宰后肌肉能量代謝對(duì)肉品質(zhì)的影響研究進(jìn)展

李繼強(qiáng)，朱立賢，仝 林，李 航，郝劍剛，張皓琪，張一敏,*

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系通遼站， 內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系恒都綜合試驗(yàn)站，重慶 408216； 4.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系烏拉蓋站，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026321）

肉色、嫩度、保水性等肉的品質(zhì)特性一直是影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)意愿的重要因素[1]，而活體及宰后肌肉能量代謝會(huì)影響肉的生長(zhǎng)、發(fā)育、成熟過(guò)程，并最終對(duì)肉的品質(zhì)產(chǎn)生影響[2-3]。本文從能量代謝與肉品質(zhì)的關(guān)系、腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）和沉默信息調(diào)節(jié)因子（silent information regulators，SIRTs） 家族對(duì)能量代謝的影響等方面概述肌肉能量代謝對(duì)肉品質(zhì)的影響，以期為通過(guò)肌肉能量代謝途徑調(diào)控肉的品質(zhì)提供理論依據(jù)，同時(shí)也為提高我國(guó)肉類(lèi)品質(zhì)和肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供借鑒。

1 宰后肌肉內(nèi)環(huán)境變化及能量代謝

在活體動(dòng)物中，要想維持機(jī)體的正?；顒?dòng)，必須要保持肌肉內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。ATP是由1 個(gè)腺苷和3 個(gè)磷酸基團(tuán)組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，3 個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵分解后可以釋放大量的能量，進(jìn)而維持機(jī)體正常代謝，因此ATP是機(jī)體新陳代謝的能量基礎(chǔ)。肌肉產(chǎn)生ATP的能量途徑主要有3 條：磷酸肌酸系統(tǒng)、糖酵解途徑和氧化磷 酸化[1]。在動(dòng)物屠宰放血后，機(jī)體逐漸進(jìn)入缺氧狀態(tài)，無(wú)法通過(guò)有氧氧化維持正常的代謝過(guò)程，為了維持ATP的平衡，磷酸肌酸系統(tǒng)、糖酵解等途徑被激活。同時(shí)，伴隨著這一系列生化反應(yīng)過(guò)程，肌肉內(nèi)環(huán)境也逐漸發(fā)生變化，從而使肌肉轉(zhuǎn)化為“肉”。因此，了解每條途徑在宰后代謝中的作用是理解肌肉轉(zhuǎn)化為食用肉過(guò)程的基礎(chǔ)。

1.1 氧化磷酸化

氧化磷酸化是指煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）和還原黃素腺嘌呤二核苷酸（flavine adenine dinucleotide，reduced，F(xiàn)ADH2） 的電子通過(guò)電子傳遞鏈傳遞給O2，與H＋結(jié)合生成H2O（圖1），同時(shí)釋放能量使代謝產(chǎn)物上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP），通過(guò)磷酸化形成ATP的過(guò)程[4]。

圖1 線(xiàn)粒體電子傳遞鏈途徑Fig. 1 Mitochondrial electron transport chain pathway

宰后肌肉的有氧代謝多年來(lái)一直被忽視，人們普遍認(rèn)為動(dòng)物宰殺放血后，氧供應(yīng)中斷，但氧氣的消耗并不是一個(gè)瞬間的過(guò)程，宰后初始階段機(jī)體中仍然有部分氧存在，并且線(xiàn)粒體在結(jié)構(gòu)上保持完整，仍能通過(guò)有氧氧化產(chǎn)生能量。有研究表明，有氧氧化過(guò)程每分子葡萄糖的ATP產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于糖酵解過(guò)程ATP的產(chǎn)生量（38∶3）[5]， 即使是屠宰過(guò)程中氧化磷酸化的微小增加也能顯著改善ATP水平[3]。因此，宰后肌肉的有氧氧化過(guò)程對(duì)ATP穩(wěn)態(tài)的貢獻(xiàn)也不可忽視。但也有學(xué)者認(rèn)為，宰后肌肉中的氧氣是有限的，線(xiàn)粒體有氧呼吸對(duì)ATP的產(chǎn)生貢獻(xiàn)很小。Wang Chengcheng等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)宰后代謝過(guò)程中，有氧呼吸產(chǎn)生的ATP總占比很低（小于1%）。宰后9 h左右，有氧呼吸產(chǎn)生的ATP停止。因此，有氧氧化對(duì)宰后ATP穩(wěn)態(tài)的影響仍然存在爭(zhēng)議，目前研究來(lái)看，有氧氧化是宰后早期ATP貢獻(xiàn)不可忽視的因素，但從整個(gè)宰后代謝過(guò)程來(lái)看，有氧氧化對(duì)ATP的產(chǎn)生貢獻(xiàn)很小。

當(dāng)機(jī)體內(nèi)的氧消耗殆盡后，機(jī)體無(wú)法通過(guò)氧化磷酸化生成ATP，NADH和FADH2逐漸累積，并負(fù)反饋到三羧酸循環(huán)系統(tǒng)，抑制三羧酸循環(huán)的進(jìn)行。

1.2 磷酸肌酸體系

磷酸肌酸體系在宰后早期階段可以有效維持ATP水平[6]。肌酸激酶（creatine kinase，CK）催化無(wú)機(jī)磷酸鹽（Pi）從磷酸肌酸到ADP的可逆轉(zhuǎn)移，形成ATP和肌酸（圖2）。

圖 2 磷酸肌酸代謝過(guò)程Fig. 2 Phosphocreatine metabolism

動(dòng)物宰殺放血后的有氧氧化途徑終止后，為了維持ATP水平，磷酸肌酸開(kāi)始分解，產(chǎn)生磷酸和肌酸，并為機(jī)體提供ATP。磷酸肌酸在肌肉中的貯存有限，只能在短時(shí)間內(nèi)維持宰后肌肉中的ATP水平，當(dāng)70%的磷酸肌酸被消耗時(shí)，無(wú)氧糖酵解逐漸成為產(chǎn)生ATP的主要途徑[7]。其代謝產(chǎn)物（AMP、ADP、Pi）在糖酵解途徑中可以作為限速酶的激活劑，進(jìn)而影響糖酵解途徑。

1.3 糖酵解途徑

糖酵解是指在無(wú)氧條件下，葡萄糖被降解為丙酮酸并產(chǎn)生ATP的過(guò)程[8]。動(dòng)物宰殺放血后，肌肉中保留的氧氣無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間維持氧化磷酸化過(guò)程的正常進(jìn)行，磷酸肌酸體系也不能長(zhǎng)時(shí)間維持ATP的穩(wěn)態(tài)，當(dāng)磷酸肌酸被消耗70%時(shí)，糖酵解途徑逐漸成為產(chǎn)生ATP的主要途徑。

機(jī)體內(nèi)貯存的糖原分解成葡萄糖進(jìn)入糖酵解過(guò)程，經(jīng)過(guò)一系列的酶促反應(yīng)過(guò)程，最終生成丙酮酸。由于肌肉長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)，糖酵解產(chǎn)物丙酮酸無(wú)法通過(guò)乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)，在乳酸脫氫酶的作用下產(chǎn)生乳酸。

2 能量代謝與肉品質(zhì)

肌肉轉(zhuǎn)化為肉的過(guò)程中所涉及的宰后肌肉能量代謝與肉品質(zhì)密切相關(guān)[9]。動(dòng)物宰殺放血后，肌肉組織供氧中斷，細(xì)胞逐漸進(jìn)入缺氧狀態(tài)，為了維持機(jī)體的正常代謝，如上所述，肌肉內(nèi)會(huì)發(fā)生氧化磷酸化、磷酸肌酸分解和糖酵解等一系列代謝過(guò)程，并最終影響肉的品質(zhì)形成[10]。

2.1 磷酸肌酸體系與肉品質(zhì)

宰后早期階段，肌肉中的ATP主要由磷酸肌酸的分解提供：ADP＋磷酸肌酸＋H＋?ATP＋肌酸。但僅靠磷酸肌酸分解產(chǎn)生的ATP無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間維持宰后的能量代謝，當(dāng)機(jī)體內(nèi)的磷酸肌酸被消耗超過(guò)70%的閾值后，肌肉糖酵解啟動(dòng)[7]。宰前肌肉中的磷酸肌酸含量會(huì)影響宰后早期糖酵解過(guò)程的進(jìn)行。宰前肌肉中磷酸肌酸含量較高時(shí)，磷酸肌酸體系在宰后初期可以更長(zhǎng)時(shí)間提供ATP，因此可以延遲糖酵解過(guò)程的開(kāi)始。與此同時(shí)，磷酸肌酸分解產(chǎn)生ATP的過(guò)程會(huì)消耗H＋，從而延緩宰后pH值的下降。Scheffler等[11]研究發(fā)現(xiàn)，具有腺苷酸蛋白激酶γ3R200Q的豬具有較高的磷酸肌酸水平，且宰后維持ATP水平的能力增強(qiáng)，從而延緩了糖酵解過(guò)程的進(jìn)行。

肌酸是一種天然存在于肌肉中的氮化合物，在能量代謝中具有關(guān)鍵作用，可以被磷酸化為磷酸肌酸[12]。當(dāng)肌肉ATP水平低于閾值后，作為肌肉重要的能量緩沖系統(tǒng)肌酸被磷酸化成磷酸肌酸，隨后與ADP在肌酸激酶的催化下再生成ATP[13]。目前已經(jīng)有很多研究通過(guò)在飼糧中添加物質(zhì)來(lái)改變機(jī)體內(nèi)的磷酸肌酸含量，調(diào)控肉品質(zhì)。有研究表明，膳食中添加肌酸或一水肌酸（creatine monohydrate，CMH）可以提高機(jī)體內(nèi)的肌酸和磷酸肌酸含量[14]，降低宰后肌肉的糖酵解率，從而改善豬肉品質(zhì)[15]。Zhang Lin等[16]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加CMH通過(guò)提高肌內(nèi)磷酸肌酸/肌酸系統(tǒng)的能量緩沖能力，改善肌肉能量狀態(tài)，抑制運(yùn)輸誘導(dǎo)的AMPKα通路的激活，有利于通過(guò)減少夏季運(yùn)輸應(yīng)激的快速糖酵解來(lái)提高肉品質(zhì)。也有研究發(fā)現(xiàn)，膳食中添加胍基乙酸（guanidineacetic acid，GAA）也增加了總肌酸和磷酸肌酸水平，并發(fā)現(xiàn)添加GAA提高了豬背最長(zhǎng)肌的pH值，降低了滴水損失、蒸煮損失和剪切力，同時(shí)降低了己糖激酶的活性和乳酸含量[17]。這表明GAA可以作為一種有效的肌酸來(lái)源影 響糖酵解過(guò)程。Juhn[18]研究表明，補(bǔ)充肌酸增加了細(xì)胞內(nèi)磷酸肌酸水平，導(dǎo)致細(xì)胞水合作用增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)的水合作用可能會(huì)加強(qiáng)肌纖維結(jié)締組織網(wǎng)絡(luò)并改善嫩度。

綜上所述，磷酸肌酸體系對(duì)于宰后肉品質(zhì)的影響也主要是通過(guò)抑制糖酵解過(guò)程來(lái)進(jìn)行，當(dāng)肌肉中含有較多的磷酸肌酸時(shí)，會(huì)降低宰后肌肉的糖酵解率，從而改善肉品質(zhì)。此外，磷酸肌酸分解過(guò)程會(huì)消耗H＋，從而減緩因H＋的累積而導(dǎo)致的宰后pH值下降過(guò)程，改善因宰后pH值的快速下降而導(dǎo)致的保水性較差等問(wèn)題。

2.2 糖酵解與肉品質(zhì)

糖酵解過(guò)程是影響宰后肉品質(zhì)形成的重要因素。肌肉中的糖原含量、糖酵解酶活性等都會(huì)通過(guò)糖酵解途徑對(duì)肉的嫩度、肉色、保水性等品質(zhì)產(chǎn)生影響，因此了解宰后肌肉糖酵解過(guò)程對(duì)肉品質(zhì)的影響，對(duì)于肉品質(zhì)的調(diào)控具有重要意義。

宰后肌肉內(nèi)的糖原在各種糖酵解酶的催化作用下生成丙酮酸，并在乳酸脫氫酶的催化作用下最終生成乳酸。宰后pH值的下降與糖酵解過(guò)程及ATP水解產(chǎn)生的H＋累積有關(guān)[6]。許多研究表明，宰后肌肉成熟過(guò)程中pH值的下降速率與程度是影響肉品質(zhì)的關(guān)鍵因素[9,19-20]，宰后肌肉中糖酵解速率過(guò)快會(huì)導(dǎo)致H＋的快速積累，進(jìn)而導(dǎo)致pH值的快速下降，肌肉中的肌球蛋白發(fā)生變性，肌絲間距變小，從而不利于肉的保水性[3]。宰后肌肉中的代謝異常會(huì)影響pH值的變化，pH值的快速下降容易導(dǎo)致PSE（pale, soft, and exudative）肉的產(chǎn)生，pH值下降程度不足，會(huì)導(dǎo)致DFD（dry, firm, and dark）肉的產(chǎn)生，進(jìn)而影響肉色、嫩度、保水性等品質(zhì)[21]。目前對(duì)于糖酵解過(guò)程的調(diào)控主要集中在兩方面，一方面是通過(guò)改變肌肉中的糖原含量來(lái)調(diào)控糖酵解的程度，另一方面是通過(guò)調(diào)節(jié)糖酵解關(guān)鍵酶活性來(lái)調(diào)控糖酵解速率。

宰后肌肉的糖酵解程度受到糖原含量的影響，肌肉內(nèi)糖原含量的積累與屠宰前的狀態(tài)有關(guān)。畜禽屠宰前的禁食、應(yīng)激反應(yīng)等都會(huì)影響到體內(nèi)的糖原含量，進(jìn)而影響宰后肉品質(zhì)的發(fā)展。畜禽在屠宰前一般都會(huì)經(jīng)過(guò)禁食階段。吳學(xué)壯等[22]研究宰前禁食時(shí)間對(duì)肉雞糖代謝的影響，結(jié)果表明，隨著禁食時(shí)間的延長(zhǎng)，肌肉中的糖原含量降低，并最終導(dǎo)致宰后24 h的pH值升高，亮度值（L*）、蒸煮損失和剪切力降低。但Apaoblaza等[23]研究發(fā)現(xiàn)，肉牛禁食24 h，肌肉內(nèi)糖原含量降低，但其極限pH（ultimate pH，pHu）值并未發(fā)生顯著變化，這表明宰后pHu值不僅受到肌肉中糖原含量的影響，還受到其他因素的綜合作用。也有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于豬肉，禁食時(shí)間低于18 h會(huì)導(dǎo)致PSE肉的產(chǎn)生，禁食時(shí)間超過(guò)22 h會(huì)導(dǎo)致DFD肉的產(chǎn)生[24-25]。

除了禁食以外，宰前熱應(yīng)激也會(huì)導(dǎo)致肌肉中糖原含量的變化。研究表明，高溫會(huì)對(duì)畜禽能量代謝產(chǎn)生不良影響，加速其糖酵解過(guò)程，H＋快速積累，pH值降低[26]。李軍喬等[27]研究發(fā)現(xiàn)，高溫環(huán)境導(dǎo)致肉雞L*、剪切力和滴水損失增加，并降低紅度值，這與楊書(shū)慧等[28]的研究相似。Lu Zhuang等[29]證實(shí)，32 ℃熱應(yīng)激14 d的肉雞乳酸含量、乳酸脫氫酶和丙酮酸激酶活性與保持在22 ℃熱中性條件下的肉雞相比表現(xiàn)出更高水平。這表明慢性熱應(yīng)激引起線(xiàn)粒體功能障礙，降低了動(dòng)物的有氧代謝，導(dǎo)致糖酵解增加，表現(xiàn)為pHu值降低和剪切力降低，L*和滴水損失增加。對(duì)于急性熱應(yīng)激（32 ℃持續(xù)2 h），肉雞血漿中CK、乳酸脫氫酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平升高，這些酶與肌肉糖酵解和蛋白質(zhì)水解有關(guān)。因此，在屠宰后發(fā)現(xiàn)其具有更大的滴水損失及更快的pH值下降速率。吳小偉等[30]研究不同屠宰季節(jié)對(duì)生豬肉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)夏季屠宰杜長(zhǎng)大三元雜交豬和三門(mén)峽黑豬豬肉宰后24 h的pH值均顯著低于其他3 個(gè)季節(jié)，且CK、乳酸脫氫酶活性顯著高于其他季節(jié)，這說(shuō)明夏季屠宰導(dǎo)致的熱應(yīng)激會(huì)提高生豬體內(nèi)的CK、乳酸脫氫酶活性，從而促進(jìn)糖酵解過(guò)程的進(jìn)行，導(dǎo)致H＋快速積累，在宰后24 h產(chǎn)生較低的pH值。同時(shí)發(fā)現(xiàn)夏季屠宰的生豬肉具有更高的L*和汁液損失，這可能是較低的pHu值所致。除熱應(yīng)激以外，運(yùn)輸也會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物宰前的應(yīng)激反應(yīng)，大量研究表明，宰前的長(zhǎng)期運(yùn)輸會(huì)加速肌肉中ATP的消耗，誘導(dǎo)糖酵解的進(jìn)行，最后導(dǎo)致乳酸積累，pH值降低，肉品質(zhì)變差[31-32]。

綜上所述，糖酵解對(duì)肉品質(zhì)的影響主要通過(guò)影響宰后pH值的變化影響酶活性、結(jié)構(gòu)蛋白等，進(jìn)而影響肉品質(zhì)。宰后正常的糖酵解過(guò)程有助于改善肉品質(zhì)，但糖酵解速率過(guò)快（pH值下降過(guò)快，形成PSE肉）、糖酵解程度不足（pHu值過(guò)高，形成DFD肉）及糖酵解過(guò)度（pHu值過(guò)低，形成酸肉）均會(huì)對(duì)肉品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。對(duì)于糖酵解的調(diào)控可以通過(guò)改變肌肉中的糖原含量及糖酵解酶活性來(lái)進(jìn)行。宰前禁食、運(yùn)輸、熱應(yīng)激等均會(huì)對(duì)肌肉的糖原含量產(chǎn)生影響，進(jìn)而調(diào)控糖酵解的進(jìn)行。

3 AMPK對(duì)能量代謝的影響

AMPK是一種廣泛存在于真核細(xì)胞中的異三聚體酶，由1 個(gè)催化亞基α和2 個(gè)調(diào)節(jié)亞基β和γ組成[33]。其中α亞基中的N端主要負(fù)責(zé)催化功能，C端負(fù)責(zé)結(jié)合β和γ亞基，β亞基可在肌肉中糖原含量處于較高水平時(shí)抑制AMPK的活性[34]，而γ亞基中含有與AMP/ATP相結(jié)合的位點(diǎn)。許多研究表明，AMP/ATP比例增加會(huì)通過(guò)增加α亞基中Thr172的磷酸化從而激活A(yù)MPK[35]。但也有學(xué)者認(rèn)為，大多數(shù)AMP在宰后肌肉中迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榧≤账幔╥nosine monophosphate，IMP），AMP和IMP的總量才能真正反映宰后AMP的形成量，因此提出使用（AMP＋I(xiàn)MP）/ATP作為AMPK激活預(yù)測(cè)因子[36-37]。但AMP/ATP比例的增加并不是激活A(yù)MPK的唯一途徑，有研究[36,38]表明，Ca2＋增加也可以激活A(yù)MPK。

許多研究表明，激活后的AMPK對(duì)調(diào)控肌肉內(nèi)能量平衡具有重要作用，可以通過(guò)抑制糖原合成來(lái)抑制ATP的消耗，同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)糖酵解過(guò)程以及葡萄糖的攝取來(lái)促進(jìn)ATP的生成，進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體的能量平衡。楊雅媛等[39]研究不同海拔牛宰后AMPK活性與能量代謝的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高海拔、低氧適應(yīng)性下牛肉中AMPK的活性增加，從而加快了糖酵解代謝，有效調(diào)節(jié)能量的生成。楊致昊等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在蘇尼特羊的宰后不同時(shí)間點(diǎn)，AMPK含量和活性的變化會(huì)影響肌肉糖酵解，從而影響肉品質(zhì)。

AMPK對(duì)糖酵解過(guò)程的調(diào)節(jié)主要通過(guò)調(diào)節(jié)糖酵解過(guò)程關(guān)鍵酶的活性進(jìn)行，而起主要調(diào)節(jié)作用的是AMPKα2亞基[41]。張銘灝等[33]提出，AMPK可以通過(guò)活化糖原磷酸化酶并抑制糖原合成酶活性來(lái)降低肌肉內(nèi)糖原水平，進(jìn)而影響糖酵解過(guò)程。Holmes等[42]通過(guò)向小鼠體內(nèi)注射5-氨基咪唑-4-羧酰胺核糖核苷來(lái)激活A(yù)MPK，結(jié)果顯示，隨著AMPK的激活，骨骼肌中的己糖激酶活性顯著增加。己糖激酶是糖酵解過(guò)程的關(guān)鍵控制酶，可以將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸。AMPK也可以通過(guò)磷酸化磷酸果糖激酶2來(lái)增加糖酵解，磷酸化磷酸果糖激酶2可以催化6-磷酸果糖產(chǎn)生果糖-2,6-二磷酸，這是磷酸果糖激酶1的強(qiáng)效變構(gòu)激活劑，磷酸果糖激酶1是糖酵解過(guò)程最重要的速率控制酶，可以催化6-磷酸果糖產(chǎn)生果糖-1,6-二磷酸，這是糖酵解過(guò)程的關(guān)鍵步驟[35]。丙酮酸激酶也是糖酵解過(guò)程的關(guān)鍵控制酶之一。Du Min等[43]通過(guò)研究AMPK對(duì)糖酵解的影響發(fā)現(xiàn)，將AMPK基因敲除后，宰后24 h的背最長(zhǎng)肌中丙酮酸激酶的活性顯著低于對(duì)照組，這表明AMPK可能通過(guò)激活丙酮酸激酶來(lái)調(diào)節(jié)糖酵解。也有研究發(fā)現(xiàn)，在同一溫度處理?xiàng)l件下，AMPK活性較高時(shí)，丙酮酸激酶也有較高的活性[44]。張一敏等[45]研究發(fā)現(xiàn)，不同部位牛肉中AMPK活性存在顯著差異，且AMPK活性較高的腰大肌中丙酮酸激酶達(dá)到最大活性的時(shí)間早于背最長(zhǎng)肌，這也表明AMPK可能影響丙酮酸激酶活性，從而影響糖酵解過(guò)程。

此外，AMPK激活后也可以通過(guò)誘導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4完成轉(zhuǎn)位以及其轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化，啟動(dòng)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子基因的表達(dá)，完成對(duì)葡萄糖的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。Halse等[46]也發(fā)現(xiàn)，激活后的AMPK通過(guò)增加對(duì)葡萄糖的攝取，抑制了糖原合成，從而促使葡萄糖向糖酵解方向轉(zhuǎn)化。

綜上所述，AMPK是調(diào)節(jié)能量代謝的關(guān)鍵物質(zhì)，主要在于對(duì)糖酵解過(guò)程的影響（AMPK對(duì)能量代謝的調(diào)控過(guò)程見(jiàn)圖3）。AMPK激活后，一方面可以通過(guò)對(duì)糖酵解相關(guān)酶（己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、乳酸脫氫酶等）的活性調(diào)節(jié)，來(lái)促進(jìn)糖酵解過(guò)程的進(jìn)行；另一方面也可以通過(guò)影響糖原合成酶及糖原磷酸化酶的活性來(lái)減少糖原合成，促進(jìn)糖原代謝，間接促進(jìn)糖酵解。 此外，AMPK還可以通過(guò)誘導(dǎo)促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4完成轉(zhuǎn)位以及通過(guò)磷酸化轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子基 因的表達(dá)調(diào)節(jié)對(duì)葡萄糖的攝取，促使葡萄糖向糖酵解方向進(jìn)行。

圖 3 AMPK和SIRTs對(duì)能量代謝的調(diào)控過(guò)程Fig. 3 Regulation of AMPK and SIRTs on energy metabolism

4 SIRTs對(duì)能量代謝的影響

SIRTs是一類(lèi)NAD＋依賴(lài)的蛋白去乙?；?，在調(diào)節(jié)和維持糖脂穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[47]。SIRTs家族蛋白包括SIRT1～7，它們定位于細(xì)胞的不同位置，SIRT1、SIRT6、SIRT7主要位于細(xì)胞核中，SIRT2局限于細(xì)胞質(zhì)中，SIRT3、SIRT4、SIRT5位于線(xiàn)粒體中[48]。SIRTs已經(jīng)被證明可以作為代謝酶活性以及基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)因子參與細(xì)胞內(nèi)能量代謝（SIRTs對(duì)能量代謝的調(diào)控過(guò)程見(jiàn)圖3）。

4.1 SIRT1

當(dāng)機(jī)體的能量供應(yīng)受到限制時(shí)，NAD＋含量增加，從而激活NAD＋依賴(lài)的SIRT1。Canto等[49]研究表明，在嚙齒動(dòng)物中，SIRT1活性與NAD＋/NADH比率的顯著升高有關(guān)，這主要?dú)w因于NAD＋的增加。但也有研究[50]表明，NAD＋/NADH比率對(duì)SIRT1的激活起作用并不是由于 NAD＋的增加所致，而是因?yàn)镹ADH的減少。

乙?；渭っ窧1（liver kinase B1，LKB1）是一種AMPK的上游激酶，SIRT1通過(guò)去乙?；疞KB1增加AMPK的活性，而AMPK是影響糖酵解過(guò)程的一個(gè)重要分子。同時(shí)，活化后的AMPK也可以提升細(xì)胞內(nèi)的NAD＋含量，從而進(jìn)一步激活SIRT1[51]。

SIRT1在代謝中發(fā)揮重要作用，影響線(xiàn)粒體生物發(fā)生、糖酵解等過(guò)程。過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助激活因子α（peroxisome proliferator-activated receptor γ co-activator 1α，PGC-1α）是一種誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)錄共激活因子，其活性受到磷酸化、去乙酰化等蛋白修飾的調(diào)控。研究表明，SIRT1可以在NAD＋的參與下將PGC-1α去乙?；?，同時(shí)激活肝細(xì)胞核因子4，從而調(diào)控糖異生相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[52]。此外還發(fā)現(xiàn)，SIRT1可以通過(guò)調(diào)節(jié)PGC-1α抑制糖酵解相關(guān)基因的表達(dá)[53]，從而調(diào)節(jié)糖酵解過(guò)程。也有研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1可以通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白O1（forkhead box protein O1，F(xiàn)oxO1）和PGC-1α增加肝臟葡萄糖的產(chǎn)生[54-55]，從而調(diào)節(jié)體內(nèi)的葡萄糖含量，進(jìn)而影響糖酵解的發(fā)生。在低氧條件下，缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）優(yōu)先激活糖酵解酶基因的表達(dá)，SIRT1會(huì)抑制轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α以降低糖酵解程度，促進(jìn)氧化代謝[47]。目前SIRT1已被證實(shí)與HIF-1α存在相互作用，但其對(duì)HIF-1α轉(zhuǎn)錄活性的影響仍然存在爭(zhēng)議[56]，SIRT1介導(dǎo)的HIF-1α去乙?；赡茉诘脱鯒l件下促進(jìn)或降低糖酵解酶基因表達(dá)，但仍需要進(jìn)一步研究。此外，SIRT1可以去乙?；姿岣视退嵬蛔兠?1（phosphoglyceratemutase-1，PGAM-1），降低其催化活性，從而抑制糖酵解過(guò)程[57]。

SIRT1對(duì)于能量代謝的影響研究主要集中在醫(yī)學(xué)方面，其對(duì)能量代謝的影響主要體現(xiàn)在對(duì)于葡萄糖含量的調(diào)節(jié)及糖酵解過(guò)程的控制上[52-55]。SIRT1可以通過(guò)對(duì)PGC-1α、 FOXO1等的去乙酰化作用來(lái)調(diào)節(jié)糖異生過(guò)程，進(jìn)而影響機(jī)體內(nèi)的葡萄糖含量[54-55]。同時(shí)，去乙酰化PGC-1α可以通過(guò)抑制糖酵解相關(guān)基因來(lái)抑制糖酵解過(guò)程。SIRT1可以通過(guò)去乙?；疞KB1來(lái)激活A(yù)MPK活性，AMPK已被證實(shí)是影響糖酵解過(guò)程的重要因子。此外，SIRT1也可以通過(guò)去乙?；疨GAM-1、抑制HIF-1α等來(lái)抑制糖酵解過(guò)程，但其具體影響機(jī)制目前研究較少，其調(diào)控過(guò)程也存在爭(zhēng)議，仍需要進(jìn)一步研究[56-57]。

4.2 SIRT3

SIRT3是線(xiàn)粒體內(nèi)最重要的去乙酰化酶，通過(guò)可逆的賴(lài)氨酸乙?；刂蒲趸姿峄^(guò)程，參與調(diào)節(jié)線(xiàn)粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和脂肪酸氧化等代謝活動(dòng)；在SIRT3缺失的情況下，琥珀酸脫氫酶的親水亞基（SdhA）被高度乙?；?，這是參與哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體的三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化的琥珀酸脫氫酶的親水性亞基之一[58]。

SIRT3可以通過(guò)乙酰化作用調(diào)節(jié)異檸檬酸脫氫酶2和谷氨酸脫氫酶活性[59]，這2 種酶在三羧酸循環(huán)中發(fā)揮重要作用。同樣，活化后的谷氨酸脫氫酶可以促進(jìn)氨基酸合成葡萄糖，從而調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的葡萄糖含量[60]。SIRT3可以去乙?；樗崦摎涿窤，正向調(diào)節(jié)其活性[61]，從而促進(jìn)糖酵解進(jìn)行。

5 結(jié) 語(yǔ)

宰后肌肉能量代謝對(duì)肉品質(zhì)的影響是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其不僅受到宰后許多因素的影響，一些宰前因素也會(huì)影響宰后能量代謝的進(jìn)行，如宰前運(yùn)輸、熱應(yīng)激、禁食等，影響肌肉中的糖原含量，進(jìn)而影響宰后糖酵解過(guò)程的進(jìn)行。動(dòng)物宰后仍會(huì)保持一段時(shí)間的有氧代謝，主要與氧化磷酸化有關(guān)，隨后磷酸肌酸開(kāi)始分解產(chǎn)生ATP，磷酸肌酸體系可以延緩糖酵解過(guò)程進(jìn)行，并且減緩宰后 H＋的累積，導(dǎo)致pH值下降。磷酸肌酸消耗70%以上以后，糖酵解過(guò)程開(kāi)始進(jìn)行，糖酵解對(duì)能量代謝至關(guān)重要，影響宰后肌肉pH值的下降速率和程度，宰后pH值的變化會(huì)影響肌肉中的結(jié)構(gòu)蛋白及酶活性變化，進(jìn)而影響肉的嫩度、保水性等品質(zhì)，較低的pHu值往往不利于肉品質(zhì)。

AMPK與SIRTs家族都是調(diào)節(jié)糖代謝的關(guān)鍵靶點(diǎn)，是影響宰后能量代謝的重要因素。AMPK主要通過(guò)調(diào)節(jié)宰后糖酵解酶的活性及促進(jìn)糖原的代謝過(guò)程來(lái)影響宰后能量代謝，但關(guān)于SIRTs家族對(duì)能量代謝的研究還主要集中在醫(yī)學(xué)方面，對(duì)宰后能量代謝的影響仍存在一些爭(zhēng)議，其具體的作用機(jī)制也不明確，因此還需要進(jìn)一步的探索，這或許為通過(guò)能量代謝調(diào)節(jié)肉品品質(zhì)提供了新的思路。