二丁酰環(huán)磷腺苷鈣對肥育豬生長性能和血清生化指標(biāo)的影響

張光磊 王勤華 范志勇 吳 信* 王賞初 彭紅星 姚亞軍 印遇龍

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，長沙410125；3.長沙興嘉生物工程股份有限公司，長沙410011)

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二丁酰環(huán)磷腺苷鈣對肥育豬生長性能和血清生化指標(biāo)的影響

張光磊1,2王勤華1,2范志勇1*吳 信1,2*王賞初3彭紅星3姚亞軍3印遇龍1,2

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，長沙410125；3.長沙興嘉生物工程股份有限公司，長沙410011)

本試驗(yàn)旨在研究二丁酰環(huán)磷腺苷鈣對肥育豬生長性能和血清生化指標(biāo)的影響。選取日齡和體重相近[(83.18±1.62) kg]、生長狀況良好的“長×白×杜”三元雜交育肥豬18頭，隨機(jī)分成2組，每組9個(gè)重復(fù)。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)飼糧中添加40 mg/kg的二丁酰環(huán)磷腺苷鈣。試驗(yàn)期30 d。結(jié)果顯示，與對照組相比：1)飼糧中添加二丁酰環(huán)磷腺苷鈣使肥育豬日增重提高了30.12 g(P>0.05)；2)飼糧中添加二丁酰環(huán)磷腺苷鈣顯著降低了肥育豬血清乳酸脫氫酶活性(P<0.05)，同時(shí)顯著提高了血清中尿素的含量(P<0.05)；3)飼糧中添加二丁酰環(huán)磷腺苷鈣顯著降低了肥育豬血清非必需氨基酸中的絲氨酸、甘氨酸和天冬氨酸的含量(P<0.05)，同時(shí)顯著提高了必需氨基酸中的蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸和異亮氨酸的含量(P<0.05)。以上結(jié)果表明，二丁酰環(huán)磷腺苷鈣在一定程度上能改善肥育豬的生長性能，這可能與其促進(jìn)氨基酸的代謝相關(guān)。

二丁酰環(huán)磷腺苷鈣；肥育豬；游離氨基酸；蛋白質(zhì)沉積；氨基酸代謝

作為一種無特異性的小分子高生物活性物，環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)是生長激素、腎上腺素等多種激素的第二信使，在生物體內(nèi)廣泛存在[1]。cAMP是由外界信號(如某些激素或其他分子信號)刺激，激活腺苷酸環(huán)化酶催化ATP環(huán)化形成，它對酶活性[2]、基因表達(dá)[3]、離子通道活性[4]、細(xì)胞生長[5]等有重要影響，發(fā)揮著廣泛的營養(yǎng)代謝調(diào)節(jié)作用，是一種有良好應(yīng)用前景的動(dòng)物生長調(diào)節(jié)劑。二丁酰環(huán)磷腺苷鈣(dibutyryl cyclic adenosine monophosphate-calcium,dbcAMP-Ca)作為cAMP的衍生物，當(dāng)被機(jī)體吸收后，使得鈣離子(Ca2+)釋放并與鈣調(diào)蛋白的結(jié)合加快，cAMP含量升高，同時(shí)可保證cAMP含量的相對穩(wěn)定，因此它與cAMP-具有相同的生理功能，可通過活化cAMP-蛋白激酶系統(tǒng)使糖原磷酸化進(jìn)而調(diào)控糖代謝[6]；也可以通過提高脂肪酶活性，調(diào)節(jié)脂類、蛋白質(zhì)的代謝，這與動(dòng)物所處的階段的相關(guān)：在生長階段其主要促進(jìn)蛋白質(zhì)的代謝，在育肥階段以促進(jìn)脂類代謝為主[7]。此外，dbcAMP-Ca作為一種生長調(diào)節(jié)劑，具有極性小，有親脂性的特點(diǎn)，它可通過細(xì)胞膜在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，可通過飼糧添加使用，并且該物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮作用后，多余的可被磷酸二酯酶分解，不會在體內(nèi)造成殘留，使用安全性更高[8-9]，且在動(dòng)物體內(nèi)的化學(xué)形式更為穩(wěn)定。不過，目前關(guān)于dbcAMP-Ca對肥育豬生長和氨基酸代謝調(diào)控的研究比較少，因此，本試驗(yàn)主要研究了dbcAMP-Ca對肥育豬生長性能和血清生化指標(biāo)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取日齡和體重相近[(83.18±1.62) kg]、生長狀況良好的“長×白×杜”三元雜交育肥豬18頭，隨機(jī)分成2組，每組9個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。

對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，參照NRC(2012)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其組成及營養(yǎng)水平見表1；試驗(yàn)組在基礎(chǔ)飼糧中添加40 mg/kg dbcAMP-Ca(按98%的純度折算成純品添加量)。每天08:00和14:00飼喂2次，每頭豬投料量在3.3 kg/d左右，自由采食和飲水。試驗(yàn)在湖南長沙興嘉生物工程股份有限公司試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)持續(xù)30 d，嚴(yán)格按照豬場防疫和飼養(yǎng)管理制度進(jìn)行操作。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of the diet：Cu 120 g，F(xiàn)e 110 g，Zn 80 g，Mn 30 g，I 0.5 g，Se 0.25 g，Co 0.2 g，Cr 0.2 g，VA 2 800 IU，VD 3 800 IU，泛酸鈣 calcium pantothenate 5.0 mg，煙酰胺 nicotinamide 10 mg。

2)營養(yǎng)水平為計(jì)算值。Nutrient levels were calculated values.

1.2 試驗(yàn)材料

dbcAMP-Ca純度為98%，由杭州美亞藥業(yè)股份有限公司提供。

1.3 樣品采集及指標(biāo)檢測

1.3.1 生長性能指標(biāo)

試驗(yàn)豬在空腹12 h條件下，記錄試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)的體重，并用自動(dòng)飼喂系統(tǒng)記錄試驗(yàn)期每頭豬的采食量，計(jì)算日增重、日采食量和料重比。

1.3.2 血清生化指標(biāo)

試驗(yàn)結(jié)束后從試驗(yàn)組和對照組各隨機(jī)選6頭豬，空腹12 h進(jìn)行前腔靜脈采血10 mL，所采血樣置于真空采血管中，室溫下靜置15 min后，4 000 r/min離心10 min，收集血清，分裝于EP管中，每管5 mL，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

采用全自動(dòng)血液生化指標(biāo)測試儀測定生化指標(biāo)，使用儀器為深圳邁瑞全自動(dòng)生化分析儀BS-190，使用試劑為深圳邁瑞全自動(dòng)生化分析儀相配套試劑盒。

1.3.3 血清游離氨基酸含量

取血清300 μL，以1∶1比例加入8%磺基水楊酸，振蕩混勻，于4 ℃中靜置8 h左右，10 000 r/min離心10 min，取上清液過0.45 μm濾膜至氨基酸上樣瓶內(nèi)管中，用L-8800型全自動(dòng)氨基酸分析儀(Beckman公司)檢測谷氨酸(Glu)、絲氨酸(Ser)、組氨酸(His)、甘氨酸(Gly)、蘇氨酸(Thr)、丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、賴氨酸(Lys)和脯氨酸(Pro)等含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SE)表示，用SAS 6.0軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對比試驗(yàn)組和對照組結(jié)果是否差異顯著，統(tǒng)計(jì)顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 dbcAMP-Ca對肥育豬生長性能的影響

由表2可知，試驗(yàn)組肥育豬生長性能與對照組相比無顯著差異(P>0.05)。試驗(yàn)組日采食量提高了2.6%，日增重提高了30.12 g，料重比降低了0.01。

表2 dbcAMP-Ca對肥育豬生長性能的影響

2.2 dbcAMP-Ca對肥育豬血清生化指標(biāo)的影響

由表3可知，與對照組相比，飼糧添加dbcAMP-Ca顯著降低血清中乳酸脫氫酶(LDH)活性(P<0.05)，降低了6.82%；顯著提高血清中尿素含量(P<0.05)，提高了49.35%。其他血清生化指標(biāo)2組之間差異均不顯著(P>0.05)

表3 dbcAMP-Ca對肥育豬血清生化指標(biāo)的影響

*表示與對照相比差異顯著(P<0.05)。下表同。

* mean significant difference compared with control group (P<0.05). The same as below.

2.3 dbcAMP-Ca對肥育豬血清游離氨基酸含量的影響

由表4可知，與對照組相比，試驗(yàn)組血清Ser、Gly、Asp含量顯著降低(P<0.05)，而Thr、Val、Ile、Phe和Trp含量顯著升高(P<0.05)；其他氨基酸含量2組之間差異不顯著(P>0.05)。

3 討 論

3.1 dbcAMP-Ca對肥育豬生長性能的影響

作為cAMP的衍生物，dbcAMP-Ca具有相似的生理功能[10]。但二丁酰環(huán)腺苷酸(dbcAMP)具有極性小、有親脂性的特點(diǎn)，可通過細(xì)胞膜在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，這克服了cAMP在使用上的缺陷，使其能夠直接在飼料中添加使用。研究發(fā)現(xiàn)cAMP及其衍生物能夠激活蛋白激酶，使代謝酶的活性加強(qiáng)，底物蛋白磷酸化，磷酸化的結(jié)果是組蛋白加速復(fù)制轉(zhuǎn)錄，酸性蛋白加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)核酸和mRNA合成，最終加強(qiáng)蛋白質(zhì)的合成，從而明顯改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能[11-12]。張富梅等[13]在肉雞的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)注射cAMP也能顯著促進(jìn)肉雞的增重，提高飼料轉(zhuǎn)化率。Navegantes等[14]通過提高鼠細(xì)胞內(nèi)cAMP水平，能顯著降低鼠骨骼肌中蛋白質(zhì)水解酶的活性從而增加蛋白質(zhì)的凈沉積，提高瘦肉率。田允波[15]選用20 kg左右的杜×長二元雜交豬進(jìn)行90 d試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)飼糧添加dbcAMP能顯著提高生長育肥豬的日增重和胴體瘦肉率，顯著降低料重比。馮尚連等[16]通過注射的方式向10 kg仔豬皮下注射cAMP，發(fā)現(xiàn)cAMP促動(dòng)物生長作用明顯。楊在清等[17]通過給豬皮下注射cAMP 1個(gè)月，對提高豬的日增重有非常明顯的效果。

本試驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組與對照組相比在一定程度上改善了生長育肥的生長性能，但差異不顯著，這與前人的研究結(jié)果不一致。分析其主要原因可能是：高士爭等[7]在豬試驗(yàn)中所選用的豬體重都低于30 kg，處于生長階段，主要為蛋白質(zhì)的合成代謝，促生長作用明顯；而本試驗(yàn)所選豬體重為83 kg左右，處于育肥階段，添加dbcAMP-Ca主要促進(jìn)脂肪的代謝，脂肪在皮下和腹腔內(nèi)大量沉積，進(jìn)而影響胴體品質(zhì)，促蛋白質(zhì)代謝作用較小，所以生長性能改善沒前人研究結(jié)果那么明顯。此外，嚴(yán)達(dá)偉等[18]通過在不同階段豬試驗(yàn)中添加dbcAMP，也得到了與本試驗(yàn)相同的結(jié)果：在生長階段可顯著提高生長肥育豬日增重，料重比明顯降低，促進(jìn)動(dòng)物的生長；肥育階段促生長作用不顯著，以促進(jìn)脂肪分解為主，使體內(nèi)脂肪沉積減少。

3.2 dbcAMP-Ca對肥育豬血清生化指標(biāo)和游離氨基酸含量的影響

豬血清生化指標(biāo)的改變反映了機(jī)體新陳代謝機(jī)能發(fā)生改變和組織細(xì)胞通透性發(fā)生改變[19]。血清中LDH活性和尿素含量均可反映畜禽對糖類和蛋白質(zhì)的代謝效率。LDH是動(dòng)物體內(nèi)參與糖酵解的重要酶類，其主要功能是催化丙酮酸脫氫生成乳酸[20]。尿素含量可準(zhǔn)確地反映動(dòng)物機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和氨基酸之間的平衡狀況，較低的尿素含量表明機(jī)體蛋白質(zhì)合成率較高[21]。本試驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組血清LDH活性顯著低于對照組，說明dbcAMP-Ca在豬育肥階段可能對動(dòng)物機(jī)體的糖酵解有抑制作用。試驗(yàn)組血清尿素含量顯著高于對照組，這可能是與dbcAMP-Ca的功能相關(guān)，在育肥階段dbcAMP-Ca主要促進(jìn)脂肪組織代謝，而蛋白質(zhì)代謝相對較緩慢，當(dāng)機(jī)體在攝入充足的營養(yǎng)物質(zhì)的情況下，在維持正常生長代謝時(shí)，血清白蛋白作為營養(yǎng)儲備含量增加，流入代謝途徑含量減少，減少了蛋白質(zhì)沉積，因而導(dǎo)致血清尿素含量升高。Hahn等[22]的研究也發(fā)現(xiàn)，低濃度的尿素與高濃度相比，更容易促進(jìn)肌肉的生長，這與本試驗(yàn)中生長性能無顯著效果的結(jié)論相一致。

血清游離氨基酸與機(jī)體氨基酸的代謝及蛋白質(zhì)沉積息息相關(guān)，其水平反映著動(dòng)物的營養(yǎng)狀況[23]。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加dbcAMP-Ca能夠促進(jìn)機(jī)體進(jìn)行氨基酸的代謝，其中非必須氨基酸Ser、Gly、Asp含量顯著低于對照組。Asp在動(dòng)物體內(nèi)的代謝途徑主要通過脫氨生成草酰乙酸而促進(jìn)三羧酸循環(huán)，是三羧酸循環(huán)中的重要成分；也與鳥氨酸循環(huán)密切相關(guān)，Asp在轉(zhuǎn)氨酶的作用下產(chǎn)生草酰乙酸和Glu，Glu和其他氨基酸之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化參與尿素的合成，擔(dān)負(fù)著使血液中的氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩嘏判钩鋈サ牟糠止ぷ鱗24]。本試驗(yàn)中試驗(yàn)組血清尿素含量高，可能與Asp促進(jìn)鳥氨酸循環(huán)、最終生成尿素有關(guān)。此外，試驗(yàn)組必須氨基酸Thr含量顯著高于對照組。Ser、Gly、Thr作為核苷酸代謝中3個(gè)重要的氨基酸，它們之間在酶的作用下可以相互轉(zhuǎn)化。Ser在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，可以合成Gly；蘇氨酸脫氫酶是Thr的主要降解酶，80%左右的Thr在脫氫酶途徑，合成Gly；在可逆酶——絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，Gly分解為Ser[25]。而本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ser、Gly的含量降低，而Thr含量升高，可以推斷Thr含量的升高有一部分可能是由于Ser、Gly轉(zhuǎn)化而來的。Thr作為豬的第二或第三限制性氨基酸，它是構(gòu)成體蛋白質(zhì)的重要組成部分，同時(shí)還參與蛋白質(zhì)的合成[26]，Thr的適宜劑量可以補(bǔ)充Gly的不足，另外Thr對采食量有一定的調(diào)節(jié)作用。許多研究已經(jīng)證明Thr對氨基酸代謝有明顯的影響[27-28]。而本試驗(yàn)中除Thr含量之外，支鏈氨基酸Val、Ile含量都顯著提高，支鏈氨基酸具有氧化供能、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和抑制蛋白質(zhì)降解的作用[29]，這些結(jié)果說明dbcAMP-Ca可能在一定程度影響了機(jī)體氨基酸的代謝，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

dbcAMP-Ca在一定程度上能改善育肥豬的生長性能，這與dbcAMP-Ca能夠促進(jìn)育肥豬氨基酸的代謝，顯著影響與核苷酸代謝相關(guān)的血清Ser、Gly、Thr等生理氨基酸，以及顯著提高Val、Ile等支鏈氨基酸以及Phe和Trp的含量有關(guān)。

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*Corresponding authors: FAN Zhiyong, professor, E-mail: fzyong04@163.com; WU Xin, associate professor, E-mail: wuxin@isa.ac.cn

(責(zé)任編輯 田艷明)

Effects of Dibutyryl Cyclic Adenosine Monophosphate-Calcium on Growth Performance and Serum Biochemical Indices of Finishing pigs

ZHANG Guanglei1,2WANG Qinhua1,2FAN Zhiyong1*WU Xin1,2*WANG Shangchu3PENG Hongxing3YAO Yajun3YIN Yulong1,2

(1.HunanCo-InnovationCenterofAnimalProductionSafety,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China; 2.HunanProvincialEngineeringResearchCenterofHealthyLivestock,KeyLaboratoryofAgro-ecologicalProcessesinSubtropicalRegion,InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofSciences,Changsha410125,China; 3.XingjiaBio-EngineeringCo.Ltd.Changsha410011,China)

This study was conducted to investigate the effects of dibutyryl cyclic adenosine monophosphate-calcium (dbcAMP-Ca) on growth performance and serum biochemical indices of finishing pigs. Eighteen healthy crossbred (Landrace×Large White×Duroc) barrows with the body weight of (83.18±1.62) kg and similar age were randomly allotted to two groups with nine replicates each. The pigs were fed with the basal diet (control), or the basal diet supplemented with 40 mg/kg dbcAMP-Ca. The trial lasted for 30 days. The results showed that, compared with control group: 1) dietary dbcAMP-Ca tended to improve daily gain of finishing pigs by 30.12 g (P>0.05); 2) dietary dbcAMP-Ca significantly decreased serum lactic dehydrogenase activity and increased serum urea content (P<0.05); 3) dietary dbcAMP-Ca significantly reduced serum contents of non-essential amino acids, such as Ser, Gly and Asp (P<0.05), and increased serum contents of essential amino acids, including Thr, Val, Ile, Phe and Trp (P<0.05). The results indicate that the dbcAMP-Ca can improve the growth performance by affecting the amino acid metabolism of finishing pigs.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(1)：264-270]

dbcAMP-Ca; finishing pigs; free amino acids; protein deposition; amino acid metabolism

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.01.030

2016-07-07

湖南省重大科技專項(xiàng)(2015NK1002)；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0500504)；長沙市產(chǎn)學(xué)研合作專項(xiàng)(2013B090900007)

張光磊(1990—)，男，山西太原人，碩士研究生，從事動(dòng)物營養(yǎng)生理代謝調(diào)控研究。E-mail: 478969226@qq.com

*通信作者：范志勇，教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: fzyong04@163.com;吳 信，副研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail: wuxin@isa.ac.cn

S816.7

A

1006-267X(2017)01-0264-07