支链氨基酸通过肠-肝轴介导的氨过量生成诱发蛋鸡高氨血症机制研究

本研究针对支链氨基酸(BCAA)补充对蛋鸡生产性能及代谢健康的负面影响，通过多组学联用技术揭示高BCAA饮食通过促进肠道产氨菌群增殖、抑制肝脏尿素循环，导致血清氨水平升高的分子机制。研究发现高BCAA饮食显著降低蛋鸡产蛋率(P<0.05)，上调SCAP表达(P=0.024)，并改变Muribaculaceae等产氨菌群丰度(P<0.05)，为家禽精准营养调控提供重要理论依据。

　　

【研究背景】
在现代家禽养殖业中，蛋鸡生产性能与营养代谢的平衡始终是科研焦点。支链氨基酸(BCAA)作为必需氨基酸，其代谢调控机制复杂而精妙：肠道菌群既能生物合成BCAA，又能分解利用它们，形成独特的"代谢双刃剑"效应。然而，当饲料中BCAA水平超过NRC推荐量67%时，蛋鸡却出现产蛋率下降、破蛋率升高的反常现象，这背后究竟隐藏着怎样的代谢陷阱？更令人困惑的是，既往研究多聚焦BCAA对肌肉合成的促进作用，却忽视了其对氨代谢的潜在影响——氨作为神经毒素，过量积累会导致高氨血症，但BCAA与氨代谢的关联机制仍是未解之谜。

【研究方法】
浙江大学动物科学学院的研究团队选取180只41周龄"凤达1号"蛋鸡，设置对照组(Ctrl AA)和4个BCAA干预组(High Leu/High Ile/High Leu+Ile/High BCAA)，进行为期8周的饲养实验。研究整合了生产性能监测、血清氨基酸分析、肝脏转录组测序、16S rRNA肠道菌群测序和代谢组学等关键技术，并采用qPCR和Western blot验证关键分子表达。特别关注了尿素循环关键酶CPS₁和ARG₂的表达变化，以及SCAP介导的氨释放机制。

【研究结果】

1. 生产性能与蛋品质影响
   高BCAA饮食显著降低蛋鸡产蛋质量(P<0.001)，其中High Ile组蛋重降低最明显(P<0.001)，而High BCAA组蛋黄颜色显著加深(P<0.001)。血清检测显示High BCAA组精氨酸水平降低23.6%(P=0.005)，但氨浓度升高56%。

2. 肝脏氨解毒机制抑制
   转录组分析发现High BCAA显著下调SLC7A₂(P<0.001)、CPS₁(P=0.045)和ARG₂(P=0.001)表达，尿素循环通路被抑制。相反，促进氨释放的SCAP表达上调1.8倍(P=0.024)，形成"氨代谢失衡陷阱"。

3. 肠道产氨菌群增殖
   High BCAA使Muribaculaceae菌科相对丰度增加2.3倍(P=0.015)，Oxalobacteraceae增加1.7倍(P=0.002)。LEfSe分析鉴定出Eubacterium_hallii_group等6个产氨菌标志物(P<0.05)，其丰度与血清氨水平呈显著正相关。

4. 肠道氨代谢重编程
   代谢组学发现High BCAA组肠道尿素代谢产物N²-琥珀酰鸟氨酸减少41%(P<0.001)，而谷氨酸增加33%(P<0.01)。KEGG分析显示组氨酸代谢和精氨酸生物合成通路异常活跃。

【研究意义】
该研究首次阐明高BCAA饮食通过"肠-肝对话"诱发高氨血症的三重机制：肠道产氨菌增殖提供"氨源"，尿素代谢增强产生"氨流"，肝脏解毒障碍形成"氨滞"。这一发现不仅解释了BCAA过量导致生产性能下降的谜题，更揭示了SCAP作为氨释放"分子开关"的新功能。研究为开发靶向调控肠道菌群的氨基酸精准配方提供理论依据，对预防家禽代谢性疾病具有重要实践价值。论文发表在《Animal Nutrition》上，为动物营养与微生物组学的交叉研究树立了新范式。