过瘤胃亮氨酸对山羊小肠淀粉消化吸收的影响及机制

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淀粉是高产反刍动物的主要能量来源。摄入的淀粉大部分在瘤胃中被微生物降解为挥发性脂肪酸,其中的丙酸被吸收后经过肝脏糖异生为葡萄糖,另一部分经过瘤胃到达小肠被直接消化成葡萄糖。淀粉在小肠中消化的能量利用效率远远高于在瘤胃中降解,同时过多的淀粉在瘤胃中降解容易造成瘤胃酸中毒等代谢性疾病,使更多淀粉在小肠中消化是既能量高效又健康的营养调控手段。但是,淀粉在反刍动物小肠中的消化又受到胰腺α-淀粉酶分泌不足的限制。本课题组对小肠插管手术奶牛和奶山羊的研究表明,功能性氨基酸(亮氨酸)可刺激成年牛羊胰腺α-淀粉酶分泌和幼年牛羊胰腺发育,但是生产实践中亮氨酸是否能有效促进胰酶分泌,从而提高反刍动物小肠淀粉消化率以及亮氨酸促进胰酶分泌的机理也需进一步探索。为避免手术对试验动物损伤可能造成的试验误差,本研究给青年奶山羊通过添加过瘤胃亮氨酸和过瘤胃赖氨酸,检测生产性能、血液生化指标、小肠淀粉消化率、胰腺和小肠食糜消化酶活性等指标,综合评价过瘤胃亮氨酸对奶山羊小肠淀粉消化的影响,并比较亮氨酸与赖氨酸调控小肠淀粉消化和胰酶分泌机理的差异,明确亮氨酸调控胰酶分泌的机理,为功能性氨基酸的应用提供理论依据。试验1过瘤胃亮氨酸和过瘤胃赖氨酸对青年奶山羊生产性能、血液生化指标和小肠淀粉消化的影响选取18只健康、体重相近的关中奶山羊公羊,随机等分为3组,对照组:饲喂基础日粮;过瘤胃亮氨酸组(RP-Leu):基础日粮+17.45 g/d RP-Leu(实际到达小肠9 g/d Leu);过瘤胃赖氨酸组(RP-Lys):基础日粮+28.94 g/d RP-Lys(实际到达小肠9 g/d Lys)。预饲期14 d,正试期49 d,于正试期第1 d和49 d测量体重,第49 d晨饲后2 h颈静脉采血,晨饲后4 h采集瘤胃液,检测血液生化指标和瘤胃发酵参数。结果表明:与对照组相比,日粮添加RP-Leu可显著提高奶山羊体增重(P<0.05)和血液甘油三酯浓度(P<0.05),趋于提高血浆胰岛素浓度(P<0.10),对胴体重、血液其他指标、小肠营养物质表观消化率无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,添加RP-Lys显著升高血液甘油三酯浓度(P<0.05),对其他指标均无显著影响(P>0.05)。2个添加组之间上述指标均无显著差异(P>0.05)。试验2过瘤胃亮氨酸和过瘤胃赖氨酸对奶山羊食糜酶活、胰腺发育和胰腺消化酶表达调控试验1发现,添加RP-Leu虽未显著提高小肠淀粉消化率,但是数值上有所提升,奶山羊体增重显著增高。本试验拟从分子机制层面研究亮氨酸和赖氨酸可能对胰酶分泌、胰腺发育和小肠葡萄糖转运的影响。正试期结束后每组随机选取5只奶山羊进行屠宰,采集胰腺和小肠食糜样品,利用试剂盒测定胰腺和小肠食糜中消化酶活,用定量PCR检测胰腺α-淀粉酶、胰蛋白酶、脂肪酶以及小肠葡萄糖转运载体(SGLT1、GLUT2)的m RNA表达水平,利用Western-blot技术检测mTOR通路下游关键蛋白的磷酸化水平。试验结果显示:与对照组相比,添加RP-Leu可显著提高十二指肠食糜α-淀粉酶活性(P<0.05),趋于增加胰腺蛋白4EBP1的磷酸化水平(P<0.10)和胰腺中胰蛋白酶活性(P<0.10),对小肠食糜胰蛋白酶活、食糜脂肪酶活、胰腺发育、胰腺消化酶m RNA表达、小肠葡萄糖转运蛋白m RNA表达和胰腺S6K1磷酸化水平无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,添加RP-Lys对上述指标均无显著影响(P>0.05)。本研究表明,亮氨酸作为信号分子激活胰腺组织mTOR通路,促进α-淀粉酶活性,从而改善青年奶山羊小肠淀粉消化,提高生长性能。赖氨酸不具有刺激胰腺功能的作用。
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