热应激是机体遭遇超过本身调节能力的过高温度时，引起的非特异性生理应答的总和^[1]。热应激可对机体的生长性能、生理指标、内分泌活动等产生不良影响，从而影响机体正常的生理状态^[2]。多数的研究表明，热应激在降低动物生长的同时还有增加机体脂肪沉积的趋势^[3]。L-肉碱(L-carnitine)又称维生素BT，是动物体内与脂肪酸代谢有关的化合物。近年来，L-肉碱因其有参与机体内长链脂肪酸的转运和脂肪酸β-氧化、调节线粒体内酰基比例、维持质膜稳定等作用而日益受到关注，它可通过将长链脂肪酸从线粒体外转移至线粒体内，促进机体的脂肪酸氧化，减少脂质沉积^{[4, 5]}。因其在畜牧生产中的应用越来越多，急需试验探究L-肉碱对热应激动物体的生长性能、脂质代谢是否有作用。本试验以大鼠为对象，观察L-肉碱对短期热应激状态下的大鼠的生长性能、血液生化指标及脂质代谢的影响，阐明热应激条件下，L-肉碱影响脂肪代谢的机制，为后续的试验提供理论依据。

L-肉碱：纯度大于98％，购于美国Sigma公司。

试验动物：试验选取48只成年健康雄性SD大鼠(体重200～250 g)，均购自维通利华公司。

将选取的48只成年健康雄性SD大鼠按照体重相似原则随机等分为对照组(control group,CR)、热应激组(heat stress group,HS)、热应激+L-肉碱组(heat stress+L-carnitine group,HL)3组。

室内温度22～25 ℃，相对湿度40%～50%，自然光照，各组大鼠正常采食，正常饮水，每3 d更换1次垫料。每3只大鼠放在1个鼠笼内，每组5笼，(其中1个笼子装4只大鼠)，预饲喂3 d后正式开始试验，每天08:30喂料换水，记录每天每笼的采食量。计算每只大鼠平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)。试验期为14 d。

每天09:00对热应激+L-肉碱组灌胃300 mg/kg体重的L-肉碱，对照组和热应激组灌胃等量生理盐水。灌胃1 h后对热应激组和热应激+L-肉碱组进行43 ℃、60 min烘箱内热应激。在试验1、7和14 d，热应激后测定大鼠直肠温度。

热应激7、14 d，每组随机选取8只测定体重后，断头法处死大鼠，颈静脉采血置于抗凝管中，待血液静置1 h后，离心15 min(3 000~4 000 r/min)，取上清液，每200 μL分装于离心管中保存待测。解剖大鼠，快速剥离腓肠肌后置于离心管中，液氮速冻后-80 ℃保存待测。

血浆甘油三酯(triglycerides,TG)和总胆固醇(total cholesterol,CHO)含量的测定使用酶比色法试剂盒，仪器为日立(HITACH)7160型全自动生化分析仪。血浆游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)含量使用华英生物技术研究所HY-60053试剂盒进行测定，方法为比色法。

腓肠肌脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)活性的测定使用华英生物技术研究所试剂盒，原理为LPL可分解TG并水解为甘油及FFA，用同铜试剂测定生成的FFA的量即可计算LPL的活性。腓肠肌肉碱脂酰转移酶(carnitine acyl transferase,CPT)活性测定使用华英生物技术研究所试剂盒，原理是肉碱和脂酰辅酶A反应系统中释放出巯基辅酶A，使用Ellman试剂后变成黄色的5-巯基-2-硝基苯计算产物，其在412 nm处有最大吸收。脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)活性测定使用华英生物技术研究所的放免试剂盒HY-100233。激素敏感脂酶(hormone sensitive lipase,HSL)活性测定使用华英生物技术研究所的放免试剂盒HY-076。FAS和HSL活性的测定方法均为放免法。

试验数据以平均值±标准差表示，数据采用SAS 9.2软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，且用Duncan氏法多重比较检验3组间的差异显著性。以P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

由表1可见，与对照组相比，热应激组和热应激+L-肉碱组大鼠8~14 d平均日增重极显著下降(P<0.01)，下降幅度分别为48.00％和47.53％；8~14 d料重比极显著升高(P<0.01)，升高幅度分别为75.00％和88.24％。而在1~7 d和1～14 d，3组间平均日增重、料重比差异不显著(P>0.05)。各组体重、平均日采食量在均无显著差异(P>0.05)。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 L-肉碱对热应激大鼠生长性能的影响 Table 1 Effects of L-carnitine on growth performance of rats under heat stress (n=8) 项目 Items 时间 Time/d 对照组 CR 热应激组 HS 热应激+L-肉碱组 HF 标准误 SEM P值 P-value 体重 BW/g 1 256.81±1.62 253.06±2.70 256.06±1.54 1.98 0.52 7 290.50±3.69 286.38±4.78 284.12±4.50 3.23 0.71 14 331.31±10.44 323.82±5.10 326.27±4.97 3.82 0.65 平均日增重 ADG/g 1～7 2.57±0.47 1.77±0.59 2.27±0.69 0.40 0.71 8～14 17.02±5.81Aa 8.85±1.46Bb 8.93±1.77Bb 4.69 <0.01 1～14 6.30±1.92 5.80±0.98 5.94±0.98 0.26 0.76 平均日采食量ADFI/g 1～7 20.13±0.67 19.46±0.76 18.30±1.71 0.93 0.22 8～14 22.98±1.38 20.85±1.88 21.76±1.50 1.07 0.33 1～14 21.97±1.34 20.50±1.38 21.52±0.75 0.75 0.36 料重比 F/G 1～7 8.02±1.00 11.01±2.45 8.31±2.25 1.65 0.21 8～14 1.36±0.12Aa 2.38±0.07Bb 2.56±0.40Bb 0.65 <0.01 1～14 3.49±0.19 3.60±0.22 3.73±0.61 0.12 0.76 同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。 In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05),and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01),while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表 1 L-肉碱对热应激大鼠生长性能的影响 Table 1 Effects of L-carnitine on growth performance of rats under heat stress (n=8)

由表2可见，试验1、7、14 d热应激后，热应激组和热应激+L-肉碱组大鼠肛温极显著高于对照组(P<0.01)。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 L-肉碱对热应激大鼠肛温的影响 Table 2 Effects of L-carnitine on rectal temperature of rats under heat stress (n=8) ℃ 时间 Time/d 对照组 CR 热应激组 HS 热应激+L-肉碱组 HL 标准误 SEM P值 P-value 1 37.14±0.05Bb 41.11±0.13Aa 41.26±0.06Aa 2.34 <0.001 7 37.14±0.06Bb 40.95±0.12Aa 40.89±0.06Aa 2.18 <0.001 14 37.81±0.12Bb 41.20±0.16Aa 41.16±0.26Aa 1.95 <0.001

表 2 L-肉碱对热应激大鼠肛温的影响 Table 2 Effects of L-carnitine on rectal temperature of rats under heat stress (n=8)

由表3可见，对照组、热应激组及热应激+L-肉碱组之间大鼠7和14 d腓肠肌CPT活性无显著差异(P>0.05)。热应激+L-肉碱组大鼠7 d腓肠肌HSL活性与对照组相比显著上升(P<0.05)，升幅为123.08％，热应激组大鼠腓肠肌HSL活性比对照组提高了70.11％，但差异不显著(P>0.05)；3组间大鼠14 d腓肠肌HSL活性差异不显著(P>0.05)。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 L-肉碱对热应激大鼠腓肠肌脂肪代谢酶活性的影响 Table 3 Effect of L-carnitine on the activity of lipid metabolism enzyme in gastrocnemius of rats under heat stress (n=8) 项目 Items 时间 Time/d 对照组 CR 热应激组 HS 热应激+L-肉碱组 HL 标准误 SEM P值 P-value 肉碱脂酰转移酶 7 10.62±2.02 13.28±1.32 14.14±1.81 1.84 0.36 CPT/(U/L) 14 12.26±1.19 10.39±1.51 9.88±1.16 1.25 0.41 激素敏感脂酶 7 4.55±1.31b 7.74±1.24ab 10.15±1.84a 2.81 0.04 HSL/(U/L) 14 8.54±0.81 9.60±1.56 9.06±0.73 0.53 0.80 脂蛋白脂酶 7 0.36±0.02Bb 0.43±0.02Aa 0.45±0.02Aa 0.04 0.01 LPL/[μmol/(mL·h)] 14 0.38±0.02b 0.46±0.06ab 0.62±0.08a 0.12 0.03 脂肪酸合成酶 7 0.24±0.04 0.32±0.02 0.44±0.12 0.10 0.24 FAS/(ng/mL) 14 0.46±0.08 0.26±0.06 0.36±0.07 0.10 0.21

表 3 L-肉碱对热应激大鼠腓肠肌脂肪代谢酶活性的影响 Table 3 Effect of L-carnitine on the activity of lipid metabolism enzyme in gastrocnemius of rats under heat stress (n=8)

热应激组及热应激+L-肉碱组大鼠7 d腓肠肌LPL活性均极显著高于对照组(P<0.01)；但对照组和热应激组大鼠14 d腓肠肌LPL活性无显著差异(P>0.05)，热应激+L-肉碱组大鼠14 d腓肠肌LPL活性与热应激组无显著差异(P>0.05)。对照组、热应激组及热应激+L-肉碱组之间大鼠7 和14 d腓肠肌FAS活性无显著差异(P>0.05)。

由表4可见，对照组、热应激组及热应激+L-肉碱组相比，大鼠血浆TG和CHO含量在7和14 d均未出现显著差异(P>0.05)。各组大鼠7 d血浆FFA含量无显著差异(P>0.05)，而热应激组 大鼠14 d血浆FFA含量升高了44.90％，极显著高于对照组(P<0.01)，热应激+L-肉碱组大鼠14 d FFA含量相比热应激组下降了61.36％，极显著低于热应激组(P<0.01)。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 L-肉碱对热应激大鼠血浆脂质含量的影响 Table 4 Effect of L-carnitine on plasma lipid content of rats under heat stress (n=8) mmol/L 项目 Items 时间 Time/d 对照组 CR 热应激组 HS 热应激+L-肉碱组 HL 标准误 SEM P值 P-value 甘油三酯 7 0.56±0.05 0.57±0.06 0.52±0.02 0.03 0.78 TG 14 0.46±0.03 0.48±0.04 0.48±0.02 0.01 0.86 总胆固醇 7 1.55±0.08 1.66±0.07 1.72±0.08 0.09 0.30 CHO 14 1.58±0.08 1.49±0.10 1.35±0.06 0.12 0.15 游离脂肪酸 7 0.47±0.04 0.57±0.06 0.53±0.06 0.05 0.49 FFA 14 0.49±0.06Bb 0.71±0.06Aa 0.44±0.01Bb 0.14 <0.01

表 4 L-肉碱对热应激大鼠血浆脂质含量的影响 Table 4 Effect of L-carnitine on plasma lipid content of rats under heat stress (n=8)

利用恒温箱或水浴的方式，每天对大鼠进行热处理，可以很好的建立大鼠持续性的全身热应激模型^{[6, 7]}。在本试验中，每天都把大鼠放入43 ℃的恒温烘箱中热处理60 min，结果显示，高温组和高温+L-肉碱组中大鼠的直肠温度都极显著高于对照组，说明大鼠热应激模型构建成功。这与Tan等^[8]的研究结果一致。他的研究表明与25 ℃相比，在32 ℃以上高温时，爱拔益加(AA)肉鸡直肠温度显著升高。温雅俐^[9]的研究表明，热应激期奶牛的直肠温度极显著高于非热应激期的直肠温度。

在每天43 ℃进行60 min热应激的情况下，大鼠的体重有所下降，这可能是与高温条件下，大鼠的交感神经兴奋，从而引起能量消耗增多、基础代谢率升高、皮肤的血液供应增加、出汗增多等有关。相似的研究表明，间歇性的热应激可使小鼠体重在热应激条件下下降更多^[10]。同时热应激也会降低大鼠的平均日增重，对大鼠的料重比产生显著影响。鲁琳等^[11]的研究表明，高温会使育肥猪的料重比下降，这可能是由于高温使猪的内分泌活动改变，脂肪、蛋白质合成减少。

热应激通过降低β-羟脂酰辅酶A脱氢酶活性，升高血液中极低密度脂蛋白、非酯化脂肪酸含量，降低FAS活性，从而抑制脂肪酸的β-氧化，增加脂肪沉积^[12]。相关研究表明，持续恒定高温环境可使35～56日龄北京油鸡皮下脂肪含量、腹脂率显著升高^[13]。

HSL是最初动员脂肪分解的关键酶和限速酶，它将贮藏在脂肪细胞中的脂肪逐步水解为FFA和TG并释放入血液，其mRNA表达量在热应激14 d后的大鼠腓肠肌中升高，且热应激组的大鼠腓肠肌HSL活性在高温处理7 d后高于对照组，可认为高温应激组大鼠腓肠肌HSL的mRNA表达量与腓肠肌HSL活性均升高，该结果表明了高温应激情况下大鼠脂肪分解代谢加强。高温对腓肠肌中HSL活性的影响未见报道。

FAS是脂肪酸合成过程的关键酶，它催化在乙酰基基础上延长2个碳原子的加成反应。高温应激处理7 d后，高温应激组大鼠腓肠肌FAS活性未低于对照组，随着时间的推移，这种变化趋势在试验处理14 d后显现。说明持续14 d的高温应激情况下，大鼠腓肠肌FAS活性降低，脂肪合成减少。卢庆萍^[14]报道称，AA肉鸡在恒定高温环境下肝脏FAS基因表达上调。出现该情况可能是由于本试验在周期热应激环境下测定腓肠肌内FAS活性与其高温条件及测定组织均不同所造成的。

LPL催化TG进行分解释放出脂肪酸，由脂肪组织吸收用于能量贮存或由肌肉组织吸收用于氧化供能。试验处理7 d后，高温应激组大鼠腓肠肌LPL活性显著高于对照组，说明在高温条件下大鼠腓肠肌利用TG的能力增强，腓肠肌获取脂肪酸的机会相应增加。Kouba等^[15]研究发现，持续高温环境下生长猪脂肪组织LPL活性明显升高，与本研究结果有一定一致性。卢庆萍^[14]的研究结果表明，高温应激不会造成AA肉鸡肝脏FAS活性和脂肪组织LPL活性的显著变化，但热应激会使北京油鸡腹部脂肪组织LPL活性明显增加。LPL作为脂肪分解代谢的关键酶，在高温应激组大鼠其腓肠肌中活性的增加说明了大鼠腓肠肌脂肪分解代谢加剧，该结果与董淑丽等^[16]试验中高温应激导致肥育猪肌内脂肪含量减少相一致。

L-肉碱的主要作用是将长链脂肪酸运送至线粒体内进行β-氧化或三羧酸循环反应，促进脂肪代谢，增加机体脂肪消耗，是体内脂质代谢的增强剂^[17]。丁艳艳^[18]研究发现，在饲料中添加L-肉碱显著降低了FAS和LPL在脂肪肝脏、尾脂和皮下脂肪组织中mRNA的相对表达量，同时提高了HSL在脂肪肝脏、尾脂和皮下脂肪组织中mRNA的相对表达量。这可能与L-肉碱作为载体将脂肪酸运至线粒体，从而增强脂肪氧化的功能有关。刘磊^[19]的研究表明，对正常成年SD大鼠饲喂0.3、0.6、1.2 g/kg体重的L-肉碱，发现高剂量组大鼠的体重及脂肪含量显著降低，血清中TG、CHO、FFA含量明显减少，肝脏脂质代谢的相关基因rCPT1/2显著升高。CPT是脂肪酸β-氧化的关键酶，rCPT1/2的升高表明了肝脏中CPT活性的升高。从而造成了脂肪含量降低，TG、CHO、FFA含量减少。Jia等^[20]发现，L-肉碱在3个不同浓度(0、50和100 mg/kg)的饲粮饲喂1日龄肉鸡，血清中TG、CHO含量显著降低，LPL及FAS活性显著升高。

本试验中，每天在43 ℃条件下高温应激60 min不会造成大鼠血浆TG和CHO含量在7和14 d后的显著变化，其结果与丁艳艳^[18]的研究结果相一致。在试验14 d后，高温应激组大鼠FFA含量显著高于对照组，但该现象在7 d并未显现，说明高强度连续的高温应激导致了大鼠体内的脂肪分解增加，血浆FFA含量显著升高。与吴鑫^[12]研究结果一致，Kouba等^[15]研究发现，在高温环境下生长血浆FFA含量显著增加。添加L-肉碱，引起机体HSL活性降低，LPL活性升高，不会造成大鼠血浆中TG和CHO含量的显著变化，但降低了大鼠血浆的FFA含量，促进脂肪酸的合成代谢，从而缓解热应激对机体的损伤。

① 高温应激条件促进大鼠的脂肪沉积，使血浆FFA含量上升。

② 在高温应激条件下对大鼠灌胃L-肉碱使HSL活性降低，LPL活性升高，从而促进脂肪酸的合成代谢，降低了血清中的FFA含量，使其维持在正常水平。

③ L-肉碱可能通过调节机体脂质代谢缓解热应激。