谷氨酰胺重不重要?

 

谷氨酰胺是非必需氨基酸,但已经有很多关于谷氨酰胺的研究表明其对身体内许多过程很重要。那么谷氨酰胺的真相是什么?它是否重要?在幼龄动物上有什么作用?裕农科技为您提供最新科研摘要。...

作者:Kelly Vermeer MSc.
荷兰Joosten公司产品经理——幼龄动物营养
翻译:深圳市裕农科技股份有限公司小黑

导读 

谷氨酰胺是非必需氨基酸,但已经有很多关于谷氨酰胺的研究表明其对身体内许多过程很重要。那么谷氨酰胺的真相是什么?它是否重要?在幼龄动物上有什么作用?



谷氨酰胺(GLN)一般被认为是非必需的。一个必需氨基酸的定义是身体不能合成足够此氨基酸(Rose等,1948)。越来越多的证据表明谷氨酰胺在妊娠、哺乳和新生儿生长等关键阶段受到限制(Wu,2010)。

谷氨酰胺如果工作?

谷氨酰胺可由谷氨酸和氨在骨骼肌、肺、脂肪组织与肝脏等主要部位内合成。许多生物合成路径都需要谷氨酰胺,主要用于生长和细胞分裂。
        图1谷氨酰胺合成酶和谷氨酰胺酶。来源于Watford, 2015。
 
健康动物(即无应激或能量负平衡)体内能合成谷氨酰胺,而且没有短缺。然而,25年前,在人类身上发现在某些身体状况下(伤口复合、免疫系统抑制、手术后)谷氨酰胺的需求量大于身体合成(Wernerman,2008)。研究表明,给这类病人补充谷氨酰胺有益处(Wang等, 2010)。还有些研究已经证明幼龄和怀孕哺乳动物不能够合成足够量谷氨酰胺来维持生长和肠道健康需要(Wu等, 2010)。

如今日粮中添加谷氨酰胺的益处已经得到很好的研究。在动物和人类(成人和儿童)的食物中都进行了谷氨酰胺的大量研究展望,表明谷氨酰胺对氧化状态、细菌易位、免疫状态、氮平衡与肌肉发育都有积极的影响(见图3)。

谷氨酰胺对幼龄动物特别重要的主要原因是,谷氨酰胺是肠道组织(图2)和免疫系统的首选燃料(Curi等, 2007)。幼龄动物还在生长,肠道还未成熟、免疫受到抑制。在本文中,将着重说明谷氨酰胺对幼龄动物肠道和免疫的作用。幼龄动物日粮中添加谷氨酰胺

常规日粮中添加谷氨酰胺——传统认为提供足够谷氨酰胺——可以最大限度地提高幼龄动物生长和预防疾病(wu, 2009-2010; Yi等, 2005)。这主要与谷氨酰胺对肠上皮细胞发育和生长有积极效果有关。研究表明,肠上皮细胞利用谷氨酰胺为主要能源(McCauley等, 1998),促进生长和增殖(Yang et al.,2000)。
图2 谷氨酰胺在肠上皮细胞的转运和代谢。ASCT2:氨基酸转运因子2,ATP:三磷酸腺苷(Leguina-Ruzzi,2015)。
 
幼龄动物日粮中添加谷氨酰胺

图3 谷氨酰胺的益处。选自Leguina-Ruzzi, 2015和Wischmeyer, 2003。


这样,不仅提高了养分利用率,而且提高了肠道完整性。因为肠上皮细胞发育的越好,越能减少细菌易位(肠上皮细胞是细菌由肠腔通过血液到身体其他部分的通道)(Berg,1999)。

这证实了谷氨酰胺对肠道完整性的保护作用,为肠上皮细胞提供燃料,因此,成为一种预防感染和疾病机制(leguina Ruzzi,2015)。其次,谷氨酰胺去除氧化剂和促进免疫激活(Wang等,2008),Yi(2005)等人也证实了。他们的研究表明肉仔鸡日粮中添加谷氨酰胺,鸡的肠道形态和免疫应答更好(表1)。720只科布肉鸡分为两组,分别饲喂对照日粮(4.32%GLN)和额外添加1%GLN试验日粮。
 表1 谷氨酰胺对肉鸡生长性能和免疫应答的影响(Yi等, 2005)。
14日龄体重
0-14天FCR
14日龄成活率(%)
14日龄IFNα(ng/ml)
对照组
386a
1.23
97
181a


谷氨酰胺组
416b
1.18
100
154b


在鸡幼龄时期,小肠绒毛越长,对养分的吸收率越高,后期肉鸡长的越好。有些研究表明日粮中额外添加谷氨酰胺可增加小肠各部分绒毛长度(Soltan, 2009; Ebadiasl, 2011)。

不仅是家禽,谷氨酰胺在猪上也有积极作用的倾向。猪被大肠杆菌感染后饲喂谷氨酰胺有积极作用。仔猪断奶后12天,用大肠杆菌挑战后饲喂谷氨酰胺,比对照组的绒毛长度高。补充谷氨酰胺有助于预防病原菌感染和促进肠道保持完整性和肠道正常功能(Yi等, 2005; Pardo等, 2014)。用大肠杆菌挑战的仔猪,饲料转化率随着日粮中谷氨酰胺添加量增加而提高(Pardo等,2014)。

断奶是仔猪生命中的应激阶段,会直接影响肠道形态。事实证明谷氨酰胺可以帮助预防和/或恢复由断奶引发的肠道损伤。Liu等(2009)研究表明,仔猪断奶后第一周额外添加1%GLN,可减少肠绒毛萎缩。这与Wang等(2008)的研究发现一致。他们检测到的肠绒毛长度分别为:吃奶时(269μm)、断奶时(265μm)、断奶时添加GLN(371μm)。

Zou等(2006)研究发现,断奶后日粮添加谷氨酰胺,断奶后20天内腹泻率降低(见图4)、FCR(料肉比降低12%)、生长速度提高28%。

传统的玉米-豆粕基础日粮不能提供足够的谷氨酰胺用于断奶仔猪蛋白沉积(Wu, 2010),所以为了最大化断奶仔猪生长潜能,需要额外添加谷氨酰胺。
             图4 谷氨酰胺对断奶仔猪腹泻率的影响((Zou等, 2006)。


总结

因为动物机体可以合成谷氨酰胺,所以被认为是条件性必需氨基酸(Wu, 2009)。意思是在某些条件下,谷氨酰胺在日粮中是必需的,包括疾病、应激和幼龄动物。在这些时期,更高水平的谷氨酰胺是有益的。很多研究发现日粮添加谷氨酰胺对改善幼龄动物状态有有益作用(Wan等, 2008)。在断奶仔猪和肉鸡日粮中补充谷氨酰胺可增强免疫功能、防止肠萎缩、提高生长性能。
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