论文部分内容阅读
牦牛主要分布在我国青藏高原地区,冷季枯草期长达7个月,牦牛长期处于饥饿状态,冷季缺乏饲草料是牦牛掉膘、死亡的首要因素,因此抗灾保畜成了牧区的冷季常态化的工作。本文以麦洼牦牛为研究对象,探讨了冷季饥饿对牦牛氨基酸组成、蛋白质代谢中间产物和调控骨骼肌蛋白质合成和分解代谢关键基因相对表达量的影响。选择8头健康无病、生长发育良好、体重相近的3周岁麦洼牦牛(110.3±5.85kg),采用对比试验设计将体重相近的麦洼牦牛两两配对,随机分到试验组和对照组中,每组4头。对照组于试验第1天进行屠宰采样,试验组牦牛做饥饿处理,饥饿持续时间为8天。试验第1、3、5、7、9天颈静脉采血,离心制取血清样品,并于第9天采血后进行屠宰采样。分别测定血糖、蛋白质中间代谢产物、酶活和激素水平,并选取蛋白质分解最快和最慢部位的骨骼肌,测定蛋白质合成和分解代谢关键基因的相对表达量,结果表明：(1)饥饿显著降低了牦牛体重、胸围、胴体重、胃肠道总重和内脏总重(P<0.05)；饥饿显著降低牦牛腰大肌、股二头肌、趾长伸肌、股四头肌、肝脏中蛋白质的含量(P<0.05),其中腰大肌和半腱肌分别是降解最多和最少的部位,分别降低了10.80%(P<0.05)和2.85%(P>0.05)。肝脏中必需氨基酸、总氨基酸的含量显著升高(P<0.05),腰大肌中必需氨基酸和总氨基酸的含量显著降低(P<0.05)。(2)饥饿显著降低了牦牛的血糖浓度(P<0.05),随着饥饿时间的延长维持在恒定的低水平；显著降低了血清白蛋白质的浓度(P<0.05),显著提高了尿素氮、尿酸、肌酐的浓度(P<0.05)。(3)饥饿显著降低了牦牛血清中谷草转氨酶、谷丙转氨酶的活性和胰岛素的浓度(P<0.05),随着饥饿时间的延长胰岛素浓度回升并维持初始浓度水平。血清胰高血糖素浓度在饥饿早期显著升高(P<0.05),随着饥饿时间的延长胰高血糖素的浓度显著降低,并维持在较低水平。血清胰岛素样生长因子1的浓度显著降低(P<0.05),并维持在恒定的水平。血清糖皮质激素浓度的变化与胰高血糖素趋势相似,呈先增加后降低。(4)饥饿后肝脏组织中谷草转氨酶、谷丙转氨酶的活性和胰岛素、胰岛素样生长因子的浓度都显著降低(P<0.05),糖皮质激素的浓度显著升高(P<0.05),胰高血糖素的浓度有升高的趋势,但差异不显著。(5)饥饿后腰大肌中谷草转氨酶的活性和胰岛素的浓度显著降低(P<0.05),胰岛素样生长因子1和糖皮质激素的浓度显著升高(P<0.05),胰高血糖素的浓度与肝脏中的趋势一致。半腱肌中胰岛素样生长因子1升高达到显著水平(P<0.05),而胰岛素的浓度显著降低(P<0.05)。(6)饥饿显著降低了牦牛腰大肌中蛋白质合成相关基因PI3K、AKT、mTOR 4E-BP1、S6K1等mRNA的表达量(P<0.05),同时显著提高了蛋白质分解相关基因LKB1、AMPK、MuRF1、Atrogin-1等mRNA的表达量(P<0.05)；饥饿显著提高了牦牛半腱肌中蛋白质合成PI3K、AKT、mTOR、4E-BP1等和分解相关基因LKB1、MuRF1、Atrogin-1等mRNA的表达量(P<0.05)。综上所述,饥饿显著降低了牦牛活体重量、胸围、胴体重和胃肠道的重量,显著降低了牦牛血糖浓度。饥饿显著降低了牦牛不同部位骨骼肌蛋白质的含量,其中腰大肌蛋白质降解最快,而半腱肌蛋白质降解最慢。饥饿显著提高了血清中蛋白质中间代谢产物尿素氮、尿酸和肌酐的浓度,影响了血清、肝脏和骨骼肌中INS、IGF-1、GN和GCs等激素的分泌和调节蛋白质代谢AST、ALT等关键酶的活性。饥饿条件下,牦牛骨骼肌通过mTOR信号通路和AMPK信号通路介导的蛋白质代谢方式不同,其中,半腱肌中蛋白质合成和分解加强,腰大肌中蛋白质合成减弱而蛋白质分解加强。表明牦牛在饥饿条件下通过降低蛋白质在骨骼肌中的沉积,促进骨骼肌蛋白质的分解,增强肝脏对蛋白质代谢中间产物的利用能力,维持牦牛血糖浓度稳定。