全 文 ：谷氨酰胺对饲喂高精料的奶山羊
瘤胃上皮的保护效应研究
刘玉洁，刘军花，许婷婷，朱伟云，毛胜勇
（南京农业大学动物科技学院，江苏 南京２１００９５）
摘要：本研究旨在探讨过瘤胃谷氨酰胺对饲喂高精料的奶山羊瘤胃上皮屏障的保护效应。实验采用随机区组设
计，将１２头健康奶山羊随机分为高精料组（狀＝６）和高精料添加谷氨酰胺组（狀＝６），谷氨酰胺添加量为５０ｇ／
（ｄ·头）。谷氨酰胺处理４周后，每组各选取４头山羊进行屠宰。ＨＥ染色、扫描和透射电镜法观察瘤胃上皮的组
织形态学变化，实时荧光定量ＰＣＲ法检测瘤胃上皮炎症因子及紧密连接蛋白 ｍＲＮＡ的相对表达水平。结果表
明，与对照组相比，添加谷氨酰胺显著降低了瘤胃液中丙酸浓度（犘＜０．０１），有降低瘤胃乳酸、提高丁酸浓度的趋
势，但对瘤胃液ｐＨ、乙酸、异丁酸、总挥发性脂肪酸浓度无显著影响（犘＞０．０５）；对组织形态的观察结果表明，添加
过瘤胃谷氨酰胺可维持瘤胃复层扁平上皮各细胞层的完整性，保护角质层，减少细胞凋亡；并显著降低瘤胃上皮组
织中ＴＮＦα的 ｍＲＮＡ相对表达量（犘＜０．０５），显著提高ｏｃｃｌｕｄｉｎ的 ｍＲＮＡ相对表达量（犘＜０．０５）；但对ＩＦＮγ、
ＩＬ１β、ＩＬ６、ＩＬ１０、ｃｌａｕｄｉｎ１、ｃｌａｕｄｉｎ４和ＺＯ１ｍＲＮＡ表达量无显著影响（犘＞０．０５）。结果说明，高精料日粮下添
加过瘤胃谷氨酰胺可降低瘤胃上皮的炎症反应，改善上皮紧密连接，从而维护瘤胃上皮屏障的正常功能。
关键词：谷氨酰胺；瘤胃上皮；奶山羊；紧密连接蛋白
中图分类号：Ｓ８２７．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１４）０４０２９３０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０４３６
瘤胃酸中毒是一种在反刍动物生产中发生率较高的营养代谢病，尤以高产奶牛和育肥牛最为常见，其主要诱
因为动物采食过多精饲料或饲料中精粗饲料搭配不合理导致［１］。瘤胃酸中毒可损伤瘤胃上皮屏障，增加肠道通
透性，激发宿主炎症应答，诱发肠炎等营养代谢病，导致动物生产性能下降，给畜牧生产带来极大的经济损失。因
此，探索有助于在高精料条件下保持瘤胃上皮屏障的正常生理功能的措施，对于保障动物生产性能的发挥及提高
动物福利皆具有重要理论价值与应用意义。
谷氨酰胺（ｇｌｕｔａｍｉｎｅ，Ｇｌｎ）是血液循环和组织内游离氨基酸池中含量最丰富的一种氨基酸，Ｇｌｎ可为上皮细
胞提供能源物质，具有维持机体酸碱平衡、促进氮平衡、保持肠黏膜完整、维持紧密连接蛋白的完整性、促进免疫
细胞的增殖和防止细菌移位和肠道毒素血症的功能［２］。在人和单胃动物肠道营养上的研究显示，Ｇｌｎ可改善患
者全身免疫功能和营养代谢状态［３］，降低大鼠炎症介质ＴＮＦα、ＩＬ６和内毒素水平［４］，可快速逆转大鼠烧伤后
紧密连接结构蛋白ｏｃｃｌｕｄｉｎ、ＺＯ１表达下降，上调肠黏膜的屏障功能［５］。在反刍动物营养中的研究表明，Ｇｌｎ可
为瘤胃上皮提供能量［６］，可提高犊牛小肠黏膜中ＤＮＡ、ＲＮＡ及蛋白质的含量，提高小肠黏膜细胞的生长速
度［７］。借鉴Ｇｌｎ在上述人、单胃和反刍动物胃肠道营养领域中的相关进展，本研究提出如下假说：日粮中添加
Ｇｌｎ可降低高精料对瘤胃上皮生理结构的损伤，在一定程度上改善受损瘤胃上皮的屏障功能。由此，本试验拟利
用饲喂高精料日粮的奶山羊为模型动物，研究添加Ｇｌｎ对山羊瘤胃发酵、瘤胃上皮形态结构、炎症因子及紧密连
接蛋白表达的影响，以期为Ｇｌｎ在奶牛养殖中的应用提供科学依据，为调控瘤胃上皮屏障的生理功能提供新思
路。
第２３卷 第４期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２９３－２９９
２０１４年８月
收稿日期：２０１３０７０４；改回日期：２０１３０９０５
基金项目：国家自然科学基金项目（３１１７２２２８）资助。
作者简介：刘玉洁（１９８９），女，湖北当阳人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：２０１２１０５０５５＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｍａｏｓｈｅｎｇｙｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
１ 材料与方法
实验于２０１２年１－４月在南京农业大学动物房进行。
１．１ 实验动物及日粮
选用１２头健康、体重相近的２．５岁的经产萨能奶山羊母羊（４１．５±０．８ｋｇ），统一驱虫、单栏饲养。日粮按
ＮＲＣ标准配制（表１），精粗比为７∶３。山羊的采食量预设为１．３ｋｇ干物质。每日饲喂两次（８：００和１７：３０），每
次等量饲喂，自由饮水。按常规手术方法安装永久性瘤胃瘘管。
１．２ 试验设计
采用随机区组实验设计，分别将１２头奶山羊随机分为两组，即不添加Ｇｌｎ的对照组和添加过瘤胃Ｇｌｎ（５０
ｇ／ｄ）的处理组，每处理设６个重复。实验期共２９ｄ，分别于第７，１４，２１，２８天晨饲前（０ｈ）和晨饲后（４ｈ）采集瘤
胃液。过瘤胃Ｇｌｎ由浙江康德全公司生产。
表１ 日粮配方及营养水平
犜犪犫犾犲１ 犐狀犵狉犲犱犻犲狀狋犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋犾犲狏犲犾狊狅犳狋犺犲犱犻犲狋狊
饲料原料Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ 含量Ｃｏｎｔｅｎｔｓ（％ ＤＭ） 营养水平Ｎｕｔｒｉｅｎｔ 含量Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
羊草Ｃｈｉｎｅｓｅｗｉｌｄｒｙｅ ２５．７０ 净能Ｎｅｔｅｎｅｒｇｙ（ＭＪ／ｋｇ） １２．７０
苜蓿Ａｌｆａｌｆａｈａｙ ４．２９ 粗脂肪Ｃｒｕｄｅｆａｔ（％） ３．３６
玉米Ｃｏｒｎｐｏｗｄｅｒ ３９．９０ 粗纤维Ｃｒｕｄｅｆｉｂｅｒ（％） １１．３０
小麦 Ｗｈｅａｔｐｏｗｄｅｒ １７．２０ 粗蛋白Ｃｒｕｄｅｐｒｏｔｅｉｎ（％） １３．３０
豆粕Ｓｏｙｂｅａｎｍｅａｌ ８．６２ 酸性洗涤纤维 Ａｃｉｄｄｅｔｅｒｇｅｎｔｆｉｂｅｒ（％） １３．９０
石粉Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ １．０８ 中性洗涤纤维 Ｎｅｕｔｒａｌｄｅｔｅｒｇｅｎｔｆｉｂｅｒ（％） ２４．８０
食盐ＮａＣｌ ０．５４ 钙Ｃａｌｃｉｕｍ（％） ０．９５
磷酸氢钙Ｃａｌｃｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｉｈｙｄｒａｔｅ １．６２ 磷Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（％） ０．５９
碳酸氢钠Ｓｏｄｉｕｍｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ ０．０８
预混料Ｐｒｅｍｉｘ ０．９７
１．３ 样品采集
在上述各取样时间点，利用自制负压装置，分别从１２头奶山羊瘤胃瘘管各采集１５０ｍＬ瘤胃液，所采瘤胃液
经４层纱布过滤后，将滤液置于洁净的烧杯中，混合均匀后，立即测定瘤胃液ｐＨ，而后将瘤胃液转入离心管中，
－２０℃冻存，备测挥发性脂肪酸浓度。在实验期的第２９天屠宰山羊后，迅速采集瘤胃腹囊部的上皮组织样，用冰
磷酸缓冲液清洗干净后，将上皮组织分成３等份，第１份于液氮保存，用于ＲＮＡ抽提；第２份用２．５％戊二醛固
定，用于扫描和透射电镜观察；第３份用４％多聚甲醛固定，用于石蜡切片。
１．４ 指标测定及方法
１．４．１ 瘤胃发酵参数的测定 采用比色法测定瘤胃液乳酸浓度［８］，采用气相色谱法（ＧＣ１４Ｂ气相色谱仪，日
本，柱温１１０℃，气化室温度１８０℃，检测室温度１８０℃）测定挥发性脂肪酸浓度［９］。
１．４．２ 组织切片的处理 用４％ 多聚甲醛固定，洗涤、酒精梯度脱水、浸蜡、包埋、切片、帖片、脱蜡复水、苏木精
－伊红染色、封固，在光镜下观察瘤胃上皮形态的变化。
１．４．３ 电镜样品的处理 用冰磷酸缓冲液反复清洗样品，２．５％ 的戊二醛固定后，磷酸缓冲液清洗，采用乙醇脱
水后，冷冻干燥仪干燥样品，用离子溅射仪镀膜，扫描电子显微镜进行观察（Ｓ３０００Ｎ，日本，ＨＩＴＡＣＨＩ）。透射电
镜实验中的样品前处理与扫描电镜预处理一致，缀以１％的锇酸固定，乙醇梯度脱水，用丙酮置换后，浸渍、包埋、
聚合，修块使样品表面积小于０．２ｍｍ×０．２ｍｍ，超薄切片，经铀染色与铅染色清洗后，透射电子显微镜（Ｈ
７６５０，日本，ＨＩＴＡＣＨＩ）进行观察。
１．４．４ 炎症因子及紧密连接蛋白表达量的测定 瘤胃上皮的总ＲＮＡ的提取参照Ｃｈｏｍｃｚｙｎｓｋｉ和Ｓａｃｃｈｉ［１０］，采
用微量分光光度计（ＮＡＮＯＤＲＯＰ１０００）测定总ＲＮＡ浓度和纯度。ＲＮＡ反转录条件与引物参照Ｌｉｕ等［１１］的文
４９２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４
献，反转录产物于－２０℃储存备用。采用实时荧光定量ＰＣＲ仪（ＳｔｅｐＯｎｅＰｌｕｓＴＭ Ｒｅａｌ－ＴｉｍｅＰＣＲＳｙｓｔｅｍ，Ａｐ
ｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，美国）评估肿瘤坏死因子α（ｔｕｍｏｒｎｅｃｒｏｓｉｓｆａｃｔｏｒａｌｐｈａ，ＴＮＦα）、γ干扰素（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎγ，
ＩＦＮγ）、白介素１β（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ１β，ＩＬ１β）、白介素６（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ６，ＩＬ６）、白介素１０（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ１０，ＩＬ１０）、
紧密连接蛋白ｏｃｃｌｕｄｉｎ、ｃｌａｕｄｉｎ１、ｃｌａｕｄｉｎ４和ＺＯ１（ｚｏｎｕｌａｏｃｃｌｕｄｅｎｓ１）ｍＲＮＡ的相对表达水平，基因表达量采
用２－△△Ｃｔ法进行处理。
１．５ 数据处理
瘤胃ｐＨ、挥发性脂肪酸（ｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄ，ＶＦＡ）和乳酸浓度采用ＳＰＳＳ（ＳＰＳＳｖｅｒｓｉｏｎ１８．０，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）
软件的混合模型统计，统计模型为：犡犻犼＝μ＋犜犻＋犘犼＋犜×犘犻犼＋犲犻犼，式中，μ为常数项，各自变量均为０时犡犻犼的平
均数，犜犻为日粮处理（犻＝１～２），犘犼为采样期（犻＝１～４），犜×犘犻犼为处理与采样期间（ｐｅｒｉｏｄ）的互作效应，各采样时
间点（Ｔｉｍｅ）为重复因子，犲犻犼为随机效应。瘤胃上皮中炎症因子与紧密连接蛋白表达数据采用ＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＴ
ｔｅｓｔ进行统计分析。将显著性水平置于犘＜０．０５，０．０５≤犘＜０．１表示处理间存在统计趋势。
２ 结果与分析
２．１ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃发酵参数的影响
与对照组相比，添加Ｇｌｎ降低了瘤胃液中丙酸浓度（犘＝０．００４），有降低乳酸（犘＝０．０７８）和提高丁酸（犘＝
０．０５９）浓度的趋势，但对乙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和总挥发性脂肪酸浓度无显著影响（犘＞０．０５），添加谷氨酰
胺显著提高了乙酸与丙酸的比值（犘＜０．００１）。除戊酸外（犘＝０．１０３），采样各期对挥发性脂肪酸有显著影响
（犘＜０．０１），除乙酸外（犘＝０．０２２），采样期与日粮间无显著的互作效应（犘＞０．０５）（表２）。
表２ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃发酵参数的影响
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狊狅犳犵犾狌狋犪犿犻狀犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀狉狌犿犻狀犪犾犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳犱犪犻狉狔犵狅犪狋狊犳犲犱犺犻犵犺犵狉犪犻狀犱犻犲狋
项目
Ｉｔｅｍ
对照组
Ｃｏｎｔｒｏｌ
试验组
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
标准误
ＳＥＭ
犘值犘ｖａｌｕｅ
谷氨酰胺Ｇｌｎ 采样期间Ｐｅｒｉｏｄ Ｐｅｒｉｏｄ×Ｇｌｎ
ｐＨ ６．２５ ６．３３ ０．０６１ ０．３８８ ０．５１７ ０．７０８
乳酸Ｌａｃｔｉｃａｃｉｄ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １．２９ １．１９ ０．０４２ ０．０７８ ＜０．００１ ０．２９４
乙酸Ａｃｅｔａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ５６．４１ ５９．４４ １．５５１ ０．１７１ ＜０．００１ ０．０２２
丙酸Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １９．６８ １６．６１ ０．７４３ ０．００４ ０．００７ ０．１１３
丁酸Ｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １５．２２ １７．１２ ０．７０１ ０．０５９ ＜０．００１ ０．４１５
异丁酸Ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １．９２ ２．０６ ０．０８７ ０．２４１ ＜０．００１ ０．８２８
戊酸Ｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １．６８ １．７３ ０．０８３ ０．６７５ ０．１０３ ０．７５８
异戊酸Ｉｓｏｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ２．１１ ２．１８ ０．１２１ ０．６９２ ＜０．００１ ０．５６９
总挥发性脂肪酸ＴｏｔａｌＶＦＡ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ９７．０３ ９９．１４ ２．５５８ ０．５６１ ＜０．００１ ０．１０８
乙丙比Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆａｃｅｔａｔｅｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ３．０６ ３．７６ ０．０８９ ＜０．００１ ＜０．００１ ０．３０２
２．２ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对瘤胃上皮形态的影响
光学显微镜的结果表明，对照组角质层的边缘细胞发生破裂（图１Ａ），而Ｇｌｎ组角质层的细胞完整（图１Ｂ）；
扫描电镜观察可见，对照组瘤胃上皮出现大面积的坍塌（图１Ｃ），Ｇｌｎ组角质层有更深更长的裂隙（图１Ｄ）。透射
电镜观察显示，对照组细胞间的连接不紧密，呈弥散状（图１Ｅ），Ｇｌｎ处理组细胞间的连接紧密（图１Ｈ）；对照组的
颗粒层细胞核萎缩，甚至空泡无核（图１Ｆ），Ｇｌｎ组细胞核呈卵圆形，无空泡（图１Ｉ）；对照组的基底层细胞萎缩，富
含大量角质化颗粒（图１Ｇ），而Ｇｌｎ处理组的基底层细胞呈立方形，结构完整（图１Ｊ）。
２．３ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃上皮炎症因子基因表达的影响
由表３可见，添加谷氨酰胺显著降低了奶山羊瘤胃上皮ＴＮＦαｍＲＮＡ的表达量（犘＜０．０５），但对瘤胃上皮
内ＩＦＮγ、ＩＬ１β、ＩＬ６和ＩＬ１０ｍＲＮＡ的相对表达量无显著影响（犘＞０．０５）。
５９２第２３卷第４期 草业学报２０１４年
图１ 谷氨酰胺对瘤胃上皮形态的影响
犉犻犵．１ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狅犳犵犾狌狋犪犿犻狀犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀犮犺犪狀犵犲狊犻狀犺犻狊狋狅犿狅狉狆犺狅犾狅犵狔狅犳狉狌犿犲狀犲狆犻狋犺犲犾犻犪
Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇ：对照组Ｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ；Ｂ，Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ：处理组 Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｇｒｏｕｐ．Ａ－Ｂ：光学显微镜Ｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，×１０；Ｃ－Ｄ：扫描电镜观察
Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，５００μｍ；Ｅ－Ｊ：透射电镜观察Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，Ｅ，Ｈ ：×７００，Ｆ，Ｉ：×５００，Ｇ，Ｊ：×７００．
２．４ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃上皮
紧密连接蛋白ｍＲＮＡ表达量的影响
由表４可见，高精料日粮中添加Ｇｌｎ对紧密连接
蛋白ｃｌａｕｄｉｎ１、ｃｌａｕｄｉｎ４、ＺＯ１ｍＲＮＡ的表达量无显
著影响（犘＞０．０５），但添加Ｇｌｎ可显著提高瘤胃上皮
ｏｃｃｌｕｄｉｎｍＲＮＡ的表达量（犘＜０．０５）。
３ 讨论
瘤胃是反刍动物免疫系统的重要组成部分，瘤胃
上皮屏障在维持离子吸收所必需的浓度梯度，以及在
阻止瘤胃微生物、脂多糖和其他毒物因子的移位方面
起着重要屏障作用［１２］，饲喂高精料可导致瘤胃上皮角
质层出现坍塌［１３］，细胞间的连接受损，间隙变大，颗粒
层的厚度减少［１４］，最终使瘤胃上皮屏障受损，瘤胃内
表３ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃上皮中
炎症因子犿犚犖犃相对表达量的影响
犜犪犫犾犲３ 犈犳犳犲犮狋狅犳犵犾狌狋犪犿犻狀犲狊狌狆狆犾犲犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅狀狋犺犲犿犚犖犃
狉犲犾犪狋犻狏犲犲狓狆狉犲狊狊犻狅狀狅犳犻狀犳犾犪犿犿犪狋狅狉狔犮狔狋狅犽犻狀犲狅犳狉狌犿犲狀
犲狆犻狋犺犲犾犻狌犿犻狀犱犪犻狉狔犵狅犪狋狊犳犲犱狋犺犲犺犻犵犺犵狉犪犻狀犱犻犲狋
项目Ｉｔｅｍｓ 对照组Ｃｏｎｔｒｏｌ 处理组Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ＩＦＮγ １．０５±０．１７５ａ ０．７９±０．１８４ａ
ＴＮＦα １．０９±０．２６８ａ ０．２２±０．０６１ｂ
ＩＬ１β １．０８±０．２５５ａ ０．６８±０．１８５ａ
ＩＬ６ １．３２±０．６２７ａ ０．８５±０．２２３ａ
ＩＬ１０ １．０８±０．２４１ａ １．７５±０．６１６ａ
注：同行不同字母表示差异显著（犘＜０．０５）。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０５）．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
的内毒素发生移位。内毒素进入血液循环系统后，通过致宿主炎症应答，导致动物生产性能下降，乳品质降
低［１５］，给畜牧生产造成了极大的经济损失。在本研究中，对照组中瘤胃上皮紧密连接受损，胞内间隙变大，显示
瘤胃上皮的正常屏障结构发生改变，该结果达到了预期实验目的，也与上述报道一致。
６９２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４
研究表明，当动物处于应激状态时，体内新合成的
Ｇｌｎ不能满足机体的需要，Ｇｌｎ的不足会导致绒毛萎
缩，黏膜溃疡，小肠细胞坏死，而添加Ｇｌｎ有利于维持
肠上皮结构完整［２］。本研究中，对照组的瘤胃上皮连
接受损；但添加 Ｇｌｎ组的山羊瘤胃上皮超微结构完
整，细胞间连接紧密、界限清晰，胞核完整。结果说明
添加过瘤胃Ｇｌｎ可维持瘤胃上皮结构完整，本实验结
果与单胃动物上的结果基本一致。
紧密连接是瘤胃上皮屏障中的重要结构，对维持
上皮细胞极性、调节上皮屏障的通透性和阻止瘤胃细
菌、内毒素和其他毒性大分子物质进入体内发挥着重
表４ 高精料日粮中添加谷氨酰胺对奶山羊瘤胃上皮紧密
连接蛋白犿犚犖犃相对表达量的影响
犜犪犫犾犲４ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狅犳犵犾狌狋犪犿犻狀犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀狋犺犲狋犻犵犺狋犼狌狀犮狋犻狅狀
犿犚犖犃狉犲犾犪狋犻狏犲犲狓狆狉犲狊狊犻狅狀犾犲狏犲犾狊狅犳狉狌犿犲狀犲狆犻狋犺犲犾犻狌犿
犻狀犱犪犻狉狔犵狅犪狋狊犳犲犱犺犻犵犺犵狉犪犻狀犱犻犲狋
连接蛋白Ｊｕｎｃｔｉｏｎｐｒｏｔｅｉｎ 对照组Ｃｏｎｔｒｏｌ 处理组Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｏｃｃｌｕｄｉｎ １．０３±０．１３８ａ ２．４３±０．４３８ｂ
Ｃｌａｕｄｉｎ１ １．０４±０．１７６ａ １．２２±０．１５５ａ
Ｃｌａｕｄｉｎ４ １．０８±０．２１７ａ １．００±０．２１２ａ
ＺＯ１ １．０２±０．１２６ａ ０．８０±０．０４５ａ
要作用［１６］。体外研究发现，ｃａｃｏ２细胞在缺乏 Ｇｌｎ时，导致ｃｌａｕｄｉｎ１和ｏｃｃｌｕｄｉｎ的表达量下降，二者在细胞间
重新排布［１７］；而采用 Ｇｌｎ处理可显著减缓乙醛诱导的人结肠黏膜中细胞间连接的ｏｃｃｌｕｄｉｎ和ＺＯｌ重新分
布［１８］。本研究表明，补充Ｇｌｎ能逆转紧密连接蛋白ｏｃｃｌｕｄｉｎ表达的下降，其机制可能与Ｇｌｎ降低了炎症因子的
生成有关。在山羊上的研究显示，瘤胃上皮组织中炎性细胞因子ＴＮＦα、ＩＦＮγｍＲＮＡ 的表达量与紧密连接蛋
白表达量呈显著相关［１１］。对三硝基苯磺酸诱导结肠炎的小鼠给予Ｇｌｎ处理，发现Ｇｌｎ可减轻ＴＮＦα的产生、释
放［１９］。此外，前人研究表明，通过皱胃灌注Ｇｌｎ，可提高奶牛血浆中Ｇｌｎ含量［２０］。因此，本实验中，添加的过瘤胃
Ｇｌｎ在肠道吸收后，通过血液循环可进入瘤胃上皮系统。在小鼠和猪上的研究表明，Ｇｌｎ可降低炎症反应［１９，２１］。
在奶牛的研究显示，应用Ｇｌｎ可提高宿主的免疫应答［２２２３］。由此，进入瘤胃上皮系统的Ｇｌｎ可通过降低上皮组
织中的炎症反应，削弱炎症因子对上皮屏障的损伤，从而维持瘤胃上皮超微结构的功能。增强的上皮屏障可阻止
病原菌及内毒素等致炎因子进入血液，从而进一步降低瘤胃内源性毒物因子导致的炎症反应，该推测也与实验结
果一致。本研究中，促炎症因子 ＴＮＦαｍＲＮＡ表达量显著降低，同时谷氨酰胺组瘤胃上皮结构完整。上述结果
说明，高精料日粮中添加Ｇｌｎ可下调瘤胃上皮中部分炎症因子的表达，降低高精料日粮对瘤胃上皮屏障的损伤。
本研究中，添加 Ｇｌｎ降低了瘤胃液中丙酸和乳酸浓度，提高了丁酸浓度，其结果可能与Ｇｌｎ间接影响了瘤胃
内挥发性脂肪酸的排空、瘤胃上皮内ＶＦＡ的代谢及瘤胃微生物区系平衡等有关。在瘤胃中，ＶＦＡ 的排空主要
通过瘤胃上皮吸收与瘤胃向网胃的流动实现。瘤胃上皮的吸收主要有自由扩散及载体转运两种方式。在本研究
中，丙酸含量降低可能与瘤胃上皮的吸收加快有关。在正常生理下，丙酸是反刍动物体内的主要糖前体物，机体
可能通过加快对其的吸收来满足机体的正常代谢，结果导致瘤胃内丙酸浓度下降。丁酸作为一类重要的细胞能
源物质，能够抑制瘤胃上皮的凋亡，促进瘤胃上皮的增殖［２４２５］。在正常生理条件下，瘤胃上皮细胞内丁酸浓度是
非常稳定的，但在病理条件下，机体常通过补偿代谢以最大程度的维持细胞的完整性［１４］。本实验中，对照组的上
皮结构被破坏，瘤胃上皮的凋亡速度加快，机体为最大程度的维持上皮结构的稳定，需要大量的能量以促进瘤胃
上皮细胞的生长，这可能引起瘤胃中丁酸的吸收速度加快，从而导致对照组中瘤胃内丁酸浓度低于Ｇｌｎ组。本
研究中，乳酸含量的变化可能与瘤胃内的微生物群体变化相关，但由于本研究未进一步研究瘤胃中乳酸利用菌的
变化，该方面的具体机制尚不清楚。但本研究结果显示，添加 Ｇｌｎ可改变瘤胃内部分ＶＦＡ的浓度和发酵方式
（乙丙比发生改变），其机制可能与Ｇｌｎ间接影响了瘤胃上皮生理功能及瘤胃内环境等有关。
４ 结论
在饲喂高精料的奶山羊日粮中添加过瘤胃Ｇｌｎ可维持瘤胃上皮形态结构完整，降低瘤胃上皮的炎症反应，
改善紧密连接，并在一定程度上影响瘤胃内ＶＦＡ的组成。结果说明，日粮中应用过瘤胃Ｇｌｎ有助于降低高精料
对瘤胃上皮屏障功能的损伤。
７９２第２３卷第４期 草业学报２０１４年
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ＬＩＵＹｕｊｉｅ，ＬＩＵＪｕｎｈｕａ，ＸＵＴｉｎｇｔｉｎｇ，ＺＨＵ Ｗｅｉｙｕｎ，ＭＡＯＳｈｅｎｇｙｏｎｇ
（ＴｈｅＣｏｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｏｔｅｃｔｅｄｇｌｕｔａｍｉｎｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂａｒｒｉｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｒｕｍｉｎａｌｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍｉｎ
ｄａｉｒｙｇｏａｔｓｆｅｄｈｉｇｈｇｒａｉｎｄｉｅｔｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｗｅｌｖｅｄａｉｒｙｇｏａｔｓｔｈａｔｗｅｒｅｒａｎｄｏｍｌｙａｌｏｃａｔｅｄｔｏ１ｏｆ２
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ：ｈｉｇｈｇｒａｉｎ（ＨＧ）ｄｉｅｔｇｒｏｕｐ（狀＝６）ｏｒｇｌｕｔａｍｉｎｅ（Ｇｌｎ）ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｇｒｏｕｐ（狀＝６，５０ｇ／ｄＧｌｎ
ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）．Ａｆｔｅｒｆｏｕｒｗｅｅｋｓｆｅｅｄｉｎｇ，ｆｏｕｒｇｏａｔｓｉｎｅａｃｈｇｒｏｕｐｗｅｒｅｓｌａｕｇｈｔｅｒｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅ
ｃｈａｎｇｅｓｉｎｒｕｍｉｎａｌｅｐｉｔｈｅｌｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｉｇｈｔｊｕｎｃｔｉｏｎ（ＴＪ）ｐｒｏｔｅｉｎｓｍＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，ａｎｄｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙｃｙ
ｔｏｋｉｎｅｓｍＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇＨＥｄｙｅｉｎｇ，ｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｒｅａｌｔｉｍｅ
ＰＣＲ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，Ｇｌｎａｄｄｉｔｉｏｎｒｅｄｕｃｅｄ （犘＜０．０５）ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ，ａｎｄ
ｓｈｏｗｅｄａｔｒｅｎｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌａｃｔｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｓｗｅｌｂｕｔｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｂｕｔｙｒａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（犘＞
０．０５）．Ｇｌｎｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｄｉｄｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆａｃｅｔａｔｅ，ｉｓｏｂｕｔｙｌｒａｔｅａｎｄｔｏｔａｌ
ｓｈｏｒｔｃｈａｉｎｆａｔｔｙａｃｉｄｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ＧｌｎａｄｄｉｔｉｏｎｕｐｒｅｇｕｌａｔｅｄｔｈｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｏｃｃｌｕｄｉｎｍＲＮＡｅｘｐｒｅｓ
ｓｉｏｎ（犘＜０．０５）ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄ（犘＜０．０５）ｔｈｅｍＲＮＡｌｅｖｅｌｓｏｆＴＮＦαｉｎｔｈｅｒｕｍｉｎａｌｅｐｉｔｈｅｌｉａ，ａｎｄｈａｄａｒｏｌｅｉｎ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｒｕｍｅｎｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｇｌｕｔａｍｉｎｅｈａｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｒｕｍｅｎ
ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎｔｅｇｒｉｔｙａｎｄｂａｒｒｉｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｈｉｇｈｇｒａｉｎｆｅｅｄｉｎｇ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｇｌｕｔａｍｉｎｅ；ｒｕｍｅｎｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍ；ｄａｉｒｙｇｏａｔ；ｔｉｇｈｔｊｕｎｃｔｉｏｎｐｒｏｔｅｉｎ
９９２第２３卷第４期 草业学报２０１４年