Związek między metioniną, choliną i betainą w odżywianiu drobiu

Stało się konsensusem, że metionina jest pierwszym ograniczającym aminokwasem dla drobiu. Jako niezbędny aminokwas zwierzęta nie mogą syntetyzować ani syntetyzować w niewielkich ilościach i muszą być zapewnione przez diety egzogeniczne w celu utrzymania produkcji zwierząt. Zawartość metioniny w zwykłej pasze o posiłku kukurydzy jest ograniczona, a potrzebna jest dodatkowa metionina, aby zaspokoić zapotrzebowanie zwierząt. Obecnie cena metioniny na rynku jest dość wysoka. Cholina i betaina były szeroko stosowane w produkcji paszowej jako częściowy substytut metioniny. W tym artykule dokonano przeglądu metabolizmu i funkcjonalnego związku metioniny, choliny i betainy w drobiu.

1. Fizjologiczne działanie metioniny, choliny i betainy

Metionina jest aminokwasem zawierającym siarkę, jej nazwa chemiczna to kwas 2-amino-4-metylotiobutynowy, a jej wzorem molekularnym to C5H11NO2S. Cholina jest wodorotlenkiem (β-hydroksyetylo) trimetyloaminy z wzorem molekularnym C5H15NO2S. Betaine, znana również jako trimetyloglicyna, ma wzór molekularny C5H11NO2. Trzy produkty mają podobną strukturę.

1.1 Fizjologiczna rola metioniny

Większość zwierząt, zwłaszcza ptaków, nie może syntetyzować metioniny w swoich ciałach ani bardzo mało syntetyzować. Większość metioniny jest bezpośrednio zaangażowana w syntezę białek u zwierząt, a gdy ilość cystyny w diecie jest niewystarczająca, aby zaspokoić potrzeby zwierząt do syntezy białek, metionina zostanie przekształcona w cysteinę wymaganą do syntezy białka.

Inną ważną rolą metioniny jest dostarczanie grup metylowych do różnych reakcji metylacji u zwierząt. Grupa metylowa jest niezbędna do syntezy kilku substancji o ważnych funkcjach fizjologicznych. Na przykład proces syntezy kwasu moczowego u ptaków wymaga aminokwasów, takich jak metionina, aby zapewnić grupy metylowe. Metionina uczestniczy w szeregu reakcji metylacji w ciałach zwierząt poprzez dostarczenie grup metylowych, a te reakcje metylacyjne syntetyzują niektóre ważne metabolity, w tym cholinę, karnitynę, kreatynę, fosfolipidy, epinefrynę, RNA i DNA.

1.2 Fizjologiczna rola choliny

Cholina u zwierząt istnieje głównie w postaci lecytyny, lizolecytyny, fosforylocholiny, neurocholiny, choliny itp., A zawartość wolnej choliny jest bardzo mała. Cholina jest ważną substancją syntezy fosfolipidów i lecytyny u zwierząt i uczestniczy w syntezie tłuszczu w wątrobie i przenosi ją do tkanki tłuszczowej w celu przechowywania. Może skutecznie zapobiegać szczebym kościom i tłuszczowej wątrobie w drobiu. Po acetylowanej cholinie w ciele uczestniczy w aktywności nerwów w ciele w postaci acetylocholiny. Inną ważną rolą choliny jest dostarczenie metylu do uczestnictwa w syntezie metioniny. Z drugiej strony cholina akceptuje również grupę metylową dostarczaną przez metioninę do syntezy choliny. W tym procesie metionina jest zarówno akceptorem metylowym, jak i dawcą metylowym.

1.3 Fizjologiczna rola betainy

Podobnie jak cholina, betaine może również promować metabolizm tłuszczu i hamować stłuszczową wątrobę. W akwakulturze betaine była szeroko stosowana jako atrakcyjna żywność. Jednocześnie betaine jest bezpośrednim i skutecznym darczyńcą metylowym. Jedna z trzech grup metylowych może bezpośrednio uczestniczyć w transferie metylu, podczas gdy pozostałe dwie są utlenione i pośrednio uczestniczą w reakcjach metylacji.

2. Związek między choliną, betainą i metioniną jako dawcą metyl

Synteza metioniny u zwierząt wymaga choliny w celu zapewnienia grup metylowych. Cholina musi zostać najpierw utleniona do betainy w mitochondriach, która zapewnia grupy metylowe. Dlatego cholina jest prekursorem betainy, a proces ten jest nieodwracalny. Betaine może przenosić grupę metylową do homocysteiny w celu syntezy metioniny. Z drugiej strony homocysteina może być metabolizowana tylko z metioniny w organizmie. Ten aminokwas jest prawie nieobecny w naturalnym białku, więc betaina nie może zastąpić metioniny w syntezie białka. Jeśli jednak podaż choliny lub betainy jest niewystarczająca, wyżej wymieniony cykl transmetylacji zostanie zahamowany. Z jednej strony wpłynie na syntezę metioniny u zwierzęcia. Z drugiej strony, z powodu braku grup metylowych, metionina, której nie można zregenerować w diecie, zostanie wykorzystana do zapewnienia grup metylowych do uczestnictwa w reakcjach metylacji w celu zaspokojenia różnych potrzeb fizjologicznych zwierząt. Wpłynie to na szybkość syntezy białek i wzrost zwierząt.

Jeśli podaż metioniny jest nadmierna i brakuje choliny i betainy, w organizmie gromadzi się duża ilość homocysteiny, co powoduje chondrodysplazję piszczelową i miażdżycę.

3. Wzajemne podstawienie choliny, betainy i metioniny

Betaine jako donor metylowy jest bardziej wydajny niż cholina jako dawcy metylowe. Betaine jest 12-15 razy bardziej wydajny jako dawca metylowy niż cholina. Dlatego jako dawca metylowy betaine może całkowicie zastąpić cholinę. Jednak ważne fizjologiczne funkcje choliny obejmują fosfolipidy, transport tłuszczu itp. I betainy nie można przekształcić w cholinę. Dlatego betaine nie może całkowicie zastąpić funkcji choliny. Badania wykazały, że 75% potrzeb ciała dotyczące choliny musi być dostarczone przez samą cholinę, a pozostałe 25% można zastąpić betainą.

Wpływ podstawienia betainy na metioninę jest głównie związany z zawartością choliny w diecie. Wiele badań wykazało, że gdy zawartość choliny w diecie jest niewystarczająca, dodanie betainy może częściowo zastąpić funkcję metioniny, zapewnić grupy metylowe w celu poprawy tempa wzrostu i oszczędzania metioniny. Ale to podstawienie nie jest kompletne, a pasza musi zawierać około 0,5% metioniny. W diecie brojlerów betaina zastępuje metioninę, optymalna ilość wymiany we wczesnym etapie wynosi 1/2, a optymalna ilość wymiany w późniejszym etapie wynosi 2/3. Jeśli jednak ilość choliny w diecie zaspokoi potrzeby wzrostu zwierząt, dodanie betainy nie może zastąpić metioniny w celu syntezy białka i nie będzie wykazywać lepszej wydajności produkcji.

W rzeczywistej produkcji zawartość choliny w diecie mączkowania kukurydzy i soi jest niska i istnieje osłabienie niewystarczających grup metylowych. Dodanie choliny może złagodzić negatywne skutki niedoboru metylu. To, czy cholina może całkowicie zastąpić metioninę, zawsze była kontrowersyjna, a klucz jest związany z poziomem dietetycznej metioniny i wieku testowych kurczaków. Gdy dietetyczna metionina jest niewystarczająca, efekt dodania choliny będzie oczywisty. Ponieważ cholina fosfatydyloetanoloaminy i metioniny w organizmie nie może zaspokoić potrzeb wzrostu pisklęt, należy zapewnić wystarczającą ilość choliny w diecie.

Podsumowując, betaine jako dawcy metylowy może częściowo zastąpić cholinę; Cholina i betaine mogą częściowo zastępować metioninę. Jednak jego efekt zastępowania należy kompleksowo rozważyć zgodnie z składem diety, specyficznymi potrzebami żywieniowymi zwierząt i ceny.