低蛋白日粮添加色氨酸与亮氨酸对荷斯坦犊牛生长性能及血液代谢的调控机制研究

【编辑推荐】为解决低蛋白日粮导致的犊牛生长迟缓及免疫力下降问题，研究人员通过补充亮氨酸(Leu)和色氨酸(Trp)开展营养调控研究。结果表明，19%粗蛋白(CP)日粮添加1.15% Leu和0.26% Trp可显著提升平均日增重(ADG)，降低血清尿素氮(BUN)和尿酸(UA)，恢复生长激素(GH)和IGF-1水平，同时增强超氧化物歧化酶(SOD)和免疫球蛋白M(IgM)活性。该研究为反刍动物低蛋白日粮的精准氨基酸平衡提供重要依据。

　　

在畜牧业可持续发展面临环境压力与资源约束的背景下，如何通过精准营养策略降低反刍动物饲养的氮排放，同时保障其健康生长成为研究热点。传统高蛋白日粮不仅增加养殖成本，过量氮排泄还会加剧环境污染。尽管低蛋白日粮能缓解这一问题，但单纯降低粗蛋白(CP)含量往往导致动物生长迟缓和代谢紊乱，尤其在犊牛等幼龄反刍动物中表现更为突出。这一矛盾的核心在于限制性氨基酸的缺乏，特别是支链氨基酸(BCAAs)和色氨酸(Trp)等关键功能性氨基酸的代谢调控作用尚未被充分挖掘。

针对这一科学问题，由中国农业科学院畜牧兽医研究所领衔的研究团队在《Animal Feed Science and Technology》发表了一项创新性研究。该团队系统探究了低蛋白日粮(19% CP)补充亮氨酸(Leu)和色氨酸(Trp)对荷斯坦犊牛生长性能、养分消化率及血液代谢参数的调控效应。研究采用随机区组设计，将75头体重相近(42±2.35 kg)的荷斯坦公犊分为5组：高蛋白对照组(HP，22% CP)、低蛋白对照组(LP，19% CP)、Leu补充组(L)、Trp补充组(T)及Leu+Trp联合组(LT)，通过49天的饲养试验结合血液生化分析，揭示了氨基酸平衡对犊牛健康生长的关键作用。

关键技术方法包括：1) 建立标准化犊牛饲养模型(样本来自君乐宝牧业)；2) 生长性能指标(ADG、F/G)动态监测；3) 血清代谢物检测(BUN、UA、TP等)；4) 激素水平分析(GH、IGF-1)；5) 抗氧化酶活性测定(SOD、CAT)；6) 免疫因子检测(IFN-γ、IL-2、IgM)。

【Calf Performance】
研究发现，LP组犊牛平均日增重(ADG)显著低于HP组(P<0.05)，而补充1.15% Leu的L组ADG恢复至HP组水平，且饲料转化率(F/G)最优。联合补充组(LT)在维持ADG同时，显著降低腹泻发生率(10-34日龄期间)，提示Leu对蛋白质利用效率的提升作用可能通过激活mTOR通路实现。

【Blood Metabolites】
低蛋白日粮导致血清尿素氮(BUN)和尿酸(UA)异常升高，反映氮代谢紊乱。补充Trp和Leu使这些指标恢复至正常范围(P<0.05)，同时提升总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)浓度，证实其对肝脏蛋白质合成的促进作用。

【Hormonal Regulation】
血清分析显示，LP组生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平显著降低，而Leu补充通过mTOR信号通路激活，使这两种促生长激素恢复正常浓度，从内分泌角度解释了体重增长差异。

【Antioxidant and Immunity】
低蛋白日粮导致抗氧化酶SOD、CAT及免疫因子IFN-γ、IL-2、IgM水平下降，增加炎症风险。Trp代谢产物通过吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)途径显著改善这些指标(P<0.05)，其抗炎作用可能与犬尿氨酸代谢通路相关。

【Amino Acid Profile】
氨基酸分析发现，LP组组氨酸(His)等必需氨基酸含量显著降低，而Leu补充使血清中His、Thr及总必需氨基酸水平回升，Trp补充组血清Trp含量提升3.2倍，证实外源添加对氨基酸池平衡的调控效应。

研究结论表明，19% CP日粮补充1.15% Leu和0.26% Trp可通过多重机制协同作用：1) 优化氨基酸平衡，提高氮利用率；2) 激活mTOR通路促进蛋白质合成；3) 增强抗氧化防御和免疫功能；4) 调节生长相关激素分泌。这不仅使犊牛生长性能达到22% CP日粮水平，还显著降低环境氮负荷。该成果为反刍动物低碳养殖提供了理论依据和技术方案，其中Trp-Leu协同调控免疫代谢的发现尤为创新，对幼龄动物营养策略制定具有重要指导价值。