循環(huán)熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌糖原、AMP、AMPK含量的影響

孫詩(shī)昂， 李 冰， 鄧亞飛， 李 靜， 熊永潔， 賀紹君

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

隨著全球氣候的變暖,熱應(yīng)激已成為影響世界范圍內(nèi)集約化和規(guī)?；仪萆a(chǎn)和福利的主要環(huán)境應(yīng)激源。我國(guó)肉雞飼養(yǎng)方式大多呈籠養(yǎng)或舍養(yǎng),飼養(yǎng)密度較大,通風(fēng)不良,且肉雞體表幾乎沒(méi)有汗腺、體內(nèi)代謝快[1-3],導(dǎo)致肉雞飼養(yǎng)過(guò)程中熱應(yīng)激問(wèn)題成為主要問(wèn)題。當(dāng)肉雞出現(xiàn)熱應(yīng)激時(shí)，免疫功能降低,飼料轉(zhuǎn)化率降低,存活率急劇下降,生產(chǎn)效益降低[4-5]。

胸肌、腿肌是肉雞胴體重要組成部分,是胴體中最有價(jià)值的部分[6],其重量與肉雞的經(jīng)濟(jì)價(jià)值密切相關(guān),應(yīng)激會(huì)對(duì)肉雞肌肉品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響[7]。動(dòng)物組織中的主要能量基質(zhì)是葡萄糖,它以糖原的形式儲(chǔ)存在肝臟和肌肉中,糖原是一種由葡萄糖分子組成的聚合物[8]。機(jī)體能量不足時(shí),糖原可以分解為葡萄糖被線粒體吸收產(chǎn)生ATP。AMP、AMPK廣泛分布于家禽各組織器官內(nèi)。熱應(yīng)激發(fā)生時(shí)動(dòng)物體內(nèi)的AMP含量會(huì)發(fā)生改變,促使AMPK活性發(fā)生變化[9],直接磷酸化參與脂質(zhì)代謝,從能量角度看,熱應(yīng)激必定影響能量代謝,熱應(yīng)激會(huì)對(duì)肉雞體內(nèi)AMP含量及AMPK活性造成影響,進(jìn)而改變?nèi)怆u體內(nèi)能量代謝水平。通過(guò)測(cè)定熱應(yīng)激發(fā)生后肉雞胸肌、腿肌AMP、AMPK含量的變化能反映熱應(yīng)激對(duì)肉雞的危害程度。王繼光等[10]只是在熱應(yīng)激對(duì)肉雞生產(chǎn)性能及下丘腦AMPK磷酸化水平方面做出研究,但關(guān)于肉雞胸肌腿肌能量代謝水平和糖原方面并未做出進(jìn)一步的探索。本試驗(yàn)旨在研究肉雞熱應(yīng)激狀態(tài)下體內(nèi)糖原、AMP、AMPK含量變化并分析其變化原因,為尋找緩解熱應(yīng)激危害相關(guān)技術(shù)及措施提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

40羽35日齡的健康肉雞,從商業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng)共獲得40只1日齡AA肉仔雞(平均體重45 g,公母比例相等)。肉雞飼養(yǎng)分為兩個(gè)階段:起始期(1～21 d)和生長(zhǎng)期(22～42 d),試驗(yàn)期間,每天光照23 h,自由采食、飲水。兩階段飼養(yǎng)日糧成分如表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平

1.2 試驗(yàn)儀器

DL-5-B離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；JPT-5天平(上海岑達(dá)天平秤有限公司)；BCD-550WB海爾電冰箱(青島海爾電冰箱股份有限公司)；Multiskan Go酶標(biāo)儀(美國(guó)伯騰)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇40只35日齡健康肉雞,分為4個(gè)重復(fù),每重復(fù)在一個(gè)籠子(長(zhǎng)90 cm、寬90 cm、高38 cm)飼養(yǎng),22 ℃下常規(guī)預(yù)飼6 d開始實(shí)驗(yàn)。第42天 08:00雞舍溫度升高至31 ℃,16:00降至室溫,濕度控制在60%,第43天選擇同樣升溫程序。在0 h(T1)、8 h(T2)、24 h(T3)、32 h(T4)四個(gè)時(shí)間點(diǎn)各抽取6只肉雞測(cè)定指標(biāo)。

1.4 樣品制備

選取的試驗(yàn)動(dòng)物在相應(yīng)的四個(gè)時(shí)間點(diǎn)屠宰放血,每只各取適量相近(0.2～1 g)的一塊胸肌、腿肌存于自封袋中,液氮冷凍放置-80 ℃冰柜中待用。將肌肉研磨使其勻漿化放入離心機(jī)3 000 r/min離心10 min。收集上清液,使用考馬斯亮藍(lán)法檢測(cè)上清液中蛋白質(zhì)含量。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

AMP含量及AMPK活性檢測(cè)原理:使用AMP試劑盒,AMPK試劑盒(202109238625,96T;202110165492,96T,上海酶聯(lián)生物科技有限公司),采用雙抗體夾心法測(cè)定樣品AMP含量及AMPK活性?？捡R斯亮藍(lán)試劑盒、糖原的測(cè)定按試劑盒說(shuō)明書測(cè)定(202106076458,96T;202108112647,96T,南京建成生物工程研究所)。

1.6 數(shù)據(jù)分析處理

采用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果使用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,并采用單因素方差分析法(LSD法)多重比較。差異顯著用P<0.05表示,差異極顯著用P<0.01表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌糖原含量的影響

由表2可知,糖原含量胸肌各組無(wú)顯著差異(P>0.05),腿肌T2相比T1降低26.00%,差異極顯著(P<0.01),T3與T1相比極顯著升高(P<0.01)。

表2 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌糖原含量的影響

2.2 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMP含量的影響

由表3可知,AMP含量胸肌T2相比T1升高23.82%,差異極顯著(P<0.01),T3與T1相比顯著升高(P<0.05);腿肌T2相比T1降低17.58%,差異極顯著(P<0.01),T4相比T3差異顯著(P<0.05),T3與T1相比降低24.30%,差異極顯著(P<0.01)。

表3 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMP含量的影響

2.3 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMPK含量的影響

由表4可知,AMPK含量胸肌T4相比T1顯著降低(P<0.05);腿肌T2與T1無(wú)顯著差異(P>0.05),T4相比T3顯著升高(P<0.05),T4相比T2升高23.77%,差異極顯著(P<0.01)。

表4 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMPK含量的影響

3 討論

3.1 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌糖原含量的影響

糖原是機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量來(lái)源,肝糖原和肌糖原的儲(chǔ)備量會(huì)影響到機(jī)體的疲勞度[11]。Zhao等[12]研究表明熱應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致肌肉中肌糖原的快速分解轉(zhuǎn)化為乳酸,從而降低肉仔雞肌糖原含量,本試驗(yàn)中肉雞腿肌第一次熱應(yīng)激后糖原含量顯著降低,當(dāng)環(huán)境溫度超出最適溫度后,機(jī)體為了維持體溫相對(duì)穩(wěn)定,需要能量物質(zhì),糖原通過(guò)無(wú)氧糖酵解生成乳酸的過(guò)程中產(chǎn)生ATP,導(dǎo)致肌肉內(nèi)糖原水平下降。試驗(yàn)中胸肌與腿肌經(jīng)歷熱應(yīng)激后糖原含量變化不盡相同,可能是肉雞經(jīng)歷熱應(yīng)激時(shí),為了維持機(jī)體平衡腿肌糖原先酵解產(chǎn)生能量,胸肌糖原在腿肌糖原酵解完之前并不會(huì)發(fā)生糖酵解,其中有一個(gè)先后順序,T3試驗(yàn)組腿肌在熱應(yīng)激恢復(fù)16 h后糖原含量仍沒(méi)有恢復(fù)到肉雞應(yīng)激前水平,由于肉雞在熱應(yīng)激狀態(tài)下糖原酵解程度過(guò)高,消耗太多,由此恢復(fù)16 h后仍未提高至初始水平。次日受到熱應(yīng)激時(shí)腿肌糖原水平無(wú)顯著變化,可能是肉雞已經(jīng)適應(yīng)此溫度,不需要額外的能量來(lái)使機(jī)體平衡。胸肌在第一次熱應(yīng)激循環(huán)16 h后糖原含量與熱應(yīng)激期相比雖沒(méi)有顯著差異,但糖原含量升高23.53%,糖原分解有兩種方式,糖酵解與糖異生,糖酵解產(chǎn)生ATP,糖異生產(chǎn)生葡萄糖維持機(jī)體血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定,肉雞在熱應(yīng)激過(guò)程中腿肌糖異生產(chǎn)生葡萄糖,結(jié)束后在糖原合成酶的作用下合成糖原貯存在胸肌與腿肌中,使肉雞胸肌熱應(yīng)激后糖原含量增高。

3.2 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMP含量的影響

AMP是體現(xiàn)機(jī)體能量狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo),熱應(yīng)激使肉雞的能量代謝增加,降低肌肉組織的儲(chǔ)備能量。楊淑霞等[13]研究表明,熱應(yīng)激導(dǎo)致肉雞ATP含量降低, AMP含量升高,本實(shí)驗(yàn)中胸肌AMP含量在熱應(yīng)激狀態(tài)下整體呈增加趨勢(shì),腿肌呈下降趨勢(shì),與上述結(jié)果略有不同,可能是熱應(yīng)激狀態(tài)下胸肌與腿肌能量代謝方式不同,胸肌是無(wú)氧糖酵解,腿肌是有氧氧化,糖酵解生成ATP較少,AMP升高,有氧氧化生成ATP較多,AMP含量下降。胸肌AMP含量在T3應(yīng)激恢復(fù)期時(shí)相比T2有降低趨勢(shì)但仍未降至肉雞初始期濃度,因?yàn)門3時(shí)期試驗(yàn)雖已經(jīng)恢復(fù)到了常溫,但恢復(fù)時(shí)間過(guò)短,機(jī)體仍在調(diào)節(jié)期。第二個(gè)熱應(yīng)激循環(huán)AMP含量沒(méi)有顯著變化,與第一個(gè)熱應(yīng)激循環(huán)中肉雞受到熱應(yīng)激AMP含量急劇升高不同,一方面因?yàn)樵诘谝粋€(gè)熱應(yīng)激循環(huán)中肉雞第一次接受到熱應(yīng)激且是急性熱應(yīng)激,機(jī)體遭受破壞較嚴(yán)重,需要大量能量來(lái)維持機(jī)體平衡;另一方面是肉雞在第二次熱應(yīng)激時(shí)已經(jīng)有所適應(yīng),AMP含量并無(wú)顯著變化。

3.3 熱應(yīng)激對(duì)肉雞胸肌、腿肌AMPK含量的影響

AMPK是維持細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)的能量狀態(tài)傳感器[14]。在Hu等[15]的試驗(yàn)中,熱應(yīng)激顯著增加肉雞AMPK濃度,本試驗(yàn)中AMPK含量腿肌T4與T3相比顯著增高,與上述結(jié)果相同,熱應(yīng)激狀態(tài)下機(jī)體能量消耗較多,使細(xì)胞能量降低,ATP含量降低,AMP含量升高,AMP與ATP之比增加會(huì)激活A(yù)MPK通路,使腿肌中AMPK含量升高。第一個(gè)熱應(yīng)激循環(huán)中T2與T1相比肉雞AMPK含量無(wú)顯著變化,肉雞在剛接觸到熱應(yīng)激時(shí)雖然機(jī)體能量消耗,糖原分解仍需一個(gè)過(guò)程,沒(méi)有及時(shí)激活肉雞AMPK通路,使其含量沒(méi)有變化,腿肌AMPK含量T4與T2相比顯著增高,由于肉雞在經(jīng)歷過(guò)一次熱應(yīng)激后機(jī)體對(duì)下一次熱應(yīng)激已經(jīng)有所準(zhǔn)備,維持機(jī)體平衡所需ATP含量減少,ATP含量與AMP含量呈反比,AMP含量增多,AMP與ATP比值升高激活A(yù)MPK通路較多,使肉雞在第二次熱應(yīng)激循環(huán)結(jié)束后相比第一次熱應(yīng)激循環(huán)結(jié)束AMPK含量增高。

綜上所述,熱應(yīng)激會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生影響,使肉雞肌肉能量代謝加快,促進(jìn)糖原酵解產(chǎn)生能量,消耗能量使AMP含量上升,激活A(yù)MPK通路,肉雞肌肉糖原含量明顯降低。