前言

缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸被称为支链氨基酸，而亮氨酸是一种多功能的氨基酸，具有激活动物雷帕霉素靶点（mRNA）和提高mRNA翻译的作用，最终刺激骨骼肌蛋白质的合成。

转运蛋白b^0,+是小肠中最重要的阳离子转运蛋白，b^0,+还是将亮氨酸与赖氨酸交换的转运系统，最终将肠腔中赖氨酸转入肠细胞。而阳离子转运蛋白b^0,+主要在肠道表达，肝脏和肌肉组织表达量不足肠道表达的1%。亮氨酸过高或过低可能影响赖氨酸的吸收，且亮氨酸与缬氨酸和异亮氨酸共用同一种分解酶，亮氨酸过高同样会加速缬氨酸和异亮氨酸的分解。因此，亮氨酸刺激肌肉蛋白质合成作用可能还依赖于日粮赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和色氨酸水平。

本文主要研究了28-40kg猪日粮最佳SID Leu/Lys比值及亮氨酸水平对转运蛋白b^0,+和血清氨基酸的影响。

试验方法

【试验动物】大白*杜洛克杂交猪

【试验设计】选择96头猪（体重28.1±0.83kg），分两个阶段饲养。每个阶段，每个日粮组有4个重复，每个处理总共8个重复。

使用小麦和小麦麸为主要原料配制5组日粮，除了亮氨酸和赖氨酸外，其他营养需要均可满足猪营养需要（NRC，1998），日粮SID赖氨酸水平为0.8%。玉米蛋白粉中亮氨酸含量是玉米亮氨酸的十倍，因此，通过添加玉米蛋白粉或晶体亮氨酸，达到5组日粮SID Leu/Lys比值分别为88%、100%、120%、140%和160%的水平。日粮原料组成和营养水平如下图所示。

【试验时间】共3周

试验结果

1、生长性能

当SID Leu/Lys比值从88%增加到160%时，猪ADG呈现线性和二次曲线变化（P<0.01)，FCR也呈现二次线性变化趋势（P<0.01）。通过线性折线回归分析模型估计，以ADG和FCR为指标，最佳日粮SID Leu/Lys比值分别为104%（R²=0.93）和109%（R²=0.96）。

2、阳离子转运蛋白b^0,+和CAT-1

下图为SID Leu/Lys比值为88%、120%和160%组小猪空肠转运蛋白b^0,+的mRNA的表达情况。与120%SID Leu/Lys比值组相比，88%和160%比值组猪转运蛋白b^0,+表达量显著性降低（P<0.05)，这说明日粮亮氨酸过低或过高均会降低转运蛋白的表达。

本试验中分析的基因代表了各自的功能活性。赖氨酸主要通过阳离子转运蛋白b^0,+与亮氨酸外排相结合，实现进行肠道吸收的。与88%或160%Leu:Lys比值的猪相比，120%Leu/Lys比值的猪空肠中b^0,+的表达增加了约9倍和3倍。类似的研究发现，即使在赖氨酸供应充足的小麦型基础日粮中，160%Leu/Lys比值组猪空肠b^0,+转运蛋白表达量减少了70%。上述研究均表明，日粮中过量亮氨酸或缺乏均会对肠道赖氨酸吸收产生负面影响。

CAT-1是另一个阳离子转运蛋白，主要在非上皮细胞中表达，其mRNA表达丰度与日粮氨基酸水平有关。本研究中，120% SID Leu/Lys比值组猪空肠CAT-1的表达量最低，这与b^0,+转运蛋白的高表达量有关。根据氨基酸适应原理（Hatzoglou等，2004），作者推测CAT-1基因表达量的减少与生长猪细胞内赖氨酸利用率有关。

肌肉蛋白质中肌球蛋白表达量最丰富，本研究中，背最长肌和半腱肌均有肌球蛋白的表达，且背最长肌中比半腱肌高出6倍。120%SID Leu/Lys比值组猪背最长肌肌球蛋白表达量比88%和160%组高出2倍。在本研究中，尽管160%SID Leu/Lys比值组猪采食了更多的亮氨酸，但肌球蛋白表达量仍低于120%比值组。

120%SID Leu/Lys比值组猪背最长肌和半腱肌肌球蛋白表达量及空肠转运蛋白的量最高，表明日粮SID Leu/Lys比值、赖氨酸吸收和肌肉组织蛋白质合成之间存在某种关联。

3、血清氨基酸水平变化

外源蛋白质或氨基酸是采食后4小时血浆中游离氨基酸的主要来源，因此，血清氨基酸水平反应了日粮氨基酸水平。本研究于采食后2.5小时采集了3个处理组猪血液。

日粮SID Leu/Lys比值从88%增加至120%时，血清精氨酸（P=0.039）、亮氨酸（P=0.014）和苯丙氨酸（P=0.014）水平增加，而血清缬氨酸水平减少（P=0.05），同时异亮氨酸（P=0.068）和蛋氨酸（P=0.076）具有减少的趋势。

进一步提高日粮SID Leu/Lys比值（120%→160%），血清精氨酸（P=0.002）、赖氨酸（P=0.001）和苯丙氨酸（P=0.001）水平显著降低。

与日粮88%SID Leu/Lys比值相比，160%SID Leu/Lys比值组猪血清异亮氨酸（P=0.044）、赖氨酸（P=0.008）和缬氨酸（P=0.003）水平显著降低，而精氨酸有降低的趋势（P=0.086），亮氨酸则显著增加（P=0.003)。

血清氨基酸水平的变化表明，日粮亮氨酸过高或过低均会影响赖氨酸、精氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的吸收与利用。玉米、玉米副产品及血粉原料中亮氨酸含量偏高，在配制日粮时需要注意上述原料的添加比例。在玉米副产品或血粉具有价格优势的背景下，日粮易出现亮氨酸水平高的情况，此时需要平衡缬氨酸、异亮氨酸和色氨酸。如有需要，请参看往期公众号文章。

结论

1.日粮亮氨酸与赖氨酸比值生长猪生长性能（ADG和FCR），以ADG和FCR为指标，最佳日粮SID Leu/Lys比值分别为104%和109%。

2.过高或过低亮氨酸水平影响血清赖氨酸、精氨酸、缬氨酸和异亮氨酸水平，这可能与肠道阳离子转运蛋白b^0,+的mRNA表达有关。

3.日粮亮氨酸过高（SID Leu/Lys比值140%）时，需要注意平衡异亮氨酸、缬氨酸、色氨酸和赖氨酸水平。

参考文献：

García, H. et al. “Gene expression, serum amino acid levels, and growth performance of pigs fed dietary leucine and lysine at different ratios.” Genetics and molecular research : GMR 14 1 (2015): 1589-601.

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