本研究基于氨基酸在肠道的分解代谢降低了氨基酸用于蛋白质合成的效率，提出研究假设“如果能提高饲粮中的氨基酸通过肠道第一次代谢后的逃逸率(以目标氨基酸在门静脉的净吸收量占日粮中摄入该氨基酸的比值表示)，即降低氨基酸在肠道分解代谢的量，就能提高氨基酸在肠外靶组织的沉积率”。验证这一假设需要3个充分必要条件：第一，有可逃逸肠道代谢的氨基酸源，第二，能准确定量测定目标氨基酸第一次通过肠道代谢后的逃逸率，第三，能准确定量测定目标氨基酸是否更多地用于了肠外靶组织的沉积。 为了验证这一假设，本研究以两种结构不同的蛋氨酸源即DL-蛋氨酸(DL-MET)和DL-2-羟基-4-甲硫基丁酸(DL-HMB)为模型，选择10头有相同遗传背景的21日龄仔猪(6.3±1.1kg)，分为两个处理组，分别饲喂DL-MET和DL-HMB日粮(两种蛋氨酸源的含量均为日粮总蛋氨酸含量的30％)，待仔猪于代谢笼内适应7天后分别在颈动脉、门静脉、肠系膜静脉和胃安装插管，待仔猪恢复7天后，即在仔猪35日龄时每组各选择3头体况健康且插管完好的试猪(8.6±1.4kg)进行正式试验。正式试验前仔猪空腹12h，在仔猪第35日龄的早上7:00开始通过肠系膜静脉灌注1％对氨基酸马尿酸(pAH)，7:45采集第一次血样，8:00开始饲喂第一次日粮，饲喂量为日采食量(按体重4.5％计)的1/24，以后每隔1h饲喂一次，总共连续饲喂6次，在仔猪吃完第一次所喂饲料后，立即通过胃插管进行1-13C-MET(7μmol·kg-1·h-1)的灌注，从9:00开始，每隔1h分别采集动、静脉血样，连续采集6次；待血样采集完成后，立即将仔猪处死，采集肌肉、胃、十二指肠、空肠、回肠、肝脏和。肾脏组织样品，同时采集胃、回肠和结肠的食糜样品。 基于以上样品，分别采用HPLC分析技术、GC-MS联用技术、RT-PCR技术、和GC分析技术测定以下指标：1)DL-MET和DL-HMB饲粮中的蛋氨酸在肠道的第一次代谢率及1-13C-MET在动物机体中的沉积与分布，2)代谢D-MET和DL-HMB的关键酶D-氨基酸氧化酶(D-AAOX)、D-2-羟基酸脱氢酶(D-HADH)和L-2-羟基酸氧化酶(L-HAOX)在胃肠道、肝脏、肾脏和肌肉组织中的活性和关键酶的基因DAO1、HADH和HAO1在以上组织中的mRNA丰度，3)DL-MET和DL-HMB饲粮中的氨基酸在门静脉的净吸收量和净吸收率，4)DL-MET组和DL-HMB组仔猪的门静脉血浆流速(PPF)、胃肠道食糜中短链脂肪酸(SCFA)的组成与浓度、以及胰高血糖素原(PG)、胰高血糖素样肽-2受体(GLP-2R)和内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)基因在胃、空肠和回肠中的mRNA丰度。主要研究结果如下： (1)饲粮中的蛋氨酸在肠道的第一次代谢率、门静脉累积吸收率及其在组织中的沉积与分布：当以饲粮中的总蛋氨酸摄入量(L-MET及其前体D-MET或DL-HMB摄入量之和)作为L-MET的摄入量来计算蛋氨酸在门静脉的吸收率时，第一次饲喂后1-6h内两个处理组(DL-HMBvs.DL-MET)的蛋氨酸在门静脉的累积吸收率没有显著差异(59％vs.51％，P>0.10)，但是DL-HMB日粮中的蛋氨酸在门静脉的累积吸收量有提高的趋势(26vs.22μmol·kg-10·h-1,P=-0.10)；当以日粮中直接可以利用的蛋氨酸(L-MET)的摄入量(不包括D-MET和DL-HMB的摄入量)作为L-MET的摄入量来计算蛋氨酸在门静脉的吸收率时，第一次饲喂后1-3h(81％vs.59％)、3-6h(88％vs.61％)和1-6h(85％vs.60％)DL-HMB组的蛋氨酸在门静脉的累积吸收率均显著(P<0.05)高于DL-MET组。该结果表明，蛋氨酸在肠道的第一次代谢受到饲粮来源的直接可以利用的L-MET量的驱动。两个处理组(DL-HMBvs.DL-MET)的1-13C-MET在肠道的第一次代谢率没有显著差异(29％vs.33％，P>0.10)，该结果意味着在相同时间内摄入的可利用蛋氨酸的绝对量越多，被肠道第一次代谢的蛋氨酸的绝对量也就越多。与DL-MET组相比，DL-HMB组的1-13C-MET在肝脏和肌肉组织中的丰度有提高的趋势(P=0.10)，该结果显示了DL-HMB促进蛋氨酸在肠外组织(如肌肉)沉积的作用。 (2)蛋氨酸源转化酶基因在组织中的差异表达及转化酶活性的分布：无论是DL-MET组还是DL-HMB组，HAO1均在肝脏和肾脏组织中呈现出绝对的表达优势(表达量是其它组织的两倍以上)，DAO1和HADH在肝脏和肾脏组织中也有高量表达；DAO1在肠道的表达量以及HADH在肠道和肌肉中的表达量与肝脏和肾脏中的表达量相当，但DAO1在肌肉中仅有低量表达。从这些基因的表达产物(转化酶)的活性来看，D-AAOX、D-HADH和L-HAOX在肝脏和肾脏组织中的活性比其它组织高或者至少与其它组织相当；D-AAOX在肌肉组织中的活性是所有组织中最低的，而D-HADH和L-HAOX在十二指肠和空肠组织中的活性是所有组织中最低的；D-HADH和L-HAOX在胃中的活性与肝脏和肾脏相当。该结果表明蛋氨酸源转化酶的基因表达量与酶的活性之间存在一定的相关性。综合蛋氨酸源转化酶的基因表达和酶活的结果，可以得出，肝脏和肾脏是转化D-MET和DL-HMB两种蛋氨酸源的主要场所；肠道转化D-MET的能力高于转化D-HMB和L-HMB的能力。以上结果意味着仔猪有能力利用各种蛋氨酸源，但是不同蛋氨酸源在不同器官组织的转化和代谢存在一定的差异，DL-MET是更容易被肠道代谢的蛋氨酸源。 (3)饲粮中的氨基酸在门静脉的净吸收量和净吸收率：第一次饲喂后1h内，无论是DL-MET组还是DL-HMB组仔猪门静脉的必需氨基酸、条件性必需氨基酸(包括精氨酸和半胱氨酸)、非必需氨基酸和总氨基酸的净吸收量均快速升高，饲喂后1-6h内两个处理组的各种氨基酸的门静脉净吸收量均显著(P<0.05)高于各自的饲喂前水平。DL-MET组的必需氨基酸、条件性必需氨基酸、非必需氨基酸和总氨基酸的净吸收量均在第3h达到最高点：DL-HMB组的必需氨基酸和条件性必需氨基酸在第4h达到最高点，而非必需氨基酸和总氨基酸的净吸收量在第6h达到最高点。与DL-MET组相比，在第一次饲喂后1-6h内，DL-HMB显著(P<0.05)提高了：1)亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸和总必需氨基酸在门静脉的累积吸收量，2)精氨酸和总条件性必需氨基酸在门静脉的累积吸收量和累积吸收率，3)丙氨酸在门静脉的累积吸收量，总氨基酸的累积吸收量有提高的趋势(P=0.09)；但是，DL-HMB显著(P<0.05)降低了谷氨酸在门静脉的累积吸收量和累积吸收率。此外，DL-HMB还显著(P<0.05)提高了门静脉和颈动脉血浆中瓜氨酸浓度、颈动脉血浆中鸟氨酸和牛磺酸浓度；但显著(P<0.05)降低了门静脉和颈动脉血浆中尿素氮浓度。门静脉血浆中瓜氨酸和丙氨酸浓度的升高为谷氨酸在肠道的大量分解代谢提供了证据，门静脉血浆中谷氨酸累积吸收率的降低和亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸以及精氨酸累积吸收率的提高，表明谷氨酸的分解代谢节约了亮氨酸和异亮氨酸等其它氨基酸被肠道第一次代谢的量，提高了这些氨基酸在肠外组织的可利用率。血浆尿素氮浓度的降低，表明DL-HMB可以通过影响氨基酸在肠道的第一次代谢而改善氨基酸的平衡性。 (4)门静脉血浆流速(PPF)及影响PPF的相关基因的表达：在仔猪第一次采食之前，两个处理组(DL-HMBvs.DL-MET)的PPF没有显著差异(1.71vs.1.67L·kg-1·h-1，P>0.10)。在仔猪第一次采食后1h内，两个处理组的PPF均快速且显著(P<0.05)地上升，在第6h上升到最高点。在第一次饲喂后1-3h内，两个处理组的PPF没有显著(P>0.10)差异，但是，在4-6h内DL-HMB组的平均PPF比DL-MET组提高了9％(P=0.09)。DL-HMB组回肠食糜中乙酸浓度是DL-MET组的3倍(P<0.05)，而丙酸和丁酸的浓度没有差异(P>0.10)。 综合以上结果，得到以下结论： (1)饲粮中的蛋氨酸在肠道的第一次代谢受到肠细胞中直接可以利用的蛋氨酸量的驱动。因此，通过添加可以更多地逃过肠道代谢的蛋氨酸源来满足总蛋氨酸的需要时，可以提高肠外组织的可利用蛋氨酸量。 (2)在饲粮中添加DL-HMB可以减少饲粮中的蛋氨酸被肠道第一次代谢的绝对量，增加蛋氨酸在门静脉的净吸收量，并提高亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸以及总必须氨基酸和总条件性必需氨基酸在门静脉的净吸收量。 (3)提高蛋氨酸在门静脉的净吸收量有利于增加蛋氨酸在肠外组织的沉积。 (4)DL-HMB可能通过以下三种机制提高蛋氨酸在门静脉的净吸收量：1)肠道组织中转化DL-HMB的关键酶基因(HAO1和HADH)的表达量以及关键酶(L-HAOX和D-HADH)的活性相对较低，以致肠道对DL-HMB的转化效率低，减少了饲粮中的氨基酸在第一次过肠道时可被肠细胞利用的蛋氨酸量，2)DL-HMB可以改变肠道食糜中SCFA的浓度和组成，提高PG、GLP-2R和eNOS在胃肠道上段的表达，从而加快血流速度，促进氨基酸的吸收，缩短氨基酸在肠粘膜细胞的停留时间，以致降低氨基酸被肠道代谢的可能性，3)DL-HMB可能在胃中被高效吸收，直接减少了饲粮中的蛋氨酸在第一次过肠道时可被肠粘膜细胞利用的蛋氨酸量。