CJ BIO technical marketing team, Estella Koo
“因?yàn)橐谎趸切难芟到y(tǒng)中的信號分子的發(fā)現(xiàn)”，三位研究者獲得1998年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine)。他們通過研究發(fā)現(xiàn)，有助于血管舒張的物質(zhì)并不是激素之類的大分子物質(zhì)，而是一氧化氮（分子量很?。┑淖饔?。此外，他們也是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)一氧化氮在體內(nèi)通過引發(fā)一系列的信號，緩解血管周圍的肌肉。自此，不同領(lǐng)域進(jìn)行了一系列相關(guān)研究，目前有關(guān)一氧化氮的研究已發(fā)表15萬篇以上論文（PubMed標(biāo)準(zhǔn)）。同時(shí)，相應(yīng)研究結(jié)果在我們的生活中得到了很好的應(yīng)用。比如，最典型的最初以治療心臟病為目的而研發(fā)的“偉哥”，目前在其他領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。
一氧化氮具有非常重要的生物學(xué)功能，主要來源于精氨酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成瓜氨酸和一氧化氮而生成的。而精氨酸除構(gòu)成蛋白質(zhì)之外，在體內(nèi)代謝產(chǎn)生一氧化氮、多胺、肌酸和谷氨酸等多種代謝產(chǎn)物。Guoyao Wu多年從事精氨酸研究，提出精氨酸是具有功能最多的氨基酸之一(Guoyao Wu,1998)。
此外，多胺作為精氨酸代謝產(chǎn)物，具有促進(jìn)細(xì)胞分化/增值的功能。肌酸與肌肉的能量利用息息相關(guān)，谷氨酸在大腦中起到神經(jīng)遞質(zhì)的作用。
1. 精氨酸是肉雞必需氨基酸
對于家禽而言，由于在體內(nèi)缺乏氨甲酰磷酸合成酶，而無法自身合成精氨酸。因此，精氨酸是一種必需氨基酸。除了蛋氨酸，賴氨酸，蘇氨酸，精氨酸是肉雞的第四限制性氨基酸。
對于人和豬等哺乳動物，精氨酸是條件性必需氨基酸，由于哺乳動物的尿素循環(huán)(urea cycle)與精氨酸的合成息息相關(guān)。
[ 圖1. 尿素循環(huán) (urea cycle)]
動物進(jìn)化過程中，不同物種氮排泄方式不同，鳥類的氮排放是以尿酸(uric acid, C5H4N4O3)的形式（如圖1），哺乳動物是以尿素(urea,CH4N2O)的形式排出。哺乳動物生成尿素過程中可以體內(nèi)自身合成精氨酸。然而，鳥類由于自身缺乏氨甲酰磷酸合成酶和鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶（carbamoyl-phosphate synthetase, ornithine carbamoyl transferase），體內(nèi)不存在尿素循環(huán)，所以鳥類是不能自身生物合成精氨酸(Fernandes et al., 2010)。
此外，隨著肉雞品種的遺傳改良，肉雞的精氨酸營養(yǎng)需要量在不斷增加(Aviagen, 2007, 2014)。主要是由于品種改良，肉雞的生長速度提高，體內(nèi)蛋白質(zhì)的沉積率也隨之上升，賴氨酸的需要量不斷增加。 然而，由于賴氨酸和精氨酸之間存在拮抗，僅提高日糧賴氨酸水平是不能達(dá)到理想效果，需要相應(yīng)的提高精氨酸水平（Fernandes et al.，2010）。如表1肉雞ROSS308氨基酸需求量營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，與2007年相比，2014的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)精氨酸水平顯著提高。
[表 1. ROSS308 (Aviagen) 氨基酸需求量]
另外， CJ BIO和西班牙IRTA合作開展的肉雞最佳精氨酸和賴氨酸比值的研究表明，改良的現(xiàn)代品種肉雞飼料中精氨酸最佳需要量為精氨酸/賴氨酸比值達(dá)到115%（如圖2）。這與之前提出的精氨酸/賴氨酸比值為106%比較，肉雞精氨酸需要得到提高。
[圖2. 肉雞中的精氨酸需求量 (IRTA)]
2. 精氨酸在肉雞中的功能性
精氨酸在家禽中發(fā)揮著多種功能，其中，最值得我們關(guān)注的是以下四方面：
第一，提高繁殖性能。已有研究表明，肉種雞（雄性）日糧補(bǔ)充精氨酸，會改善精液和精子的移動性，主要是因?yàn)榫彼嵫苌亩喟泛鸵谎趸纳?Ahangar et al., 2017; Youssef et al.,2015)。此外，有研究表明，肉種雞（雌性）日糧補(bǔ)充精氨酸，會提高產(chǎn)蛋率，因?yàn)榫彼岽龠M(jìn)促黃體激素（LH）分泌 (Duan et al., 2015; Bassiouni et al., 2009)。
其次，精氨酸減少腹部脂肪。脂肪占肉雞體重的15~20%，其中85%以上的脂肪是沒有生理功能的(Choct et al., 2000)，從而導(dǎo)致肉雞體內(nèi)脂肪發(fā)生積累量過多的現(xiàn)象，尤其腹部脂肪會影響生長性能，降低抗高溫應(yīng)激，從而導(dǎo)致生產(chǎn)能力的下降(Fouad et al, 2013)。然而，精氨酸促進(jìn)體內(nèi)脂肪酸的β-oxidation分解過程，關(guān)系到抑制脂肪酸生成的過程，因此可以起到幫助降低肉雞腹腔脂肪的作用。CJ BIO和美國佐治亞大學(xué)（University of Georgia）合作研究表明，日糧補(bǔ)充精氨酸，肉雞腹部脂肪含量顯著降低。飼料中精氨酸/賴氨酸比值設(shè)置為74~116%梯度，隨著日糧精賴比值的增加，肉雞腹部脂肪降低[圖3]。
[圖3. 通過補(bǔ)充精氨酸降低腹腔脂肪的含量趨勢]
第三，減緩高溫/低溫應(yīng)激。集約化養(yǎng)殖可以有效的應(yīng)對環(huán)境變化并提高生產(chǎn)性能，但是很容易引起高溫應(yīng)激的影響，由此產(chǎn)生的氧化應(yīng)激對采食量，增重，飼料效率均有不利的影響。因此，近年來如何防止類似的應(yīng)激發(fā)生和提高抵抗力受到了業(yè)界的關(guān)注，同時(shí)動物福利中心也對該類問題的重視。關(guān)于減緩應(yīng)激的營養(yǎng)研究報(bào)告表明，精氨酸在體內(nèi)與自由基反應(yīng)，提高抗氧化能力，從而有減少氧化應(yīng)激的功能(Shan et al., 2013)。事實(shí)上，已有報(bào)告表明，精氨酸可以減緩低溫/高溫引起的應(yīng)激反應(yīng)(Sharifi et al.,2015; Fouad et al.,2012)，并且有助于改善冬季通風(fēng)不足引起的缺氧應(yīng)激(Basoo et al.,2012)。
第四，可以促進(jìn)骨骼發(fā)育。精氨酸參與體內(nèi)生長激素分泌調(diào)節(jié)，促進(jìn)生長激素分泌從而調(diào)節(jié)膠原蛋白和 非膠原基質(zhì)等的生成，促進(jìn)骨骼的生成(Visser and Koekman, 1994; Hock et al.,1988)。除此之外，精氨酸生成的一氧化氮可以通過防止破骨細(xì)胞骨吸收作用而維持骨骼形成(Hof and Ralston,2001; Mancini,2000)。CJ BIO和美國佐治亞大學(xué)(University of Georgia)開展的研究結(jié)果表明，隨著飼料中精氨酸水平的增加，骨密度具有有增加的趨勢[圖4]。
[圖 4. 隨著日糧中精氨酸水平提高骨密度的變化趨勢]
此外，精氨酸缺乏組（精氨酸/賴氨酸=75%），肉雞的存活率最低[圖5]?，F(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，精氨酸缺乏組（精氨酸/賴氨酸=75%）中，大部分的肉雞喪失了行走能力，原因可能是是精氨酸缺乏精氨酸影響骨骼發(fā)育，并導(dǎo)致了死亡率的增加。以上研究證明，飼料中精氨酸的含量對于骨骼的形成起著重要的作用。缺乏精氨酸，甚至對死亡率有著直接的影響。
[圖5. 不同的精氨酸含量對存活率的影響]
[圖6. 精氨酸的缺乏導(dǎo)致肉雞行走能力喪失]
3. 結(jié)論
肉雞日糧中，精氨酸是必需要通過外源獲得的必需氨基酸，精氨酸的缺乏影響精氨酸及其衍生的代謝產(chǎn)物水平。因此，精氨酸是設(shè)計(jì)配方需要考慮的因素。在肉雞日糧中，精氨酸的需要量受環(huán)境，疾病和年齡等的因素而變化。最新的研究結(jié)果表明，肉雞日糧中的精氨酸的最佳需要量是精氨酸與賴氨酸比值為115%。由于白羽肉雞生長期短，功能性必需氨基酸的供應(yīng)是必不可少的，精氨酸作為萬能氨基酸，從現(xiàn)在開始需要考慮它的添加！
