现代化养殖中通常对仔猪采取早期断奶以提高整个猪场的生产效率，而早期断奶产生的应激对仔猪的生长代谢产生严重影响。本论文在采用代谢组学方法分析仔猪早期断奶过程中血清氨基酸代谢谱变化的基础上，研究谷氨酰胺对仔猪肠道消化吸收功能和机体代谢的影响，并用体外细胞模型探讨了谷氨酰胺抑制肠道上皮氧化凋亡的机理。主要试验设计及研究结果如下:　　 试验一:本试验的主要目的是分析仔猪早期断奶过程中血清氨基酸代谢谱的动态变化。选取8头21日龄断奶仔猪，在断奶后0、1、3、5、7、10、15、30 d采集血液样本用于氨基酸分析。试验结果显示，血清精氨酸与其直接的前体物质瓜氨酸和鸟氨酸含量在断奶后1～5 d内显著下降（P＜0.05），在断奶后7～30 d上升。亮氨酸、脯氨酸、酩氨酸和牛磺酸在断奶后1～3 d内显著下降(P＜0.05)，然后其含量上升。异亮氨酸、赖氨酸、甘氨酸和丝氨酸含量在断奶后5d显著低于其他时间点的含量，然后在断奶后7～30 d上升。蛋氨酸含量在断奶后0～3 d内变化较小(P＞0.05)，在断奶后5d，其含量分别比断奶后0d、1d和3d增加了41.61％（P＜0.05）、43.51％(P＜0.05)和41.11％(P＜0.05)，之后保持稳定。血清苏氨酸含量在断奶后3d比断奶后0d和1d分别增加了31.67％(P＜0.05)和79.06％(P＜0.05)，断奶后10d其达到最大值，在断奶后15d和30 d其含量显著降低。谷氨酸含量（包括谷氨酸+谷氨酰胺）在断奶后0d、1d和10d显著低于其他时间段含量(P＜0.05)。总氨基酸含量在断奶后0d显著高于断奶后各时间段总氨基酸含量(P＜0.05)，在断奶后1～5 d，总氨基酸含量逐渐降低，断奶后7d起升高并至断奶后30d无显著变化（P＞0.05）。主成分分析得分图显示，随着断奶后时间的延长，血清氨基酸代谢谱与断奶后0d的代谢谱差异逐渐变大，然后逐渐向断奶后0d代谢谱位置靠拢，并趋于稳定，其中断后3～5d血清氨基酸代谢谱变化幅度最大。偏最小二乘法判别分析模型显示，谷氨酰胺和谷氨酸为在NRC(1998)饲养标准下区分断奶后各时间点血清代谢谱最重要的氨基酸。　　 试验二:基于气相色谱/质谱联用技术的代谢组学方法运用于研究仔猪早期断奶与饲粮中补充L-谷氨酰胺(Gln)对血清代谢物的影响。将36头21日龄仔猪随机分成三组，一组继续哺乳（哺乳组），另外两组仔猪进行断奶处理，分别在其日粮中添加1％ Gln或等氮的L-丙氨酸(Ala)，即为Gln组与对照组。处理7d后采集血清样本进行研究。结果显示，与哺乳组相比，对照组仔猪中有20种代谢物含量显著下降(P＜0.05)。这些数据结合KEGG数据库代谢通路分析表明，早期断奶引起广泛的代谢改变，包括精氨酸和脯氨酸代谢、氨基糖和核苷酸代谢、乳糖代谢、甘油磷酸酯代谢、不饱和脂肪酸的生物合成和脂肪酸代谢。饲粮添加Gln能提高仔猪血清肌酐、D-木糖、2-羟丁酸、反式-9-十六烯酸、α-L-呋喃半乳糖含量(P＜0.05)。这些物质涉及精氨酸和脯氨酸代谢、碳水化合物代谢和脂肪酸代谢。随机森林弃一法交叉验证分析表明，肌酐是三组中最重要的代谢产物。与哺乳组仔猪比较，对照组仔猪血清肌酐浓度降低了754.58％（P=0.00001），Gln添加使其比对照组增加了447.39％(P=0.0003)。断奶仔猪与哺乳仔猪相关代谢网络反映早期断奶改变机体代谢途径，导致碳水化合物代谢、氨基酸代谢和脂质代谢异常，饲粮中添加Gln可在一定程度上改善仔猪的代谢过程。本试验为研究仔猪早期断奶与饲粮添加Gln对机体复杂的代谢变化提供了新的视角。　　 试验三: Gln对断奶仔猪总肠道表观消化率（CTTAD）、回肠末端表观消化率(AID)以及小肠中与营养吸收和能量代谢相关酶影响的研究至今未见报道，本试验主要探讨了Gln对断奶仔猪CTTAD、AID、小肠消化吸收相关因子和Gln及能量代谢酶活力的影响。仔猪21日龄断奶，分成两组，为Gln组和对照组，其日粮分别添加1％ Gln（wt∶ wt）和等氮Ala。本研究包括两个独立的实验，分别为实验一和实验二，其中实验一:在断奶后3、5、10、15、30 d测定日粮组分及能量的总肠道表观消化率;实验二:在10和30 d比较两组仔猪的生长性能、AID、空肠酶活力、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和过氧化物酶体增殖体激活受体-γ（PPARγ）和丙酮酸激酶(PK)基因表达差异。结果发现:日粮添加Gln显著提高干物质、有机物、总能和氨基酸的总肠道表观消化率(P＜0.05)，且总肠道表观消化率随着断奶后时间的延长显著提高(P＜0.05)。在整个实验阶段，Gln组平均日增重增加了12.40％(P=0.049)。在断奶后10d，日粮Gln组总能、亮氨酸、赖氨酸、胱氨酸和脯氨酸回肠表观消化率分别提高了12.50％(P=0.047)、7.03％（P=0.041）、5.95％（P=0.036）、9.30％（P=0.025）和11.17％（P=0.009）;在断奶后30d，脯氨酸回肠表观消化率提高了6.11％(P=0.044)。空肠刷状缘碱性磷酸酶活力在断奶后10d和30 d分别提高了30.36％(P=0.048)和6.21％(P=0.30)。与对照组比较，在断奶后10d和30d，Gln组PPARγ mRNA含量分别下降了10.85％（P=0.14）和41.88％（P=0.023）;mTOR mRNA含量分别增加了22.10％(P=0.061)和22.28％(P=0.042)。Gln组谷氨酰胺合成酶活力在断奶后10d下降了48.89％(P=0.044)，PK活力在断奶后30 d下降了13.13％(P=0.036)，谷丙转氨酶活力在断奶后30 d表现为升高的趋势（P=0.076）。PK mRNA水平在断奶后10d和30 d分别下降了29.75％(P=0.062)和44.40％(P=0.039)。结果提示，饲粮添加1％ Gln提高日粮组分总肠道表观消化率和回肠末端表观消化率，改善小肠消化吸收能力，调节空肠中Gln代谢和能量代谢相关酶活力。　　 试验四:本试验旨在研究仔猪日粮中添加1％ Gln对仔猪血清代谢谱的影响，以及对肝脏代谢的调节作用。16头健康的21日龄断奶仔猪随机分成两组:Gln组和对照组，其日粮分别添加1％ Gln（wt∶ wt）和等氮Ala。处理30d后，采集血清样本研究其代谢物变化。另外，每组屠宰4头仔猪收集肝脏样本，分析其代谢调节酶活力和基因表达。结果显示:与对照组比较，Gln组仔猪血清有12种代谢物浓度发生了显著变化(P＜0.05)，包括碳水化合物、氨基酸、脂肪酸。这些数据结合KEGG代谢通路分析表明，对照组和Gln组仔猪在碳水化合物代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、酪氨酸代谢和甘油磷酸酯代谢方面均有很大的差异。随机森林弃一法交叉分析验证分析表明，脯氨酸是12种显著性差异代谢物中对两组分开贡献率最大的代谢物。主成分分析显示，对照组和Gln组在得分图中各自分开聚集。Gln组仔猪肝脏丙氨酸转氨酶和己糖激酶的活力分别比对照组增加了26.77％(P=0.026)和26.18％(P=0.004)，PK降低了29.08％（P=0.001）;PKmRNA水平降低66.10％(P=0.034)。mTOR和PPAR-γ mRNA水平在两组中无显著差异(P＞0.05)。基于Gln组和对照组数据进行相关代谢网络分析，说明饲粮Gln处理改变了早期断奶仔猪的碳水化合物、脂类和氨基酸代谢。　　 试验五:本试验旨在分析Gln对氧化损伤诱导细胞凋亡的影响。采用0.35 mMH2O2处理HT-29细胞，在无Gln的DMEM培养基中加入Gln，使Gln终浓度分别为0 mM（对照组）、0.5 mM、2mM和10mM。在12h后，SOD活性和MDA含量在不同浓度Gln作用下无显著差异(P＞0.05)。在24 h后，对照组SOD活力显著低于0.5 mM和2 mM Gln组(P＜0.05)。在32 h后，0.5 mM、2mM和10 mM Gln组SOD活力与对照组比较，分别升高了46.40％、67.99％和19.71％;MDA含量分别减少了17.79％、37.66％和13.09％。0.5 mM和2 mM Gln减少FAS、Caspase-3、NF-kB和Bax基因表达(P＜0.05)，增加Bcl-2基因表达(P＜0.05)。在32 h后，10 mM Gln促进FAS、Caspase-3、NF-kB和Bax基因表达(P＜0.05)。流式细胞仪检测发现，在24h后，Gln使活细胞数量提高了5.32％～11.97％;在32 h后，活细胞数量提高了1.39％～7.63％。结果提示，Gln可提高细胞抗氧化能力和促进抑制细胞凋亡相关基因表达，降低细胞凋亡相关基因表达，从而阻止氧化损伤诱导的肠道细胞凋亡。　　 综上所述，早期断奶影响仔猪体内氨基酸、蛋白质、碳水化合物和脂质代谢。饲粮中添加1％谷氨酰胺抑制氧化应激诱导肠道上皮细胞的凋亡，提高饲料组分的消化率，调节肠道和肝脏等组织的代谢活动，从而对仔猪机体代谢有一定的改善作用。