陳懷，陳斌，2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.畜禽遺傳改良湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410128）

肉堿的營(yíng)養(yǎng)作用機(jī)理及其在母豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

陳懷1，陳斌1，2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.畜禽遺傳改良湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410128）

肉堿作為一種新型飼料添加劑出現(xiàn)后，受到營(yíng)養(yǎng)研究者的關(guān)注，對(duì)于其作用方式做了大量的研究。其功能主要表現(xiàn)在促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、改善胴體品質(zhì)，而且對(duì)于母豬的作用效果明顯好于生長(zhǎng)豬。肉堿主要參與能量的代謝作用，在母豬上的首次使用是在20世紀(jì)90年代[1]。肉堿（carnitine）是一種類氨基酸和維生素的營(yíng)養(yǎng)素，化學(xué)名稱為β-羥基-γ-三甲銨丁酸，在動(dòng)物體內(nèi)可以通過(guò)賴氨酸和蛋氨酸合成。動(dòng)物體內(nèi)的肉堿為左旋式異構(gòu)體，多分布于動(dòng)物的肝臟、心肌細(xì)胞和骨骼肌中[2]。肉堿參與動(dòng)物體的能量代謝和神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，對(duì)于畜禽的生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響[3-5]。在母豬生產(chǎn)中，肉堿的作用較為突出，不僅可以提高母豬的繁殖性能，而且通過(guò)調(diào)節(jié)乳汁的分泌，能夠提高哺乳仔豬的日增重和改善健康程度[6]，在母豬妊娠和哺乳期使用可以增加母豬的背膘厚度和產(chǎn)活仔數(shù)[7]?；谌鈮A對(duì)于改善母豬生產(chǎn)性能的良好效果，本文對(duì)肉堿在母豬生產(chǎn)上研究進(jìn)展作一綜述，以期為進(jìn)一步研究其在母豬生產(chǎn)上的應(yīng)用提供參考。

1 肉堿的生物學(xué)作用

肉堿在動(dòng)物體內(nèi)主要參與長(zhǎng)鏈脂肪酸的代謝，是脂肪酸進(jìn)入線粒體氧化的載體，肉堿同長(zhǎng)鏈脂肪酸在Ⅰ-型肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶的作用下酯化形成肉堿脂肪酸酯，穿透線粒體膜進(jìn)入線粒體，再經(jīng)過(guò)Ⅱ-型肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶的作用脫酯，釋放出長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)行β-氧化，生成ATP供能[8-9]。在此過(guò)程中，肉堿是唯一能夠?qū)㈤L(zhǎng)鏈脂肪酸帶入線粒體的物質(zhì)，而且作為Ⅰ-型肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶的底物，只有當(dāng)肉堿的濃度達(dá)到最低閾值時(shí)，才能保證酯化的正向進(jìn)行。所以肉堿在細(xì)胞內(nèi)的濃度是維持脂肪酸正常氧化的必須條件之一。肉堿的濃度升高也會(huì)反饋性的影響Ⅰ-型肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶的合成[10-11]，但此方面有待進(jìn)一步研究。肉堿在細(xì)胞內(nèi)可以平衡?；鵆oA和巰基CoA，促進(jìn)?；鵆oA脫去長(zhǎng)鏈脂肪酸，生產(chǎn)巰基CoA，從而降低線粒體內(nèi)?；鵆oA的濃度，避免產(chǎn)生毒性[12]。

動(dòng)物通過(guò)采食獲得肉堿，但不同來(lái)源的食物中肉堿的含量差別較大。植物性飼料中的肉堿含量一般都比較低，如玉米中的肉堿含量約為5 mg/kg，豆粕中的含量也不超過(guò)20 mg/kg。動(dòng)物性飼料原料中的肉堿含量較高，比如乳清粉中的肉堿高達(dá)300～500 mg/kg，魚粉中的含量在80～120 mg/kg。動(dòng)物奶水中的肉堿含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植物性飼糧中的含量[13]。所以從營(yíng)養(yǎng)需要上來(lái)講，在母豬泌乳期間，適當(dāng)?shù)氖褂脛?dòng)物性飼料原料或在飼糧中添加肉堿有利于改善母豬的哺乳能力。

2 肉堿對(duì)妊娠母豬的影響

2.1 肉堿對(duì)卵母細(xì)胞和胚胎的影響

通過(guò)體外培養(yǎng)豬未成熟的卵母細(xì)胞，給予不同培養(yǎng)液濃度的肉堿發(fā)現(xiàn)，肉堿對(duì)于卵母細(xì)胞的成熟有促進(jìn)作用[14]。在培養(yǎng)液中加入10 mmol/L濃度的肉堿，可以明顯增加卵母細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的水平，而降低了囊泡的活性氧化物（ROS,reactive oxidant species）水平，但對(duì)于卵核分裂沒(méi)有影響。肉堿對(duì)于豬胚胎的影響研究很少，但肉堿對(duì)其它動(dòng)物胚胎的調(diào)控作用已經(jīng)有相關(guān)報(bào)道[15]。奶牛胚胎線粒體的活動(dòng)在加入肉堿后明顯增強(qiáng)，而且胚胎成活率增加，推測(cè)其與胚胎內(nèi)長(zhǎng)鏈脂肪酸減少有關(guān)。肉堿對(duì)于大鼠胚胎的神經(jīng)元有保護(hù)和營(yíng)養(yǎng)作用[16]。在冷凍牛胚胎過(guò)程中，加入肉堿能夠顯著提高胚胎活性，增加胚胎移植的成功率[17]。

在整個(gè)妊娠母豬飼糧中加入肉堿100 mg/kg，在妊娠57 d時(shí)胚胎中肉堿的濃度高于對(duì)照組，胚胎數(shù)量也顯著高于對(duì)照組，但對(duì)單個(gè)胚胎重沒(méi)有影響[18]；同時(shí)發(fā)現(xiàn)子宮、胎盤、胚胎中肌肉組織和肝臟組織中的類胰島素生長(zhǎng)因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）受到肉堿的影響，可能會(huì)影響胚胎的發(fā)育和生長(zhǎng)。

有研究顯示，肉堿影響胚胎發(fā)育主要是通過(guò)影響IGF-Ⅰ作生長(zhǎng)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)[19]。通過(guò)增加IGF生長(zhǎng)因子的分泌，增加了胎盤的重量，從而增加了子宮內(nèi)營(yíng)養(yǎng)，有利于仔豬初生重和初生窩重的增加。

2.2 肉堿對(duì)初產(chǎn)母豬和經(jīng)產(chǎn)母豬體況和產(chǎn)仔參數(shù)的影響

在妊娠母豬飼糧中加入125 mg/kg的肉堿，可以顯著提高妊娠期間的體增重，并且提高仔豬的初生體重，初產(chǎn)母豬的表現(xiàn)效果要好于經(jīng)產(chǎn)母豬[20]。飼喂肉堿的經(jīng)產(chǎn)母豬在妊娠期也獲得了較高的體增重，并且和初產(chǎn)母豬一樣，窩產(chǎn)健康仔豬數(shù)和窩重有明顯的提高；但兩者的產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)與對(duì)照組沒(méi)有差別。Ramanau等[21]研究了肉堿對(duì)母豬3個(gè)繁殖周期的影響，結(jié)果表明在妊娠階段使用肉堿125 mg/kg，提高了母豬妊娠階段的體增重（妊娠第1天到第89天的體增重），并且提高了仔豬的初生重和初生窩重。連續(xù)3個(gè)繁殖周期，肉堿對(duì)母豬的作用一致，并不受母豬年齡的影響。

3 肉堿對(duì)哺乳母豬的影響

3.1 肉堿對(duì)母豬泌乳期表現(xiàn)的影響

母豬哺乳階段動(dòng)用大量的脂肪和能量參與乳汁的合成，肉堿能夠顯著提高哺乳母豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率，增加產(chǎn)奶量。哺乳母豬飼喂添加250 mg/kg肉堿的飼糧，在產(chǎn)奶的第11天和第18天產(chǎn)奶量顯著高于未添加肉堿飼糧母豬[22]；此試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)哺乳母豬奶水的脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖和總能的含量沒(méi)有發(fā)生變化，但由于泌乳量增加，所以母豬提供的總蛋白、脂肪、乳糖和能量顯著增加，這也是此試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)肉堿處理組母豬的仔豬生長(zhǎng)速度明顯高于對(duì)照組的原因。在妊娠和哺乳期供給肉堿對(duì)于常乳成分的影響不明顯，但是在初乳中卻發(fā)現(xiàn)了較高的蛋白質(zhì)含量，但是免疫球蛋白含量卻沒(méi)有發(fā)生變化[23]。在母豬采食量不足，攝入能量和蛋白質(zhì)較低時(shí)，飼糧中添加肉堿（妊娠期125 mg/kg，哺乳期250 mg/kg），母豬的產(chǎn)奶量高于對(duì)照組，在整個(gè)哺乳期，仔豬的窩增重也高于對(duì)照組，體重?fù)p失和對(duì)照組相似，但是背膘厚度減少量要大于對(duì)照組。說(shuō)明肉堿在能量和蛋白質(zhì)負(fù)平衡的狀態(tài)下，能夠動(dòng)員脂肪的代謝來(lái)保證產(chǎn)奶[24]。

在母豬的泌乳階段，高強(qiáng)度的代謝活動(dòng)需要母豬大量動(dòng)員體內(nèi)儲(chǔ)存的能量，母豬對(duì)肉堿的吸收效率和體內(nèi)合成肉堿的數(shù)量也高于其他生產(chǎn)階段。Rosenbaum等研究了母豬肝臟細(xì)胞中調(diào)控肉堿合成和轉(zhuǎn)運(yùn)肉堿進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)氧化物酶激活受體A在泌乳階段的調(diào)控情況[25]，結(jié)果表明有關(guān)過(guò)氧化物酶激活受體A目標(biāo)調(diào)控的基因，如有關(guān)脂肪酸攝入的基因（FABP4, SLC25A20）、脂肪酸氧化的基因（ACOX1,CYP4A24）和生酮基因組（HMGCS2,FGF21）在哺乳階段都有不同程度的提高；有關(guān)肉堿合成的基因（ALDH9A1,TMLHE,BBOX1）表達(dá)量和肉堿吸收進(jìn)入細(xì)胞的基因（SLC22A5）表達(dá)量都有增加。同時(shí)發(fā)現(xiàn)哺乳母豬血液和肝臟細(xì)胞中的肉堿濃度只有非哺乳母豬的50%和20%，表明大量的肉堿隨乳汁分泌而損失。

實(shí)際生產(chǎn)中也能體現(xiàn)出在母豬飼糧中添加肉堿的效果[26]。即使在妊娠和哺乳期只添加25和50 mg/kg的肉堿，也能顯著增加仔豬初生重、21日齡斷奶重，而且此試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)肉堿能顯著增加母豬產(chǎn)活仔數(shù)。

3.2 肉堿對(duì)哺乳仔豬的影響

在妊娠期和哺乳期給予母豬一定量的肉堿（125 mg/kg和250 mg/kg）還發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，肉堿組的仔豬表現(xiàn)出了明顯的行為學(xué)偏好，其在哺乳期的第3、6和9天時(shí)吮吸奶水的時(shí)間明顯長(zhǎng)于對(duì)照組，并且體重也高于對(duì)照組。將飼喂肉堿組母豬的仔豬放到對(duì)照組母豬欄舍中，其吸吮奶水持續(xù)時(shí)間仍然高于對(duì)照組仔豬。這可能也是肉堿組仔豬在哺乳期結(jié)束后體重高于對(duì)照組的原因之一[27]。

L?sel等[28]給低初生重仔豬補(bǔ)充肉堿，在7～27日齡時(shí)，每天給予400 mg的肉堿，第28天屠宰后測(cè)定仔豬肌肉纖維的組成和生長(zhǎng)情況，結(jié)果表明試驗(yàn)組仔豬半腱肌中的脂肪明顯減少，并且其中肉堿含量顯著高于對(duì)照組，半腱肌的肌肉纖維數(shù)量增加了13%，達(dá)到了中等初生重仔豬的水平。其編碼肌球蛋白重鏈的基因表達(dá)量相對(duì)于對(duì)照組仔豬增加了2.4倍，在半腱肌中DNA和蛋白質(zhì)比例增加，說(shuō)明半腱肌中大量的編碼DNA促進(jìn)了肌纖維數(shù)量的增長(zhǎng)。這些研究結(jié)果表明，低初生重仔豬給予肉堿有利于仔豬的補(bǔ)償性生長(zhǎng)。

4 肉堿的其他作用

母豬在妊娠哺乳階段會(huì)遭受各種疼痛的困擾，如限位飼養(yǎng)、肢體疾病、皮膚破損、產(chǎn)道損傷等。所以肉堿對(duì)母豬緩解疼痛的作用效果值得我們關(guān)注。Bianchi等在小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，肉堿對(duì)于關(guān)節(jié)炎癥的疼痛有緩解作用[29]。此次試驗(yàn)中使用了肉堿的乙酰酯化形態(tài)，研究發(fā)現(xiàn)酯化肉堿能夠作為軟骨的保護(hù)劑。對(duì)于神經(jīng)性的疼痛，乙?；鈮A也有減輕效果[30]。

肉堿作為促進(jìn)長(zhǎng)鏈脂肪氧化功能的重要參與物質(zhì)，能夠消除細(xì)胞和體內(nèi)的氧化物[31]。此作用是通過(guò)小鼠模型，使用丙酰酯化肉堿，發(fā)現(xiàn)能夠降低細(xì)胞中的氧化物，減少其對(duì)細(xì)胞的毒性。Gül研究也發(fā)現(xiàn)，肉堿對(duì)于抗氧化和降低自由基活性有作用[32]。他在體外試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在濃度為15、30和45 μg/mL的水平下，對(duì)亞油酸乳液的脂質(zhì)過(guò)氧化控制程度可以達(dá)到94.6%、95.4%和97.1%，并且對(duì)過(guò)氧化物也有抑制效果。但是在母豬上的相關(guān)報(bào)道較少，由于小鼠模型對(duì)于豬的有效性，值得我們關(guān)注。

在人類胃腸道醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使用肉堿作為胃腸道健康的調(diào)節(jié)劑[33]。由于腸道中的細(xì)菌線粒體也需要氧化供能，所以肉堿也可以通過(guò)影響胃腸道中的微生物菌群對(duì)腸道產(chǎn)生影響[34]，同時(shí)也對(duì)機(jī)體產(chǎn)生一定的影響。腸道黏膜損傷后修復(fù)可能需要肉堿的參與，大鼠模型顯示使用左旋肉堿對(duì)于損傷的腸道黏膜有恢復(fù)作用[35]。

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（編輯：柳青）

S816.71

A

1002-1957(2016)02-0046-03

2015-10-21

陳懷（1975-），男，河南信陽(yáng)人，畜牧師，主要從事動(dòng)物生產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)配制與種豬繁殖育種工作.E-mail:364265124@qq.com