低蛋白时期 做好配方（要平衡支链氨基酸亮 异 缬 2）

充足的底物浓度和平衡的氨基酸模式是猪骨骼肌高效蛋白质合成的必要条件。其中,采食量是保障充足的底物浓度的关键。除作为合成蛋白质底物外,支链氨基酸（branched chain amino acids,BCAAs）（包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）可能还发挥生物学调控作用。比如,缬氨酸能够调控猪采食量。此外,几乎所有谷氨酸和天冬氨酸以及大部分谷氨酰胺在肠道发生了分解代谢,导致不可逆的损失。骨骼肌蛋白质合成所需的这三个非必需氨基酸必须要由BCAAs代谢生成。而且BCAAs仅有部分被肠道和肝脏等器官截留。因此,通过日粮中添加BCAAs可能增加骨骼肌内自身代谢生成谷氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸,优化胞内氨基酸模式,促进蛋白质合成。目前已有的研究表明,日粮添加BCAAs可以提高猪生长性能,但其对采食量及骨骼肌蛋白质沉积的调控机制尚待进一步阐明。

本研究围绕BCAAs提高仔猪采食及骨骼肌生长的关键问题,通过两轮仔猪饲养试验证实了低蛋白日粮添加BCAAs通过提高采食量和直接促进肌肉生长,改善仔猪生长性能,并进一步阐明了下丘脑感应BCAAs调节仔猪采食量的机制。应用血插管结合代谢组学技术,研究了日粮BCAAs对摄食状态下骨骼肌的氨基酸净利用及代谢的影响,并探究了BCAAs代谢与肌肉氨基酸净利用的关系;应用血插管结合稳定同位素示踪技术,进一步阐明了BCAAs通过自身代谢调控骨骼肌蛋白质合成的机制。最后研究了日粮BCAAs对禁食状态下骨骼肌内调节蛋白质合成与降解的信号通路活性的影响。主要研究内容及结果如下:

第一部分:通过两轮仔猪饲养试验研究了低蛋白日粮添加BCAAs对仔猪生长性能、采食量及骨骼肌生长的影响。

在试验一中,选取28头断奶仔猪分为4个组,即正对照组、负对照组、试验1组以及试验2组,日粮粗蛋白水平依次为19.5%、16.7%、16.7%和17.2%。其中,试验1组在负对照组基础上添加缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸保证日粮中三种BCAAs水平与正对照组一致,并增加一倍的添加剂量形成试验2组的日粮。自由采食。

试验二为配对试验,选取21头断奶仔猪分为3个组,即负对照组、试验1组以及配对组。其中,负对照组和试验1组同试验一。配对组试猪饲喂试验1组的日粮,但采食量与负对照组保持一致。28 d的饲养试验结束后,每组随机选择6头屠宰,测定胴体性状,采集下丘脑及背最长肌样。同时,剥离背最长肌等主要的23块肌肉,分别称量肌肉块重量。

主要结果如下:

1.与负对照组相比,试验1组和试验2组显著提高了平均日增重、末重、采食量、前躯、中躯和后躯肌肉总重、背最长肌等大多数肌肉块重量以及氮沉积（P<0.05）,并能恢复到正对照组的水平。当采食量保持一致时,添加BCAAs的配对组仍能显著提高仔猪平均日增重和肉料比（P<0.05）,并也显著提高了冈上肌、背阔肌、背最长肌等大块肌肉重量（P<0.05）。

2.与负对照组相比,日粮添加BCAAs以剂量依赖的方式上调下丘脑Agrp和NPY mRNA水平,下调MC4R mRNA水平,并在试验2组达到差异显著水平（P<0.05）。此外,试验1组显著下调了CART mRNA水平（P<0.05）。回归分析显示,采食量随NPY mRNA水平增加呈二次曲线增加（P=0.02）,而随MC4R mRNA水平增加呈线性降低（P=0.02）。表明日粮添加BCAAs对采食量的提高与其上调下丘脑NPY基因表达以及下调MC4R基因表达有关。

3.与负对照组相比,试验1组和试验2组显著降低了下丘脑eIF2α磷酸化水平,以及显著提高了S6K1磷酸化水平（P<0.05）,并能恢复到正对照组的水平。此外,试验1组的mTOR磷酸化水平显著高于负对照组（P<0.05）。表明日粮添加BCAAs对采食量的提高与其降低GAAC通路活性以及提高mTORC1通路活性有关。

4.与负对照组相比,试验1组和配对组均显著提高了背最长肌S6K1和mTOR磷酸化水平（P<0.05）,但试验1组和配对组之间差异不显著。说明BCAAs能够激活骨骼肌mTORC1通路活性,且不依赖于采食量的变化。