L-鸟氨酸-L-天冬氨酸通过调控肝-NH3/Gln-肌轴增强肉鸡蛋白质合成代谢与生长性能

《Journal of Advanced Research》：L-ornithine-L-aspartate enhances protein anabolism and growth performance in broilers by modulating the liver-NH3/Gln-muscle axis

研究人员针对肉鸡肝氮代谢紊乱导致血氨（NH3）蓄积、损害肌肉蛋白质稳态的问题，探究了L-鸟氨酸-L-天冬氨酸（OA）对白羽肉鸡生长性能及氮代谢的调控作用。通过4项试验，研究人员确定OA在玉米-豆粕型饲粮中的最适添加量为400 mg/kg。机制研究表明，OA通过上调谷氨酰胺合成酶（GS）活性促进肝脏谷氨酰胺（Gln）合成，加速NH3解毒，提高氨基酸利用率；同时激活肝和胸肌中雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路，促进蛋白质合成。在42日龄时，400 mg/kg OA显著提高屠宰率及胸肌率，降低肌内NH3与肌抑素（GDF-8）水平，并通过下调核因子κB（NF-κB）表达缓解肌肉生长抑制。此外，OA通过肝-肌轴调控嘌呤代谢，降低血清尿酸（UA）水平。安全性评价显示其安全系数达5倍，证实OA是一种可优化家禽氮代谢的新型安全饲料添加剂。

研究背景与意义

现代肉鸡生产中，饲粮氨基酸代谢产生的氨（NH₃）蓄积是限制生长性能的关键瓶颈。传统营养策略多聚焦于低蛋白日粮配制以被动减少NH₃生成，而针对肝-肌轴主动调控氮代谢的研究尚属空白。L-鸟氨酸-L-天冬氨酸（OA）作为已在人类肝病临床应用的氨清除剂，其在家禽氮代谢与肌肉发育中的作用机制尚未明确。为此，中国农业大学动物科学技术学院团队在《Journal of Advanced Research》发表研究，通过系统解析“肝-NH₃/Gln-肌轴”的调控机制，证实400 mg/kg OA可同步实现NH₃解毒与蛋白质沉积的双重增益，为家禽精准营养提供了新的靶点。

关键技术方法

研究采用爱拔益加（Arbor Acres, AA+）白羽肉鸡为模型，共设4项独立试验。试验1通过梯度添加OA（0、250、500、750 mg/kg）结合二次回归分析确定最适剂量；试验2验证最适剂量对生长与屠宰性能的影响；试验3通过腹腔注射乙酸铵构建稳定高氨血症模型；试验4采用2×2析因设计（0/400 mg/kg OA × 生理盐水/乙酸铵攻毒）解析OA的拮抗机制。检测指标涵盖生长性能、血清生化、肝与胸肌组织氮代谢酶活性、基因表达（实时荧光定量PCR）及蛋白质表达（Western Blot）。

研究结果

试验1：生长性能与剂量筛选

OA添加呈二次曲线改善肉鸡体重（BW）与料重比（FCR）。500 mg/kg组在1~42日龄FCR较对照组显著降低6.7%（P<0.01），二次回归分析确定最适剂量为400 mg/kg。

试验1：血清生化与氮代谢

OA显著降低21日龄血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）、尿酸（UA）及血尿素氮（BUN）（P<0.05），提升总蛋白（TP）与球蛋白（GLB）水平。机制上，OA通过上调肝谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达（P<0.05），增强血清GS活性，使血氨水平降低17.0%（P<0.01）。

试验1：嘌呤代谢与蛋白质合成

OA抑制黄嘌呤氧化酶（XOD）活性，提升次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HPRT1）活性，减少UA生成。同时激活肝mTOR信号通路，上调胰岛素样生长因子1（IGF-1）及其下游核糖体蛋白S6激酶1（S6K1）表达（P<0.05）。相关性分析证实血清Gln水平与BW呈极显著正相关（P<0.01）。

试验2：最适剂量验证

400 mg/kg OA使42日龄胸肌率（BMP）显著提升4.8%（P<0.05）。胸肌中GS活性升高，NH₃含量降低，同时Gln与IGF-1浓度分别增加20.4%与13.6%（P<0.05）。基因层面，OA下调肌抑素（GDF-8）表达，解除其对肌肉生长的抑制。

试验2：信号通路机制

OA通过上调mTOR及真核起始因子4E（Eif4E）表达，激活蛋白质合成通路；同时抑制NF-κB表达，减少蛋白质降解。相关性分析显示肌内Gln含量与BMP呈极显著正相关（P<0.01）。

试验3：高氨血症模型构建

腹腔注射500 mg/kg·BW乙酸铵可诱导稳定的高氨血症状态（血氨峰值维持0.500 μmol/mL达4 h），该模型成功模拟了肝氮代谢紊乱导致的继发性肌肉损伤。

试验4：攻毒保护机制

在高氨血症状态下，OA显著降低血氨水平（P<0.01），逆转乙酸铵诱导的血清Gln、IGF-1下降及胸肌NH₃、GDF-8上升。分子层面，OA恢复肝与胸肌中mTOR信号通路的活性，并阻断NF-κB的过度激活。

讨论与结论

讨论部分指出，OA通过“肝-NH₃/Gln-肌轴”实现双重调控：在肝脏，OA增强GS介导的Gln合成与尿素循环，加速NH₃转化为无毒的Gln，同时降低UA生成；在肌肉，升高的Gln不仅作为氨解毒载体，更作为信号分子激活mTOR通路，抑制GDF-8/NF-κB介导的分解代谢。安全性评估显示，5倍推荐剂量（2000 mg/kg）未引起任何组织损伤，证实其临床应用的安全性。

结论

饲粮添加400 mg/kg L-鸟氨酸-L-天冬氨酸可通过调控肝-NH₃/Gln-肌轴，增强肉鸡蛋白质合成代谢与生长性能。该研究为家禽氮减排与高效生产提供了新型功能性添加剂的理论依据。