Корма и кормовые добавки

15.01.2018

КреАМИНО® — незаменимый источник креатина в кормлении свиней

Многие аминокислоты играют важную роль в синтезе белка, а также в других метаболических реакциях. Значительная часть общего пула аминокислот не используется в синтезе белков и играет роль «функциональных аминокислот». Поэтому выполнение небелковых функций незаменимыми аминокислотами должно тщательно учитываться при установлении пищевой потребности в этих аминокислотах. Аргинин и метионин являются незаменимыми аминокислотами и принимают участие в метаболизме при синтезе креатина. Креатин — азотсодержащая карбоновая кислота, которая встречается в организме позвоночных. Это вещество было выделено в 1832 году французским учёным Шеврёлем из скелетных мышц. Позже на протяжении всего XX века интерес к креатину — веществу, благоприятно влияющему на развитие мышечной ткани, — постоянно возрастал. За последние два десятилетия креатин стал незаменимым элементом любого спортивного питания.

Биосинтез креатина — это простой двухэтапный процесс. Амидиногруппа аргинина переносится на глицин с образованием гуанидиноуксусной кислоты (ГУК), которая затем трансметилируется и превращается в креатин. Метионин является основным донором метила для реакций трансметилирования через S-аденозилметионин (SAM). SAM деметилируется до S-аденозилгомоцистеина и его метильная группа переносится для синтеза креатина, фосфатидилхолина (PC) и метилированной ДНК (McBreairty et al., 2013).

В почках амидиногруппа аргинина переносится на глицин для синтеза гуанидиноуксусной кислоты (ГУК) и орнитина через аргинин:глицин амидинотрансферазу (АГАТ) (Bloch and Schoenheimer, 1941, Wyss and Kaddurah-Daouk, 2000). ГУК переносится в печень, где метильная группа SAM передается на ГУК [KT1]  для синтеза креатина и S-аденозил-L-гомоцистеин (SAГ) с помощью гуанидинацетат метилтрансферазы (ГАМТ) (Cantoni and Vignos, 1954; McBreairty et al., 2013) (рис. 1). Добавки креатина снижают активность АГАТ и уменьшают экспрессию мРНК фермента АГАТ (McGuire et al., 1984), демонстрируя, что синтез креатина регулируется с помощью производства ГУК.

 

Рис. 1. Процесс образования креатина 

Три четверти прироста креатина у новорожденных поросят осуществляется через синтез de novo (Brosnan et al., 2009). В связи с этим у растущих свиней высока потребность в метионине для увеличения количества белка в организме и синтеза креатина. Кроме того, для поддержания цикла мочевины, а также для синтеза креатина, оксида азота и полиаминов необходим аргинин, который представляет собой условно незаменимую аминокислоту для свиней (Cynober et al., 1995). Когда в механизме синтеза участвует более одной аминокислоты, восходящая или нисходящая регуляция этого механизма может сберечь аминокислоты, которые необходимы для синтеза белка и образования других метаболитов.

У быстрорастущих животных существует высокая потребность в аминокислотах для роста и других обменных процессов. Метионин и аргинин являются незаменимыми аминокислотами для поросят, они участвуют в синтезе белка, а также в синтезе креатина (Brosnan et al., 2009). Поэтому животных с высокой скоростью роста потребность в этих аминокислотах тем выше, чем больше белка в организме.

Около 40% всех метильных групп S-аденозилметионина используется для синтеза креатина. Метильные группы поступают с кормом (их источником служат метионин, бетаин и холин) или продуцируются эндогенно в метилнеогенезе, который зависит от обеспеченности организма витаминами группы В (Brosnan and Brosnan, 2010; Brosnan et al., 2011; Szramko et al., 2010).

Синтез креатина происходит главным образом в почках, печени и поджелудочной железе, в меньшей степени — в мозге и семенниках (Andres et al., 2008; Brosnan et al., 2011; Gualano et al., 2010; Shao and Hathcock, 2006; Snow and Murphy, 2001). Затем креатин транспортируется кровью и хранится в клетках тканей с высокой потребностью в энергии (Verhoeven et al., 2005). Значительная его часть (около 95–98%) достигает скелетных мышц. Оставшееся количество креатина распределено, среди прочего, в головном мозге, сердце, сперме и гладких мышцах (Gualao et al., 2010; Snow and Murphy, 2001). Оказавшись внутри клетки, креатин фосфорилируется до креатинфосфата. Эта реакция протекает с участием фермента креатинкиназы. На заключительной стадии около 1,7% креатина путем неферментативного удаления воды превращается в кольцевую структуру креатинина.

Большая часть этого соединения выводится с мочой. Количество удаляемого креатинина пропорционально суммарному креатину и креатинфосфату в организме и, как следствие, общей массе мышц.

Основным источником энергии в клетке является АТФ, концентрация которого относительно низкая (2–5 мМ), что позволяет сокращать мышцу всего на несколько секунд. Поэтому необходимы дополнительные процессы поддержания метаболического гомеостаза, обеспечивающего наличие АТФ в активированных мышечных клетках. Этот статус можно поддерживать за счет высокого содержания креатинфосфата (20–35 мМ) в клетке, который позволяет регенерировать АТФ с помощью обратимой реакции, катализируемой креатинкиназой. Этот фермент переносит фосфатную группу креатинфосфата на АДФ, что приводит к синтезу клеточного АТФ (рис. 2). Примерно две трети креатина в мышцах представлены в виде креатинфосфата. Высокие концентрации креатинфосфата находятся в тканях с высокой потребностью в энергии. Быстрые гликолитические мышцы содержат очень высокие запасы креатинфосфата по сравнению с медленными окислительными мышцами (Grzyb and Skorkowski, 2008; Scheffler and Gerrard, 2007).

Рис. 2. Преобразование энергии в живой клетке 

Синтез креатина пропорционален доступности ГУК. Almquist et al. (1941) впервые отметили, что ГУК может сэкономить аргинин и глицин, подобно креатину, когда было продемонстрировано, что нужное количество креатина в мышцах может быть достигнуто либо добавлением креатина, либо ГУК (Almquist et al., 1941). ГУК может сберечь аргинин для роста, если пополняется с пищей, дефицитной по аргинину, что было продемонстрировано на цыплятах-бройлерах (Dilger et al., 2013). У поросят аргинин может также ограничивать рост вследствие недостаточного количества аргинина в молоке свиноматки (Wu et al., 2004). Поэтому добавка ГУК может быть также полезной для кормления поросят, если поросята не способны синтезировать достаточное количество аргинина для роста.

Robinson et al. продемонстрировали, что синтез креатина более чувствителен к наличию метильных групп и метионина в рационе, когда их предложение ограничено (Robinson et al., 2013). В целом синтез креатина у новорожденных поросят потенциально потребляет приблизительно 35% метионина и 20% аргинина из пищи (Brosnan et al., 2009). Однако эти цифры являются максимальной оценкой, поскольку метионин и аргинин могут быть вновь синтезированы в печени посредством реметилирования и цикла мочевины. Поэтому оценка потребности метионина и аргинина для синтеза креатина более сложна.

Состав и функция основных питательных веществ в молоке изучались у большинства видов млекопитающих, но мало известно о составе или функции многих минорных компонентов молока. Именно эти минорные компоненты в последнее время считаются полезными для молодых животных в период максимального роста и развития (Uauy, 1989). Креатин — один из минорных компонентов, обнаруженных в молоке млекопитающих.

Предположение о том, что молоко представляет собой экзогенный источник креатина для молодняка млекопитающих, находит свое подтверждение в концентрациях креатина и креатинфосфата в молоке.

Креатинфосфат был идентифицирован методом ядерного магнитного резонанса в молоке свиней, коз и овец, но не у коров, кроликов, бабуинов или людей (Belton and Lyster, 1991). Наличие креатинфосфата в молоке позволяет предположить, что молочная железа обладает способностью фосфорилировать креатин. Концентрация креатина в зависимости от видовых различий и присутствие креатинфосфата в молоке свиноматок и коз вызывают интересные вопросы, касающиеся функций обоих соединений в молоке. Чтобы исследовать потенциал этих соединений для содействия росту и развитию поросят, Kennaugh et al. (1997) измеряли в молозиве концентрации креатина и креатинфосфата ферментативными методами до опороса, при опоросе и в образцах молока во время лактации и до 5 дней после отъема (см. табл.). 

Таблица. Концентрация (ммоль) общего креатина, креатина, креатинфосфата и лактозы, а также отношение креатин:креатинфосфат в молозиве свиноматок (Kennaugh et al., 1997)

День лактации	Концентрация, ммоль				Креатин: креатинфосфат
	Общий креатин	Креатин	Креатинфосфат	Лактоза
–	1,7	1,4	1,30	88	5,3
0	1,7	1,3	0,34	82	5,6
1	1,9b	1,4	0,49	109b	5,2
2	1,7b	1,4	0,5	117b	3,7
3	2,1	1,3	0,78b	13	3,5
4	2,1	1,4	0,68b	14	5,0
5	2,0	1,3	0,68b	146	3,7
7	2,5	1,5	1,0	144	1,6b
11	2,4	1,4	1,1	150	1,4b
18	2,6	1,5	1,1	144	1,3b
28	2,7	1,5	1,2	162	1,6b
Cтанд. откл.	0,37	0,14	0,27	16,5	3,54

Примечание. Числа, отмеченные индексом (b), представляют собой средние значения измерений для 8 свиноматок, при этом значения в одной и той же строке с одинаковыми индексами существенно не различаются при P=0,05.

В общей сложности для исследования были отобраны 63 свиноматки со средним числом опоросов 3, а выборка включала 10 свиноматок-первоопоросок. В каждом гнезде в среднем было по 9 поросят. Концентрации креатина и креатинфосфата определяли ферментативным анализом выделений молочных желез 63 свиноматок на этапе перед опоросом, при опоросе и в следующие дни лактации: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 18 и 28-й (при отъеме).

У трех свиноматок отбирали образцы молока во все дни, а также на 1, 2, 3, 4 и 5-й день после отъема поросят.

Кроме того, отбирали образцы у еще 5 свиноматок в дни взятия проб до 28-го дня лактации.

Соотношение креатин:креатинфосфат было использовано для определения энергии скелетной мышцы (Walliman et al., 1992). Поэтому возможно, что соотношение креатин:креатинфосфат в молоке отражает энергетику молочной железы. Соотношение креатин:креатинфосфат было больше и различалось (3,5–5,6) между днями (и между свиноматками) в течение первых 5 дней лактации, что указывало на флуктуации состояния метаболизма молочных желез, тогда как менее изменчивое и уменьшенное соотношение (1,5) после 7-го дня говорит о стабилизации метаболической активности и, по-видимому, о синтезе молока.

Высокая концентрация креатина по сравнению с другими видами и присутствие креатинфосфата в молоке свиноматки могут быть связаны с быстрым ростом и развитием поросят. Так, например, вес поросенка удваивается спустя всего 7 дней после рождения, тогда как теленку и младенцу человека для этого нужно 60 и 180 дней соответственно. При потреблении молока поросенком (~800 мл/сут., Auldist и King, 1995) молоко свиноматки обеспечивало за 24 ч. 1,7–2,6 мМ креатина. В подсосный период поросенок весом 2,5 кг за сутки потреблял примерно 0,06–0,15 г/кг креатина. Таким образом, количество креатина, поступающего с молоком свиноматки, может быть физиологически важным для развития мышц (Ingwall et al., 1974) и мозга (Norwood et al., 1983; Holtzman et al., 1991) у поросят. Концентрация креатина в молоке (около 529 мкмоль/л) примерно в два раза выше, чем в плазме (около 292 мкмоль/л) у подсосных свиноматок (Brosnan et al., 2009). У поросят в возрасте от 4 до 11 дней потребность в общем креатине составляет примерно 12,5 мкмоль в неделю, из этого количества около 23% (2,8 мкмоль) поступает с молоком свиноматки, а остальные 77% (9,7 мкмоль) синтезируются в организме поросят de novo (Brosnan et al., 2011). Для сравнения, за тот же период они получили 80 ммоль глицина в молоке и усвоили приблизительно 360 ммоль глицина в виде белка. Ясно, что у этих животных синтез креатина является лишь незначительной частью экономики глицина.

Однако ситуация более тонко сбалансирована для метионина и аргинина, потребление которых в течение недели составило соответственно 27,8 ммоль и 47,7 ммоль. Накопление аргинина в тканевом белке было примерно вдвое больше, чем потребление, что отражает активный синтез этой новой аминокислоты (Brosnan et al., 2011).

Возможно, что креатин молока свиноматки может несколько компенсировать потребность поросят в незаменимой аминокислоте аргинине.

Однако метионин не может быть синтезирован млекопитающими, и его накопление в тканевом белке близко соответствует потреблению. Таким образом, синтез креатина является важным компонентом метаболизма метионина и аргинина во всем организме.

Особый интерес представляет сравнение у поросят скорости синтеза креатина со скоростью трансметилирования в организме в целом (Riedijk et al., 2007), которое указывает на то, что синтез креатина может потреблять около 63–77% всех лабильных метильных групп, получаемых поросятами с кормом (Brosnan et al., 2009). Поэтому синтез креатина может быть особенно большой нагрузкой на организм быстрорастущих молодых животных.

В заключение следует выделить следующие ключевые факты:

• Креатин синтезируется в организме из глицина, аргинина и метионина.

• Синтез креатина является основным обменным процессом у быстро растущих свиней и свиноматок и имеет большое значение для обмена в организме аминокислот и баланса метильных групп.

• Роль креатина в клеточных функциях хорошо описана. Креатин обратимо превращается в креатинфосфат с помощью фермента креатинкиназы. Основная функция креатинфосфата — краткосрочное хранение и перенос энергии внутри клетки.

• Значительные количества креатина и креатинфосфата содержатся в скелетных мышцах, сердце и гладкой мускулатуре. Креатинфосфат также важен для развития и функционирования мозга и центральной нервной системы.

• Часть пула креатина необратимо теряется и выводится с мочой в виде креатинина. Это указывает на необходимость постоянного пополнения креатина либо путем синтеза de novo, либо за счет поступления с кормом.

• Потребность в креатине пропорционально больше у растущих животных, чем у взрослых, потому что в дополнение к покрытию потерь, возникающих в результате превращения креатина в креатинин, он должен доставляться в быстрорастущие ткани.

• Креатин и креатинфосфат присутствуют в молоке свиноматок в количествах, которые обеспечивают рост и развитие поросят.

• КреАМИНО^® (96% гуанидиноуксусная кислота) — единственная кормовая добавка, которая служит источником креатина и может вводиться в рационы животных.

• КреАМИНО^® улучшает конверсию корма, темпы роста и качество мяса у свиней на доращивании и откорме.

• КреАМИНО^® улучшает репродуктивные качества свиноматок и рост поросят-сосунов.

Список литературы вы можете уточнить у автора по запросу.

По вопросам использования КреАМИНО^® в кормах для свиней, пожалуйста, обращайтесь в компанию «Эвоник Химия» по телефону 8 (495) 721-28-66.

Количество показов: 3699
Автор:  А. Японцев, менеджер технического сервиса, ООО «Эвоник Химия»
Источник:  "Ценовик" Январь 2018
Компания:  Эвоник Химия