馮 志 ，呂良康 ，熊 奕 ，李 強 ，張 慧 ，雷 龍 ，趙勝軍 ,2，任 瑩

（1.武漢輕工大學動物營養(yǎng)與飼料科學湖北省重點實驗室，湖北武漢 430023；2.動物營養(yǎng)與飼料安全湖北省協同創(chuàng)新中心，湖北武漢 430023）

葡萄糖對于調控氨基酸轉運以及骨骼肌蛋白合成意義重大[1-2]。前期研究表明，小腸能夠利用飼糧中氨基酸完成蛋白質合成與分解代謝過程[3-4]，且豬腸道細胞能夠降解飼糧中大部分丙氨酸（Ala）、天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、谷氨酰胺（Gln）、脯氨酸（Pro）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和纈氨酸（Val），而其余不能分解的天冬酰胺（Asn）、苯丙氨酸（Phe）、半胱氨酸（Cys）、絲氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、組氨酸（His）、蛋氨酸（Met）、賴氨酸（Lys）、蘇氨酸（Thr）、色氨酸（Trp）和酪氨酸（Tyr）則被運輸到微脈管通道中被分解利用[5-7]。葡萄糖供給差異會直接影響斷奶仔豬機體對氨基酸的轉運，當體內葡萄糖缺乏時，機體通過糖異生補充葡萄糖，從而導致飼料利用效率降低。有研究表明，門靜脈葡萄糖在門靜脈回流組織 （PDV）中的凈吸收量與飼糧蛋白水平正相關[8]，即飼糧蛋白降低會致使機體PDV對葡萄糖的消耗。而降低飼糧粗蛋白質水平，平衡必需氨基酸（EAA）可以減少非必需氨基酸（NEAA）在PDV中的凈吸收量[9]。本試驗旨在研究飼糧外源代謝葡萄糖（MG）水平對仔豬門靜脈回流組織氨基酸利用的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 選擇25日齡體重7.74 kg左右的杜×長×大三元雜交斷奶仔豬20頭，采用單因子設計，均分為4個處理，每個處理5個重復。給每頭豬的門靜脈、頸動脈和腸系膜靜脈安裝血管插管，從腸系膜靜脈持續(xù)灌注對氨基馬尿酸（PAH），從門靜脈和頸動脈采血，并在回腸末端安裝“T”型瘺管，測定4種飼糧、回腸食糜淀粉、二氧化鈦（TiO2）和各血樣中氨基酸含量，研究斷奶仔豬飼糧外源MG水平對仔豬門靜脈回流組織氨基酸利用的影響。

1.2 試驗飼糧 本試驗飼糧參照NRC（2012）飼養(yǎng)標準配制，4種飼糧等能等氮且外源MG水平分別為22.82%、26.59%、36.37%、42.41%，每種飼糧添加0.1%的 TiO2作外源指示劑。飼糧組成及營養(yǎng)成分見表1。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)成分（干物質基礎）

1.3 飼養(yǎng)管理 試驗前將欄舍沖洗干凈，并對欄舍作密閉熏蒸消毒處理（用1:2高錳酸鉀和1 mol/L甲醛溶液熏蒸，熏蒸5 d），通風3 d，開始進豬進行試驗。從預試開始，每隔1 h飼喂1次，試驗豬每天08:00、12:00、16:00、20:00進行飼喂，嚴格限飼，在灌注當天08:00開始第1次飼喂，后每隔1 h飼喂正常采食量的1/24，自由飲水。

1.4 樣品收集與處理 于試驗豬術后第8天采集血液樣本和食糜樣本，采樣前禁食12 h，灌注當天08:00開始第1次飼喂，后每隔1 h飼喂其正常采食量的1/24，連續(xù)飼喂6次至采樣結束，各組的日均采食量均為340 g。07:00開始向腸系膜靜脈持續(xù)灌注PAH配制液。PAH的配制參考李鐵軍等[10]的方法，稱取5.00 g PAH，用滅菌生理鹽水稀釋于500 mL容量瓶中，溶解后調整pH至7.45。灌注時，先一次性灌注20 mL，然后通過灌注泵以0.788 mL/min的速度由腸系膜持續(xù)灌注8 h。分別于采食前1 h 以及采食后7 h，每隔1 h抽取門靜脈和頸動脈血液各4 mL。每個血樣應立即放入冰瓶內保存，于實驗室在3 500 r/min、4 條件下離心15 min，分離出的血漿于-80 下貯存。

從試驗豬回腸末端安裝“T”型回腸瘺管后第8天開始，每天09:00—20:00連續(xù)收集回腸食糜，連續(xù)采集3 d，食糜樣品于-20 保存。

1.5 檢測指標與方法 飼糧和食糜中TiO2含量參照鄧雪娟等[11]方法測定。血漿、飼糧和回腸食糜中常見17種AA含量選用全自動氨基酸測試儀（S433D，德國sykam）參考《飼料中氨基酸的測定》（GB/T18246—2000）[12]測定，其中血漿等量混合制樣。

1.6 計算公式 淀粉消化率參照賓石玉[13]的公式計算：

小腸淀粉消化率=100%-［（食糜中淀粉含量×飼料中TiO2含量）/（飼料中淀粉含量×食糜中TiO2含量）］×100%

小腸AA消失量（g/d）=采食量×（飼糧中AA濃度-食糜中AA濃度×飼糧中TiO2含量/食糜中TiO2含量）

門靜脈的氨基酸凈吸收量（FAA）：

其中，門靜脈血液流速（F）= Ci × IR/（PAHp-PAHa），CP、Ca分別為AA在門靜脈和頸動脈血液中濃度（mg/L）；Ci、IR為腸系膜靜脈PAH灌注濃度、速度（mg/min）；PAHp、PAHa分別為PAH在腸系膜靜脈和頸動脈血漿中的濃度（mg/L）。

門靜脈回流組織氨基酸利用量（PDVFAA）：

PDVFAA（g/d）=小腸AA消失量-門靜脈AA凈吸收量

仔豬外源代謝葡萄糖（IDSG）是指由淀粉在小腸提供的葡萄糖，計算公式：

其中，0.9表示淀粉和葡萄糖的轉換系數，K表示小腸淀粉消化率，BS表示小腸淀粉量（g/d）。

1.7 統計分析 試驗數據用Excel 2016進行整理，采用SPSS 23.0進行單因素方差分析，P＜0.01表示差異極顯著，P＜0.05表示差異顯著。數據采用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同MG水平飼糧的氨基酸含量 由表2可知，36.37%MG 組飼糧的 Asp、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys、Arg水平顯著高于42.41%MG組（P＜0.05）。隨著MG水平的升高，所有AA含量均呈先上升后下降的趨勢，MG水平為36.37%時達到最大值。

2.2 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬的小腸淀粉消化率由表3可知，飼糧淀粉含量隨著MG水平的升高而升高，且各組間差異顯著（P＜0.05）。食糜淀粉含量隨MG水平的升高而升高，且22.82%MG組顯著低于42.41%MG組（P＜0.05），但26.59%MG、36.37%MG組間差異不顯著（P＞0.05）。26.59%MG組干物質的消化率顯著低于42.41%MG組（P＜0.05）。小腸淀粉消化率隨MG水平升高而升高，且36.37%MG、42.41%MG組顯著高于其他2個組（P＜0.05）。

2.3 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬的小腸氨基酸消失量由表4可知，36.37%MG組的Asp和Lys的小腸消失量與其他3組差異極顯著（P＜0.01）。36.37%MG組的 Thr、Ser、Gly、Ala、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Pro小腸消失量與22.82%MG組和42.41%MG組差異極顯著（P＜0.01），相較于26.59%MG組有上升趨勢。42.41%MG組的Glu、Tyr、Arg小腸消失量顯著低于其他3個組（P＜0.01），而22.82%MG、26.59%MG、36.37%MG組呈逐步上升趨勢。36.37%MG組的His小腸消失量顯著高于22.82%MG組和42.41%MG組（P＜0.01），相較于26.59%MG組有上升趨勢。而22.82%MG、26.59%MG、36.37%MG組的Cys小腸消失量呈梯度上升趨勢，而42.41%MG組低于26.59%MG、36.37%MG組（P＜0.01）。按17種氨基酸分類統計分析，4組飼糧的小腸EAA、 NEAA、GAA、BCAA的消失量呈先上升后下降的趨勢，且在MG水平為36.37%時達到最大值（P＜0.01）。36.37%MG組的17種氨基酸小腸消失總量，達到最大值。

表2 不同MG水平飼糧的飼糧的氨基酸含量 g/kg

2.4 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬的門靜脈氨基酸凈吸收量 由表5可知，36.37%MG組Met門靜脈凈吸收量顯著高于其他組（P＜0.05）。His門靜脈凈吸收量隨著飼糧MG水平上升顯著下降（P＜0.05），且36.37%MG組對應的吸收量降為負值。36.37%MG組的Arg門靜脈凈吸收量顯著高于26.59%MG組和42.41%MG組（P＜0.05）， 但 與 22.82%MG組 差 異不顯著（P＞0.05）；隨著飼糧MG水平上升，Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Cys、Val、Leu、Tyr、Phe、Lys、Pro的門靜脈凈吸收量均呈先降后升再降的趨勢，并于MG水平為36.37%時達到最大值，且顯著高于 26.59%MG、42.41%MG 組。EAA、NEAA、GAA、BCAA及TAA的門靜脈凈吸收量隨著飼糧MG水平的變化而變化，并在MG水平為36.37%時達到最大值。

表3 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬小腸的淀粉消化率

表4 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬的小腸氨基酸消失量 g/d

2.5 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬PDV對氨基酸的利用從表6可以看出，26.59%MG組PDV對Asp的利用顯著高于36.37%MG組（P＜0.05）。PDV對His的利用隨MG水平的升高而升高，且36.37%MG、42.41%MG組顯著高于22.82%MG、26.59%MG組（P＜0.05）。26.59%MG組 PDV 對 Ser、Glu、Gly、Met、Ile、Leu、Phe、Pro的利用相較于22.82%MG組和42.41%MG組差異顯著（P＜0.05）。26.59%MG組PDV組織對Ala、Val、Lys、Arg的利用顯著高于42.41%MG組（P＜0.05）。除His外，隨著MG水平的升高，各種氨基酸水平均呈先上升后下降最后趨于平衡的趨勢。按17種氨基酸分類統計分析，4種MG水平飼糧條件下PDV對EAA、NEAA、GAA以及BCAA的利用量呈先上升后下降的趨勢，且在26.59%MG組達到最大值（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 飼糧不同MG水平對仔豬小腸氨基酸消失量的影響 研究表明，氨基酸在小腸黏膜內參與代謝，這些氨基酸是腸道黏膜的主要能源[15-17]，并參與腸黏膜分泌蛋白的合成及通過脫氨基和轉氨基作用轉變成其他氨基酸[18-21]，4組飼糧的MG水平呈梯度上升，意味著飼糧經過小腸消化后能為小腸提供更多能量，促進腸道的消化吸收效率。小腸前段對飼糧中淀粉消化較快會直接導致后段葡萄糖供能不足，從而增加飼糧中氨基酸成分的氧化供能[22-23]，進而影響動物對飼糧中蛋白質或者氨基酸成分的利用效率。也有研究指出，如果持續(xù)向仔豬腸道各個部位提供足夠的葡萄糖，則可以減少氨基酸在仔豬腸道組織中的代謝消耗[24]。因此，如果能為仔豬腸道提供足夠量的葡萄糖，保證小腸后段葡萄糖需要量的供應，就能避免腸道組織消耗飼糧中氨基酸以氧化供能，進而增強腸道對飼糧中蛋白質等營養(yǎng)物質的消化吸收，保持腸道對飼糧中氨基酸的吸收效率，提高腸道對飼糧中氨基酸的吸收總量。本試驗中，就小腸單個氨基酸消失量而言，17種氨基酸除了Phe消失量是在26.59%MG組達到最大值，其余各個氨基酸的小腸消失量均在36.37%MG組達到最大值，但在42.41%MG組時消失量又下降至低于或接近22.82%MG組。表明如果通過飼糧為仔豬提供足夠量的葡萄糖，不僅可以保持仔豬正常生理情況，而且可以降低仔豬小腸對氨基酸的需要量，從而提高機體對飼糧氨基酸的利用效率；但提供的MG水平超過一定比例后，會導致機體對飼糧氨基酸利用效率下降，此飼糧MG添加閾值產生的原因可能一是4組飼糧葡萄糖水平呈上升趨勢，從而致使小腸消化相關酶合成量上升，進而導致小腸對飼料成分的消化效率升高[25]；二是小腸黏膜組織上吸收葡萄糖的轉運通道有限，即受仔豬小腸黏膜表面積的影響；三是過量葡萄糖對葡萄糖轉運載體產生影響，而葡萄糖轉運載體蛋白反饋調節(jié)小腸組織的生長因子、激素、健康狀況等多種因素[26-27]，從而影響小腸氨基酸轉運效率。

表5 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬的門靜脈氨基酸凈吸收量靜脈氨基酸凈吸收量 g/d

表6 不同飼糧MG水平下斷奶仔豬PDV對氨基酸的利用 g/d

3.2 飼糧不同MG水平對仔豬門靜脈氨基酸凈吸收量的影響 門靜脈是門脈系統的靜脈部分，門脈器官中流通的靜脈血不會直接流入心臟，而是匯聚于門靜脈，而后經由門靜脈分支進肝。而消化器官對營養(yǎng)物質消化吸收后將養(yǎng)分經過門靜脈運輸到肝臟，由肝臟對其處理后提供給腸外組織利用。從營養(yǎng)物質代謝來看，動物生長主要表現在蛋白質的沉積，而蛋白質沉積取決于門靜脈凈吸收的EAA。本試驗結果表明，就單個氨基酸凈吸收量而言，4組飼糧可為仔豬小腸提供更多葡萄糖，能夠極顯著地增加單個氨基酸的門靜脈凈吸收量；而就氨基酸分類而言，EAA、NEAA、BCAA以及GAA均能夠隨著MG水平上升呈上升趨勢。在反芻動物上，氨基酸流量受小腸葡萄糖供應量的影響，無論通過提高瘤胃丙酸利用率[28]，還是向小腸灌注葡萄糖或淀粉[29-30]，均可提高門靜脈氨基酸的流量，這與本試驗結果一致。但在MG繼續(xù)增加至42.41%水平時，會導致氨基酸凈吸收量出現急劇下降。這可能是因為小腸在吸收飼糧中氨基酸向門靜脈轉運時，也會有閾值的存在，氨基酸的轉運載體有限；同時，高濃度的葡萄糖給小腸造成了一種能量供應壓力，會致使小腸細胞選擇性運送氨基酸，從而降低氨基酸的凈吸收量[31]。本試驗中26.59%MG組數據變化較大，可能是因為該組豬的基線樣品PAH的濃度測定不準確，導致門靜脈血漿流速計算結果偏低所致。

3.3 不同飼糧MG水平對斷奶仔豬PDV氨基酸利用量的影響 飼糧中營養(yǎng)物質被消化道吸收后，并不能全部進入門靜脈，而是首先在PDV發(fā)生“首過代謝”[32]。本試驗中，小腸氨基酸消失總量為31.97～45.59 g/d，而門靜脈凈吸收總量為3.05～14.78 g/d，其余部分被PDV消耗利用的為28.92～41.52 g/d。Stoll等[33]研究表明，飼糧中僅有50%～60%被消化吸收的氨基酸出現在豬門靜脈中供外周組織蛋白質合成，其余則被PDV本身所利用。這與本試驗結果略有差異，可能原因在于本試驗門靜脈血漿樣本變異較大，無法準確定量門靜脈氨基酸凈吸收量；也有可能是因為飼糧營養(yǎng)物質在被小腸吸收進入PDV后，其中氨基酸營養(yǎng)成分的流量隨著飼糧和胃腸組織內能量載體物質（Energy-Yielding Substrates）的變化而變化[34-35]。但從單個氨基酸利用量和各個分類氨基酸利用總量來看，隨著MG水平的上升呈先上升后下降的趨勢，在26.59%MG組為最大值，其原因主要在于機體糖能量供應充足，蛋白質合成代謝加快，各個器官代謝能力增強，PDV對氨基酸的利用量呈上升趨勢；而后期出現下降趨勢可能是機體糖水平供應超出閾值，導致PDV對氨基酸的利用率下降。而從氨基酸分類數據來看，在PDV中NEAA 的代謝率高于EAA，因為NEAA 在小腸內可以作為代謝燃料，不僅能維持小腸的功能結構，并且還能供給機體的自身需要[36]，這也解釋了本試驗中出現的NEAA利用量均大于EAA利用量的現象。而GAA利用量隨著飼糧MG水平的上升呈極顯著地先上升后下降的變化趨勢，說明利用糖類物質給腸道組織補充能量的重要性。

4 結 論

本試驗表明，飼糧適宜MG水平能夠顯著增加小腸AA消失量和門靜脈氨基酸凈吸收量，從而顯著提高仔豬PDV對飼糧蛋白質的利用效率。