王光輝，楊連玉，宮世平，劉 博，張慶華*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)教研基地管理處，吉林長(zhǎng)春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，吉林省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春 130118；3.長(zhǎng)春海關(guān)技術(shù)中心，吉林長(zhǎng)春 130118）

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口增長(zhǎng)和人均收入的增加，人們對(duì)高品質(zhì)牛肉的需求也將進(jìn)一步增加[1]。通常，肌內(nèi)脂肪（IMF）含量與牛肉的嫩度、多汁性和風(fēng)味具有高度相關(guān)性，亞洲、澳洲和美洲的一些國(guó)家將IMF 含量作為牛肉品質(zhì)等級(jí)劃分的重要參照指標(biāo)[2]。然而，牛肉品質(zhì)除了受遺傳因素影響外，也受到營(yíng)養(yǎng)因素的影響，高品質(zhì)牛肉通常來(lái)源于較長(zhǎng)育肥周期和飼喂高濃度谷實(shí)類(lèi)飼料的肉牛，這種高投入低產(chǎn)出的模式一直制約著我國(guó)高品質(zhì)肉牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。肉牛胴體中，背最長(zhǎng)肌、胸長(zhǎng)肌、岡下肌和股二頭肌的IMF 含量較為豐富，IMF 主要沉積在以上部位結(jié)締組織中的肌纖維束之間[3]。而骨骼肌組織主要由骨骼肌纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、衛(wèi)星細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及結(jié)締組織、細(xì)胞外基質(zhì)等構(gòu)成，肉牛IMF 的沉積取決于肌肉和脂肪細(xì)胞的比例，而肌纖維細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的發(fā)育以及IMF 的合成和代謝是決定脂肪組織構(gòu)成的關(guān)鍵因素[4-5]。因此，闡述肉牛發(fā)育階段的肌纖維和脂肪細(xì)胞的發(fā)育機(jī)制及IMF 的合成代謝能夠更好地理解IMF 在肉牛育肥期的沉積原理。近年，關(guān)于肉牛肌肉和IMF 細(xì)胞發(fā)育、IMF 合成和降解代謝以及營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素的IMF 沉積的影響已有深入研究。本文從肉牛IMF 沉積機(jī)制和基于營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)肉牛IMF 沉積的影響展開(kāi)綜述，以期為肉牛IMF 沉積的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控研究提供參考。

1 肉牛IMF 沉積機(jī)制

1.1 肉牛IMF 細(xì)胞的發(fā)育 肌纖維和脂肪細(xì)胞的發(fā)育主要包括肌發(fā)生（肌纖維細(xì)胞出現(xiàn)）和脂發(fā)生（脂肪細(xì)胞出現(xiàn)）[6]，二者分別通過(guò)肌原細(xì)胞和脂肪原細(xì)胞分化。在胎兒肌肉組織發(fā)育過(guò)程中，間充質(zhì)干細(xì)胞致力于肌源性和脂肪源性細(xì)胞系的形成，其中肌源性祖細(xì)胞可進(jìn)一步發(fā)育為肌纖維細(xì)胞和衛(wèi)星細(xì)胞，成脂祖細(xì)胞發(fā)育為骨骼肌的基質(zhì)血管部分（包括常駐成脂祖細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、纖維母細(xì)胞等），這表明間充質(zhì)干細(xì)胞從肌發(fā)生到脂發(fā)生過(guò)程中的遷移會(huì)增加肉牛發(fā)育后期的IMF 沉積[7-8]。

脂發(fā)生過(guò)程通常是間充質(zhì)干細(xì)胞在一定條件誘導(dǎo)下向前脂肪細(xì)胞分化，在前脂肪細(xì)胞的確定和增殖后向成熟脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過(guò)程[9]。對(duì)于肉牛而言，這一過(guò)程發(fā)生在妊娠中期，其中脂肪的分化過(guò)程在胎兒階段和產(chǎn)后階段發(fā)生。而胎兒階段的脂肪分化主要是由脂肪原性祖細(xì)胞來(lái)源的脂肪細(xì)胞增生（數(shù)量）[10]。據(jù)報(bào)道，肉牛的脂肪細(xì)胞的增生發(fā)生在整個(gè)妊娠過(guò)程，而IMF 細(xì)胞形成過(guò)程始于妊娠后期終于出生后的250 d[7]；此外，IMF細(xì)胞的肥大過(guò)程主要發(fā)展階段為肉牛250日齡至出欄[8]。IMF 細(xì)胞的增生和肥大形成IMF 沉積，因此，上調(diào)IMF細(xì)胞的增生和肥大是改善IMF 沉積的有效途徑。

犢牛出生后，脂肪組織中的基質(zhì)血管細(xì)胞的某些部分仍然存在成脂肪祖細(xì)胞，后來(lái)可分化為前脂肪細(xì)胞和脂肪細(xì)胞前體物質(zhì)[9]。Albrecht 等[11]報(bào)道，前脂肪細(xì)胞的增生在牛出生后的肌肉IMF 沉積（大理石花紋形成）中起到重要作用，其作用的關(guān)鍵是前脂肪細(xì)胞的填充和分化，形成了新大理石花紋斑點(diǎn)。研究還表明，肉牛胎兒階段和出生后的早期營(yíng)養(yǎng)和生理狀況影響肌肉組織中IMF 細(xì)胞數(shù)量，表現(xiàn)為IMF 沉積的營(yíng)養(yǎng)管理有效性順序是胎兒階段＞新生階段＞斷奶階段＞育肥階段[8]。因此，合理改善母牛妊娠營(yíng)養(yǎng)是促進(jìn)胎兒IMF 細(xì)胞生成的潛在途徑。

1.2 IMF 的沉積和脂解代謝 肉牛的IMF 沉積和降解代謝主要過(guò)程是甘油三酯（TG）的轉(zhuǎn)入、合成和降解的動(dòng)態(tài)平衡，其中TG 的合成是IMF 沉積的關(guān)鍵因素，而合成TG 的原料主要是非酯化脂肪酸（NEFAs）和甘油聚合物的碳鏈[12]。研究表明，新和成的脂肪酸（FA）主要發(fā)生在肉牛的脂肪組織中，而非反芻哺乳動(dòng)物主要發(fā)生在肝臟中，其中用于TG 合成的FA 來(lái)源于從頭合成和日糧中降解的脂肪酸（FAs）[13]。肉牛FA 的從頭合成底物為乙酸和葡萄糖（圖1），乙酸為主要底物，來(lái)源于瘤胃發(fā)酵，葡萄糖（來(lái)源于丙酸/ 乳酸的糖異生和通過(guò)瘤胃旁路的小腸吸收）也可作為肉牛FA 的合成底物[14-15]。ATP-檸檬酸酶和蘋(píng)果酸NADP 脫氫酶是FA 從頭合成途徑中利用葡萄糖的2 種關(guān)鍵酶，而肉牛肝臟中ATP-檸檬酸酶活性較低，以葡萄糖作為脂源性底物應(yīng)用相對(duì)較少，但通過(guò)增加肉牛能量的攝入，誘導(dǎo)脂肪組織中IMF 關(guān)鍵酶表達(dá)，結(jié)果表明葡萄糖比乙酸更適合作為合成IMF 沉積的FA 底物[16-17]。也有研究表明，相對(duì)于皮下脂肪組織，IMF 具有更高活性的ATP-檸檬酸裂解酶和更高表達(dá)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4[18]，且葡萄糖參與FA 的生成速度是乙酸參與生成IMF 速度的2 倍以上。另有報(bào)道，以谷實(shí)（玉米）為基礎(chǔ)的日糧飼養(yǎng)肉牛能夠增加其IMF 細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取，而以飼草為基礎(chǔ)的日糧則是通過(guò)乙酸作為底物形成FAs 來(lái)促進(jìn)皮下脂肪的沉積[19]。

圖1 肉牛脂肪酸合成途徑（改自文獻(xiàn)[15]）

日糧來(lái)源的FAs 是通過(guò)TG 脂蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)，經(jīng)過(guò)脂蛋白水解酶水解后，從血液循環(huán)攝取到組織中[20-21]。日糧提高脂肪水平能夠影響IMF 沉積。據(jù)報(bào)道，在雜交安格斯公牛試驗(yàn)中，飼喂高油玉米（乙醚浸出物7%～8%）能夠提高IMF 沉積[22]。除了FAs 供應(yīng)外，TG 合成還需要葡萄糖提供的“支架”，因而葡萄糖供應(yīng)增加可提高肉牛的IMF 沉積[21]。此外，提高丙酸生成量對(duì)于IMF 沉積的葡萄糖合成也很重要。因此，日本和韓國(guó)在實(shí)踐生產(chǎn)中采用飼喂高精料來(lái)提高肉牛肌肉中IMF 的沉積。然而，肉牛IMF 高水平沉積在實(shí)際生產(chǎn)中需要提供過(guò)剩能耗和維護(hù)條件[12]，且IMF 的前脂肪細(xì)胞增殖潛力及生成的關(guān)鍵酶活性都低于皮下和腹部脂肪細(xì)胞[23]；同時(shí)，IMF 的調(diào)控發(fā)育和脂肪沉積代謝基因的表達(dá)水平較其他部位低（皮下、腹部、肝臟、腎臟）[8]，因而IMF 沉積需要更高的能量水平。肉牛在營(yíng)養(yǎng)負(fù)平衡以及環(huán)境應(yīng)激條件下會(huì)發(fā)生IMF 以及其他脂肪的脂解代謝，其機(jī)制是TG 在脂肪酶水解作用下生成NEFAs 和甘油（脂肪動(dòng)員途徑），同時(shí)環(huán)境應(yīng)激刺激下，皮質(zhì)醇激素（應(yīng)激標(biāo)記物）的血液循環(huán)濃度上升，進(jìn)而促進(jìn)脂解代謝[24]。

2 營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)肉牛IMF 沉積的影響

影響肉牛IMF 沉積的營(yíng)養(yǎng)因素較多，包括蛋白質(zhì)（日糧蛋白水平、日糧蛋白飼料來(lái)源等）、能量（日糧的過(guò)瘤胃脂肪的利用、日糧精粗比與淀粉生糖效率等）、微量元素和礦物質(zhì)（過(guò)瘤胃維生素的利用、銅鋅元素的補(bǔ)充等）以及肉牛生理階段的營(yíng)養(yǎng)供給（肉牛胚胎營(yíng)養(yǎng)供給、肉牛生長(zhǎng)育肥階段特征性營(yíng)養(yǎng)供給等）。其中，日糧能蛋白水平、肉牛胚胎營(yíng)養(yǎng)供給、肉牛生長(zhǎng)育肥階段特征性營(yíng)養(yǎng)以及礦物質(zhì)供給分別受遺傳、管理、環(huán)境等諸多非營(yíng)養(yǎng)因素的干預(yù)，包括日糧蛋白水平受限于肉牛遺傳和飼養(yǎng)條件，如婆羅門(mén)牛放牧條件飼喂高蛋白質(zhì)（15%）精料補(bǔ)充料較低蛋白質(zhì)（12%）的IMF 沉積有改善作用[25]，而舍飼安格斯肉牛的IMF 沉積不受蛋白質(zhì)水平的影響[26]。胚胎營(yíng)養(yǎng)供給受到產(chǎn)后營(yíng)養(yǎng)及補(bǔ)償生長(zhǎng)干預(yù)[27]、階段性營(yíng)養(yǎng)供給因肉牛品種和地域限制[28]、礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)（如微量元素銅、鋅等）受肉牛耐受性和環(huán)境負(fù)載的限制等[29]。近些年研究表明，日糧精粗比與淀粉生糖效率、日糧過(guò)瘤胃脂肪、維生素以及其他的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素（飼料蛋白來(lái)源、飼料纖維來(lái)源以及天然型添加劑等）對(duì)肉牛IMF 沉積的調(diào)控作用。且遺傳、環(huán)境等非營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素的對(duì)其IMF 調(diào)控影響較小，因此本文從以上幾方面展開(kāi)綜述。

2.1 日糧精粗比與淀粉生糖效率 多項(xiàng)研究表明，飼喂高精粗比日糧的肉牛IMF 的沉積量較高，如布蘭格斯×海富特×安格斯三元雜交牛飼喂高精粗比日糧（79%玉米）具有更好的大理石花紋等級(jí)[30]，逐漸增加日糧精料比例（干物質(zhì)基礎(chǔ)60%、75%、90%）大理石花紋登記評(píng)分也逐漸遞增[31]，不同飼喂模式下，以圍欄模式谷食為主的肉牛背最長(zhǎng)肌的IMF 水平高于放牧草食組，且多數(shù)品種的肉牛IMF 沉積呈現(xiàn)上述規(guī)律[32]，但極少數(shù)肉牛品種（如阿勒泰那公牛）日糧精粗比對(duì)IMF沉積無(wú)顯著影響[26]。此外，研究表明在總可消化養(yǎng)分（TDN）一致情況下，高精料組（精粗比為90:10，干物質(zhì)基礎(chǔ)）較低精料組（精粗比為65:35，干物質(zhì)基礎(chǔ)）的IMF 沉積提高了38.4%（其中，高精料組IMF 水平為31.7%，低精料組的IMF 水平為22.9%，干物質(zhì)基礎(chǔ)）[33]。同時(shí)，高精粗比的IMF 和皮下脂肪中脂肪形成因子（CCAAT和PPARG）的表達(dá)量顯著高于低精粗比組，這可能表明日糧較高精粗比能夠刺激肉牛肌肉內(nèi)前脂肪細(xì)胞分化，其機(jī)制是高精粗比日糧富含淀粉，淀粉在瘤胃和小腸中發(fā)酵降解為丙酸（葡萄糖前體物質(zhì)）和葡萄糖，而較高水平的葡萄糖進(jìn)入血液，血糖升高促進(jìn)了胰島素水平升高，提高用于合成FA 的凈能水平，促進(jìn)TG 水平形成和前脂肪細(xì)胞分化（促脂肪合成因子表達(dá)上升），進(jìn)一步促進(jìn)肌內(nèi)脂肪合成[34]。

此外，肉牛瘤胃淀粉消化效率為小腸消化效率70% 左右[35]，而關(guān)于奶牛薈萃分析顯示，玉米淀粉瘤胃消化率平均為57.4%[36]，因此，通過(guò)優(yōu)化淀粉在瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生丙酸，淀粉在腸道的消化和吸收的最大化可提高IMF 沉積所需的葡萄糖供給。然而，由于高精料日糧的較高投入和富含IMF 的較低產(chǎn)出限制了優(yōu)質(zhì)牛肉生產(chǎn)，在有限的淀粉供給日糧中（精粗比低于60%干物質(zhì)基礎(chǔ)）乙酸占比較高，而限制乙酸轉(zhuǎn)換IMF 的主要因素是還原性輔酶II（NADPH）氫供體不足，且NADPH 依賴于葡萄糖氧化分解的磷酸戊糖途徑；當(dāng)生糖前體受限時(shí)，乙酸生成FA 的限速反應(yīng)（乙酰輔酶A酰基化途徑）所需ATP 進(jìn)一步不足[6]，從而限制乙酸轉(zhuǎn)化IMF。綜上所述，可考慮肉牛日糧補(bǔ)充適量的瘤胃保護(hù)性葡萄糖改善IMF 沉積。

2.2 日糧過(guò)瘤胃脂肪 肉牛日糧脂肪通常含有較高不飽和脂肪酸，飼草飼料的脂肪類(lèi)型主要為半乳糖脂，而谷食飼料為T(mén)G[6]。半乳糖脂和TG 一部分在瘤胃微生物脂肪酶水解作用生成FAs、甘油和半乳糖，發(fā)酵為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），另一部分氫化為飽和脂肪酸，主要為硬脂酸[6]。研究表明，未被保護(hù)的FA 以NEFAs 形式在十二指腸吸收，但肉牛日糧中脂類(lèi)含量超過(guò)干物質(zhì)的3%便會(huì)抑制瘤胃微生物的代謝，限制了脂肪利用。而過(guò)瘤胃脂肪（瘤胃保護(hù)性脂肪，主要為脂肪酸鈣或油料作物的籽食甲醛處理等方式合成）[6]在小腸吸收可提高脂肪的利用，促進(jìn)IMF 沉積。然而，肉牛小腸前段pH 較單胃動(dòng)物低，脂肪乳化功能較弱，影響了胰脂酶的水解，限制了IMF 沉積[6]。據(jù)報(bào)道，肉牛日糧中添加乳化劑和膽汁酸可促進(jìn)過(guò)瘤胃脂肪的利用，提高肉牛的IMF 沉積，如硬脂酰-2-乳酸鈉可促進(jìn)過(guò)瘤胃脂肪乳化，膽鹽和熊去氧膽酸將過(guò)瘤胃脂肪轉(zhuǎn)化為T(mén)Gs，膽鹽的混合膠束便于胰脂肪酶更好的水解[37-38]。

2.3 維生素營(yíng)養(yǎng) 維生素A、C、D 能夠影響肉牛肌肉IMF 沉積。據(jù)報(bào)道，限制飼喂維生素A 和D 能夠促進(jìn)肉牛IMF 的沉積，而補(bǔ)充過(guò)瘤胃維生素C 的消化能夠促進(jìn)IMF 沉積[39]。

研究表明，維生素A 能夠抑制肉牛前脂肪細(xì)胞中的甘油-3-磷酸脫氫酶（脂肪形成標(biāo)記物）的活性，進(jìn)而抑制脂肪細(xì)胞形成[40]。雖然多項(xiàng)研究證實(shí)限制視黃酮飼喂能夠促進(jìn)IMF 沉積，如日糧中視黃酮缺乏提高了安格斯牛的大理石花紋評(píng)分[39]，日本和牛的血清視黃酮濃度與IMF 沉積成負(fù)相關(guān)等[41]，但長(zhǎng)期限制視黃酮飼喂會(huì)導(dǎo)致健康不良（肌肉水腫、關(guān)節(jié)炎等），且育肥后期對(duì)IMF 影響有限[39,42]。Kawachi[43]也指出，在13～19 月齡，肉牛肌肉中脂肪細(xì)胞數(shù)量處于持續(xù)增加階段，因此在這一階段攝入維生素會(huì)促進(jìn)大理石花紋形成。因此，Oka 等[44]建議，視黃酮應(yīng)在肉牛育肥期（14～22 月齡）選擇性限制飼喂，而不是14 月齡到出欄。同時(shí)，Oka 等[44]還測(cè)量健康育肥牛血漿視黃酮濃度為100 IU/dL，而未補(bǔ)充視黃酮的肉牛血漿視黃酮濃度為30 IU/dL，因此，為維持肉牛健康育肥，視黃酮限飼的肉牛血漿視黃酮濃度應(yīng)不低于30 IU/L。

體外試驗(yàn)表明，維生素D 的體內(nèi)活性形式1,25-D3抑制前脂肪細(xì)胞的成脂因子PPARG基因表達(dá)[44]，進(jìn)而抑制脂質(zhì)積累，其機(jī)制可能是維生素D 受體（VDR）和PPARG共同競(jìng)爭(zhēng)與類(lèi)視黃素受體（RXR）結(jié)合，VDR-RXR 的形成減少了PPARG-RXR 抑制二聚體，從而抑制脂肪形成[45]。但關(guān)于維生素D 限制飼喂對(duì)肉牛肌肉大理石花紋報(bào)道較少，尚需進(jìn)一步研究。

維生素C 可正向調(diào)節(jié)脂肪的形成，促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化[46]，但維生素C 極易在瘤胃中降解，所以需要包被處理。在體內(nèi)研究表明，日糧添加保護(hù)性1-抗壞血酸-2-磷酸可顯著提高日本和牛肉的大理石評(píng)分和胴體IMF 含量[47]。在高硫日糧中，添加維生素C 也可顯著提高安格斯雜交肉牛的IMF 百分比[48]。綜上所述，限飼維生素A 和D 及補(bǔ)充瘤胃保護(hù)性維生素C 有利于肉牛IMF 沉積，但關(guān)于其他肉牛（如西門(mén)塔爾牛）以及不同日糧型和不同育肥階段的維生素精準(zhǔn)供給還需進(jìn)一步研究。

2.4 其他營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素 近年，關(guān)于蛋白飼料原料的來(lái)源、不同粗飼料原料的組合效應(yīng)以及一些添加劑的應(yīng)用（如植物精油、復(fù)方中草藥添加劑、微生物制劑、酶制劑、膽堿、大豆黃素等）等其他營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素對(duì)肉牛IMF 沉積的影響[49]也有深入的研究和應(yīng)用。在蛋白飼料原料來(lái)源方面，夏志軍等[50]研究表明，42%紫蘇冰餅蛋白來(lái)源組較31%豆粕和36%菜籽粕蛋白來(lái)源組具有較高的IMF 沉積。不同粗飼料原料的組合效應(yīng)方面，劉華等[51]報(bào)道，苜蓿干草（干物質(zhì)基礎(chǔ)24.15%）和全株玉米青貯（干物質(zhì)基礎(chǔ)27.55%）的肉牛IMF 沉積優(yōu)于同比例的麥秸、花生秧與全株玉米青貯的組合效應(yīng)。在天然添加劑方面報(bào)道較多，如吳道義等[52]報(bào)道，肉牛日糧中添加1.5%復(fù)方中藥微生態(tài)制劑可改善IMF 沉積，提高肉品質(zhì)；許蘭嬌等[53]研究表明，日糧中添加大豆黃素可顯著改善湘中黑牛的IMF 沉積，減少腹下脂肪含量；黃文明等[54]研究表明，在肉牛育肥后期（17～21月齡），日糧中添加100 g/d 的酵母培養(yǎng)物可提高肉牛背最長(zhǎng)肌的IMF 沉積；管鵬宇[55]研究表明，日糧中添加40 g/d 過(guò)瘤胃膽堿和200 g/d 過(guò)瘤胃葡萄糖可顯著提高肉牛IMF 沉積；Fugita 等[56]研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加牛至油、蓖麻子和腰果精油混合物可顯著改善肉牛IMF沉積。

3 小結(jié)及展望

雖然改善日糧淀粉生糖、補(bǔ)充多種過(guò)瘤胃能量來(lái)源（脂肪、葡糖糖）、限制維生素A、D 及補(bǔ)充維生素C 等能夠改善IMF，但是改善程度還比較有限。肉牛早期胚胎營(yíng)養(yǎng)對(duì)育肥階段的IMF 沉積的影響需進(jìn)一步研究。另外，微量元素銅可調(diào)控IMF 沉積、優(yōu)化以飼料原料為前提的過(guò)瘤胃能量供給方案（如不同油料籽實(shí)供給及過(guò)瘤胃脂肪和葡萄糖等多種能量供給措施的組合效應(yīng)等）等其他改善IMF 沉積的措施還需要進(jìn)一步探究。此外，在優(yōu)化日糧蛋白質(zhì)和能量的供給結(jié)構(gòu)（日糧原料）、過(guò)瘤胃維生素以及多種飼料添加劑的補(bǔ)充（中草藥微生態(tài)制劑、大豆黃素、膽堿等）方面可考慮多種營(yíng)養(yǎng)類(lèi)因素的綜合調(diào)控，進(jìn)一步優(yōu)化肉牛IMF 沉積。