谷氨酰胺和精氨酸對低溫下肉雞生長性能、腸道形態(tài)和腹水死亡的影響

李子平,田樹飛,牛建東

(1.河北北方學院動物科技學院,河北張家口 075000；2.懷來縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,河北懷來 075400)

腹水或肺動脈高壓綜合征是現(xiàn)代肉雞死亡的主要原因之一。由于遺傳選擇快速生長的性狀，肉雞具有較高的代謝率，需要較高的氧氣。但其肺和心血管系統(tǒng)通常僅能滿足正常條件下的氧需求供應，導致在極端條件下，如低環(huán)境溫度或高海拔條件下調(diào)節(jié)血氧的能力受損，導致低氧血癥、心輸出量增加、肺動脈高壓、右心室肥厚，最終導致腹水和死亡（楊慧萍和高睿，2018）。在肉雞器官中，胃腸道是一個高代謝活性、高供氧的器官，但對于肉雞來說，腸道的總氧需求量未知，在豬身上，它消耗了大約25% 的總氧，而它只占總體重的 5%（Yen 等，1989）。因此，腸道完整性和功能的改善對肉雞健康和腹水誘導條件下的生長性能具有重要影響。谷氨酰胺和精氨酸刺激腸道發(fā)育，提高雞胃腸道的整體效率，其中日糧補充谷氨酰胺對生長性能、腸道形態(tài)和免疫反應的益處在家禽中有報道（Jazideh 等，2014）。谷氨酰胺是腸上皮細胞等快速增殖細胞的主要能量來源，在腸免疫系統(tǒng)、黏液素合成、黏膜結(jié)構(gòu)的維持和上皮屏障的完整性等方面發(fā)揮重要作用。精氨酸是家禽必需的氨基酸，不能在體內(nèi)合成，需日糧提供。精氨酸是調(diào)節(jié)關(guān)鍵代謝途徑的功能氨基酸之一，是維持、生長、繁殖和免疫是必需的（李建慧等，2016）。正常飼養(yǎng)條件下，補充谷氨酰胺和精氨酸對生產(chǎn)性能和腸道功能的有益影響已被接受。但在冷應激誘導的腹水條件下，單獨或聯(lián)合使用谷氨酰胺和精氨酸的效果還有限。因此，本研究旨在評估不同水平的這兩種氨基酸對寒冷環(huán)境飼養(yǎng)的肉雞生長性能、腸道形態(tài)和腹水死亡的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 本試驗采用完全隨機設計，將900 只1 日齡肉雞隨機分為9 組，每組5 個重復，每個重復20 只，試驗日糧采用3×3 因子設計，即谷氨酰胺水平為0、0.5% 和1%，精氨酸水平為正常日糧（表1）精氨酸水平（各階段分別為1.5%、1.4% 和 1.1%）的 100%、130% 和 160%。在第 7、14 和 21 天時調(diào)整室內(nèi)溫度（26、20 和 15℃）誘導腹水病，之后在整個試驗期溫度維持在15℃左右。

1.2 數(shù)據(jù)記錄與樣品分析 試驗期間每天記錄死亡情況，每周記錄1 次飼料用量，分別在試驗第10、24 和42 天飼喂前對各重復肉雞進行稱重。所有死雞均剖檢腹腔，觀察積水情況。42 d 時，每個重復取2 只，稱重后屠宰，稱量內(nèi)臟器官重量（肝、肌胃、胰腺、脾）、心臟和腸段。

表1 各階段肉雞日糧配方

測量全腸的長度和重量，分離十二指腸、空腸和回腸，制作成切片后，顯微鏡檢測定絨毛高度、絨毛寬度、隱窩深度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析 采用SAS 軟件一般線性模型程序進行數(shù)據(jù)分析，采用Tukey 檢驗在5%的顯著性水平下評價處理間的顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 對生長性能的影響 由表2 可知，試驗期間各處理間的采食量無顯著性差異（P＞0.05），但0.5% 谷氨酰胺組肉雞采食量最高（P＜0.05）。日糧中添加0.5% 谷氨酰胺對各階段肉雞體增重具有顯著影響（P＜0.05），其中0.5% 谷氨酰胺+160% 精氨酸組肉雞增重最高（P＜0.05）。谷氨酰胺與精氨酸對肉雞采食量、體增重和料重比的影響無顯著交互作用（P＞0.05）。0.5% 谷氨酰胺組顯著降低了肉雞腹水死亡率（P＜0.05），0.5% 谷氨酰胺+130% 精氨酸組腹水死亡率最低（P＜ 0.05）。

2.2 對組織器官重量的影響 由表3 可知，日糧添加精氨酸和谷氨酰胺對肉雞小腸長度、重量及肝臟、肌胃、胰腺和脾臟相對重量的影響均無顯著差異（P＞ 0.05）。

2.3 對腸道絨毛形態(tài)的影響 由表4 可知，日糧添加谷氨酰胺對十二指腸和空腸絨毛高度具有顯著影響，與其他處理相比，0.5% 谷氨酰胺+130%精氨酸組絨毛高度最高（P＜0.05）。當谷氨酰胺水平增加到0.5% 時，絨毛高度僅在130% 精氨酸水平上增加。日糧精氨酸和谷氨酰胺添加水平對回腸絨毛高度無顯著影響（P＞0.05）。精氨酸顯著提高了回腸絨毛寬度（P＜0.05），但僅表現(xiàn)在0 和0.5% 谷氨酰胺水平組。補充谷氨酰胺改變了十二指腸和空腸的隱窩深度，其中0.5% 谷氨酰胺+130% 精氨酸組十二指腸和空腸隱窩深度最高（P＜0.05）。精氨酸和谷氨酰胺對回腸隱窩深度的影響無顯著交互作用（P＞0.05）。0.5% 谷氨酰胺+130% 精氨酸和1.0% 谷氨酰胺+160%精氨酸組肉雞十二指腸杯狀細胞數(shù)量顯著高于對照組（P＜0.05）。谷氨酰胺的主效應對空腸和回腸杯狀細胞數(shù)量具有顯著影響（P＜0.05）。

表2 精氨酸和谷氨酰胺對低溫條件肉雞生長性能的影響

表3 精氨酸和谷氨酰胺對低溫條件肉雞組織器官重量的影響

表4 精氨酸和谷氨酰胺對低溫條件肉雞腸道絨毛形態(tài)的影響

3 討論

谷氨酰胺是腸上皮細胞等快速增殖細胞成熟的重要底物或能量來源，因此在出生后第10 天補充谷氨酰胺可能會激活細胞有絲分裂（Bartell 和Batal，2007）。在本試驗中，0.5% 谷氨酰胺飼養(yǎng)的肉雞表現(xiàn)出較好的生長性能，其可能與谷氨酰胺為絨毛生長提供能量有關(guān)。因為絨毛高度越高，吸收表面積越大，飼料利用率越高，這反映在本研究得到的體增重和飼料轉(zhuǎn)化率上。在目前研究中，谷氨酰胺提高了隱窩深度，這與Soltan（2009）的研究結(jié)果不一致。此外，飼喂谷氨酰胺日糧的肉雞腹水死亡率最低，這可能與腸道氧利用率提高有關(guān)。

此外，從形態(tài)學特征上看，補充谷氨酰胺可能改善腸道管腔健康，增強腸道對病原體的抵抗力，改善免疫系統(tǒng)對IgA 分泌的反應，對空腸抗氧化應激有保護作用（Bartell 和 Batal，2007）。雖然在本試驗中補充精氨酸對肉雞生長性能和腹水死亡率無顯著影響，但日糧添加精氨酸可使回腸絨毛寬度、十二指腸和空腸絨毛高度與隱窩深度比值升高，空腸隱窩深度降低，這與Xaio 等（2016）的研究結(jié)果一致。較高的絨毛高度和絨毛高度與隱窩深度比值可能與多胺的產(chǎn)生和細胞有絲分裂激活有關(guān)，或通過額外補充精氨酸來增強小腸的發(fā)育和營養(yǎng)吸收。

在本試驗中，谷氨酰胺和精氨酸均可引起小腸杯狀細胞數(shù)量增加，尤其是十二指腸。杯狀細胞合成和分泌黏液素，在保護上皮細胞完整性方面起重要作用，同時，其產(chǎn)生的黏液是對抗腸道病原體的第一道防線（Montagne 等，2004）。雖然目前還不清楚日糧添加谷氨酰胺和精氨酸提高十二指腸杯狀細胞數(shù)量的原因，但通過同時補充這兩種氨基酸可引起這一腸段較高的粘液分泌或增加杯狀細胞周轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

根據(jù)本試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，日糧單獨添加0.5% 谷氨酰胺或結(jié)合130% 推薦水平的精氨酸可增加肉雞腸絨毛長度，改善生長性能，降低腹水死亡率。