補喂L-瓜氨酸對種公馬精液品質、精清和血漿抗氧化能力的影響

李曉斌，趙國棟，李 海，馬 晨，李鳳鳴，臧長江，黃新新，李佳豪，許曉寶，馬玉輝，徐文慧

(1.新疆農業大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2.昭蘇縣畜牧獸醫站，新疆昭蘇 835699)

0 引 言

【研究意義】L-瓜氨酸是機體氮素循環的重要參與者和中間代謝產物[1]，可從西瓜中分離獲取[2]。L-瓜氨酸可由成年動物的腸道合成，主要用于腎臟合成精氨酸，以滿足機體對精氨酸的需求[3]。瓜氨酸合成精氨酸需要小腸特殊的酶參與完成，即這個反應只能在小腸部位發生，因此，它在一些哺乳動物精氨酸的內源性合成中起重要作用[4]。L-瓜氨酸作為精氨酸的前體物質，通過代謝被小腸吸收，轉運至腎臟合成精氨酸，進一步調控機體及血漿精氨酸的水平。【前人研究進展】彭建平等[5]給雄性SD大鼠口服4.5 g/kg BW L-瓜氨酸，發現大鼠陰莖神經海綿體內壓、一氧化氮和一氧化氮合酶顯著提高，對于大鼠陰莖勃起具有增強作用。緱靈山等[6]研究不同劑量的L-瓜氨酸對大鼠胃缺血再灌注損傷保護作用，L-瓜氨酸能夠維持SOD的活力，降低MDA的生成。【本研究切入點】精液中活性氧主要由白細胞和未成熟的精子產生，直接影響精液的品質和抗氧化能力。當前對于配種期種公馬精液品質及抗氧化的研究主要集中在凍精及細管精液方面，而提高種公馬精液品質和抗氧化能力的研究鮮有報道。【擬解決的關鍵問題】以配種期種公馬為研究對象，研究補喂L-瓜氨酸，在精液品質和抗氧化方面的作用，為種公馬繁殖性能的營養調控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 馬匹

試驗選擇12匹年齡5～8歲的種公馬，平均采精量為(59.34±5.23)mL，平均體重為(532.34±49.14)kg。

1.1.2 精液

于試驗0、10、20及30 d 每天08:00通過人工采精法采集公馬精液，測量采精量，將采集的精液平均分為2份，1份鮮精用于精液品質檢測，另1份鮮精離心分離精子和精清，取精清于-20℃冷凍保存，待測。

1.1.3 血液

于試驗0、10、20及30 d 早晨空腹頸部靜脈采集種公馬血液于肝素鈉抗凝管內，3 500轉/min 離心15 min，取上清液，-20℃冷凍保存，待測。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

將12匹種公馬隨機分為試驗組和對照組2組，每組6匹。在相同的運動訓練及飼養管理條件下，飼喂相同營養水平的日糧。在此基礎上，試驗組馬匹每天補喂20 g L-瓜氨酸，將每天的L-瓜氨酸與精料補充料混合補喂。進行為期30 d的飼喂試驗，分別于試驗開始的前1 d(即為0 d)、10、20及30 d采集馬匹精液和血液，并測定相關指標。

1.2.2 飼養管理

所有試驗馬匹在相同條件下飼養，粗飼料(苜蓿和混合牧草)和精料補充料組成及營養水平一致，粗飼料自由采食，精料補充料4 kg/d ·匹，每匹馬投喂500 g/d胡蘿卜。所有馬匹進行0.5 h/d的打圈運動。表1

1.2.3 指標測定

1.2.3.1 精液品質

分別測定采精量，使用OLYMPUS顯微鏡和Equine Motility軟件檢測鮮精精液品質，包括活精子數(Motile,%)、精子密度(sperm density,108/mL)、直線運動率(progressive,%)、運動速度(VA,um/s)及快速運動比例(Rapid,%)。精子畸形率、精子質膜完整性和精子頂體完整性參考王捷等[7]和徐文慧等[8]檢測的方法。

1.2.3.2 抗氧化指標

血漿和精清中抗氧化指標過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、抑制羥自由基能力(Inhibition to hydroxyl radical)、總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)均委托南京建成生物工程研究所采用試劑盒測定。

1.3 數據處理

數據用Excel整理，使用SAS8.0中Mixed混合模型統計，固定效應有處理、采樣時間及二者之間的交互作用。方差結構采用CS，數據為最小二乘平均值，顯著性判斷標準為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 補喂L-瓜氨酸對種公馬精液品質的影響

研究表明，給種公馬補喂L-瓜氨酸能夠極顯著提高采精量、精子直線運動率及精子質膜完整性(P<0.01)，與對照組相比較分別提高了28.08%、19.12%和36.18%；與對照組相比，活精子數、精子密度、運動速度和快速運動比例無顯著性差異(P>0.05)，但比對照組分別提高了1.82%、6.99%、5.56%和14.54%；此外，試驗組精子畸形率比對照組低了23.02%(P>0.05)，精子頂體完整性比對照組高了8.78%(P>0.05)。表2

表2 試驗期30 d補喂L-瓜氨酸下種公馬精液品質變化Table 2 Effects of supplemental L-citrulline on semen quality of stallion for 30 days

2.2 補喂L-瓜氨酸對種公馬精清抗氧化能力的影響

研究表明，補喂L-瓜氨酸可以極顯著提高公馬精液SOD的活力和抑制羥自由基的能力(P<0.01)，分別比對照組提高了29.10%和29.87%；顯著提高了種公馬精液GSH-PX的活力(P<0.05)，分別比對照組高28.15%；極顯著降低了精液MDA的濃度(P<0.01)，比對照組低43.43%；對于CAT活力無顯著性影響；NO濃度比對照組顯著提高了22.41%(P<0.05)。表3

表3 試驗期30 d補喂L-瓜氨酸下種公馬精清抗氧化能力變化Table 3 Effects of supplemental L-citrulline on antioxidant capacity of seminal plasma of stallion for 30 days

2.3 補喂L-瓜氨酸對種公馬血漿抗氧化能力的影響

研究表明，補喂L-瓜氨酸可極顯著提高公馬血漿CAT、GSH-PX的活力和T-AOC、抑制羥自由基的能力(P<0.01)，分別比對照組提高了50.48%、65.75%、26.32%和20.61%；極顯著降低了血漿MDA的濃度，降低了31.19%(P<0.01)；對于血漿SOD活力無顯著性影響。血漿NO的濃度比對照組顯著提高了14.44%(P<0.05)。表4

表4 試驗期30 d補喂L-瓜氨酸下種公馬血漿抗氧化能力變化Table 4 Effects of supplemental L-citrulline on plasma antioxidant capacity of stallion for 30 days

3 討 論

提高種公馬的射精量和精液品質，是滿足配種需求和品種改良的保障[9]。Bem等[10]研究指出，種公馬的性欲是影響其射精量和精液品質的直接因素。研究顯示[11-12]，在種公畜日糧中添加VE、小肽均能夠顯著提高公畜的精液品質及精子活力。任波等[13]研究結果顯示，在相同營養水平日糧條件下添加賴氨酸∶蘇氨酸∶色氨酸∶精氨酸分別為100∶76∶40∶120能夠顯著提高種公豬精子頂體完整率、有效精子數目、總精子數目及精子活力。試驗中，給種公馬補喂L-瓜氨酸能夠顯著提高采精量和精子直線運動率，L-瓜氨酸對公馬精子的生成和精子活力有顯著作用。這與趙國棟等[14]在小鼠上的研究結果一致，其研究顯示，給雄性小鼠補喂不同劑量的L-瓜氨酸與對照組相比均能顯著或者極顯著提高精子密度、直線運動精子數和精子活力，極顯著降低畸形精子數。

試驗中L-瓜氨酸能夠提高公馬采精量和直線運動率可能與L-瓜氨酸代謝合成精氨酸和NO有關[15-16]，但是在改善射精量和精液品質中L-瓜氨酸通過何種路徑調控的，需進一步深入研究。

研究顯示，活性氧是導致精子活力下降的直接因素之一[17]。精細胞內氧化劑和抗氧化劑之間的平衡遭到破壞是精細胞損傷的主要原因，可引起DNA 堿基斷裂、蛋白質氧化、脂質過氧化以及遺傳物質缺失[18]。前列腺和精囊腺是白細胞的主要產生組織，中性粒細胞和巨噬細胞與活性氧的產生有直接的關系，而精液中的活性氧主要來源于白細胞和未成熟的精子[19]。精液中含有少量的活性氧是機體正常的生理現象，正常水平的活性氧對精子活力有顯著促進作用，特別是在激活精子獲能、頂體反應以及受精的整個過程。當活性氧大量存在時，超過了抗氧化系統的清除能力及精核獨特緊密結構的防御能力時，氧化應激產生，精子自身對氧化應激損傷修復能力缺乏，對精子造成不可修復的損傷[20]。

試驗補喂L-瓜氨酸能夠極顯著提高精清SOD活力和抑制羥自由基的能力，顯著提高GSH-PX的活力，又顯著降低MDA的濃度，說明L-瓜氨酸對精子抗氧化能力有顯著的提高作用，與補喂組精子直線運動率顯著高于對照組的結果一致。血漿結果顯示，補喂L-瓜氨酸能夠極顯著提高血漿CAT、GSH-PX的活力和T-AOC、抑制羥自由基的能力，又顯著降低MDA的濃度，這與精子活力、精子直線運動率、精清抗氧能力顯著提高的結果一致，L-瓜氨酸能夠提高機體的抗氧化能力，與緱靈山等[6]在大鼠上的研究結果一致。試驗結果顯示，血漿和精清中抗氧化酶活力和總抗氧化能力變化的趨勢一致，血漿中抗氧化酶及相關指標升高時，反映于精清中的相關指標呈升高趨勢。血漿游離物質的水平在一定程度上能夠反映機體組織或者器官相應物質的水平和濃度。瓜氨酸在機體內可轉化為精氨酸 代謝，Elhattabd等[21]研究表明，給大鼠補喂L-精氨酸大鼠血清CAT活性，NO水平和T-AOC能力。研究顯示，瓜氨酸對膿毒癥早期大鼠肝損傷具有顯著的保護作用，用瓜氨酸處理能夠顯著提高肝臟SOD活力，降低MDA水平[22]。L-瓜氨酸的補喂增加了機體精氨酸濃度，可能是提高精清和血漿抗氧化能力的路徑之一[23-24]。L-瓜氨酸具有清除自由基，提高抗氧化能力的作用[25-26]，但是清除自由基的路徑有待于進一步研究。

4 結 論

給配種期種公馬補喂20 g/d的L-瓜氨酸采精量和精子直線運動率極顯著提高了28.08%和19.12%；精清SOD的活力和抑制羥自由基的能力極顯著提高了29.10%和29.87%；血漿CAT、GSH-PX的活力和T-AOC、抑制羥自由基的能力極顯著提高了50.48%、65.75%、26.32%和20.61%。給種公馬補喂L-瓜氨酸能夠改善種公馬精液品，提高機體抗氧化能力。