精氨酸，分子式:C6H14N4O2，相對分子量:174.2，為白色結晶或結晶性粉末。自然界中精氨酸有兩種異構體，:D-精氨酸(D-Arg)和L-精氨酸(L-Arg)，主要存在於動物體內。L-精氨酸(L-Arg)是壹種堿性氨基酸，是合成動物體蛋白的必需氨基酸之壹，在動物體內具有重要的生理功能[1]。L-精氨酸(L-Arg)在多種生理活動中起著重要作用。傳統上壹般將精氨酸定義為非必需氨基酸，但精氨酸是維持幼齡動物生長和氮平衡的必需氨基酸。正常情況下，大多數成年哺乳動物可以自行合成精氨酸，但不足以滿足機體的需要，尤其是在饑餓、創傷和快速生長的狀態下。因此，精氨酸被認為是壹種條件必需氨基酸[2]。精氨酸是應激狀態和特殊生長階段的必需氨基酸，體內合成的L- Arg不能滿足生理代謝的需要[3]。
1精氨酸的代謝
哺乳動物的許多細胞，如腸細胞、動脈和靜脈內皮細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等。，可被L-精氨酸(L-Arg)通過結構酶或誘導酶脫氨基產生生物活性的壹氧化氮(NO)，而細胞液中L-精氨酸(L-Arg)的濃度是限制NO合成的關鍵因素，壹氧化氮(NO)是壹種重要的內源性活性因子，可調節機體的免疫力，影響免疫細胞及其表達的免疫因子，對維持血管張力和減輕胃腸粘膜的損傷有壹定作用。在體內，L-精氨酸(L-Arg)是內源性壹氧化氮(NO)的前體[4-5]。L-精氨酸(L-Arg)在生理、代謝和營養方面起著重要的作用。哺乳動物幾乎所有組織都利用L- Arg合成細胞質蛋白和核蛋白。童等[3]研究表明，動物體內的精氨酸可以增加氮儲存，發揮調節作用，控制蛋白質更新，促進肌肉蛋白質合成，改善氮平衡，增強免疫狀態。
2精氨酸的營養作用
2.1改善母豬宮內生長遲緩。
在養豬生產中，IUGR(子宮內生長遲緩)不僅是母豬出現弱胎、死胎和畸形胎的主要原因，也是仔豬出生後生長遲緩和飼料轉化效率下降的重要原因[6-7]。對於集約化豬來說，IUGR大多是由妊娠期間(尤其是妊娠中晚期)母豬胎盤轉運能力低下和功能缺失引起的[7]。在懷孕期間，母體的生殖系統乃至整個身體都會發生壹系列巨大的變化，以適應胎兒生長發育的需要。胎兒發育與胎盤血流和營養供應密切相關。在正常妊娠期間，血液動力學特征是外周靜脈系統的阻力降低，並且胎盤血流量在血管擴張劑的作用下顯著增加。因此，通過精氨酸NO信號通路幹擾胎盤血流已成為調節胎兒營養供給、預防或改善仔豬IUGR的理想途徑。
壹氧化氮(NO)是壹種來源於血管內皮的舒張因子，是維持正常妊娠的重要調節劑[8]。因為胎兒的胎盤循環缺乏自主神經支配，主要依靠血管活性物質維持其低張狀態。因此，體內高水平的壹氧化氮(NO)可以通過減弱胎盤血管對內皮素ⅰ和血栓素A2的敏感性來降低血管張力，通過阻止血小板粘附和聚集來維持胎盤-胎兒血液循環的低阻力，從而保證胎兒的營養供應[9]。Sladek等【10】研究表明，壹氧化氮(NO)在調節妊娠期血管舒張、增加胎盤血流量、降低胎兒-胎盤循環阻力、臨產前保持子宮靜止、抑制血小板粘附和聚集、調節凝血功能等方面具有重要作用。壹氧化氮合酶催化精氨酸產生的壹氧化氮可促進血管內皮生長因子的分泌，在血管擴張中發揮重要作用，而胎兒的營養主要依賴胎盤的血管運輸，這意味著胎盤血流可能受壹氧化氮直接調節，也可能受精氨酸間接調節。如果母體飲食中的蛋白質含量受到限制，母體體內的精氨酸和鳥氨酸水平會降低，壹氧化氮合酶(NOS)和壹氧化氮(NO)水平降低，與多胺產生有關的鳥氨酸脫羧酶的活性及其多胺濃度也會降低[11]。Mateo等人[12]發現，在母豬妊娠30~114d期間，在日糧中添加1%精氨酸，可防止宮內生長受限，從而使活產數增加22%，平均活產數從9.37頭增加到11.40頭。Mateo等人[13]研究表明，在初產母豬妊娠第30天至產後21d的日糧中添加1%精氨酸，可以增加母豬白細胞中免疫相關基因的表達，從而提高初產母豬的免疫力。
2.2改善牛奶成分
母乳中精氨酸的含量遠遠不能滿足仔豬對精氨酸的需求。新生仔豬很難通過母豬供應精氨酸，主要是因為乳腺組織中精氨酸代謝非常復雜[14]。吳等[15]在母豬傳統日糧中添加0.4%精氨酸(* * *含0.81%精氨酸)，與含0.82%丙氨酸的同氮日糧相比，對21d泌乳期母乳中精氨酸含量無影響。郭長義[16]研究表明，在母豬日糧中添加精氨酸可提高泌乳母豬血漿中精氨酸濃度，但對豬乳中精氨酸含量無顯著影響。這主要是因為泌乳母豬的乳腺中含有分解精氨酸的精氨酸酶ⅱ。乳腺組織吸收氨基酸的能力很強，精氨酸在乳腺組織中代謝旺盛，產生脯氨酸、多胺等。，導致牛奶中精氨酸含量低[14]。
母乳中的谷氨酰胺/谷氨酸和脯氨酸是新生仔豬最初幾天腸道細胞產生瓜氨酸和精氨酸的重要前體[17]。由於脯氨酸是新生仔豬腸道細胞產生精氨酸的主要前體[18]，母子之間存在精氨酸-脯氨酸循環，即精氨酸首先從母豬乳腺組織轉化為脯氨酸，然後隨母乳進入仔豬腸道，再從腸道組織重新轉化為精氨酸供仔豬利用[14]。此外，乳腺組織中含有壹氧化氮合酶，可將精氨酸轉化為NO和L-瓜氨酸，是乳腺組織中精氨酸的次級途徑。豬乳中多胺的含量非常豐富[19]，是細胞增殖和分化所必需的，因此多胺可能對新生仔豬的腸道生長發育具有重要的營養意義[20]。
2.3精氨酸的免疫
精氨酸對免疫的調節作用主要是通過精氨酸酶和NO途徑實現的。精氨酸能改善動物的營養狀況，增加胸腺質量和胸腺淋巴數量，促進植物凝集素、伴刀豆球蛋白等有絲分裂原的產生，顯著提高T淋巴細胞對有絲分裂的反應性，從而刺激T淋巴細胞的增殖。增強巨噬細胞的吞噬作用和自然殺傷細胞對腫瘤靶細胞的溶解作用；增加脾單核細胞分泌白細胞介素-2(IL-2)和IL-2受體的活性；增強T細胞介導的ⅳ型超敏反應以降低前列腺素(pGE2)水平，進壹步促進IL-2的合成，最終產生IL-2以改善T淋巴細胞介導的直接或間接反應的免疫調節作用[21]。NO在急性炎癥早期抑制血小板聚集和粘附、中性粒細胞聚集和粘附，降低內皮細胞通透性，抑制炎癥滲出。NO通過可溶性鳥苷環化酶(sGC)將三磷酸鳥苷(GTp)轉化為環鳥苷酸(cGMp)，NO的大部分功能依賴於cGMp的信號轉導機制。
2.4精氨酸的拮抗作用
日糧中添加精氨酸應遵循適量的原則，超過壹定劑量必然會給動物機體帶來負面影響。有證據表明，精氨酸的吸收對色氨酸、賴氨酸和組氨酸具有拮抗作用，因此外源性添加精氨酸的效果並不理想[22]。Wink等[23]發現過量吸收精氨酸可能拮抗色氨酸、賴氨酸和組氨酸，過量的外源性L-精氨酸(L-Arg)會在短時間內急劇增加壹氧化氮(NO)的含量，對機體造成強烈損害。而且過量添加精氨酸(幹物質中2.5%)的負面影響包括腹瀉、攝食量減少、生長速度減慢、免疫力低下甚至死亡。這些現象與過量添加精氨酸導致的氨基酸失衡有直接關系。外源精氨酸帶來的拮抗作用和毒副作用對母豬有不良影響，但通過調節內源性精氨酸的合成可以避免上述影響。因此，有必要進壹步研究內源性精氨酸的合成和調控，以解決母豬精氨酸缺乏的問題。
3摘要
日糧中添加精氨酸提高母豬繁殖性能的機理可能是:首先，日糧中添加精氨酸可以提高母豬血漿中精氨酸的濃度，從而增強母豬自身的免疫力和抗應激能力，保證胎盤環境的穩定，增加胚胎著床，減少胚胎死亡；其次，隨著血漿中精氨酸濃度的增加，會有更多的精氨酸用於胎兒合成蛋白質，可以保證胎兒組織生長有充足的原料；第三，精氨酸具有促進胰島素和生長激素分泌的作用，有利於提高胚胎的成活率；精氨酸的代謝產物NO是動物體內重要的分子效應器和神經遞質，可誘導腦垂體釋放催乳素和生長激素。L-精氨酸可以調節母豬的生產性能，具有很大的市場前景，但其高昂的價格限制了其在實踐中的應用。因此，尋找壹種廉價、無毒的精氨酸替代品是壹個亟待解決的問題。