近日，动物科技学院林海教授团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》上发表题为“Effects of arginine replacement with L-citrulline on the arginine/nitric oxide metabolism in chickens: An animal model without urea cycle”的研究论文。Victoria Anthony Uyanga副教授为该文第一作者，林海教授担任通讯作者。
精氨酸是肉鸡营养中的第五限制性氨基酸，对家禽的蛋白质合成、免疫和生产性能至关重要。由于现代肉鸡品系经历快速生长和蛋白质沉积，表现出精氨酸-赖氨酸拮抗作用，并且具有有限的内源性合成，因此肉鸡日粮精氨酸需求需要优化。精氨酸和L-瓜氨酸都是尿素循环中的代谢中间体，通过酶促反应，L-瓜氨酸可以转化为精氨酸或一氧化氮（NO）。本研究比较了精氨酸（PC）和L-瓜氨酸（NCL）对精氨酸缺乏（NC）肉鸡的日粮补充效果。如图1所示，评估了肉鸡的生产性能、血液生化指标、氨基酸谱、组织浓度和精氨酸代谢酶的基因表达、肠道形态以及肠道中营养转运蛋白和紧密连接蛋白的基因表达。结果表明，L-瓜氨酸支持精氨酸代谢和一氧化氮合成，并进一步提供肉鸡肠道功能。
图1. 补充L-瓜氨酸对肉鸡肝肾组织精氨酸代谢和肠道功能的影响
从机制上讲，日粮补充L-瓜氨酸可以提高精氨酸缺乏的肉鸡循环精氨酸和鸟氨酸水平，以及内皮一氧化氮合酶（eNOS）活性。由于肾脏是瓜氨酸代谢的主要部位，在精氨酸缺乏期间补充L-瓜氨酸会降低ASS/ASL的活性，而会上调OTC和CPS1的表达。此外，它通过精氨酸的eNOS催化诱导NO的产生。在肝脏中，精氨酸缺乏期间补充精氨酸会增加循环精氨酸水平并诱导ASS/ASL活性，但不能提供肉鸡体内瓜氨酸的供应。精氨酸缺乏期间补充L-瓜氨酸和L-精氨酸的比较表明，L-瓜氨酸比直接补充精氨酸更能维持内源性瓜氨酸供应，抑制精氨酸酶，并促进肝脏中eNOS合成NO。
图2. 瓜氨酸—一氧化氮循环示意图。描述肾和肝组织中精氨酸转化为瓜氨酸的过程
本工作由国家重点研发计划、山东省重点研发项目、现代农业产业技术体系建设专项资金和国家自然科学基金资助。
全文链接：https://doi.org/10.1186/s40104-022-00817-w
编 辑：万 千
审 核：贾 波
