谷氨酰胺对动物肠道微生态影响的研究进展

江西饲料　２０１３年第６期　谷　摘要：谷氨酰胺是动物体内含量最丰富的氨基酸之一，为条件性必需氨基酸，Ｇｌｎ对于保护肠道　屏障功能，维持肠道微生态平衡发挥重要作用。本文就肠道微生态和谷氨酰胺对肠道微生态影响的研　究进展做一综述。　关键词：谷氨酰胺；肠道微生态平衡；肠道微生态　中图分类号：￥８１６．１１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—６１３７（２０１３）０６—０００１—０３　０　引言　肠道是一组庞大的微生态系统，不仅层次复　杂，而且微生物群生物量也很庞大。肠道是体内　最大的储菌库，作为开放式腔道存在着４００多种　细菌，其中９９％为专性厌氧菌，主要由双歧杆菌　组成。肠道常驻菌群相互依赖又相互作用，构成　了肠黏膜生物屏障。这些菌群按一定的数量、比　例分布在不同阶段，对宿主发挥着重要的生理作　用，从而形成微生态平衡。肠道内相对稳定的微　生物群落的形成有助于动物提高机体抵抗力．免　受外来有害细菌的感染ｌ１＿。因此，维护肠道微生态　平衡对维持动物健康有着十分重要的意义。　谷氨酰胺（Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ，Ｇｉｎ）是动物体内含量　最丰富的游离氨基酸，具有重要的生理作用。研　究表明，对肠道而言，Ｇｌｎ在健康状态下是非必需　氨基酸，但在某些疾病或应激条件下是必需氨基　酸。肠道是动物机体与外界接触面积最大的消化　器官，同时也是最大的免疫器官，与外界的病原　菌等抗原直接作用，频繁遭受各种应激，甚至引　起疾病。研究表明，作为一种特殊的营养素，Ｇｉｎ　对于保护肠道黏膜屏障功能，维持肠道微生态平　衡发挥重要作用　１　谷氨酰胺概述　谷氨酰胺（Ｇｉｎ）是Ｌ一谷氨酸一＾ｙ一羧基酰化的　一种氨基酸，具有一个仅一氨基和一个易水解的末　端酰氨基，所以在组织间氨的转移和氨气的转运　中起着重要的载体作用。同时，酰氨基还是体内　嘧啶和嘌呤核苷酸、核酸以及氨基糖生物合成的　必需原料之一。Ｇｉｎ是动物血液和母猪乳汁中一　种含量非常丰富的氨基酸，除作为蛋白质和肽的　组分外，在维持机体酸碱平衡、调节机体免疫机　能以及为特定器官、组织和细胞的物质代谢提供　底物等方面具有重要作用。研究表明，Ｇｉｎ是肠道　黏膜代谢必需营养物质，Ｇｉｎ缺乏可使肠道黏膜　萎缩、绒毛变稀变矮，屏障功能下降。输注Ｇｉｎ后　能明显增加大鼠肠黏膜的重量、ＤＮＡ和ＲＮＡ含　量、恢复绒毛高度、黏膜表面积和隐窝深度，增加　隐窝细胞的有丝分裂、加快肠上皮细胞更新速　度、增强修复能力。并能促进肠道黏液素的合成，　增强肠黏膜细胞问的紧密连结．减少上皮细胞的　凋亡。阻止肠黏膜萎缩及炎症所致的通透性增　加，从而维持肠黏膜形态和功能的完整性。　２　肠道微生态　肠道微生态是构成肠黏膜生物屏障的重要　组成部分，在保持宿主健康、提供能量和营养素，　抵抗生物体侵袭方面具有重要作用。

　２０１　３年第６期　江西饲料　消化道作为开放式腔道，其内部定植有大量　的微生物菌群，这些微生物菌群对动物的健康有　利有弊，既有有益菌（如双歧杆菌等），又有致病　菌（如大肠杆菌等），其中数量最多的是双歧杆菌、　乳酸杆菌和类杆菌。通常情况下肠道中的细菌保　持着共生或颉颃的关系，并与肠黏膜紧密结合在　其表面形成一个生物学屏障，抑制致病菌等一切　外源菌的黏附和定植，维持着肠道的微生态平衡。　但当机体遭受严重创伤、烧伤、休克及外界环境　急剧变化等应激时，可导致肠道正常菌群种类和　数量的改变，引起肠道有益菌（如双歧杆菌）比例　下降，致病菌（如大肠杆菌）比例增加，从而导致　肠道菌群失调。菌群失调将会引起许多相关疾　病，临床症状以腹泻最为明显　３　ＧＩｎ对肠道微生态区系的影响　Ｇｌｎ对机体有许多重要作用，比如提高组织　细胞的抗氧化能力、降低机体的高代谢反应、保持　和恢复肠道屏障的结构及改善肠道免疫功能　］。　研究表明，Ｇｉｎ对肠黏膜屏障亦有影响，表现为　Ｇｉｎ缺乏时肠道细菌包被率下降。细菌移位增加，　补充Ｇｉｎ可以增加烧伤动物肠道局部ｓｌｇＡ的含　量　。崔巍等＿５ｌ报道，Ｇｌｎ可以上调肠上皮细胞产生　的分泌片ｍＲＮＡ的表达，从而提高免疫防御因子　ｓＩｇＡ的水平，阻抑致病菌在肠道的定植。Ｇｉｎ主要　从以下两个方面来调节肠道微生态区系平衡的。　３．１改善肠道菌群结构　肠道菌群的生理功能与动物机体的生命活　动息息相关。肠道内的专性厌氧菌（如乳酸杆菌、　双歧杆菌等）可抵御和排斥外源性致病菌的入侵，　保护肠黏膜细胞［６３。同时，寄居在肠黏膜表面的共　生菌可直接调节肠道抗感染的能力。赵玉蓉等［７ｌ　研究表明，断奶仔猪饲料中添加１％Ｇｌｎ能改善肠　道微生态菌群，显著增加大肠各段内容物中双歧　杆菌和乳酸杆菌的数量，显著减少大肠杆菌的数　量。康磊　试验结果显示，Ｅｔ粮中添加Ｇｌｎ显著　提高了２８、３５、４２　Ｅｌ龄热应激肉鸡盲肠内乳酸杆　菌、双歧杆菌的数量（Ｐ＜０．０５），显著降低产气荚膜　梭菌、大肠杆菌的数量（Ｐ＜０．０５）。提示在基础日粮　中添加一定水平的Ｇｉｎ可维持热应激肉鸡的肠　道微生物区系的稳定　３．２改善肠道内环境　Ｇｉｎ可通过改善肠道形态和肠道消化酶、谷　氨酰胺代谢相关酶来改善肠道内环境．以利于有　益菌的定植和对营养物质的吸收　３．２．１改善肠道形态　２一　小肠是动物营养物质消化吸收的主要部位，　小肠发育状态的好坏直接关系到营养物质的消　化吸收。小肠的消化吸收作用依靠小肠上的环形　皱襞、肠绒毛以及绒毛表面的柱状上皮细胞等结　构。　Ｇｉｎ是动物机体小肠上皮细胞增殖的主要能　源和必需营养物质。杨彩梅等　对２１　Ｅｌ龄断奶仔　猪的研究表明，饲粮中添加谷氨酰胺和甘氨酰一　谷氨酰胺可显著缓解小肠绒毛的萎缩和隐窝的　增生，加快小肠绒毛结构恢复正常。研究发现，日　粮中添加１％Ｇｉｎ能提高小肠绒毛高度，降低隐窝　深度ｌ７，ｌｏ－１２］。Ｐｌｕｓｋｅ等㈣报道．连续５ｄ饲喂新鲜牛　奶的断奶仔猪其隐窝深度随Ｇｉｎ的采食量的增　加线性降低。　３．２．２改善肠道消化酶和谷氨酰胺代谢相关酶的　活性　乳糖酶和麦芽糖酶等二糖酶作为新生动物　肠道中重要的消化酶，是肠道功能发育成熟的指　示剂。肠道中Ｇｌｎ的代谢是经各种酶的作用完成　的。Ｇｌｎ的合成和利用主要依赖于谷氨酰胺合成　酶和谷氨酰胺酶。　杨彩梅　发现，日粮中添加Ｇｌｎ可缓解断奶　导致仔猪蔗糖酶和麦芽糖酶活性大幅度下降。蒋　宗勇等［１　４】报道，Ｅｌ粮中添加１．０％Ｇｉｎ可提高人工　饲养新生仔猪１４日龄空肠黏膜蔗糖酶、麦芽糖酶　和乳糖酶活性，提高仔猪肠道消化能力，并改善　２１日龄空肠黏膜中与谷氨酰胺代谢相关的酶活　性．提高肠道的能量代谢。　４　ＧＩｎ对肠道细菌移位的影响　Ｇｌｎ对防治肠道屏障功能障碍，阻抑细菌移　位有重要作用。研究表明，Ｇｉｎ对应激或疾病条件　下发生的肠道细菌移位有一定的缓解作用＿ｌ５～６３。　“细菌移位”一词是指原存在于肠腔内的细　菌和（或）内毒素，通过某种途径越过肠黏膜屏　障，进入肠系膜淋巴结、门静脉系统，继而进入体　循环以及肝、脾、肺等远隔器官的过程。程雷等　研究表明，Ｇｉｎ能够减少阻塞性黄疸大鼠肠道细　菌移位，其中通过增加ＣＤ４４分子和ＩＣＡＭ一１的　表达．是Ｇｉｎ能够保持肠道黏膜完整性的一个重　要因素。吴建波等㈣通过研究Ｇｉｎ对大鼠脊髓损　伤后肠道细菌移位的影响．发现应用Ｇｉｎ肠内营　养可有效保护肠屏障功能，对防止肠道细菌移位　有一定作用。尹建平等㈣给急性坏死性胰腺炎大　鼠补充Ｇｉｎ，结果显示补充Ｇｉｎ使肠黏膜有足够　

的氧化底物，产生大量的ＡＴＰ，维持细胞的代谢　江西饲料　２０１３年第６期　及细胞间连接，促进肠黏膜细胞的分裂增殖、代　谢等，加快上皮细胞的增生修复，有利于保护肠　黏膜屏障功能，减少肠道细菌的移位　Ｇｌｎ是肠道细胞最重要的能量来源，被认为　可以降低阻塞性黄疸大鼠的内毒素血症和细菌　移位，降低大鼠并发症的发生和死亡率［２ｏ－ｚ￣］。　５　小结　肠道微生态的失衡会导致一系列疾病，通过　营养来调控肠道微生态的稳态从而来防治一些　疾病是营养学的一个重要发展方向。Ｇｉｎ在维持　肠道形态、调节肠道菌群稳态及阻抑细菌移位等　方面有一定的作用。Ｇｌｎ可用来防治人类和动物　肠道疾病的发生．减轻肠道疾病对养殖业造成的　损失，有广阔的应用前景　参考文献　［１］孙志洪，谭支良，唐志如，等．动物微生态营养理论在生　态畜牧业中的应用［Ｊ］．中国生态农业学报，２００７，１５（４）：　１９５—１９９．　。　【２】果磊，黄崇本．谷氨酰胺在肠道的代谢及其作用【Ｊ】．中　国药房，２００５，ｌ６ｆ４）：３０５—３０７．　【３】余斌，尤忠义，汪仕良，等．谷氨酰胺对严重烧伤小型香　猪肠道免疫功能的影响Ⅲ．中华整形烧伤外科杂志，　１９９６，１２（２）：９８－１００．　【４］Ｆａｎ　Ｊ，Ｍｅｎｇ　ＱＹ，Ｇｕｏ　ＧＨ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｎｔｅｒａｌ　ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｇｌｕｔａｍｉｎｅ　ｏｎ　ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ　ｍｕｃｏｓａｌ　ｉｍ—　ｍｕｎｉｔｙ　ｉｎ　ｂｕｒｎｅｄ　ｍｉｃｅ【Ｊ１．Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，２００９，２５（２）：２３３－　２３９．　【５］崔巍，孙翠明，刘沛．谷氨酰胺对肠黏膜上皮细胞合成　多聚免疫球蚩白受体的影响『Ｊ］．陕西医学杂志，２０１１，　４０（１　１、：１４５２—１４５４．　『６１李志军，汤日波，张万祥．肠道屏障功能损害与ＳＩＲＳ／　ＭＯＤＳ的发生及其防治ｆＪ１．中国危重病急救医学，２０００，　１２（１２）：７６６—７６８．　１７］赵玉蓉，王红权，贺建华，等．谷氨酰胺对断奶仔猪肠道　微生物和小肠黏膜形态的影Ｈ向【Ｊ１．湖南农业大学学报：　自然科学版，２００９，３５（２）：１５８—１６１．　［８】康磊，李文立，姜建阳，等．符氨酰胺对热应激肉鸡盲肠　微生物区系的影响【川．中国兽医学报，２０１３，３３（１）：８０—　８４．　【９］杨彩梅．谷氨酰胺和甘氨酰一谷氨酰胺对断奶仔猪小　肠黏膜的影响ｌＪＪ．中国粮油学报，２００６，２１（４）：１　１９—１２３．　［１０】刘婷婷，张帅，邓雯月，等．谷氨酰胺与丁酸梭菌对断　奶仔猪生长性能、免疫功能、小肠形态和肠道菌群的　影响『Ｊ１．动物营养学报，２０１ｌ，２３（６）：９９８—１００５．　【１１］Ｗｕ　ＧＹ，Ｍｅｉｅｒ　ＳＡ，Ｋｎａｂｅ　ＤＡ．Ｄｉｅｔａｒｙ　ｇｌｕｔａｍｉｎｅ　ｓｕｐ—　ｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｓ　ｊｅｊｕｎａｌ　ａｔｒｏｐｈｙ　ｉｎ　ｗｅａｎｅｄ　ｐｉｇｓ［Ｊ］．　Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　１９９６．１２６（１０）：２５７８—２５８４．　【１２］Ｔａｎｎｕｒｉ　Ｕ，Ｃａｒｒａｚｚａ　ＦＲ，Ｉｒｉｙａ　Ｋ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｌｕ—　ｔａｍｉｎｅ—ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｄｉｅｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ　ｍｕｃｏｓａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｌｎｏｕｒｉｓｈｅｄ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｒａｔ［Ｊ］．Ｒｅｖ　Ｈｏｓｐ　Ｃｌｉｎ　Ｆａｃ　Ｍｅｄ　Ｓａｏ　Ｐａｕｌｏ，２０００，５５（３）：８７—９２．　【１３】Ｐｌｕｓｋｅ　ＪＲ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ　ＩＨ，Ａｈｅｒｎｅ　ＦＸ．Ｖｉｌｌｏｕｓ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｃｒｙｐｔ　ｄｅｐｔｈ　ｉｎ　ｐｉｇｌｅｔｓ　ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎ－　ｔａｋｅ　ｏｆ　ＣＯＷ＇Ｓ　ｍｉｌｋ　ａｆｔｅｒ　ｗｅａｎｉｎｇ『Ｊ］．Ａｎｉｍａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　１９９６，６２（１）：１４５—１５８．　【１４］蒋宗勇，郑卫川，林映才，等．谷氨酰胺对新生仔猪生　长性能、血清激素水平及小肠黏膜酶活性的影响ＩＪ］．　动物营养学报，２０１０，２２（１）：１２５—１３１．　【１５］Ｆｏｉｔｚｉｋ　Ｔ，Ｋｒｎｓｃｈｅｗｓｋｉ　Ｍ，Ｋｒｏｅｓｅｎ　ＡＪ，ｅｔ　ａ１．Ｄｏｅｓ　ｇｌｕ—　ｔａｍｉｎｅ　ｒｅｄｕｃｅ　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ？Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｉｎ　ｔｗｏ　ａｎｉｍａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｗｉｔｈ　ｉｍｐａｉｒｅｄ　ｇｕｔ　ｂａｒｒｉｅｒ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｏｒｅｃｔａｌ　Ｄｉｓｅａｓｅ，１９９９，１４：１４３—１４９．　［１６］Ｄｉｎｇ　ＬＡ，“ＪＳ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｌｕｔａｍｉｎｅ　ｏｎ　ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ　ｐｅｒｍｅ—　ａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＴＰＮ－ｒａｔｓ　ｗｉｔｈ　ｅｎ—　ｄｏｔｏｘｅｍｉａ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ，２００３，９　（６）：１３２７－１３３２．　［１７］程雷，谭广，董擂，等．谷氨酰胺对阻塞性黄疸大鼠肠　道细菌移位的影响ｌＪ】．大连医科大学学报，２００５，２７　（５）：３４１—３４４．　［１８］吴建波，邓履平．谷氨酰胺对大鼠脊髓损伤后肠道细　菌移位的影响【ＪＩ．江西医学院学报，２００６，４６（２）：４１—　４６．　［１９Ｉ尹建平，袁曦．谷氨酰胺对大鼠急性坏死性胰腺炎肠　道细菌移位的影响［ＪＪ．海峡医药，２００３，１５（５）：２８—３０．　【２０］夏国伟，史海安，周亚魁．表皮生长因子、谷氨酰胺强　化的全胃肠外营养对肠屏障功能和肠细菌移位的影　响．上海医科大学学报『Ｊ１．２０００，２７（６）：４４３—４４５．　［２１］龚时文，张明，赵志毅，等．谷氨酰胺对大鼠急性坏死　性胰腺炎肠道细菌移位的影响『Ｊ］．中国急救医学，　２０００，２０（１１）：６７７－６７８．　［２２】Ｓｃｈｉｍｐｌ　Ｇ，Ｐｅｓｅｎｄｏｒｆｅｒ　Ｐ，Ｓｔｅｉｎｗｅｎｄｅｒ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ａｌｌｏｐ—　ｕｒｉｎｏｌ　ａｎｄ　ｇｌｕｔａｍｉｎｅ　ａｔｔｅｎｕａｔｅ　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｈｒｏｎｉｃ　ｐｏｒｔａｌ　ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｖｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂｉｌｅ　ｄｕｃｔ　ｌｉｇａｔ－　ｅｄ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｒａｔｓＩＪ］．Ｇｕｔ，１９９６，３９（１）：４８—５３．　【２３］Ｅｒｂｉｌ　Ｙ，Ｂｅｒｂｅｒ　Ｅ，０ｚａｒｍａｇａｎ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｅｏｘｙｃｈｏｌａｔｅ，ｌａｃｔｕｌｏｓｅ　ａｎｄ　ｇｌｕｔａｍｉｎｅ　ｏｎ　ｂａｃｔｅ—　ｒｉａｌ　ｔｒａｎｓ］ｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂｉｌｅ　ｄｕｃｔ　ｌｉｇａｔｅｄ　ｒａｔｓ　ｆＪ】．　Ｈｅｐａｔｏｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ，１９９９，４６（２９）：２７９１—２７９５．　基金项目：国家９７３计划课题（２０１２ＣＢ１２６３０５）、国家　农业科技成果转化资金项目（２０１０ＧＢ２Ｄ１００２９９）。　作者简介：欧阳万金（１９８８一），男，硕士研究生，江西　宜春人，研究方向为生理活性物质与营养代谢调控。　通讯作者：王蕾，实验师。