谷氨酰胺對(duì)22～28日齡熱應(yīng)激肉雞骨骼肌氧化損傷的改善作用

白 晰 戴四發(fā) 李佳琦 張 丹 聞愛(ài)友 吳學(xué)壯 胡 洪

(安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，鳳陽(yáng) 233100)

熱應(yīng)激是指高溫環(huán)境下，動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生的非特異性生理反應(yīng)總和。肉雞具有代謝旺盛、體溫高且全身覆蓋羽毛、皮膚無(wú)汗腺等生理特點(diǎn)，因此對(duì)高溫較為敏感，21日齡后飼養(yǎng)溫度一般為24 ℃左右為宜，高于30 ℃時(shí)，極易發(fā)生熱應(yīng)激。熱應(yīng)激條件下，肉雞肌肉產(chǎn)量和質(zhì)量下降，出現(xiàn)保水性差、纖維松散、色澤灰暗等問(wèn)題。除此之外，研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激會(huì)引起肉雞氧化應(yīng)激反應(yīng)，誘發(fā)產(chǎn)生大量活性氧自由基(ROS)，易導(dǎo)致其氧化損傷，從而影響肉雞生產(chǎn)，甚至死亡，造成較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[1-2]。

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

本試驗(yàn)通過(guò)在熱應(yīng)激肉雞日糧中添加Gln，旨在探討Gln對(duì)肉雞胸肌和腿肌抗氧化功能的作用，進(jìn)一步為肉雞抗熱應(yīng)激和抗氧化應(yīng)激的綠色調(diào)控技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 谷氨酰胺與日糧配方

谷氨酰胺購(gòu)自上海生工生物工程有限公司。基礎(chǔ)日糧采用玉米-豆粕型日糧，其日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平按照 NRC(1994)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體飼料配方參考Hu等[6]，見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)日糧飼料配方和營(yíng)養(yǎng)水平/%

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及設(shè)計(jì)

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

1.3 飼養(yǎng)管理和熱應(yīng)激環(huán)境條件

按常規(guī)程序進(jìn)行雞的飼養(yǎng)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(wǎng)上平養(yǎng)的方式，利用溫控儀控制雞舍溫度。試驗(yàn)期間24 h光照，自由飲水采食。適溫對(duì)照組(Ⅰ組)，溫度保持在(24±2) ℃，相對(duì)濕度為45%～55%；熱應(yīng)激組(Ⅱ～Ⅴ組)，每天 9：00～17：00 溫度控制在(34±2) ℃，相對(duì)濕度為60%～70%，18：00 至次日 8：00 溫度控制在(24±2) ℃，相對(duì)濕度為45%～55%。試驗(yàn)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(shí)觀察全天的溫度和濕度及記錄試驗(yàn)雞的生長(zhǎng)狀況。

1.4 取樣與指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)結(jié)束，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取1只肉雞進(jìn)行肉雞屠宰，拔除羽毛后，利用手術(shù)剪、手術(shù)刀、玻璃分針等對(duì)胸肌和腿肌進(jìn)行取樣，放置于EP管中，編號(hào)后-80 ℃保存?zhèn)溆谩１?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(guò)氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽(GSH)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(GST)等氧化指標(biāo)，均采用南京建成生物有限公司生產(chǎn)的試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 18.0 軟件中 One-Way ANOVA分析，對(duì)熱應(yīng)激組和常溫對(duì)照組的數(shù)值進(jìn)行Duncan′s 檢驗(yàn)。數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤來(lái)表示。P值小于0.05時(shí)表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞胸肌MDA和抗氧化能力的影響

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

與常溫對(duì)照Ⅰ組相比，熱應(yīng)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(yīng)激Ⅳ組的抗超氧陰離子能力顯著高于熱應(yīng)激Ⅱ組(P<0.05)；與對(duì)照Ⅰ組相比，Gln熱應(yīng)激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的抗超氧陰離子能力無(wú)顯著差異(P>0.05)。

與常溫對(duì)照Ⅰ組相比，熱應(yīng)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(yīng)激Ⅳ和Ⅴ組的T-AOC活性顯著高于熱應(yīng)激Ⅱ組(P<0.05)；與對(duì)照Ⅰ組相比，Gln熱應(yīng)激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組的T-AOC活性無(wú)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(wú)顯著差異。

表2 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞胸肌MDA和抗氧化能力的影響

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

2.2 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞腿肌MDA和抗氧化能力的影響

由表3可知，與常溫對(duì)照Ⅰ組相比，熱應(yīng)激Ⅱ組28日齡肉雞腿肌的MDA含量顯著升高(P<0.05)。Gln熱應(yīng)激Ⅳ和Ⅴ組的MDA含量顯著低于熱應(yīng)激Ⅱ組(P<0.05)。Gln熱應(yīng)激Ⅳ和Ⅴ組的MDA含量與對(duì)照Ⅰ組相比無(wú)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(wú)顯著差異。

表3 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞腿肌MDA和抗氧化能力的影響

2.3 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞胸肌抗氧化劑活性的影響

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

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

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

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

此外，Ⅰ～Ⅴ組肉雞胸肌的GSH-Px活性無(wú)顯著差異。

表4 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞胸肌抗氧化劑活性的影響

2.4 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞腿肌抗氧化劑活性的影響

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

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

表5 Gln對(duì)熱應(yīng)激肉雞腿肌抗氧化劑活性的影響

3 討論

由于長(zhǎng)期快大型的選育方向，白羽肉雞適應(yīng)能力弱，對(duì)高溫環(huán)境尤為敏感，易發(fā)生熱應(yīng)激。正常生理狀態(tài)下，白羽肉雞機(jī)體產(chǎn)生適量自由基，保持相對(duì)平衡狀態(tài)；然而，高溫降低機(jī)體清除自由基的能力，產(chǎn)生過(guò)多的自由基使細(xì)胞自溶，影響細(xì)胞膜的功能，導(dǎo)致脂類過(guò)氧化物堆積，造成動(dòng)物機(jī)體氧化應(yīng)激損傷，降低生產(chǎn)性能[7-8]。MDA為自由基引發(fā)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，其含量越高，說(shuō)明自由基對(duì)機(jī)體脂肪的氧化損傷程度越大。Zhang等[9]等研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)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(yīng)激顯著提高了肉雞肝臟MDA和過(guò)氧化氫的含量，增加了肉雞肝臟氧化應(yīng)激程度。Ma等[11]也發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)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(jié)果同樣表明熱應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shuō)明Gln能緩解熱環(huán)境中肉雞骨骼肌的氧化損傷，其原因是Gln提高了機(jī)體的抗氧化能力。李文立等[13]研究證明，在熱應(yīng)激環(huán)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(yàn)結(jié)果顯示，熱應(yīng)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(xì)胞抗氧化系統(tǒng)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(tǒng)組成，其活性反映出機(jī)體清除自由基的能力[14]。Gln作為機(jī)體內(nèi)GSH的重要合成原料，在熱應(yīng)激時(shí)，機(jī)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(shí)GSH-Px、CAT、SOD及GST的活性也會(huì)增加，有效緩解機(jī)體氧化應(yīng)激[13]。Marques 等[15]研究表明，Gln可減輕氧化應(yīng)激，使SOD活性正?；岣呖侴SH水平，阻斷NO的過(guò)量產(chǎn)生和過(guò)氧亞硝酸鹽的形成，增強(qiáng)胃的抗氧化能力。唐現(xiàn)文等[16]在肉雞抗熱應(yīng)激中的研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加0.6% 谷氨酰胺顯著降低熱應(yīng)激肉仔雞血清MDA含量，并提高血清T-AOC、SOD及GSH-Px活力，其機(jī)制是通過(guò)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)來(lái)增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在飼糧中添加一定量的Gln，顯著提高熱應(yīng)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(yīng)激對(duì)肉雞胸肌和腿肌的氧化損傷。

4 結(jié)論

熱應(yīng)激條件會(huì)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(qiáng)熱應(yīng)激肉雞胸肌和腿肌的抗氧化能力，抑制肌肉脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，緩解骨骼肌氧化損傷。