近年来，“优质、安全、绿色、高效”已成为饲料工业和养殖业发展的主旋律，为节约蛋白质饲料、降低饲料成本、缓解动物应激并减少生态环境污染，在低蛋白质饲粮中添加功能氨基酸的研究及应用受到了广泛的重视。谷氨酰胺作为一种条件性氨基酸，是维持动物免疫细胞和胃肠道细胞功能的重要营养物质，在改善动物生长性能、支持和保护细胞正常代谢过程中发挥重要作用。但在实际使用中，谷氨酰胺表现出稳定性差和溶解性低等缺陷，且易生成有毒的焦谷氨酸和氨，限制了其在动物生产中的应用[1-2]。AKG作为谷氨酸和谷氨酰胺的前体物质及三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)中的中心分子，具有促进机体肠道发育、促进蛋白质合成、改善机体能量代谢状态、提高抗氧化能力和增强机体免疫力等生物学功能，可减少动物应激性疾病发生，减少药物饲料添加剂的使用，降低氮排放，有利于提高我国饲料工业和养殖业整体的经济效益和生态效益。因此，本文就AKG的代谢机理及其在养殖生产上的应用效果进行综述，为深入研究AKG的作用机制提供参考，并为其在养殖生产上的推广应用提供科学依据。
1 AKG的代谢机理AKG是一种具有多重作用的短链羧酸，不表现出毒性，其水溶液具有较高的稳定性。在生物体内，AKG不仅是TCA循环中重要的过渡性产物，同时也是L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸和L-精氨酸的前体物质。在动物身上进行的试验研究表明，动物摄入的AKG、谷氨酰胺和谷氨酸在小肠上部被吸收及代谢，其中高达95%的谷氨酸以及70%的谷氨酰胺被降解为CO2，而只有40%的AKG被降解[3]，剩余的AKG可用于肠细胞和外周组织的代谢过程。研究发现，血液中的AKG含量高达20%，经组织吸收后，AKG从血液中被迅速移除，通过钠钾泵传递到肝和肾，这部分AKG可用于谷氨酰胺或脯氨酸等氨基酸的合成[4]。细胞培养试验表明，AKG可以通过简单扩散传递给成纤维细胞[5-6]；然而，另一项细胞培养研究表明，AKG穿透细胞的能力相对较弱，但其酯类物质的使用可以增加AKG的渗透能力[5-6]。通过对SD大鼠注射14C标记的AKG的钠盐，探究AKG在大鼠体内的吸收、代谢及组织分布，发现在给药3 h后，没有观察到该化合物以尿液或粪便形式排泄，而且AKG中标记的碳元素在几个组织(肝、大脑、皮肤、肌肉和骨组织等)中就已经存在[4]。AKG被广泛应用于动物生产，在猪的胃和十二指肠被吸收和代谢，尤其在猪小肠部位的吸收率最高，而且小肠上部吸收明显优于远端吸收[7]。此外，相对于谷氨酰胺，AKG具有更好的稳定性和溶解性，在满足机体正常的需要量之后，不会造成额外的氨氮残留，对机体危害较小。
TCA循环是由几种酶促反应组成的循环途径(图 1)，是细胞内主要的产能过程，它将线粒体基质中的葡萄糖、脂肪酸和氨基酸类化合物氧化，最终形成CO2和还原辅酶(还原型辅酶Ⅰ，NADH和还原型电子载体，FADH2)[8]。这些辅酶将电子进一步输送到用于产生ATP的呼吸链中。AKG是TCA循环中的关键中间体，异柠檬酸通过异柠檬酸脱氢酶催化的氧化脱羧反应生成AKG，α-酮戊二酸脱氢酶可将其进一步转化为琥珀酰辅酶A和NADH。
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图 1 AKG、谷氨酸以及谷氨酰胺代谢 Fig. 1 The metabolism of α-ketoglutarate, glutamic acid and glutamine |
线粒体产生AKG的数量取决于线粒体中辅酶的氧化还原状态。NAD+(NADH的氧化态)相对于NADH的优势是能将AKG氧化脱羧并形成琥珀酰辅酶A，而在NADH浓度增加和NAD+缺乏的情况下，AKG的还原转化是在谷氨酸脱氢酶的参与下进行的，从而导致谷氨酸的形成[9]。在此反应中形成的谷氨酸，可与另一铵离子在谷氨酰胺合成酶的作用下生成谷氨酰胺(图 1)。谷丙转氨酶催化的谷氨酸与丙酮酸反应也能产生AKG。此外，氨基在谷氨酸向草酸盐的转化过程中也会导致AKG和天冬氨酸的形成[10]，这个反应由谷草转氨酶催化，该酶主要存在于细胞质和线粒体内膜上。
TCA循环的代谢产物能够渗透到细胞质中，可作为生物合成反应的前体物质。AKG通过线粒体外膜中的通道(如电压依赖性的阴离子通道)自由扩散，并通过苹果酸-天冬氨酸穿梭系统穿过线粒体内膜，进行细胞内生物化学反应。另外，AKG也是某些氨基酸生物合成的重要中间体。在细胞内，AKG的合成反应受到抑制，这种抑制是在谷氨酰胺和谷氨酸合成时发生的，这两种氨基酸对机体能量代谢非常重要，在许多代谢途径中起着关键作用，决定着肝、肾、肠道等器官以及免疫系统中的胰腺β细胞、神经元和细胞的正常运转[11-12]。
2 AKG的营养生理功能 2.1 蛋白质合成调节研究表明，AKG可通过直接或间接的方式参与蛋白质合成，AKG通过抑制谷氨酰胺降解，激活猪体内雷帕霉素靶蛋白(m-TOR)通路，促进猪肠道上皮细胞蛋白质合成[13]。Cai等[14]在小鼠体内研究发现，蛋白激酶B(Akt)介导AKG对mTOR活化，因此AKG能通过mTOR信号通路促进小鼠骨骼肌细胞系C2C12蛋白质合成，小鼠注射0.6 g·kg-1的AKG，Akt和mTOR的磷酸化水平显著升高，小鼠骨骼肌中的蛋白质合成增强，促使骨骼肌肥大。除此之外，AKG通过抑制脯氨酸羟化酶3(prolyl hydroxylase 3，PHD3)的表达，减少骨骼肌萎缩和蛋白质降解[15]。AKG作为谷氨酰胺、谷氨酸的前体物质，能够转化为氨基酸，合成蛋白质，可作为一种氨基酸替代物应用于动物生产。Chen等[16]研究发现，在生长猪的饲粮中添加1%~2%的AKG能够减少粪尿中氮的含量，增加机体内氮的沉积，促进体内蛋白质合成，进而增加氮的表观消化率和净蛋白质的利用率，并且这一结果呈现剂量效应，该结论与之前的研究结果一致[17]。在断奶仔猪饲粮中添加AKG，通过改善肠道紧密连接基因和蛋白(ZO-1、occludin、claudins和E-cadherin)的表达调控脂多糖(LPS)诱导的早期断奶仔猪的生长性能下降和肠道形态异常，能够有效预防仔猪肠道上皮损伤[18]。
AKG调控蛋白质合成的机制已有初步研究。生长激素(GH)是由垂体释放的多肽类激素，GH通过刺激肝脏胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)靶细胞产生大量IGF-Ⅰ，IGF-Ⅰ反作用于机体蛋白质的合成。王连生等[19]研究发现，在杂交鲟幼鱼的饲粮中添加1% AKG显著提高幼鱼IGF-Ⅰ和GH基因表达。在水产类的养殖中，鱼类饲料添加一定量的AKG能够促进鱼类肌肉蛋白沉积。黄冠庆等[20]在42日龄的黄羽肉鸡饲粮中添加2 g·d-1的AKG，显著改善了肉鸡的能量代谢，增加了蛋白质的合成效果。在低蛋白日粮中添加AKG可增强血清和肌内游离氨基酸浓度、氨基酸转运蛋白的mRNA丰度以及血清中IGF-Ⅰ浓度，激活哺乳动物mTOR通路，降低血清尿素氮含量和肌肉蛋白降解相关基因的mRNA水平[17]。综上所述，在畜禽日粮中添加AKG可以减少动物排泄物中的氨氮含量，增加氮在动物体内的积累，进而增加机体蛋白质的合成，但AKG调节肌肉蛋白质合成和代谢的作用机制仍有待进一步研究[17]。
2.2 免疫功能调节分析近年来相关研究结果可以发现，越来越多的研究指出，AKG能提升机体免疫力，改善动物的健康问题[21]，在临床治疗中成为了潜在的抗癌靶点[21-22]。有充分证据表明，AKG与谷氨酰胺、精氨酸和鸟氨酸等物质在一起使用可以发挥抗癌免疫功能，AKG能够诱导缺氧诱导因子降解，降低血管内皮生长因子(VEGF)合成，抑制Caco-2、HT-29和LS-180等结肠腺癌细胞系的增殖，对于Hep3B肝癌细胞治疗有较好的作用。此外，AKG对小鼠移植瘤模型也具有较强的抗肿瘤作用[23]。Chen等[24]研究发现，小鼠补充AKG后体重降低，α-防御素(如cryptdins-1、cryptdins-4和cryptdins-5等)在回肠内的基因表达上升，同时影响肠道微生物区系，降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例。但在添加抗生素的小鼠模型中，补充AKG并不能影响小鼠体重，并且会抑制回肠中cryptdins-1和cryptdins-5的表达。因此猜测，AKG可能通过影响小鼠肠道微生物菌群来调节机体免疫力，进而影响小鼠生长性能。有研究表明，AKG通过NF-κB介导的炎症通路维持小鼠肠道菌群稳态，减少小鼠直肠癌的发生[25]。梁健[26]通过对草鱼急性氨氮胁迫后，在草鱼的饲粮中添加AKG，结果发现，AKG能显著增加血浆中溶菌酶和酸性磷酸酶的活性，说明AKG能够缓解草鱼氨氮胁迫、调节机体免疫力。在氨诱导大鼠的研究中证明了，AKG能够降低大鼠支气管肺泡灌洗液中总细胞数、总蛋白水平、乳酸脱氢酶、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平，增加过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽(GSH)含量，表明AKG对氨诱导的大鼠炎症变化具有治疗作用[27]。有研究通过在幼龄红鼓鱼低磷饲粮中添加AKG来探究AKG对于幼龄红鼓鱼的影响，发现在没有添加AKG的低磷对照组试验中，红鼓鱼日增重降低，血浆溶菌酶含量下降，添加AKG的低磷日粮组通过改善红鼓鱼中性粒细胞氧化自由基的产生、显著增加血浆溶菌酶的含量，对于增强幼鱼的免疫应答和提升幼鱼的免疫力有积极作用[28]。对于腹腔注射LPS诱导断奶仔猪的免疫应激而言，在饲粮中添加AKG，检测免疫应激对仔猪的肝损伤以及AKG的修复作用，结果显示，AKG能够增加肝GSH-Px活性，降低MDA活性，改善免疫应激状态下LPS对肝的氧化损伤，降低肝蛋白质的分解代谢并缓解肝细胞损伤[29]。在仔猪饲粮中添加AKG可显著降低LPS诱导的仔猪肠道细胞炎症因子(IL-1β、IL-6、IL-12等)浓度及相关mRNA表达，下调仔猪小肠中营养传感转运蛋白(GLUT-2、SGLT-1、PEPT-1、I-FABP-2等)mRNA表达，减轻早期断奶仔猪的肠道应激损伤，改善肠道上皮细胞合成蛋白能力[18]。研究发现，LPS诱导NF-κB炎症通路的活化，该炎症通路导致仔猪肠道营养物质吸收受损，AKG逆转上述结果，并且通过上调孕烷X受体(PXR)表达抑制NF-κB炎症通路，结果表明AKG通过调节PXR与NF-κB之间的相互作用而改善肠道免疫系统，对肠道的疾病预防和治疗有重要的意义[30]。AKG和谷氨酰胺能够促进肠道免疫细胞发挥免疫作用，肠道上皮细胞以谷氨酰胺作为氮源合成蛋白质，通过调节猪空肠黏膜中表皮生长因子受体和IGF-Ⅰ受体mRNA的表达，改善空肠黏膜中免疫球蛋白A和免疫球蛋白G的浓度，进而发挥免疫作用[31]。AKG和谷氨酰胺在酶的作用下可以相互转化，所以在饲粮中添加AKG能够改善动物的免疫功能。
2.3 改善骨质骨骼干细胞在整个生命过程中都可以持续的提供成骨细胞。然而，在某些情况下，骨骼干细胞的数量减少，无法维持成骨细胞的需求，骨量减少，严重时可导致骨质疏松。谷氨酰胺是骨骼干细胞调节成骨细胞和骨形成的必要条件，而AKG可以和谷氨酰胺相互转化，因此AKG对于改善骨质有一定的作用。钙和磷作为骨骼发育过程中不可或缺的矿物质元素，在骨骼早期发育、塑形和定型过程中发挥重要作用。有关研究发现，AKG能够降低钙和磷的排放，增加钙和磷在机体内的沉积，提高机体对钙和磷的利用率[16]，Chen等[16]在生长肥猪饲粮中添加AKG能够显著增加股骨灰分以及钙磷含量，提高股骨密度。Andersen等[32]在仔猪出生21~24 d后给予AKG，发现AKG对于骨骼的主要作用是增加第6肋骨长度、极限强度、杨氏模量和最大弹性强度，而且对于母猪的效果优于公猪。在母猪妊娠的最后24 d注射地塞米松和AKG可以显著增加猪胎儿的骨矿物质密度和机械几何特性，并且在母猪妊娠的最后3周，影响仔猪的发育和骨骼矿化[33]。除骨长度外，AKG增加血浆中脯氨酸和亮氨酸的浓度，对所有骨骼特征均有积极影响[34]。除了在动物饲粮中添加AKG，Harrison等[35]通过对羔羊口服AKG处理，发现羔羊的小梁骨骨密度、皮质骨密度和骨的机械性能显著提高。Tatara等[36]在母猪饲粮中添加AKG和β-羟基-β-甲基丁酸，显著减少了母猪育肥时间，增加了仔猪的出生体重、日增重、骨骼重量、骨密度和股骨机械耐力，这些作用与生长激素、胰岛素样生长因子-1、骨特异性碱性磷酸酶和骨钙蛋白的血清浓度增加有关。虽然AKG调控机体骨骼代谢的潜在机制尚不完全清楚，但以下因素可能与AKG对骨骼代谢的影响有关。首先，AKG能促进机体生成脯氨酸，脯氨酸转化为羟脯氨酸，进而形成骨胶原蛋白。骨胶原蛋白在骨骼的形成、发育过程中是和钙、磷一样不可缺少的物质[16, 22]，一项对生长猪进行的研究表明，肠内注射5%的AKG可使门静脉和动脉血中的脯氨酸水平显著增加[37]。其次，机体通过IGF-Ⅰ-GH轴通路调控骨骼发育[38]，艾凤等[39]以松浦镜鱼幼鱼为研究对象，在低磷饲粮中添加AKG，通过对IGF-Ⅰ-GH轴通路的调控，促进骨胶原蛋白的合成，调控骨骼代谢，影响幼鱼的骨骼发育。另外，AKG也可以通过激活骨骼肌JNK和mTOR/S6K1/S6信号通路，促进成骨细胞的分化来影响骨骼发育[40]。综上所述，AKG可以通过改善脯氨酸和羟脯氨酸的生成，影响机体对骨组织的合成作用；也可以通过调控IGF-Ⅰ- GH轴通路介导骨骼代谢。
2.4 脂质代谢调节随着现代人的生活水平不断提高，机体营养物质过剩，高血脂、高血压及高血糖等“三高”人群比例逐年升高。研究表明，AKG在调节脂代谢方面有一定作用，其参与肉碱的合成，肉碱是脂肪酸进入线粒体进行β-氧化的载体分子，机体在线粒体内将脂肪降解[41]，降低AKG水平可能会提高乙酰辅酶A的水平，从而导致游离脂肪酸、三酰甘油、胆固醇和磷脂的积累，而补充AKG可能会逆转这一效应[42]，Radzki等[43]研究发现，AKG可显著降低高脂日粮诱导的肥胖小鼠血清中的总胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯的浓度，这些发现表明，口服AKG可以降低高胆固醇血症的发生风险并降低小鼠体重，调控血浆低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)的比值处于机体正常范围内，从而降低高胆固醇血症的发生风险，对机体健康有促进作用，对降低冠心病和中风的风险有重要的临床意义[43]。此外，还有研究发现，AKG通过增加脂肪氧化，使脂肪代谢正常化，防止氧自由基的产生和脂质过氧化损伤[44-45]。在低蛋白日粮中添加AKG可提高生长猪股二头肌肌内脂肪(IMF)和单不饱和脂肪酸(MUFA)含量，这些作用与脂质代谢相关基因(脂肪酸合酶、乙酰辅酶A羧化酶、脂肪细胞测定和分化因子1等)mRNA的表达升高有关，促进肌肉组织中脂肪酸的吸收和沉积[46]。众所周知，肝对于脂肪代谢的调节至关重要，肝可以分泌多种脂肪酶来分解脂肪，肝功能异常将会导致脂肪的分解效率下降。Wang等[29]研究发现，在LPS诱导损伤的仔猪肝脏模型中，对仔猪饲喂1%的AKG能够缓解LPS诱导的肝脏组织形态学异常、减轻LPS诱导的天冬氨酸转氨酶(AST)活性以及降低AST和谷丙转氨酶(ALT)比值，降低血浆谷氨酸浓度，增加肝中谷氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸的浓度。LPS诱导显著增加肝中丙二醛的浓度，降低谷胱甘肽过氧化物酶活性，AKG改善上述LPS诱导的副作用。所以，AKG对于维持肝的良好功能、增加仔猪的抗氧化能力和改善能量代谢具有重要调控作用。
2.5 能量代谢调节在机体代谢过程中，AKG可以不经过糖酵解途径和TCA循环的前期准备，直接参与TCA循环转化成CO2，为细胞提供能量，提高机体的代谢效率[21]，同时还能减少谷氨酰胺、谷氨酸的损耗，间接增加蛋白质的沉积，尤其是增加仔猪肌肉蛋白和肠上皮细胞合成蛋白沉积。有研究表明，AKG也可以作为谷氨酸的替代物应用于反刍动物，El-Kadi等[47]利用不同底物的培养基培养安格斯公牛的瘤胃上皮细胞和十二指肠黏膜细胞，发现谷氨酸能够促进TCA循环，并且效果优于谷氨酰胺。但当细胞中能量减少时，腺苷一磷酸(AMP)水平、AMP/三磷酸腺苷(ATP)比值都会升高，AKG通过激活AMPK信号通路，抑制AMP升高，提升二磷酸腺苷(ADP)含量，降低肌肉能量损耗，也可通过ACC信号通路，生成乙酰-CoA，进入脂肪代谢，从而增加机体能量储备[48]，或者增加空肠和回肠黏膜腺苷酸能荷，有效地调节AMPK信号通路，改善仔猪小肠的能量状态[49]。研究表明，热应激会导致肉鸡的代谢能增加，加剧机体能量消耗，降低生长性能[50]，杨书慧等[51]通过在热应激肉鸡饲粮中添加0.5%的AKG，发现AKG可以提高热应激肉鸡胸肌ATP和ADP的含量，增加能荷，降低能量损耗。这一研究结果在果蝇中得到证实，AKG显著增加果蝇对于热应激的抗性，增加热休克基因(Hsp22和Hsp70)的表达[52]。不只是单一添加AKG，AKG和精氨酸(Arg)共同使用也可以达到缓解能量损耗的效果，而且Arg的添加还可以改善动物肠道的氧化应激[48]。在断奶仔猪日粮中添加1%的AKG，能通过激活哺乳动物mTOR信号途径改善LPS诱导的仔猪肝脏损伤和骨骼肌能量代谢[29, 50]。
线粒体不仅在能量代谢方面具有重要作用，而且对延缓衰老也有一定作用，线粒体功能会随着人体年龄的增加而减弱，氧化能力和肌肉功能也会随年龄的增加而下降。研究表明，过氧化氢会降低细胞活力、抑制DNA合成、影响线粒体呼吸功能和抗氧化功能，并加快细胞凋亡[53]。但是Jiang等[54]在猪肠道上皮细胞培养基中添加AKG，减弱了过氧化氢诱导的细胞周期停滞，并改善细胞活力、促进DNA合成、改善线粒体呼吸和抗氧化功能，而且AKG提高TCA循环效率，降低细胞内活性氧物质的含量，稳定了线粒体膜电位，降低细胞色素c的释放和caspase-3的活化，阻止细胞凋亡[54]，在一定程度上延缓衰老。Guo等[55]研究发现，随着饲粮AKG的添加量不断增加，樱桃谷鸭肝中AMP与ATP的含量也不断增加，肝和回肠中AMP激酶α-1和缺氧诱导因子-1α的mRNA表达量上调，总之，日粮中添加AKG提高了樱桃谷鸭肝和肠道能量储存和抗氧化能力。
3 AKG在养殖生产中的应用 3.1 AKG在畜禽生产中的应用断奶应激导致的仔猪肠道屏障损伤一直是制约我国畜牧业发展的重要因素，传统的抗生素保健措施会带来许多的负面效应，开发营养性功能添加剂越来越受到人们的重视，AKG的抗应激和肠道健康维护作用引起了广泛关注。有研究表明，通过对断奶仔猪进行多次腹膜注射LPS，会造成仔猪采食量降低，免疫力下降，精神萎靡，日增重降低，料重比升高，造成仔猪的生产性能下降，而在仔猪试验组饲粮中添加一定量的AKG，试验组仔猪的抗应激能力明显提高，虽然AKG对于初次LPS刺激造成的血浆皮质醇和胰岛素水平异常没有太大作用，但是对于多次LPS刺激造成异常情况具有一定的缓解作用[56]。在饲粮中添加AKG能显著降低LPS诱导的早期断奶仔猪肠道应激损伤[18]，减少仔猪腹泻指数，预防和治疗新生仔猪肠道功能障碍[57]。在母猪产仔后，对哺乳母猪饲喂AKG，母乳中的乳糖和钙含量增加，显著提升断奶仔猪的生长性能，提高断奶仔猪股骨平均体积骨密度，并且增加母猪回肠绒毛高度[58]，检测仔猪的粪便微生物和肠道菌群发现，哺乳母猪饲喂AKG可以增加仔猪粪便微生物丰度和挥发性脂肪酸水平，特别是乙酸盐水平。这些发现可以使AKG在母猪泌乳营养中得到更好的应用，提升仔猪的生产性能，从而促进猪肉的生产[59-60]。He等[61]在仔猪的饲粮中分别添加AKG和谷氨酰胺发现，与空白组相比，AKG和谷氨酰胺组都能增加仔猪的日增重，降低料肉比。总之，仔猪日粮中添加AKG，可以作为谷氨酰胺的替代品，能够改善仔猪肠细胞中的谷氨酰胺代谢并提高氨基酸的利用率。Junghans等[3]通过向仔猪十二指肠注射AKG的方式发现，十二指肠注射AKG显著降低能量消耗，减弱氧化应激，显著控制了氧化过程中的营养物分配，使大部分营养物质都留在了体内，促进仔猪的生长发育。而在生长猪日粮中添加10 g·kg-1的AKG，除了能够显著提高生长猪日增重，还可以提高氮、钙和磷的利用率，同时有效减少氮、钙和磷的排放，促进生长猪的氮、钙和磷代谢[16]。在生长猪的肠道微生物菌群和挥发性脂肪酸方面，10 g·kg-1的AKG能够促进有益细菌的生长，改善肠道微生物种群，增加丁酸盐、戊酸盐以及总挥发性脂肪酸的浓度，并降低生长猪肠道中的氨水平[62]。
断奶应激对仔猪的影响较大，而热应激却是家禽的主要制约因素，家禽的羽毛较厚，汗腺不发达，容易造成热应激，影响家禽的生产性能。在肉鸡饲粮中添加AKG可以显著改善热应激带来的负面影响，增加肉鸡的采食量，提高肉鸡的生产性能，减少肉鸡死亡率[20, 48]，另外，AKG还可以改善肉鸡饲料代谢能和蛋白质代谢，能够提高肉鸡的代谢效率，增加蛋白质沉积，改善肉质[51]。因为反刍动物和单胃动物的消化道不同，所以二者对于AKG的代谢也有很大差异，Van der Veen等[63]在羔羊的饲粮中添加AKG，结果发现，AKG能增加羔羊粪尿中氮的含量，降低血清中氨的比例以及尿素氮的含量，这可能是反刍动物通过瘤胃氮循环作用的结果。另有研究表明，AKG还可以增加羔羊的骨密度，提高羔羊的骨骼强度[35]和成活率，进而提高母羊的繁殖性能。
3.2 AKG在水产养殖中的应用在水产养殖业的应用中，AKG能显著提升松浦镜鲤的生长性能，在松浦镜鲤饲粮中添加AKG可以提高机体的还原型谷胱甘肽(GSH)含量，通过体内的酶和非酶系统清除过量自由基[64]。有关研究表明，在红鼓鱼低磷日粮中添加AKG提高了鱼片产量和血浆溶菌酶含量，并改善中性粒细胞氧化自由基的产生[26]，不仅仅是在红鼓鱼中，艾凤等[39]发现，在松浦镜鲤的低磷日粮中添加一定量的AKG能增加松浦镜鲤脊椎骨钙磷含量，但是随着AKG的添加量不断增加，松浦镜鲤脊椎骨钙磷含量呈现下降趋势，所以AKG的添加量要控制在一定的范围内才能发挥最大的效果。在目前的“低蛋白”饲粮模式下，如何在不影响动物正常生长的基础上减少饲粮中蛋白质的比例是节约养殖成本的一项措施。尤其是在低蛋白日粮配方中，添加AKG的效果要大于高蛋白日粮，能够促进松浦镜鲤肠道发育，对于提高松浦镜鲤代谢效率具有一定的意义[65]。而且低蛋白日粮还会有效降低养殖水体中氮磷含量，减少水体污染，当水体中的氨氮含量增加会造成鱼类的氨氮胁迫效应，氨氮胁迫会导致鱼类的谷草转氨酶、谷丙转氨酶以及相关血清生化指标紊乱，赵玉蓉等[66]发现，在草鱼的日粮中添加AKG能够降低草鱼的血氨水平，维持氨氮胁迫下草鱼鳃Na+/K+-ATP酶的稳定性，有效缓解草鱼的氨氮胁迫。
4 小结与展望AKG作为戊二酸的酮基衍生物，是TCA循环的关键代谢物，不仅能够调节机体的能量代谢，而且对机体蛋白质合成、免疫应答、能量代谢以及肠道菌群结构等产生积极的影响。因此，AKG作为一种新型绿色饲料添加剂在畜禽方面的应用前景广阔。在畜禽饲粮中添加AKG，对于提高畜禽的抗病能力和改善生产性能具有重要意义。在实际生产中，AKG被广泛应用于猪和鱼虾的生产，但在反刍和家禽方面的研究应用较少，因此，在未来对于AKG的研究应该不断深入，加大应用对象范围，对于不同动物设计出合理的使用方案。随着畜牧科技的发展，AKG的开发应用价值将会得到更加充分的发挥。
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