Chinese Journal of Animal Nutrition >

2026 , Vol. 38 >Issue 1: 267 - 276

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.021

RESEARCH PAPER

Effects of Drinking Water Supplemented with Glutamine on Physiological Functions of Chicks under Acute Cold Stress

  • DAI Sifa , 1 ,
  • YUAN Sitong 1 ,
  • LUO Zhongping 1 ,
  • QIU Wenxin 2 ,
  • KE Changling 3 ,
  • XIE Jia 1 ,
  • WU Zhixian 1 ,
  • SHAO Longyi 1, 4 ,
  • LI Yanmei 4
Expand
  • 1 School of Pharmacy and Life Science, Jiujiang University, Jiujiang 332000, China
  • 2 College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 214000, China
  • 3 Jiujiang Academy of Agricultural Sciences, Jiujiang 332000, China
  • 4 Jiujiang Bozheng Biotechnology Industrial Research Institute, Jiujiang 332000, China

*Contributed equally

Received date: 2025-07-09

  Online published: 2026-01-13

Fold

Abstract

This study aimed to investigate the regulatory effects of glutamine supplementation in drinking water on the physiological functions of chicks under acute cold stress by examining its impacts on body temperature, fecal traits, and serum biochemical indicators. Forty 1-day-old Hy-Line brown chicks were randomly divided into five groups: thermoneutral control group (TN group), acute cold stress treatment group (ACS group), acute cold stress+4 g/L glutamine in drinking water group (ACS+4Gln group), acute cold stress+8 g/L glutamine in drinking water group (ACS+8Gln group), and acute cold stress+12 g/L glutamine in drinking water group (ACS+12Gln group), with eight chicks per group. All chicks were reared in cages with ad libitum access to a basal diet under controlled environmental conditions (room temperature: 33 to 35 ℃; relative humidity: 65% to 70%). At 6 to 7 days of age, chicks in the ACS, ACS+4Gln, ACS+8Gln, and ACS+12Gln groups were exposed to a low-temperature environment (room temperature: 12 ℃; relative humidity: 65%) for 12 hours to induce acute cold stress. After the stress period, body temperature was measured, and fecal and blood samples were collected for the analysis of fecal traits and serum biochemical indicators. The results showed that acute cold stress extremely significantly decreased the body temperature of chicks (P<0.01), and induced significant or ex-tremely significant changes in fecal color, moisture content, and most serum biochemical indicators (P<0.05 or P<0.01). Supplementation with 8 to 12 g/L glutamine in drinking water effectively alleviated the adverse effects of acute cold stress, as evidenced by the recovery of body temperature, reduced fecal moisture content, improved fecal color, and an overall positive trend in serum bio-chemical indicators. Specifically, in terms of serum protein metabolism-related indicators, the contents of total protein (TP) and albumin (ALB) were significantly or extremely significantly increased (P<0.05 or P<0.01). Regarding serum indicators related to hepatic, pancreatic, and renal functions, the abnormally elevated contents or activities of total bilirubin (TB), total bile acid (TBA), γ-glutamyl transferase (GGT), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), amylase (AMY), lipase (LPS), creatinine (Crea), and uric acid (UA) were significantly or extremely significantly suppressed (P<0.05 or P<0.01). In terms of serum glucose and lipid me-tabolism-related indicators, the contents of glucose (GLU), total cholesterol (TC), and triglycerides (TG) also showed significant or extremely significant decreases (P<0.05 or P<0.01). In conclusion, supplementation with 8 to 12 g/L glutamine in drinking water can mitigate the negative effects of acute cold stress on chicks’ physiological functions through multiple pathways.

Key words： chicks; glutamine; acute cold stress; feces; serum; physiological functions

Cite this article

DAI Sifa , YUAN Sitong , LUO Zhongping , QIU Wenxin , KE Changling , XIE Jia , WU Zhixian , SHAO Longyi , LI Yanmei . Effects of Drinking Water Supplemented with Glutamine on Physiological Functions of Chicks under Acute Cold Stress[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2026 , 38(1) : 267 -276 . DOI: 10.12418/CJAN2026.021

应激是指动物受到频率高、持续时间长或短但剧烈的刺激时,机体所发生的非特异性反应,可能导致内稳态失衡、机能障碍甚至死亡。我国北方地区是畜禽养殖的主要区域,寒冷环境引起的冷应激问题难以避免,已成为制约畜牧业高效发展并导致巨大经济损失的关键因素之一[1]。冷应激的阈值受动物品种、品系、被毛状态、体重、生长阶段及生理状况等多种因素影响而存在差异。其中,1~2周龄雏鸡在冬季出雏、运输、转群与饲养过程中尤其容易发生急性冷应激[2]。从精准营养调控的角度探究冷应激相关的生理生化机制,不仅具有重要的生产实践意义,还可为相关细胞与分子机制的研究奠定基础[2-3]。
在动物体内的游离氨基酸中,以谷氨酰胺(Gln)的含量最为丰富[4]。谷氨酰胺具有多种重要生理生化功能,它不仅是蛋白质合成的原料,也是多种代谢途径的关键中间体,在维持能量代谢、免疫功能、抗氧化防御及肠道健康等方面发挥关键作用[5];此外,谷氨酰胺还可通过内质网应激途径减轻肺支气管发育不良动物模型中的组织细胞凋亡与炎症反应[6]。正常成年动物能够合成足够的谷氨酰胺,但早期幼龄动物由于生理机能尚未发育完全、免疫能力较弱,易受外界环境刺激,导致对谷氨酰胺的需求增加[7]。在雏鸡生命的第1周,其内源性谷氨酰胺合成能力极为有限,为满足快速分裂细胞及生长发育所需的氨基酸(尤其是对谷氨酰胺的高需求),机体会分解骨骼肌蛋白质[8]。与此同时,冷暴露对雏鸡呼吸系统造成直接刺激,使其能量需求增加、养分消耗加快,因此及时从外源补充谷氨酰胺显得尤为重要[9]。近年来,液体饲料在畜禽生产中的应用日益广泛,然而通过饮水途径补充谷氨酰胺在雏鸡中的研究尚不多见。为此,本研究通过饮水补充谷氨酰胺,旨在探讨谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡体温、粪便性状及血清生化指标的影响,分析其潜在应用价值及相关生理机制,并初步确定饮水中谷氨酰胺的适宜添加量,为雏鸡早期生长发育阶段的合理营养干预提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

谷氨酰胺(纯度>99%,江西冠茵生物科技有限公司)、血清生化定量检测试剂盒(9241390,成都斯马特科技有限公司)、红外测温仪(DL333600,得力集团有限公司)、色差仪(3nh,广东三恩时科技有限公司)、pH分析仪(PHSJ-4A,上海仪电科学仪器股份有限公司)、智能人工气候箱(RPX-80A,广州航信科学仪器有限公司)、低温冷冻离心机(SIGMA 3K15,德国SIGMA Laborzentrifugen GmbH)、全自动生化分析仪(SMT-120V,成都斯马特科技有限公司)、恒温烘箱(DHG-9075A,上海一恒科学仪器有限公司)、搅拌器(D2004W,上海梅颖浦仪器仪表有限公司)。

1.2 试验设计及饲养管理

本试验方案经九江学院实验动物福利伦理委员会批准(JJXY20241001),动物试验于2024年11月在九江市九江学院动物营养与健康创新实验室进行。选用体重[(45.02±1.03) g]相近的1日龄海兰褐雄性雏鸡40只,随机分为5组(8只/组),分别为适温对照组(TN组)、急性冷应激处理组(ACS组)、急性冷应激处理+饮水中添加4 g/L谷氨酰胺组(ACS+4Gln组)、急性冷应激处理+饮水中添加8 g/L谷氨酰胺组(ACS+8Gln组)、急性冷应激处理+饮水中添加12 g/L谷氨酰胺组(ACS+12Gln组)。在试验第6天20:30至第7天08:30,将ACS组、ACS+4Gln组、ACS+8Gln组、ACS+12Gln组雏鸡置于智能人工气候箱[室温(RT):12 ℃,相对湿度(RH):65%]中进行急性冷应激处理(同时停止采食和饮水),12 h后测定体温并进行采样。
各组雏鸡均采用笼养,饲养条件为RT 33~35 ℃,RH 65%~70%,自由采食基础饲粮(表1),饮水皆为烧开后自然放凉的自来水;此外,按照试验设计,在ACS+4Gln组、ACS+8Gln组和ACS+12Gln组的饮水中分别添加4、8和12 g/L谷氨酰胺。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

原料Ingredients 含量Content 营养水平Nutrient levels2) 含量Content
玉米Corn 56.49 代谢能ME/(MJ/kg) 11.56
豆粕Soybean meal 28.27 干物质DM 87.60
玉米干酒糟及其可溶物Corn DDGS 6.00 粗蛋白质CP 20.27
米糠Rice bran 3.00 粗脂肪EE 3.68
喷浆玉米皮Spray corn husks 1.73 粗纤维CF 3.71
大豆油Soybean oil 0.50 粗灰分Ash 5.82
磷酸氢钙CaHPO4 1.82 钙Ca 0.92
石粉Limestone 1.14 总磷TP 0.57
食盐NaCl 0.33 蛋氨酸+半胱氨酸Met+Cys 0.68
预混料Premix1) 0.72
合计Total 100.00

1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of the diet:VA 8 250 IU,VD3 3 000 IU,VE 25 IU,VK3 4.5 mg,VB1 2 mg,VB2 4.75 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 12 mg,烟酰胺 nicotinamide 35 mg,Fe 120 mg,Cu 20 mg,Mn 110 mg,Zn 100 mg。

2)代谢能、蛋氨酸+半胱氨酸参照《中国饲料成分及营养价值表(2022年第33版)》计算,干物质(GB/T 6435—2014)、粗蛋白质(GB/T 6432—2018)、粗脂肪(GB/T 6433—2006)、粗纤维(GB/T 6434—2022)、粗灰分(GB/T 6438—2007)、钙(GB/T 6436—2018)、总磷(GB/T 6437—2018)依据对应的国标方法测定。ME and Met+Cys were calculated with reference to the Chinese Feed Composition and Nutritional Value Table (33rd Edition, 2022), while DM (GB/T 6435—2014), CP (GB/T 6432—2018), EE (GB/T 6433—2006), CF (GB/T 6434—2022), Ash (GB/T 6438—2007), Ca (GB/T 6436—2018), and TP (GB/T 6437—2018) were determined according to the corresponding national standard methods.

1.3 样品采集

在12 h的急性冷应激处理结束时,立即收集各组雏鸡的排泄物,转移至搅拌器充分搅拌均匀,随后即进行指标分析;同时,对每只雏鸡测量体温后断颈收集血样,将血样于4 ℃条件下3 000×g离心10 min,移液枪取血清于冻存管,-80 ℃冰箱保存备用。

1.4 检测指标及方法

体温:为尽量避免应激反应,使用红外测温仪检测雏鸡腹部无毛部位的体表温度,以代表体温。每只雏鸡平行测定2次取平均值。
粪便性状:使用pH分析仪测定pH;使用色差仪测定色泽指标,包括亮度(lightness,L*)、红度(redness,a*)、黄度(yellowness,b*)、色度(chroma,c*)和色相(hue,h*)值;使用恒温烘箱测定水分含量。每只雏鸡的粪便样品均平行测定2次取平均值。
血清生化指标:使用血清生化定量检测试剂盘测定血清生化指标,其中蛋白质代谢相关指标包括总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLOP)、白球比(A/G),肝脏功能相关指标包括总胆红素(TB)、总胆汁酸(TBA)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草谷丙比(AST/ALT),胰腺功能相关指标包括淀粉酶(AMY)、脂肪酶(LPS),肾脏功能相关指标包括尿酸(UA)、尿素(UREA)、肌酐(Crea)、尿酐比(UREA/Crea),糖和脂代谢相关指标包括葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG),电解质及酸碱平衡相关指标包括pH、二氧化碳总量(tCO2)、钙离子(Ca2+)、无机磷(PHOS)、钙磷乘积(Ca×PHOS)。每只雏鸡血清样均平行测量2次取平均值。

1.5 数据整理与统计分析

试验数据使用Excel 2021进行整理后,利用SPSS 27.0软件进行统计分析。ACS组与TN组之间的差异显著性用独立样本t检验比较,4个急性冷应激组之间的差异显著性用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法比较。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著,P>0.05表示差异不显著。数据表示为平均值和均值标准误(SEM)。

2 结果与分析

2.1 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡体温的影响

经测定,TN组、ACS组、 ACS+4Gln组、ACS+8Gln组、ACS+12Gln组雏鸡的体温分别为(35.27±0.12) ℃、(31.02±0.20) ℃、(32.12±0.20) ℃、(34.07±0.34) ℃、(34.85±0.21) ℃。与TN组比较,ACS组体温降低了12.0%;与ACS组比较,饮水补充4、8、12 g/L谷氨酰胺使急性冷应激雏鸡的体温分别提高了3.5%、9.8%、12.3%。

2.2 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡粪便性状的影响

由表2可知,与TN组比较,ACS组粪便的L*、h*值和水分含量分别极显著提高了14.9%、228.3%和143.7%(P<0.01),a*、b*、c*值分别极显著降低了27.0%、28.1%和25.7%(P<0.01)。与ACS组比较,饮水补充4 g/L谷氨酰胺使粪便的h*值极显著降低了14.0%(P<0.01);饮水补充8 g/L谷氨酰胺使粪便的h*值和水分含量分别极显著降低了28.6%和13.2%(P<0.01);饮水补充12 g/L谷氨酰胺使粪便的L*、h*值和水分含量极显著降低了9.9%、66.9%、52.6%(P<0.01),使粪便的a*、b*和c*值分别极显著提高了32.9%、34.8%和28.4%(P<0.01)。
表2 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡粪便性状的影响

Table 2 Effects of glutamine supplemented via drinking water on fecal traits of chicks under acute cold stress

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
亮度L* 17.23 19.79**A 19.96A 19.86A 17.84B 0.202 <0.001 <0.001
红度a* 7.59 5.54**B 5.58B 5.68B 7.36A 0.172 <0.001 <0.001
黄度b* 0.32 0.23**B 0.23B 0.24B 0.31A 0.051 <0.001 0.006
色度c* 7.59 5.64**B 5.65B 5.71B 7.24A 0.168 <0.001 <0.001
色相h* 2.44 8.01**D 6.89C 5.72B 2.65A 0.443 <0.001 <0.001
pH 6.11 6.18 6.13 6.02 5.94 0.057 0.805 0.909
水分Moisture/% 25.22 61.42**A 60.13A 53.31B 29.13C 3.021 <0.001 <0.001

P1值为ACS组与TN组之间独立样本t检验的P值,ACS组数据标注“*”和“**”分别表示与TN组的差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01);P2值为4个急性冷应激组之间方差分析的P值,4个急性冷应激组同行数据没有标注相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05),没有标注相同大写字母表示组间差异极显著(P<0.01)。下表同。

The P1-value represents the P-value from an independent-samples t-test between the ACS group and the TN group. Data in the ACS group marked with “*” and “**” indicate a significant (P<0.05) and an extremely significant (P<0.01) difference from the TN group, respectively. The P2-value represents the P-value from ANOVA among the four acute cold stress groups. For the four acute cold stress groups, the absence of the same lowercase letter in peer data indicates a significant difference between groups (P<0.05), and the absence of the same uppercase letter indicates an extremely significant difference between groups (P<0.01). The same as below.

2.3 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清蛋白质代谢相关指标的影响

由表3可知,与TN组相比,ACS组TP、ALB含量分别极显著降低了12.5%、11.6%(P<0.01),GLOB含量、A/G有一定程度降低,但差异未达到显著水平(P>0.05)。与ACS组相比,饮水补充8 g/L谷氨酰胺使ALB含量极显著升高了4.9%(P<0.01);饮水补充12 g/L谷氨酰胺使TP含量显著升高了8.1%(P<0.05),ALB含量极显著升高了11.3%(P<0.01);各补充谷氨酰胺组GLOB含量和A/G均有所升高,但差异未达到显著水平(P>0.05)。
表3 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清蛋白质代谢相关指标的影响

Table 3 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum protein metabolism-related indicators of chicks under acute cold stress

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
总蛋白TP/(g/L) 36.57 32.00**b 33.00ab 33.33ab 34.60a 0.334 0.003 0.029
白蛋白ALB/(g/L) 18.33 16.20**C 16.85BC 17.00B 18.03A 0.203 0.003 0.001
球蛋白GLOB/(g/L) 16.55 15.80 16.08 16.13 16.18 0.221 0.613 0.945
白球比A/G 1.11 1.03 1.05 1.05 1.11 0.023 0.356 0.485

2.4 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清肝脏功能相关指标的影响

由表4可知,与TN组相比,ACS组TB含量、ALT活性分别显著提高了24.4%、21.5%(P<0.05),TBA含量与GGT、AST活性分别极显著提高了201.0%、51.9%、17.0%(P<0.01)。与ACS组相比,饮水补充4 g/L谷氨酰胺使TB含量极显著降低了6.9%(P<0.01);饮水补充8和12 g/L谷氨酰胺分别使ALT活性显著降低了16.7%和18.4%(P<0.05),分别使TBA含量极显著降低了30.1%和51.8%(P<0.01),分别使GGT活性极显著降低了26.8%和36.6%(P<0.01),分别使AST活性极显著降低了12.1%和14.4%(P<0.01)。
表4 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清肝脏功能相关指标的影响

Table 4 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum hepatic function-related indicators of chicks under acute cold stress

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
总胆红素TB/(μmol/L) 12.00 14.93*A 13.90C 11.93AB 9.63BC 0.634 0.038 0.002
总胆汁酸TBA/(μmol/L) 2.94 8.85**A 7.13B 6.19B 4.27C 0.505 <0.001 <0.001
γ-谷氨酰转移酶GGT/(U/L) 6.75 10.25**A 7.75B 7.50B 6.50B 0.402 <0.001 <0.001
谷草转氨酶AST/(U/L) 302.25 353.75**A 322.75A 311.00B 302.75B 20.857 <0.001 <0.001
谷丙转氨酶ALT/(U/L) 12.10 14.70*a 13.50ab 12.25b 12.00b 0.488 0.045 0.023
谷草谷丙比AST/ALT 24.98 24.06 23.91 25.39 25.23 0.890 0.963 0.109

2.5 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清胰腺功能相关指标的影响

由表5可知,与TN组相比,ACS组AMY活性极显著升高了39.8%(P<0.01),LPS活性显著升高了6.9%(P<0.05)。与ACS组相比,饮水补充8、12 g/L谷氨酰胺分别使AMY活性极显著降低了11.6%、24.6%(P<0.01),分别使LPS活性显著降低了6.5%、9.7%(P<0.05)。
表5 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清胰腺功能相关指标的影响

Table 5 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum pancreatic function-related indicators of chicks under acute cold stress U/L

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
淀粉酶AMY 304.00 425.00**A 422.25A 375.50B 320.50C 12.204 <0.001 <0.001
脂肪酶LPS 14.50 15.50*a 14.75ab 14.50ab 14.00b 0.203 0.049 0.036

2.6 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清肾脏功能相关指标的影响

由表6可知,与TN组相比,ACS组UA含量极显著提高了113.8%(P<0.01),Crea含量显著提高了74.4%(P<0.05),UREA/Crea极显著降低了58.5%(P<0.01)。与ACS组相比,饮水补充8、12 g/L谷氨酰胺分别使Crea含量极显著降低了23.4%、41.2%(P<0.01),分别使UA含量极显著降低了44.1%、52.5%(P<0.01);饮水补充12 g/L谷氨酰胺使UREA/Crea极显著提高了80.6%(P<0.01)。
表6 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清肾脏功能相关指标的影响

Table 6 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum renal function-related indicators of chicks under acute cold stress

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
尿酸UA/(μmol/L) 151.78 324.45**A 235.44B 181.21C 154.18C 17.338 <0.001 <0.001
尿素UREA/(mmol/L) 1.93 1.50 1.50 1.36 1.61 0.094 0.287 0.853
肌酐Crea/(μmol/L) 17.23 30.05*A 28.68AB 23.03BC 17.68C 1.533 0.011 0.003
尿酐比UREA/Crea 124.34 51.61**B 54.22B 60.17B 93.23A 4.812 <0.001 <0.001

2.7 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清糖和脂代谢相关指标的影响

由表7可知,与TN组相比,ACS组GLU、TC、TG含量分别显著提高了7.7%、11.7%和11.6%(P<0.05)。与ACS组相比,饮水补充8、12 g/L谷氨酰胺分别使GLU含量显著降低了4.8%、5.6%(P<0.05);饮水补充12 g/L谷氨酰胺使TC和TG含量分别极显著降低了8.5%和16.7%(P<0.01)。
表7 谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清糖和脂代谢相关指标的影响

Table 7 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum glucose and lipid metabolism-related indicators of chicks under acute cold stress mmol/L

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
葡萄糖GLU 13.05 14.05*a 13.90ab 13.38bc 13.27c 0.123 0.035 0.019
总胆固醇TC 4.96 5.54*A 5.45A 5.38A 5.07B 0.060 0.012 0.009
甘油三酯TG 0.43 0.48*A 0.48A 0.45A 0.40B 0.012 0.042 <0.001

2.8 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清电解质及酸碱平衡相关指标的影响

由表8可知,与TN组相比,ACS组tCO2显著提高了13.7%(P<0.05),pH极显著升高了4.1%(P<0.01),Ca2+含量极显著降低了6.9%(P<0.01)。与ACS组相比,饮水补充12 g/L谷氨酰胺使tCO2含量显著降低了5.3%(P<0.05);饮水补充8、12 g/L谷氨酰胺分别使pH极显著降低了2.1%、2.9%(P<0.01),分别使Ca2+极显著提高了6.0%、6.9%(P<0.01)。
表8 饮水补充谷氨酰胺对急性冷应激雏鸡血清电解质及酸碱平衡相关指标的影响

Table 8 Effects of glutamine supplemented via drinking water on serum electrolytes and acid-base balance-related indicators of chicks under acute cold stress

项目
Items		 组别Groups SEM P1值
P1-value		 P2值
P2-value
TN ACS ACS+
4Gln		 ACS+
8Gln		 ACS+
12Gln
二氧化碳总量tCO2/(mmol/L) 18.73 21.30*a 21.20a 21.00a 20.18b 0.151 0.034 0.017
钙离子Ca2+/(mmol/L) 2.32 2.16**B 2.21B 2.29A 2.31A 0.180 0.003 0.002
无机磷PHOS/(mmol/L) 2.59 2.54 2.34 2.53 2.42 0.417 0.801 0.336
钙磷乘积Ca×PHOS 6.01 5.49 5.16 5.77 5.60 0.113 0.239 0.243
pH 7.84 8.16**A 8.00B 7.99B 7.92B 0.034 <0.001 0.001

3 讨论

育雏阶段(尤其在前2周龄内),雏鸡易受低温环境影响而出现冷应激,导致其生理机能发生异常改变,肝脏等器官受损[10]。基于本团队在家禽冷应激方面的研究积累[9,11],本研究对急性冷应激条件下雏鸡的多种生理指标进行了系统评估,旨在为谷氨酰胺作为一种饮水添加剂的合理应用提供理论依据和实践参考。
体温下降是动物发生冷应激最直接的临床表现,且与机体的能量代谢状态密切相关。本试验采用的急性冷应激条件(12 ℃持续暴露12 h)使6~7日龄海兰褐雏鸡(适宜生长温度为32~35 ℃)的腹部体温由35.27 ℃降至31.02 ℃,通过饮水补充4~12 g/L谷氨酰胺后,雏鸡体温回升幅度达3.5%~12.3%,说明饮水补充谷氨酰胺可作为一种有效的能量代谢干预手段(本团队另一研究显示,该添加方式未对1周龄内雏鸡的饮水量产生显著影响[12])。其作用机制可能涉及谷氨酰胺作为能量前体物质,增强线粒体功能并提升能量代谢效率[13-14]。
已有研究表明,急性冷应激可通过激活冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)-Toll样受体4(TLR4)信号通路诱发肠道炎症反应,而谷氨酰胺可基于该机制发挥缓解作用[15-16]。本研究观察到的粪便性状变化与此相呼应,急性冷应激后雏鸡粪便的a*、b*及c*值均有所下降,而L*、h*值与水分含量则极显著上升,其中h*值提升幅度达228.3%,而饮水补充12 g/L谷氨酰胺可改善这些指标,其中水分含量从61.4%大幅度降低为29.1%,与谷氨酰胺可有效促进受损组织修复、维持肠道屏障功能和减少氧化应激等有关[14],充分说明了谷氨酰胺对肠组织通透性和屏障功能的保护作用。此外,研究显示谷氨酰胺能够改善坏死性肠炎肉鸡的血清生化指标与肠道形态结构[17]。人类医学研究也证实,谷氨酰胺可用于化疗相关黏膜炎的临床辅助治疗[18],这提示其在禽类肠炎防控方面可能具备类似的应用潜力。上述多角度证据共同支持了谷氨酰胺在缓解雏鸡肠道冷应激损伤中的积极作用。
血清蛋白质代谢相关指标是评估动物营养状态、健康评价及疾病诊断的重要依据。本试验中,急性冷应激导致雏鸡血清TP和ALB含量极显著降低,与Al-Khalaifah等[19]的研究结果一致,而通过饮水补充8~12 g/L谷氨酰胺可有效缓解这一现象,这可能与谷氨酰胺通过调控腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路维持蛋白质代谢平衡的相关机制有关[20]。
肝脏承担着代谢、解毒和免疫调节的功能,临床医学常通过血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)活性来评估肝细胞损伤程度[21]。其中,ALT活性升高多反映肝细胞膜完整性受损和细胞质内酶外泄,而AST活性升高则常提示线粒体结构或功能受损。本研究结果显示,ACS组雏鸡血清中TB、TBA含量以及ALT、AST、GGT活性显著或极显著升高,尤其是TBA含量和GGT活性,分别极显著上升201.0%与51.9%,表明肝细胞已出现实质性损伤并伴随代谢功能紊乱;此外,血清中TP含量极显著降低,也反映出肝脏蛋白质合成能力及机体整体营养状态受到急性冷应激的负面影响。通过饮水给雏鸡补充谷氨酰胺后,血清中各肝脏损伤相关指标均有不同程度改善,其中补充12 g/L谷氨酰胺对TBA含量的降低作用最为显著,说明谷氨酰胺对急性冷应激诱导的肝脏组织及功能损伤具有较强的缓解效用,该作用可能与其调节血清和肝脏中一氧化氮代谢进而抑制肝细胞凋亡的机制有关[22]。
本试验中,急性冷应激导致雏鸡血清中UA和Crea含量显著或极显著提高,表明肾脏排泄功能受到影响,通过饮水补充12 g/L谷氨酰胺可对肾脏起到保护作用,这可能与其能通过调节肾小管上皮细胞中的氧化应激和凋亡来预防急性肾脏损伤[23]相关。评估胰腺外分泌功能的血清指标主要与消化酶分泌相关,急性冷应激导致雏鸡血清中AMY活性极显著升高,LPS活性显著升高,推测是冷应激诱导胰腺腺体细胞发生内质网应激和促炎反应[24]及特异表达CIRP分子的损伤相关分子模式(DAMP)[25]有关,使细胞膜通透性增强和稳定性下降,影响细胞分泌和运输功能,导致AMY和LPS逸出细胞。与ACS组对比,饮水补充8~12 g/L谷氨酰胺对雏鸡血清中AMY、LPS活性的异常升高均起到了较明显的缓解作用,其中,对LPS的改善效果弱于AMY,这表明谷氨酰胺在改善由冷应激引发的胰腺外分泌功能紊乱方面,对淀粉消化功能的改善作用优于脂质。
血糖受胰腺内分泌功能的调控。当血糖水平下降时,机体通常会产生饥饿感;而在冷应激状态下,机体耗能增加,饥饿更快发生,导致肝脏细胞产生自噬现象。谷氨酰胺在维持细胞稳态中扮演关键角色,研究表明,提高其浓度可通过调控自噬相关蛋白的表达有效抑制细胞自噬[26]。本试验中,急性冷应激导致雏鸡血清中TC、TG和GLU含量上升,而在饮水中补充谷氨酰胺后有效抑制了上述指标的升高。这一结果说明,谷氨酰胺可能通过促进葡萄糖的摄取和利用调节糖代谢[27];同时,其亦可能通过增强脂肪酸氧化代谢,进一步影响脂肪的合成与分解平衡[28]。
近年来,国内外关于动物冷应激的研究日益广泛与深入,但由于试验动物种属、生理状态、生长阶段以及冷暴露模式等因素的差异,部分研究在结果表现、变化规律及作用机制方面仍存在不一致之处。此外,一些研究开始探索谷氨酰胺与其他活性物质(如左旋肉碱[29])的复合应用在缓解冷应激方面的协同效应,这为谷氨酰胺的高效利用开辟了更广阔的应用前景。

4 结论

急性冷应激条件下,饮水补充8~12 g/L谷氨酰胺可缓解雏鸡体温下降,改善粪便色泽和水分含量等性状,并通过调节血清蛋白质代谢、肝脏功能、胰脏功能、肾脏功能及糖和脂代谢相关指标等,缓解急性冷应激对雏鸡能量平衡、物质代谢及部分器官机能的负面影响,说明通过饮水方式补充谷氨酰胺来提高雏鸡的抗应激能力是可行的。

致谢

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References

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[1]
李玮, 刘蕤, 马尧, 等. 重度冷应激对三河牛血液生化指标及相关基因表达的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(8):1463-1470.

LI W, LIU R, MA Y, et al. Effects of severe cold stress on blood biochemical parameters and related gene expression in Sanhe cattle[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2015, 46(8):1463-1470. (in Chinese)

[2]
NCHO C M, BERDOS J I, GUPTA V, et al. Abiotic stressors in poultry production:a comprehensive review[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2025, 109(1):30-50.

DOI

[3]
何荣, 张崇志, 张春华, 等. 动物冷应激研究进展[J]. 家畜生态学报, 2022, 43(9):7-12.

HE R, ZHANG C Z, ZHANG C H, et al. Research progress on animal cold stress[J]. Acta Ecologae Animalis Domastici, 2022, 43(9):7-12. (in Chinese)

[4]
刘涛. 谷氨酰胺对早期断奶仔猪肠道营养与免疫功能影响机理的研究[D]. 博士学位论文. 武汉: 华中农业大学, 2002.

LIU T. Effects of glutamine-supplementation on small intestinal nutrition and immune function in early-weaned piglets and study on the mechanism in-volved[D]. Ph.D.Thesis. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2002. (in Chinese)

[5]
ABBASI F, HAGHIGHAT LARI M M, KHOSRAVI G R, et al. A systematic review and metaanalysis of clinical trials on the effects of glutamine supplementation on gut permeability in adults[J]. Amino Acids, 2024, 56(1):60.

DOI

[6]
ZHANG S J, LI X W, YUAN T Z, et al. Glutamine inhibits inflammation,oxidative stress,and apoptosis and ameliorates hyperoxic lung injury[J]. Journal of Physiology and Biochemistry, 2023, 79(3):613-623.

DOI

[7]
ZHANG B L, YANG Q, LIU N, et al. The effects of glutamine supplementation on liver inflammatory response and protein metabolism in muscle of lipopolysaccharide-challenged broilers[J]. Animals, 2024, 14(3):480.

DOI

[8]
陈伟. 孵化后期外源二糖和谷氨酰胺调控肉鸭骨骼肌蛋白质代谢机制研究[D]. 博士学位论文. 武汉: 华中农业大学, 2010.

CHEN W. Study on the regulatory role of administrating exogenous disaccharide and glutamine to late-term duck embryos in affecting the protein metabolism in skeletal muscle[D]. Ph.D.Thesis. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010. (in Chinese)

[9]
肖双双. 谷氨酰胺对冷应激雏鸡生长发育,血清生化指标,抗氧化能力及肠道微生物区系的影响[D]. 硕士学位论文. 滁州: 安徽科技学院, 2020.

XIAO S S. Effects of glutamine on growth and development,serum biochemical indexes,antioxidant capacity and intestinal microflora of cold-stressed chicks[D]. Master’s Thesis. Chuzhou: Journal of Anhui Science and Technology University, 2020. (in Chinese)

[10]
ZHANG Z W, BI M Y, YAO H D, et al. Effect of cold stress on expression of AMPKα-PPARα pathway and inflammation genes[J]. Avian Diseases, 2014, 58(3):415-426.

DOI

[11]
WU J J, QIU W X, LI G Y, et al. Effects of glutamine supplementation on the growth performance,antioxidant capacity,immunity and intestinal morphology of cold-stressed prestarter broiler chicks[J]. Veterinary Research Communications, 2025, 49(3):183.

DOI

[12]
吴娟娟. 冷应激诱导雏鸡肠黏膜损伤的分子机制及谷氨酰胺调控作用研究[D]. 博士学位论文. 南昌: 江西农业大学, 2025.

WU J J. Molecular mechanism of cold-stress-induced intestinal mucosal injury in chicks and the regulatory role of glutamine[D]. Ph.D.Thesis. Nanchang: Jiangxi Agricultural University, 2025. (in Chinese)

[13]
WANG J T, ZHANG X J, XU S W. Effects of cold stress on energy metabolism in the chicken[J]. Chinese Journal of Applied Physiology, 2009, 25(2):172-176.

[14]
刘汝杰, 李明晔, 孙泽威, 等. 运输前灌服谷氨酰胺对运输应激雏鸡肠黏膜上皮细胞线粒体功能及坏死性凋亡信号通路的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35(2):1270-1278.

DOI

LIU R J, LI M Y, SUN Z W, et al. Effects of glutamine oral administration before transportation on mitochondrial function and necrotic apoptosis signal pathway of intestinal mucosal epithelial cells of chicks under transportation stress[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(2):1270-1278. (in Chinese)

DOI

[15]
WU J J, LI G Y, GUO H N, et al. Acute cold stress induces intestinal injury via CIRP-TLR4-IRE1 signaling pathway in pre-starter broilers[J]. Molecular Biology Reports, 2023, 50(7):6299-6304.

DOI

[16]
ZHOU W, LI W, ZHENG X H, et al. Glutamine downregulates TLR-2 and TLR-4 expression and protects intestinal tract in preterm neonatal rats with necrotizing enterocolitis[J]. Journal of Pediatric Surgery, 2014, 49(7):1057-1063.

DOI

[17]
XUE G D, BAREKATAIN R, WU S B, et al. Dietary L-glutamine supplementation improves growth performance,gut morphology,and serum biochemical indices of broiler chickens during necrotic enteritis challenge[J]. Poultry Science, 2018, 97(4):1334-1341.

DOI

[18]
ANDERSON P M, LALLA R V. Glutamine for amelioration of radiation and chemotherapy associated mucositis during cancer therapy[J]. Nutrients, 2020, 12(6):1675.

DOI

[19]
AL-KHALAIFAH H, TOLBA S A, AL-NASSER A, et al. Effects of glutamine supplementation and early cold conditioning on cold stress adaptability in broilers[J]. Animals, 2025, 15(10):1386.

DOI

[20]
戴四发. 谷氨酰胺和γ-氨基丁酸对肉鸡抗热应激和肉品质的影响及机理探讨[D]. 博士学位论文. 南京: 南京农业大学, 2012.

DAI S F. Effects and mechanism of glutamine and gamma-aminobutyric acid supplementation on anti-stress and meat quality of broilers under heat stress[D]. Ph.D.Thesis. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2012. (in Chinese)

[21]
RAHAYU I N, KUMALA A R, TARUNA D, et al. Improvement of liver function (AST and ALT) and liver tissue catalase levels of Wistar rats induced with alloxan by consuming catfish oil extract[J]. Research Journal of Pharmacy and Technology, 2024, 17(8):3676-3684.

[22]
李金敏. 谷氨酰胺对慢性冷应激雏鸡肝脏损伤的影响[D]. 硕士学位论文. 哈尔滨: 东北农业大学, 2009.

LI J M. Effects of glutamine to the liver injured by chronic cold stress in chicken[D]. Master’s Thesis. Harbin: Northeast Agricultural University, 2009. (in Chinese)

[23]
THOMAS K, ZONDLER L, LUDWIG N, et al. Glutamine prevents acute kidney injury by modulating oxidative stress and apoptosis in tubular epithelial cells[J]. JCI Insight, 2022, 7(21):e163161.

DOI

[24]
TENG T, ZHENG Y S, ZHANG M Q, et al. Chronic cold stress promotes inflammation and ER stress via inhibiting GLP-1R signaling,and exacerbates the risk of ferroptosis in the liver and pancreas[J]. Environmental Pollution, 2024, 360:124647.

[25]
LIU W M, WU D H, WANG T, et al. CIRP contributes to multiple organ damage in acute pancreatitis by increasing endothelial permeability[J]. Communications Biology, 2025, 8(1):403.

DOI PMID

[26]
冯蕾, 刘伟, 张宇, 等. 谷氨酰胺诱导小鼠肝脏细胞自噬相关蛋白质和氨基酸含量变化的研究[J]. 动物营养学报, 2023, 35(5):3313-3322.

DOI

FENG L, LIU W, ZHANG Y, et al. Glutamine-induced changes in protein and amino acid contents associated with autophagy in mouse liver cells[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(5):3313-3322. (in Chinese)

DOI

[27]
郭威, 李三强, 宋晓改, 等. L-谷氨酰胺对急性酒精肝损伤小鼠的保护作用机制研究[J]. 中国临床药理学杂志, 2020, 36(13):1812-1814.

GUO W, LI S Q, SONG X G, et al. Protective effect and mechanism of L-glutamine on acute alcoholic liver injury in mice[J]. The Chinese Journal of Clinical Pharmacology, 2020, 36(13):1812-1814. (in Chinese)

[28]
LIU P S, CHEN Y T, LI X Y, et al. Author correction:CD40 signal rewires fatty acid and glutamine metabolism for stimulating macrophage anti-tumorigenic functions[J]. Nature Immunology, 2023, 24(3):452-462.

DOI

[29]
LIU Y, YANG Y Y, YAO R Z, et al. Dietary supplementary glutamine and L-carnitine enhanced the anti-cold stress of arbor acres broilers[J]. Archives Animal Breeding, 2021, 64(1):231-243.

DOI

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