
论文摘要
猪肉品质对人类健康及畜牧业经济发展具有重要意义。近年来,肠 - 肌轴概念的提出凸显了肠道菌群及其与宿主的互作在调控骨骼肌生理功能中的关键作用,为解析肉品质形成机制提供了全新视角。本综述总结了肠 - 肌轴对骨骼肌能量代谢的影响及其在调控猪肉品质分子机制中的作用,重点聚焦肌肉的两大核心内在特性 —— 肌内脂肪(IMF)沉积与肌纤维类型组成。系统阐述了肠道菌群、其代谢产物(短链脂肪酸、支链氨基酸、胆汁酸)以及肠道屏障功能和神经内分泌通路如何介导这些调控效应。在此基础上,进一步探讨了肠 - 肌轴对宰后肌肉生物学过程的持续影响,阐明了该轴通过减轻过度糖酵解、稳定 pH 值、增强抗氧化能力及调控风味劣变物质形成,从而改善猪肉食用品质并延缓肌肉劣变的潜在途径。最后,总结了当前肠 - 肌轴调控代谢进而影响肉品质与腐败的机制研究中存在的挑战及未来研究方向,旨在为通过靶向肠 - 肌轴的营养干预生产高品质安全猪肉提供理论基础与实践策略。
研究背景
猪肉占全球肉类产量的 33.9%,中国已成为全球最大的猪肉生产国,其作为优质蛋白质和必需营养素的重要来源,品质直接关系到消费者健康、购买决策及畜牧业经济效益。肉品质的核心指标包括嫩度、风味、多汁性和色泽,其形成本质是骨骼肌发育过程中代谢稳态的体现,受内源性遗传因素和代谢过程共同调控,且宰后 pH 值、糖原含量等生化变化会进一步影响肉品的储存稳定性与食品安全。随着消费者对高品质肉类需求的增长,通过精准调控动物生理代谢来改善肉品质、减少宰后肌肉劣变已成为肉类科学与动物生产领域的研究热点。传统研究多聚焦于遗传育种和饲养管理对肉品质的影响,却忽视了肠道菌群的关键调控作用。骨骼肌作为动物体内最大的代谢器官,可通过内分泌功能调节肠道环境与菌群,而肠道共生微生物介导的信号转导通路也能调控骨骼肌的组成与发育,由此形成双向通信的肠 - 肌轴。尽管肠 - 肌轴在人类运动医学和肌少症研究中已取得显著进展,但该轴如何通过分子机制影响家畜肉品质仍知之甚少,这也为相关研究提供了重要的探索空间。
图文赏析
Fig. 1:调控肌内脂肪(IMF)沉积的代谢网络示意图。该过程包含脂肪酸(FAs)摄入与转运(①)、线粒体 β- 氧化(②)、脂质储存(③)、脂质合成(④)及脂肪分解(⑤)等关键步骤,这些过程在肌肉发育中动态平衡,对猪肉品质性状具有显著影响。
Fig. 2:猪骨骼肌纤维类型的分类及分子调控机制。骨骼肌纤维的发育是一个始于肌干细胞(MuSCs)的漫长过程,经历分化、融合、成熟等连续阶段,最终形成成熟肌纤维。在此过程中,肌管组装为功能化肌纤维,并根据代谢特性分为四种亚型:(1)慢氧化型(MYHC I)、(2)中间型(MYHC IIX)、(3)快氧化 - 糖酵解型(MYHC IIA)、(4)快糖酵解型(MYHC IIB),最终影响肉品质。雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 辅激活因子 1α(PGC1α)、AMP 激活的蛋白激酶(AMPK)及钙(Ca²⁺)信号通路等关键调控因子,通过影响线粒体活性和生物能量代谢,驱动纤维类型特化与可塑性。
Fig. 3:肠 - 肌轴中微生物代谢物的信号交叉互作及对骨骼肌代谢的调控。该图展示了短链脂肪酸(SCFAs)、支链氨基酸(BCAAs)、胆汁酸(BAs)等关键肠道微生物代谢物通过肠 - 肌轴调控骨骼肌代谢的互作网络。SCFAs 与 BAs 通过增强胰岛素敏感性、激活 AMPK/PGC-1α 通路共同作用于 “能量与代谢”;BCAAs 与 BAs 通过激活 mTORC1、抑制泛素 - 蛋白酶体系统组件,联合调控 “肌肉蛋白合成”;SCFAs 与 BAs 协同影响 “肌纤维类型与肌内脂肪(IMF)沉积”,驱动慢肌纤维转化与脂肪沉积。
研究结论
肠-肌轴通过调控骨骼肌能量代谢,对肉品质发挥双重作用,既影响肌内脂肪沉积、肌纤维类型转换等核心性状,也调控宰后肉品质劣变速率。本综述综合近年研究进展,阐明了靶向该轴的干预措施如何改善肉品质并延缓腐败,其核心机制主要是微生物代谢物通过肠道屏障和神经内分泌通路发挥作用。值得注意的是,宰前肠道微生态的优化可通过延缓宰后糖酵解和脂质氧化,提升肉品储存稳定性。尽管这些发现凸显了肠 - 肌轴的整合调控作用,但连接肠道生态、肌肉生物学与宰后事件的精准调控网络仍未完全明确。未来需整合多组学技术与肉类科学,建立全面的机制框架,将这些见解转化为实际应用。马曦:中国农业大学动物科技学院教授,博士生导师。研究方向: 仔猪生理与营养代谢调控,合成生物学与饲用微生物细胞工厂。于舒洋:中国农业大学生物学院教授,博导。研究方向1、围绕HSC和血液系统中具有重要功能的成熟细胞亚群的分化发育:利用多种基因修饰小鼠模型分析重要的功能基因和信号通路对HSC自我更新和分化发育的分子机制;转录因子及RNA结合蛋白在T细胞、B细胞、NK细胞等淋巴细胞中的功能和调控机理;RNA结合蛋白介导的mRNA表观修饰(m6A,m5C)在淋巴细胞分化发育、免疫应答和记忆形成过程中的功能和机制研究;GABP和TCF/LEF转录因子的互作蛋白和复合物在HSC及成熟血细胞发育分化中的调控机制;2、利用人源化小鼠模型研究干细胞移植后免疫原性及免疫应答机制。康云路:中国农业大学营养与健康系教授。研究方向:1. 营养物质跨膜转运的结构机制:2. 营养物质感知和信号转导的结构机制。本研究得到以下项目资助:
国家自然科学基金(U22A20514、U23A20232、32130039)
国家重点研发计划(2022YFD1300404、2023YFD1301103、2024YFD1300403)
北京乡村振兴项目(NY2401090324)
中国农业大学 “2115 人才发展计划”(1041-00109019)
生物育种重大项目(2023ZD04070、2023ZD04050)
拼多多 - 中国农业大学研究基金(PC2023B01011)
https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2026.110050标注 “原创” 仅表明为原创编译,本平台不主张对原文享有版权。
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