Aminosav-táplálék állatokban: fehérjeszintézis és azon túl

Az állat-biológiai tudományok éves áttekintése

Guoyao Wu, 1,2 Fuller W. Bazer, 1 Zhaolai Dai, 2 Defa Li, 2 Junjun Wang, 2 és Zhenlong Wu 2

Absztrakt

Az aminosavak (AA) óriási fiziológiai jelentőséggel bírnak, és építőelemként szolgálnak a fehérjék és szubsztrátok számára a kis molekulatömegű anyagok szintéziséhez. A növekedés vagy a nitrogén egyensúly alapján az AA-t hagyományosan táplálkozási szempontból nélkülözhetetlennek vagy nem lényegesnek sorolták az állatok számára. Bár azoknak az AA-knak, amelyek nem szintetizálódnak az eukariótákban (táplálkozás szempontjából alapvető AA, EAA), jelen kell lenniük az állati étrendben, a táplálkozás szempontjából lényegtelen AA-t (NEAA) régóta figyelmen kívül hagyják minden faj esetében. Új bizonyítékok azt mutatják, hogy a nem kérődzők nem tudják megfelelően szintetizálni a NEAA-t vagy a feltételesen esszenciális AA-t (CEAA) növekedési vagy fertőzésellenes potenciáljuk megvalósításához. Hasonlóképpen minden előformázott AA-ra szükség van a magas szaporulatú tehenekhez és a gyorsan növekvő kérődzőkhöz. Számos NEAA és CEAA (pl. Arginin, glutamin, glutamát, glicin és prolin) és bizonyos EAA (pl. Leucin és triptofán) részt vesz a sejtjelzésben, a génexpresszióban és az anyagcsere szabályozásában. Ezért az étrendi készítményekben figyelembe kell venni az AA fehérjeszintézisen kívüli funkcióit az állatok tápanyag-felhasználásának, növekedésének, fejlődésének, szaporodásának, laktációjának és jólétének javítása érdekében.

Kulcsszavak

Asztal 1 -Az aminosavak (AA) osztályozása a takarmányozásban a
2. táblázat -Az aminosavak nettó egyenlege a portálon keresztül elvezetett zsigereken fiatal sertéseknél (6–10 kg) a
3. táblázat -A funkcionális aminosavak szerepe az állati takarmányozásban és az anyagcserében
4. táblázat -Aminosavak (AA) használata a koca tejében a fehérje felhalmozódására 14 napos sertéseknél a
5. táblázat -Étrendi aminosavak (AA) alkalmazása a fehérje felhalmozódására 30 napos elválasztás utáni sertéseknél a

1.ábra A szubsztrát oxidációjának és a fehérjeszintézisnek az aminosavak (AA) általi szabályozása állatok cGMP, AMPK és MTOR jelátviteli útvonalain keresztül. Rövidítések: AC, adenilil-cikláz; ACC, acetil-CoA karboxiláz; AMPK, AMP-aktivált protein-kináz; BAT, barna zsírszövet; BH4, tetrahidrobiopterin; Cit, citrullin; GC, guanilil-cikláz; G3P, glicerin-3-foszfát; GPAT, glicerin-3-foszfát-acil-transzferáz; HO, hem-oxigenáz; HSL, hormonérzékeny lipáz; LPL, lipoprotein lipáz; MTOR, a rapamicin mechanisztikus célpontja; mtTFA, mitokondriális transzkripciós faktor A; NO, nitrogén-oxid; NOS, nitrogén-oxid szintáz; NRF, nukleáris légzési tényező; ODC, ornitin-dekarboxiláz; PDE5, foszfodiészteráz 5; PDE3B, 3B foszfodiészteráz; PEP, perilipinek; PGC-1α, peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor y (PPARy) koaktivátor 1a; PKA, cAMP-függő protein-kináz A; PKG, cGMP-függő protein-kináz G; PPARa, peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor a; SREBP1C, a szterin szabályozó elemet kötő fehérje-1c; TAG, triacil-glicerin; UCP-1, a protein-1 szétkapcsolása. Adaptálva Wu-tól (1).

Ábra Helyszínek

Asztal 1 Az aminosavak (AA) osztályozása a takarmányozásban a

az AA besorolása táplálkozás szempontjából alapvető (EAA) vagy nem alapvető (NEAA) vagy feltételesen esszenciális (CEAA) fajoktól, kortól, élettani tényezőktől, környezeti tényezőktől és kóros állapotoktól függ.

b A kérődzők elővetése megköveteli az étrendi AA-ra vonatkozó követelményeket, amelyek minőségileg hasonlóak a nem kérődzőkéhez. A választást követő kérődzőknél a nem védett táplálékfehérjék kérődzőjének megkerülése, valamint a kérődző mikrobiális fehérje- és AA-termelése nem elegendő maximális növekedésük vagy tejtermelésük támogatásához, ha az állatokat durva takarmányokkal etetik.

c Újszülöttek (beleértve az emberi csecsemőket és malacokat), felnőttek stresszhelyzetben (pl. hőstressz, égési sérülések és fertőzések), valamint tenyészállományok (férfiak és nők egyaránt). A taurin (Tau) táplálkozás szempontjából nélkülözhetetlen AA húsevőknek (pl. Macskáknak).

* Funkcionális AA. Az NRC (9) az Arg és a Gln sertések CEAA-jának minősítette.

2. táblázat Az aminosavak nettó egyenlege a portálon keresztül elvezetett zsigereken fiatal sertéseknél (6–10 kg) a

a Stoll & Burrin (65) és Wu és mtsai. (33) A sertéseket tejfehérje-alapú táplálékkal etették. A glutamin negatív értéke abból adódik, hogy az artériás vérből a vékonybél jelentősen felveszi a glutamint (30%) (29).

3. táblázat A funkcionális aminosavak szerepe az állati takarmányozásban és az anyagcserében

4. táblázat Aminosavak (AA) használata a koca tejében a fehérje felhalmozódására 14 napos sertéseknél a

Adaptálva Wu et al. (33).

a Az összes számításhoz az ép aminosavak molekulatömegét használtuk.

b Fehérjéhez kötött és szabad AA a koca teljes tejében, amelyet a laktáció 7–21. napján kaptak.

c 14 napos sertések (3,9 kg testtömeg) napi 913 ml tejfogyasztás.

d A bél AA metabolizmusának azon termékei, amelyek a portális vénába kerülnek, nem tartoznak ide.

e 235 g/nap testtömeg-növekedés alapján számítva.

5. táblázat Étrendi aminosavak (AA) alkalmazása a fehérje felhalmozódására 30 napos elválasztás utáni sertéseknél a

Adaptálva Wu et al. (33).

a Az ép AA molekulasúlyát használtuk az összes számításhoz. Az AA-maradékok molekulatömege alapján (az ép AA-molekulatömeg: 18) a test valódi fehérjetartalma 120 mg/g nedves tömeg (vagy 12,0%).

b Kukorica- és szójaliszt-alapú étrend (fehérjéhez kötött és szabad AA), 21,5% nyersfehérjét tartalmaz. Az étrend szárazanyag-tartalma 89,5% volt.

c A takarmányfelvétel (etetett alapon) 45,0 g/testtömeg-kg naponta a 21 napos korban elválasztott 30 napos sertéseknél. A sertések testtömege 30 napos korban 7,8 kg.

d A bél AA metabolizmusának azon termékei, amelyek a portális vénába kerülnek, nem tartoznak ide.

e 290 g/nap testtömeg-növekedés alapján számítva.

6. táblázat Az aminosav (AA) étrendi bevitele, az AA bejutása a portális vénába, az AA méhfelvétele és az AA magzati akkumulációja kocasüldőkben a terhesség 110–114. Napján

a Az étrend kukorica- és szójaliszten alapult. A takarmányfelvétel minden aranyozás után napi 2,0 kg volt a terhesség teljes időtartama alatt (33). A vemhesség 110–114. Napjának átlagos alommérete 10,0 magzat volt aranyonként.

b Feltételezve, hogy minden AA esetében a csípőbél emészthetősége 86%.

c A terhesség 110–114.

A vékonybél lumenében a kapu vénájáig terjedő AA biológiai hozzáférhetőségének (%) értékei a növekvő sertésekre vonatkoznak (140): Ala, 87; Arg, 60; Asn, 87; Asp, 5; Cys, 83; Glu, 4; Gln, 33; Gly, 82; Övé, 80; Ile, 65; Leu, 66; Lys, 75; Met, 79; Phe, 78; Pro, 61; Ser, 83; Thr, 72; Trp, 81; Tyr, 80; és Val, 65. A portális vénába belépő bél AA metabolizmus termékei nem tartoznak ide.