需要?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.2試驗(yàn)處理

采用4×4拉丁方試驗(yàn)設(shè)計，對照組(C)灌注全混合氨基酸，3個試驗(yàn)組分別灌注缺失Arg(-Arg)、Thr(-Thr)和His(-His)的混合氨基酸。試驗(yàn)共進(jìn)行4期，每個試驗(yàn)期7 d，前4天為灌注期，后3天為采樣期。

依據(jù)每期試驗(yàn)前3天記錄的每只試驗(yàn)羊的產(chǎn)奶量，按照AFRC(1993)[5]計算泌乳需要的代謝能(ME)和代謝蛋白質(zhì)(MP)。根據(jù)泌乳需要計算氨基酸灌注量(表2)。真胃灌注葡萄糖和按瘤胃微生物蛋白氨基酸構(gòu)成[6]配制的混合氨基酸，提供泌乳所需能量和蛋白質(zhì)。全混合氨基酸組成見表3。

表1　基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1　Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)　%

1)每千克預(yù)混料含有One kg of premix contained the following：VA 900 000 IU，VD3300 000 IU，VE 2 500 mg，煙酸 nicotinic acid 1 500 mg，F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 1 500 mg，Mn (as manganese sulfate) 2 000 mg,Cu (as copper sulfate) 2 000 mg，Zn (as zinc sulfate) 10 000 mg，Se (as sodium selenite) 100 mg，I (as potassium iodide) 150 mg。

2)凈能和代謝蛋白質(zhì)為計算值，其余為實(shí)測值。NE and MP were calculated values, while the others were measured values.

氨基酸灌注液和葡萄糖溶液均用生理鹽水配制，用鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液調(diào)整pH為7.4左右，將當(dāng)天配制的灌注混合溶液倒入放于恒溫磁力攪拌器上的燒杯中混勻，之后進(jìn)行24 h連續(xù)真胃灌注。采樣期在羊只頸動脈和乳靜脈安裝血管留置針以備采血，采集奶樣，并測定血流量。

表2　氨基酸灌注量Table 2　The perfusion amount of AA　g/d

表3　全混合氨基酸組成(占總氨基酸百分比)Table 3　Composition of total mixed amino acids (percentage in TAA)　%

1.3樣品采集和測定

每個采樣期內(nèi)，08:00和18：00為2個奶樣采集時間點(diǎn)，奶樣加雙氧水?dāng)?shù)滴，-20 ℃凍存。奶樣測定前，將奶樣置于37 ℃水浴融化，使用紅外乳成份分析儀(78110，美國Foss公司)測定乳糖、乳脂和乳蛋白產(chǎn)量，計算比率。利用液質(zhì)聯(lián)用外標(biāo)法測定乳蛋白水解氨基酸濃度(液質(zhì)聯(lián)用儀，UPLC-MSMS，美國AB sciex公司)。

采血前1天用1∶500肝素鈉生理鹽水浸泡20 mL注射器和連接留置針的靜脈延長線。試驗(yàn)采用連續(xù)慢速采血方法，將留置針和注射器組成的自制采血裝置連接到注射泵(W0109-1，河北保定蘭格恒流泵有限公司)，連續(xù)抽取10 mL/h，5 mL放于加有肝素鈉的軟管中，在3 000×g和4 ℃條件下離心15 min分離血漿，用于進(jìn)行血成分分析；剩下的5 mL置于含有肝素鈉(750 IU)的真空采血管中，將全血血樣和血漿樣均置于-20 ℃冷凍保存。血漿尿素氮﹑葡萄糖和總蛋白濃度采用全自動生化分析儀(7020，日本日立公司)測定；血漿一氧化氮(NO)濃度采用硝酸還原酶法測定(試劑盒購自南京建成生物工程研究所)。全血中的氨基酸濃度利用液質(zhì)聯(lián)用外標(biāo)法測定(液質(zhì)聯(lián)用儀，UPLC-MSMS，美國AB sciex公司)。

血流量數(shù)據(jù)采集：超聲波血流量檢測探頭(MC6PSS-LS-WCS10-GC,美國Transonic Systems公司)全程測定外陰動脈血流量。

1.4計算公式

乳腺氨基酸清除率(L/d)=

[(CA-CMV)/CMV]×MBF。

乳腺組織對全血中氨基酸吸收量(μmol/h)=

(CA-CMV)×MBF/24。

乳腺吸收產(chǎn)出比=乳腺組織對全血中氨基酸

吸收量(μmol/d)/乳氨基酸產(chǎn)量(μmol/d)。

氨基酸泌乳轉(zhuǎn)化效率=乳氨基酸產(chǎn)量(μmol/d)/

小腸中可吸收氨基酸的流量(μmol/d)。

式中：CA、CMV分別為氨基酸在頸動脈和乳腺靜脈全血中的濃度(μmol/L)，MBF為乳腺(陰外動脈)血流量(L/d)，即單位時間內(nèi)乳動脈中的血流量，用全期的平均值表示。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用SAS 8.2下的Linear-Models-ANOVA的程序按拉丁方設(shè)計進(jìn)行方差統(tǒng)計分析，采用Duncan氏法進(jìn)行平均值的多重比較，統(tǒng)計的模型為：

Yijk=μ+αi+βj+γk+eijk。

式中：μ為隨機(jī)變量，αi為分組影響變量，βj為時期影響變量，γk為動物影響變量，eijk為分組、時期及動物的交互作用。

統(tǒng)計結(jié)果給出由分組、時期及動物的3種P值，差異性顯著依據(jù)處理P值判斷，當(dāng)P≤0.05時，表示差異顯著；當(dāng)0.05

2結(jié)果

2.1泌乳性能

由表4可見，缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對產(chǎn)奶量均無顯著影響(P>0.05)，對乳蛋白率和乳蛋白產(chǎn)量沒有顯著差異(P>0.05)。與C組相比，-Arg組乳脂率和乳脂產(chǎn)量顯著上升(P≤0.05);-Arg組和-His組乳糖率顯著下降(P≤0.05)；-Arg組脂蛋白比顯著上升(1.10 vs. 0.89，P≤0.05)，-Thr組和-His組，脂蛋白比有升高趨勢(0.05

2.2血漿生化指標(biāo)和乳腺血流量

由表5可見，缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對血漿葡萄糖、總蛋白和NO濃度都沒有顯著影響(P>0.05)。與C組相比，-Arg組總蛋白濃度有下降趨勢(0.05

表4　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊泌乳性能的影響Table 4　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on lactation performance of lactating goats

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P≤0.05)，相同或無小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

Values in the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P≤0.05), while with the same or no small letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表5　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊血漿生化指標(biāo)和乳腺血流量的影響Table 5　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on plasma biochemical indices and MBF of lactating goats

2.3頸動脈血氨基酸濃度

由表6可見，與C組相比，-Arg組頸動脈血Arg濃度顯著下降(P≤0.05)；-Thr組Thr濃度顯著下降(P≤0.05)，同時His濃度顯著上升(P≤0.05)；-His組His的濃度沒有顯著變化(P>0.05)。

表6　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊頸動脈血氨基酸濃度的影響Table 6　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on blood AA concentrations in jugular arteries of lactating goats　μmol/L

2.4乳靜脈血氨基酸濃度

由表7可見，與C組相比，-Arg組乳靜脈血Arg濃度有下降趨勢(0.050.05)。

2.5乳腺氨基酸清除率

由表8可見，與C組相比，-Arg組Arg的乳腺清除率沒有顯著影響(P>0.05)，但在數(shù)值上由178.34上升至224.56，提高了25.9%;-Thr組Thr的乳腺清除率顯著上升(P≤0.05)，由232.4上升到695.4，提高了199.2%，同時，His的乳腺清除率顯著下降(P≤0.05)；-His組His乳腺清除率無顯著變化(P>0.05)。

2.6乳腺氨基酸吸收量

由表9可見，單一氨基酸缺失灌注對缺失該氨基酸的乳腺吸收量無顯著影響(P>0.05)。與C組相比，-Thr組His的乳腺吸收量顯著降低(P≤0.05)。

表7　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊乳靜脈血氨基酸濃度的影響Table 7　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on blood AA concentrations in breast veins of lactating goats　μmol/L

表8　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊乳腺氨基酸清除率的影響Table 8　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on AA clear rates of mammary glands of lactating goats　L/d

續(xù)表8氨基酸Aminoacids組別GroupsC-Arg-Thr-HisR-MSEP值P-value分組Grouping時期Period動物Animal色氨酸Trp53.74ab56.21ab40.86b60.94a10.220.130.080.14丙氨酸Ala115.01121.44115.12125.8728.890.940.100.23天冬酰胺Asn52.6460.9466.4751.1141.580.940.920.26天冬氨酸Asp117.86149.76177.07139.6970.020.700.050.79半胱氨酸Cys-65.22-77.31-64.53-48.1619.380.300.050.44谷氨酰胺Gln72.9682.08103.7083.2641.350.760.480.64谷氨酸Glu39.0238.3236.0360.1616.920.250.040.11甘氨酸Gly13.6911.025.6528.4616.580.340.550.83脯氨酸Pro79.9776.7985.0085.6729.470.970.240.34絲氨酸Ser-33.37a-36.52a-79.93b-17.62a23.210.040.420.02酪氨酸Tyr92.1699.4971.6894.3526.030.500.250.02總必需氨基酸TEAA175.35209.19190.75183.2134.370.580.210.04總非必需氨基酸TNEAA33.7831.3329.1247.1618.360.550.390.95總氨基酸TAA66.7670.6270.4079.8822.060.850.360.89

表9　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊乳腺氨基酸吸收量的影響Table 9　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on AA absorbed amount of mammary glands of lactating goats　μmol/h

2.7乳腺氨基酸吸收產(chǎn)出比

由表10可見，單一氨基酸缺失灌注對缺失氨基酸的乳腺吸收產(chǎn)出比無顯著影響(P>0.05)。與C組相比，-Thr組His的乳腺吸收產(chǎn)出比顯著下降(P≤0.05)，Arg、Met、Leu、Phe、Ile和Asp的乳腺吸收產(chǎn)出比顯著升高(P≤0.05)，總EAA的乳腺吸收產(chǎn)出比由1.10上升到1.48(P≤0.05)。

表10　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊乳腺氨基酸吸收產(chǎn)出比的影響Table 10　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on absorbed amount to yield of AA of mammary glands of lactating goats

2.8乳腺氨基酸泌乳轉(zhuǎn)化效率

由表11可見，與C組相比，-Arg組Arg的泌乳轉(zhuǎn)化效率顯著增高(P<0.05)，由4.02上升到5.04;-Thr組Thr的泌乳轉(zhuǎn)化效率顯著升高(P≤0.05)，由9.09上升到12.23；-His組His的泌乳轉(zhuǎn)化效率有上升的趨勢(0.05

表11　缺失Arg、Thr和His的混合氨基酸灌注對泌乳山羊乳腺氨基酸泌乳轉(zhuǎn)化效率影響Table 11　Effects of infusion of mixed AA excluding Arg, Thr and His on AA conversion efficiency of lactation of mammary glands of lactating goats

續(xù)表11氨基酸Aminoacids組別GroupsC-Arg-Thr-HisR-MSEP值P-value分組Grouping時期Period動物Animal賴氨酸Lys10.5310.718.7410.181.380.270.220.47蛋氨酸Met12.8912.7210.5211.801.660.260.520.13亮氨酸Leu8.95ab9.13a7.36b8.76ab0.940.120.220.21纈氨酸Val8.108.126.817.960.960.260.420.06苯丙氨酸Phe9.72ab10.03a8.12b9.64ab0.960.110.200.12異亮氨酸Ile9.839.828.079.711.070.150.500.22

3討論

3.1乳腺血流量

Bequette等[7-8]做的2項靜脈灌注氨基酸缺失Leu和真胃灌注氨基酸缺失His的試驗(yàn)中，血流量分別提高了17%和36%。另有其他研究證明，當(dāng)灌注氨基酸缺失或者不平衡時，乳腺血流量均顯著升高或有升高的趨勢[9]。本試驗(yàn)真胃灌注混合氨基酸單一缺失Arg或Thr，乳腺血流量均有顯著的升高，分別升高了22.2%和20.6%，與以往報道結(jié)果相一致。但是，影響乳腺血流量的或許不是缺失氨基酸的直接作用。Bequette等[8]曾經(jīng)提出，這種乳腺血流量的上升可能與供給乳腺的His濃度降低有關(guān)，因?yàn)镠is在乳腺中脫羧反應(yīng)可以產(chǎn)生組胺，組胺具有收縮血管的作用，當(dāng)乳腺陰外動脈中的His濃度降低時，乳腺組織合成的組胺減少，對血管的收縮作用便減弱，從而引起乳腺血流量的升高。而本試驗(yàn)中，缺失Thr雖使動脈中的His濃度顯著升高，乳腺血流量仍有顯著上升，證明His在乳腺血流量中的作用并不是決定性的。Weekes等[9]報道乳腺血流量的增加通常伴隨著NO濃度的升高，NO作為血管舒張因子具有增加乳腺血流量的作用，本試驗(yàn)的血漿NO濃度變化也未與乳腺血流量有明顯對應(yīng)關(guān)系，特別是缺失Arg時，血漿NO濃度降低了38.3%，乳腺血流量反而增加了22.2%。因此，若是排出NO產(chǎn)生部位與采血部位的差異，排出試驗(yàn)方法造成的誤差，本試驗(yàn)的結(jié)果也證明NO也并非乳腺血流量的決定性因素。至于當(dāng)乳腺組織內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)供給發(fā)生改變時，乳腺血流量的調(diào)控機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

3.2動靜脈氨基酸濃度

目前有很多研究已經(jīng)證明，無論是靜脈灌注還是真胃和十二指腸灌注，單一的氨基酸灌注，往往造成該氨基酸的動脈濃度升高，相反地，單一氨基酸的缺失灌注試驗(yàn)，可以造成該氨基酸的動脈濃度降低。Bequette等[8]通過對泌乳山羊的真胃灌注全混合氨基酸溶液發(fā)現(xiàn)，全混合氨基酸溶液中缺失His，可以使His的動脈濃度從73 μmol/L下降到8 μmol/L，而其余大部分氨基酸動脈濃度并沒有顯著變化。Cant等[10]的1項泌乳奶牛的灌注試驗(yàn)中，向髂動脈灌注的缺失His的混合氨基酸溶液，在灌注速度達(dá)到30 g/d時，His的動脈濃度顯著降低，由42 μmol/L降到13 μmol/L，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果基本一致。Arg或Thr的缺失，使其動脈濃度均顯著下降，只有His的動脈濃度沒有顯著影響。研究其原因，Bequette等[8]在做缺失His灌注試驗(yàn)時，全混合氨基酸組的His的灌注量為4.4 g/d,His的灌注量增加了250%。而Korhonen等[11]的灌注試驗(yàn)，在0到2 g/d的梯度灌注下，His濃度也變化不顯著。本試驗(yàn)全混合氨基酸溶液中氨基酸組成參照山羊瘤胃微生物蛋白中氨基酸的組成[6]，灌注His量為0.60～1.06 g，加上試驗(yàn)飼糧中過瘤胃His的影響，因此沒有引起His動脈濃度的顯著變化。

Bequette等[8]研究總結(jié)表明，乳腺靜脈中氨基酸的濃度與其在動脈的濃度相關(guān)性很強(qiáng)，即靜脈氨基酸濃度會隨動脈濃度的變化而變化。本試驗(yàn)也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，Thr的靜脈濃度隨動脈濃度的降低而顯著降低，缺失Arg，靜脈血中游離Arg的濃度也有下降的趨勢。

3.3乳腺氨基酸代謝

乳腺對乳動脈中氨基酸清除率可以反映乳腺組織對氨基酸的吸收利用情況。乳腺氨基酸清除率綜合了乳腺氨基酸動靜脈差和乳腺血流量上的變化，比乳腺氨基酸吸收率更能說明乳腺對氨基酸的吸收利用情況。Bequette等[7]報道的靜脈灌注氨基酸缺失Leu試驗(yàn)中，Leu缺失使動脈濃度由94.0 μmol/L下降到72.6 μmol/L，靜脈濃度由54.4 μmol/L降到35.9 μmol/L，Leu的乳腺吸收率由52%上升到71%。Bequette等[8]報道的真胃灌注混合氨基酸缺失His的試驗(yàn)中，His的動脈濃度顯著下降，由73 μmol/L下降到8 μmol/L，其乳腺清除率顯著提高了43倍，而其他氨基酸乳腺清除率降低至1/3～1/2。因此，氨基酸的供給缺失或不平衡時，乳腺可以通過對氨基酸吸收能力的改變，提高氨基酸的清除率，實(shí)現(xiàn)對氨基酸供應(yīng)變化的自身調(diào)節(jié)。本試驗(yàn)中，真胃灌注缺失Arg的混合氨基酸，Arg的乳腺清除率沒有顯著變化，但在數(shù)值上由178.34上升至224.56，提高了25.9%。真胃灌注缺失Thr的混合氨基酸，Thr的乳腺清除率顯著上升，由232.4上升到695.4，提高了199.2%。因此，當(dāng)氨基酸缺失導(dǎo)致單一氨基酸動脈濃度降低時，乳腺提高對缺失氨基酸的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)能力。

乳腺對氨基酸的吸收量，就是乳腺通過自身的調(diào)節(jié)能力，提高了氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收能力的最直觀的結(jié)果。目前的觀點(diǎn)是，乳腺對EAA的吸收量，一定程度上不受氨基酸缺失的影響，可以通過自身的調(diào)節(jié)維持穩(wěn)定。Bequette等[7]報道的靜脈灌注氨基酸缺失Leu試驗(yàn)中，Leu缺失使動脈濃度由94 μmol/L顯著下降到72.6 μmol/L，但是乳腺對Leu的氨基酸的凈吸收量卻沒有顯著變化。Bequette等[8]在1項真胃灌注混合氨基酸缺失His的試驗(yàn)中，His的動脈濃度顯著下降，由73 μmol/L下降至8 μmol/L，乳腺對His的凈吸收量仍然沒有顯著變化，只在原有基礎(chǔ)上有少許下降。本試驗(yàn)所做的氨基酸灌注單一缺失試驗(yàn)，乳腺對該氨基酸的吸收量均沒有隨動脈中其濃度的下降而顯著變化，在一定程度上維持穩(wěn)定，印證了乳腺對氨基酸的吸收與血漿氨基酸濃度無關(guān)的論點(diǎn)。乳腺對氨基酸的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)具有高效性，但吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)不是限制乳蛋白合成的關(guān)鍵性步驟[12]。

綜上所述，當(dāng)供給乳腺的某種氨基酸缺失時，乳腺可以通過提高血流量，提高對該氨基酸自身的清除率，顯著地提高對該氨基酸的吸收能力，以消除或至少是緩解由于某種氨基酸缺失而造成的用以乳腺合成乳蛋白的營養(yǎng)底物的缺失狀態(tài)。這也與Bequette等[8]和Mackle等[13]提出的，乳腺能夠根據(jù)自身需要來調(diào)節(jié)血流量和氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，用以滿足泌乳的需要的觀點(diǎn)相一致。

本試驗(yàn)中，灌注缺失Thr的混合氨基酸，His的乳腺吸收產(chǎn)出比顯著下降，Arg、Met、Leu、Phe、Ile和Asp的乳腺吸收產(chǎn)出比顯著升高，總EAA的乳腺吸收產(chǎn)出比由灌注全混合氨基酸的1.10上升到1.48?？紤]到之前所述，Thr的缺失使His的動脈濃度顯著上升，His的乳腺吸收率顯著降低，His的吸收量顯著下降，應(yīng)該是Thr的缺失，嚴(yán)重阻礙了乳腺上皮細(xì)胞對His的吸收，致使His的吸收量顯著下降，致使His成為合成乳蛋白的限制性因素，乳蛋白合成的產(chǎn)量降低，用于乳蛋白合成的EAA也降低，而乳腺吸收的多余的EAA，則被氧化代謝或參與其他非泌乳性功能，致使其他EAA的乳腺吸收產(chǎn)出比上升。Thr缺失，影響乳腺對His吸收的機(jī)制仍不明確。

另外，本試驗(yàn)測得乳腺內(nèi)EAA的乳腺吸收產(chǎn)出比變化差異很大。Arg的乳腺吸收產(chǎn)出比最高(2.77～4.38)，His的乳腺吸收產(chǎn)出比均小于1。Raggio等[14]發(fā)現(xiàn)，在高供給量下，His的乳腺吸收量等于凈內(nèi)臟流量，低供應(yīng)量下則低于凈內(nèi)臟流量，供給量可能無法滿足泌乳需要。這就表明，在低供應(yīng)量下，需要來自含His肽或蛋白質(zhì)的內(nèi)源補(bǔ)充。本試驗(yàn)His的乳腺對游離組氨酸的吸收量遠(yuǎn)低于乳腺分泌到乳中的His總量，便有可能與His肽或蛋白質(zhì)的內(nèi)源補(bǔ)充的有關(guān)。

3.4泌乳性能

目前，在灌注混合氨基酸單一缺失氨基酸，對產(chǎn)奶量、乳蛋白率和乳蛋白產(chǎn)量的影響結(jié)果并不一致。Doepel等[15]真胃灌注混合氨基酸缺失Arg，Arg的吸收量顯著下降，但在產(chǎn)奶量、乳蛋白率和乳蛋白產(chǎn)量上均無顯著差異。Bequette等[7]用頸靜脈灌注缺失Leu的混合氨基酸發(fā)現(xiàn)，動脈血中Leu的濃度顯著下降，卻未影響Leu的動靜脈濃度差和Leu的乳腺吸收量，對產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量也均無影響。但是Bequette等[8]真胃灌注缺失His的研究中，缺失His，流入乳腺的His量和流出乳腺的His量均顯著降低，但是流出乳腺的減少量了不足以抵消流入乳腺的減少量，最終使乳蛋白率顯著降低，產(chǎn)奶量也有降低的趨勢。乳蛋白的產(chǎn)量由118 g/d將至97 g/d。不同是試驗(yàn)結(jié)果很有可能與飼糧的干擾有關(guān)，存在基礎(chǔ)飼糧提供的氨基酸已經(jīng)滿足需要的可能，所以不能達(dá)到氨基酸缺失的目的。本試驗(yàn)的灌注混合氨基酸單一缺失氨基酸對產(chǎn)奶量，乳蛋白率和乳蛋白產(chǎn)量的影響均不顯著，排除飼糧影響，試驗(yàn)結(jié)果印證了乳腺強(qiáng)大的自身調(diào)節(jié)能力。但應(yīng)注意的是，缺失Thr的下降，雖未影響乳腺對Thr的吸收量，但是His的吸收量顯著下降，成為乳腺乳蛋白合成過程中的限制因素，限制了乳蛋白合成與分泌，所以乳蛋白的產(chǎn)量在數(shù)值上有所降低。

氨基酸不平衡常導(dǎo)致乳脂率升高，脂蛋白比升高[9-10,16]。氨基酸缺失和不平衡導(dǎo)致脂蛋白比增加的原因可能有2個：首先，氨基酸缺失時，乳腺血流量大幅增加，導(dǎo)致單位時間到達(dá)乳腺的乳脂合成底物增加，乳脂合成增加；其次，當(dāng)某些氨基酸缺失時乳腺內(nèi)乳蛋白合成減少，相對多余的其他氨基酸在乳腺內(nèi)轉(zhuǎn)化為乳脂合成底物，促進(jìn)乳脂的合成。本試驗(yàn)中，缺失Arg的混合氨基酸灌注，乳脂率和乳脂產(chǎn)量顯著上升，脂蛋白比顯著上升(0.89 vs. 1.01)；缺失Thr和His的混合氨基酸灌注，脂蛋白比雖變化不顯著，但有升高趨勢。所以脂蛋白比可以從一定程度上反映動物吸收氨基酸的平衡情況。

3.5泌乳轉(zhuǎn)化效率

根據(jù)康奈爾模型推測，真胃灌注混合氨基酸單一缺失Arg、Thr和His，分別使小腸可消化氨基酸流量下降18.4%(57.8 mmol/d vs. 47.2 mmol/d)、41.7%(53.2 mmol/d vs. 31.0 mmol/d)和19.6%(23.1 mmol/d vs. 18.7 mmol/d)；乳動脈氨基酸流量分別下降3.4%(13.9 mmol/d vs. 13.4 mmol/d)、34.8%(10.1 mmol/d vs. 6.6 mmol/d)和14.7%(5.2 mmol/d vs. 4.4 mmol/d)；泌乳轉(zhuǎn)化效率分別提高25.4%(4.02 vs. 5.04)、34.5%(9.09 vs. 12.23)和14.6%(10.51 vs. 12.04)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，內(nèi)臟組織對Arg、Thr和His缺失均有緩沖作用，可能的原因是氨基酸缺失，使肝臟(對His)或胰腺(對Thr)等內(nèi)臟組織的氨基酸分解代謝作用減弱造成的。其中Arg的緩沖作用最為明顯，很有可能與腎臟的Arg從頭合成有關(guān)。氨基酸缺失均可以提高氨基酸的泌乳轉(zhuǎn)化效率，表明了氨基酸在泌乳轉(zhuǎn)化效率方面潛力很大，Arg的潛力可能更大一些，可能的原因有2個：首先，Arg體內(nèi)合成可以補(bǔ)充灌注造成的缺失；其次，Arg的乳腺吸收產(chǎn)出比較高，吸收量遠(yuǎn)大于乳中的產(chǎn)出量，乳腺可以通過降低乳腺內(nèi)的Arg氧化代謝水平，提高Arg的泌乳轉(zhuǎn)化效率。

4結(jié)論

① 真胃灌注混合氨基酸單一缺失Arg、Thr和His，對產(chǎn)奶量、乳蛋白率沒有顯著影響，對乳腺該氨基酸吸收量無顯著影響，表明乳腺在氨基酸吸收轉(zhuǎn)運(yùn)方面具有自我調(diào)節(jié)能力。

② 真胃灌注混合氨基酸單一缺失Arg、Thr和His，可以提高該氨基酸的泌乳轉(zhuǎn)化效率。

③ 真胃灌注混合氨基酸單一缺失Thr，顯著升高了Thr的乳腺清除率，而單一缺失Arg和His對該氨基酸的乳腺清除率無顯著影響。

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(責(zé)任編輯王智航)

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.07.008

收稿日期：2016-01-07

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(奶業(yè))產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-37)；山東省牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(SDAIT-12-011-06)；國家自然科學(xué)基金(31372340，31572427)

作者簡介：胡志勇(1980—)，男，講師，博士，主要從事反芻動物營養(yǎng)研究。E-mail: hzy20040111@126.com *通信作者：林雪彥，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: linxueyan@sdau.edu.cn；王中華，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: zhwang@sdau.edu.cn

中圖分類號：S826

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-267X(2016)07-2032-13

*Corresponding authors: LIN Xueyan, professor, E-mail: linxueyan@sdau.edu.cn; WANG Zhonghua, professor, E-mail: Zhwang@sdau.edu.cn

Effects of Abomasul Infusion of Amino Acid Mixture without Arginine,Threonine and Histidine on Mammary Amino Acid Metabolism of Lactating Goats

HU ZhiyongSUN DefengLI JiweiYAN ZhenguiLIN Xueyan*WANG Zhonghua*

(College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China)

Abstract:The purpose of this study was to determine the effects of abomasul infusion of amino acid (AA) mixture without arginine (Arg), threonine (Thr) and histidine (His) on mammary AA metabolism of lactating goats. Four Saanen dairy goats at med-lactation period were selected and installed with abomasul (for AA infusion), jugular arterial and breast intravenous fistula cannulas (for blood sample collection), as well as probes of blood flowmeter at external pudendal artery (for mammary blood flow recording). Goats for trial were restricted fed a basal diet to meet energy and protein needs for maintenance. Abomasa were infused with glucose and AA mixed solution, which had same AA composition with ruminal microbial protein. A 4×4 Latin square design was used, control group was infused total AA mixture, and trial groups were infused AA mixture without one of Arg, Thr or His, respectively; the trial consisted of 4 stages with 7 d per stage, in each of which the first 4 d were infusion period, and the last 3 d were sampling period. The results showed as follows: 1) infusion of AA mixture without single AA had no significant effects on milk yield and milk protein yield (P>0.05). 2) Infusion of AA mixture without Arg or Thr significantly increased mammary blood flow (P≤0.05), but reduced the concentrations of the missing AA in artery and vein, and the AA clear rates of mammary glands were increased by 25.9% and 199%; infusion of AA mixture without single AA had no significant effects on absorbed amount to yield of AA of mammary glands (P>0.05). 3) Infusion AA mixture without Arg, Thr or His increased AA conversion efficiency of lactation of mammary glands by 25.4% (4.02 vs. 5.04，P≤0.05), 34.5% (9.09 vs. 12.23，P≤0.05) and 14.6% (10.51 vs. 12.04，0.05

Key words:amino acid; mammary blood flow； lactating performance； conversion efficiency of lactation