膳食肌酸通过激活葡萄糖代谢和Nrf2-Keap1通路改善鲤鱼生长性能、抗氧化能力及能量代谢的机制研究

本研究针对水产养殖中鲤鱼生长性能与健康调控需求，探讨了膳食肌酸(Cr)对鲤鱼肝脏能量代谢和抗氧化能力的调控机制。通过6周饲喂实验发现，0.5 g/kg Cr可显著提升增重率(WGR)和特定生长率(SGR)，降低血清ALT/AST水平，激活Nrf2-Keap1通路增强SOD/CAT活性，并通过上调PCK2/GYS2/PK基因表达优化葡萄糖代谢。该研究为水产饲料添加剂开发提供了理论依据。

　　

论文解读

在全球人口增长和水产品需求激增的背景下，水产养殖业面临环境压力与鱼类健康管理的双重挑战。作为重要经济鱼种，鲤鱼(Cyprinus carpio)的养殖效益常受限于生长缓慢、代谢紊乱及氧化应激等问题。尽管肌酸(Creatine, Cr)在陆生动物饲养中已展现多重生理功能，但其在水产动物中的分子机制仍不明确，特别是对能量代谢与抗氧化系统的调控途径缺乏系统研究。

中国水产科学研究院黑龙江水产研究所团队在《Aquaculture Reports》发表的研究，通过6周饲喂实验（0/0.5/2.5 g/kg Cr），结合组织学观察、血清生化分析及qRT-PCR技术，首次揭示Cr通过双重通路——激活葡萄糖代谢关键酶基因(PCK2/GYS2/PK)和Nrf2-Keap1抗氧化通路，显著提升鲤鱼生长性能与健康水平。

关键技术方法
实验选用180尾初始体重63.86±1.87 g的鲤鱼，随机分为对照组(C)、0.5 g/kg(Cr1)和2.5 g/kg(Cr2)组。通过测定生长参数(WGR/SGR/FER)、血清指标(ALT/AST/TG/TC)、肝ATP酶活性(Na⁺/K⁺-ATPase等)、抗氧化指标(SOD/CAT/MDA)及基因表达(Nrf2/Keap1/HO-1)，结合HE染色观察肝肠形态。

研究结果

3.1 生长性能
0.5 g/kg Cr组增重率(WGR)提升130%（25.25%→58.10%），饲料效率(FER)提高95%，而2.5 g/kg组出现生长抑制，证实低剂量Cr的促生长作用存在阈值效应。

3.2 肝肠组织学
Cr1组肠绒毛宽度增加142%（136→330 μm），但Cr2组肝细胞出现空泡化和红细胞浸润，提示高剂量可能引发肝损伤。

3.3 血清生化
Cr1组血清ALT/AST降低16-35%，TG/TC下降5-21%，而Cr2组乳酸脱氢酶(LDH)升高39%，显示Cr对脂代谢的改善作用与剂量负相关。

3.4 能量代谢
两组Cr添加均显著提升ATP酶活性（Na⁺/K⁺-ATPase↑173%），上调糖代谢基因PCK2(652%)/GYS2(381%)/PK(522%)，但Cr2组肝糖原过度积累(↑63%)可能抑制生长。

3.5 抗氧化系统
Cr1组通过激活Nrf2-Keap1通路，使SOD/GSH-PX活性提升74%/61%，MDA降低24%，且HO-1基因表达激增1256%，证实Cr通过转录调控增强抗氧化防御。

结论与意义
该研究阐明0.5 g/kg Cr为鲤鱼饲料最佳添加剂量，其通过三重机制发挥作用：(1) 节约必需氨基酸促进蛋白质合成；(2) 激活PCK2/PK/GYS2调控糖异生与糖酵解；(3) 通过Nrf2-Keap1-ARE通路上调CAT/SOD表达。这一发现不仅为水产饲料配方优化提供精准剂量参考，更创新性揭示Cr在鱼类中的分子作用靶点，为开发抗应激、促生长的功能性添加剂奠定理论基础。未来研究可进一步探索Cr在环境胁迫（如缺氧、氨氮胁迫）下的保护效应，推动绿色养殖实践发展。