L-茶氨酸通过氧化还原与线粒体调控改善热应激肉鸡肌肉品质的作用机制研究

本研究揭示L-茶氨酸（L-Th）通过激活Nrf2信号通路增强抗氧化酶活性，同时上调线粒体生物合成基因表达，有效缓解热应激（HS）引起的氧化损伤和能量代谢紊乱，为改善肉鸡生长性能（ADG/BW）和肉品质（a*/pH24h/烹饪损失%）提供创新营养策略。

　　

研究背景与意义

热应激（HS）作为家禽生产中最具破坏性的环境应激源，通过引起代谢紊乱、内分泌和免疫功能失调，导致肉鸡生长性能下降和肉品质受损，造成重大经济损失。由于肉鸡缺乏汗腺且羽毛密集，在高热环境中易出现热应激反应。现代肉类市场中，肌肉组织的氧化还原状态与肉品质密切相关，其特征是抗氧化水平下降和活性氧（ROS）增加。核因子E2相关因子2（Nrf2）信号通路在调节抗氧化相关基因表达中起关键作用，而线粒体既是ROS的主要来源，又是肌肉向肉类转化过程的关键调节器。因此，增强肌肉抗氧化能力和线粒体功能的营养策略可能有效减轻氧化损伤，从而改善热应激肉鸡的肉品质。

L-茶氨酸（γ-谷氨酰乙酰胺，L-Th）是一种非蛋白质氨基酸，不仅具有抗炎、降压、镇静、抗氧化和神经保护功能，还有作为饲料添加剂的潜力。先前研究表明L-Th能增强家禽肠道形态和抗氧化能力，并在正常饲养条件下提高肌肉抗氧化防御系统和维持肉品质。然而，关于L-Th在热应激条件下调节肉鸡肉品质和氧化还原状态的数据尚缺乏，特别是其对线粒体生物生成和功能的影响机制仍需深入探索。

实验设计与方法

本研究将216只21日龄AA肉鸡随机分为3组：对照组（CON，基础日粮，22±1°C）、热应激组（HS，基础日粮+热应激）和热应激+L-茶氨酸组（HS+L-Th，基础日粮添加600mg/kg L-Th+热应激）。热应激处理为每天8:00至18:00暴露于33±1°C环境，其余时间22±1°C，实验持续21天。测定指标包括生长性能（体重BW、平均日增重ADG、平均日采食量ADFI、料重比F/G）、胴体特性、肉品质参数（pH值、色泽L/a/b*、烹饪损失、剪切力）、肌肉化学成分（糖原、ATP、乳酸、丙二醛MDA、肌内脂肪IMF）、抗氧化酶活性（T-SOD、CAT、GPX、GR、GST）、Nrf2蛋白含量、线粒体呼吸链复合物活性（I-V）、能量代谢酶活性（CS、HK、PK、LDH）以及相关基因表达水平。

研究结果

生长性能与胴体特性

热应激显著降低了42日龄体重（BW）、平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI），并提高了料重比（F/G）。L-茶氨酸补充部分缓解了热应激引起的BW和ADG下降，但仍低于对照组。热应激还降低了净膛率和腿肌产量，而L-茶氨酸处理改善了这些指标。

肉品质与肌肉化学成分

热应激导致肉色亮度（L）和45分钟黄度（b）升高，红度（a）和24小时pH（pH_24h）降低，烹饪损失增加。L-茶氨酸补充显著降低了烹饪损失、L值和b值，提高了a值。此外，热应激降低了肌肉糖原和ATP含量，增加了乳酸、MDA和肌内脂肪含量，而L-茶氨酸处理恢复了糖原和ATP水平，降低了MDA含量。

抗氧化能力与Nrf2信号通路

热应激降低了CAT、GPX和GST活性，以及SOD、NQO1和GST的mRNA表达水平，同时降低了Nrf2蛋白含量并提高了Keap1 mRNA水平。L-茶氨酸补充降低了Keap1 mRNA表达，提高了CAT和GST活性、GST mRNA水平和Nrf2蛋白含量，表明通过激活Nrf2/Keap1轴增强了抗氧化防御能力。

线粒体功能与能量代谢

热应激降低了线粒体DNA（mtDNA）拷贝数以及PGC-1α、Cyt-C、avUCP和ATP5β的mRNA表达水平，同时抑制了复合物I、IV和V的活性。L-茶氨酸处理增加了mtDNA拷贝数，上调了PGC-1α、Cyt-C和ATP5β的基因表达，并提高了复合物I和IV的活性。能量代谢方面，热应激提高了HK和LDH活性，降低了CS活性，而L-茶氨酸补充降低了HK和LDH活性，改善了能量代谢状态。

机制讨论

热应激通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴加速脂肪生成和沉积，同时抑制蛋白质生物合成，导致生长性能下降。肉品质恶化主要与能量消耗加速、ATP耗尽、糖原利用和乳酸积累有关。L-茶氨酸通过激活Nrf2信号通路增强抗氧化酶活性，减轻氧化损伤；同时通过促进线粒体生物合成和功能，改善能量代谢，最终缓解热应激对肉鸡的不利影响。

研究局限与展望

本研究仅使用单一剂量L-茶氨酸（600mg/kg），虽然该剂量基于先前研究确定，但更高剂量的效果和安全性仍需进一步探索。未来研究可探讨L-茶氨酸在不同热应激强度下的适用性及其在其他畜禽物种中的效果。

结论

L-茶氨酸通过激活Nrf2介导的抗氧化信号通路和增强线粒体生物生成与功能，有效缓解热应激引起的氧化损伤和能量代谢紊乱，从而改善肉鸡生长性能和肉品质。这为开发基于L-茶氨酸的功能性饲料提供了理论依据，有助于增强家禽在气候挑战下的耐热性和产品质量。