Аминокислоты – это необходимые питательные вещества

В природе существуют более 700 АК. Из них двадцать выступают в качестве структурных элементов белков. Из этих 20 «белковых» АК 10 классифицируются как основные (незаменимые), то есть они не могут синтезироваться в организме, поэтому должны поступать с питанием и поглощаться в необходимых количествах. 


Рисунок 1. Роль метионина в метаболизме в организме коровы (Luchini and Loor, 2014)

Аминокислоты белков необходимы для синтеза сотен различных тканей, регуляторных, рецепторных белков, белков крови, защитных и секреторных белков. Синтез белка является генетически детерминированным событием, и, как следствие, состав АК каждого белка, имея свой собственный уникальный состав АК, является одинаковым каждый раз, когда он синтезируется. В дополнение к их роли в белковом синтезе, который влияет практически на каждый аспект метаболизма в каждой живой клетке (например, все ферменты являются белками), свободные АК (как белковые, так и небелковые) также являются ключевыми регуляторами различных патологических и физиологических процессов, в том числе иммунных ответов. Они используются и для синтеза других азотсодержащих соединений в организме, включая множество соединений, таких как, гормоны, нейротрансмиттеры, нуклеотиды (РНК и ДНК), гистамин, полиамины и т.п.


Таблица 1. Сравнение концентраций лизина (Lys), гистидина (His) и метионина (Me) в сыром белке (СБ) мышечной ткани, молоке, аминокислот бактериях рубца и обычных кормах.

Лимитирующие аминокислоты

У жвачных животных источником АК является синтезируемый в рубце микробный белок, нерасщепленный в рубце протеин корма, и, в меньшей степени, эндогенный протеин. Микробный белок служит основным источником усвояемых аминокислот. Вместе с тем, нерасщепленный в рубце протеин (НРП) может обеспечивать более 50% поглощаемых АК у высокопродуктивных коров, получающих высококонцентрированный рацион, сбалансированный в соответствии с требованиями к разлагаемому и нерасщепляемому протеину. Количество АК, обеспечиваемых секрецией эндогенного протеина, меньше, предположительно оно составляет менее 10% от общего количества поглощаемых АК (NRC, 2001 and H. Lapierre, личная беседа).

То, насколько эффективно используется усвояемый белок, напрямую зависит от аминокислотного профиля корма (Таблица 1). При недостатке одной аминокислоты (с точки зрения потребности в ней), другая аминокислота использоваться не может, поскольку возникнет ее избыток. В результате они разрушаются, что увеличивает азотную нагрузку у дойных коров и оказывает неоптимальное воздействие на продуктивность животных и окружающую среду. 


Рисунок 2. Бочонок АК

У лактирующих дойных коров, получающих рационы на основе кукурузы, метионин и лизин наиболее часто определялись как две наиболее лимитирующие АК (NRC (Комитет по природным ресурсам), 2001). Исследования, проведенные после публикации этого Комитета (2001 год), подтвердили эти выводы. Метионин и лизин являются первыми двумя лимитирующими АК в большинстве ситуаций, что не удивительно, учитывая их низкие концентрации в большинстве кормовых белков в сравнении с концентрациями в бактериях рубца, а также в белке молока и тканей.

Преимущества аминокислотного питания

Преимущества балансирования рационов по АК, с почти исключительной до сих пор концентрацией внимания на лизине и метионине, хорошо известны и уже обобщены. К этим преимуществам относятся снижение риска для коров, испытывающих дефицит АК, улучшение здоровья коров в транзитный период, увеличение надоев и компонентов молока, кормление коров меньшими объемами НРП в пост-транзитный период. Кормление меньшими объемами нерасщепляемого протеина не только снижает затраты на корма, но также позволяет увеличить объемы используемых углеводистых кормов. Результатом является повышение синтеза микробного белка, улучшение качества белка и улучшение синтеза летучих жирных кислот – субстратов, важных для синтеза лактозы и жира. Преимущества балансирования АК наиболее заметны у коров в транзитный период, а также в ранний период лактации (Schwab, 2012, Osorio et al., 2014); вместе с тем, преимущества уменьшения объемов кормления НРП и концентраций молочного белка отмечаются на протяжении всего остального периода лактации.


Рисунок 3.  4 Ключевые роли аминокислот у коров

Балансирование рационов по аминокислотам может иметь серьезные последствия в ранний период лактации коров. Проводимые эксперименты показывают важность соответствующих добавок метионина для коров в транзитный период. Были сделаны два интересных вывода. Во-первых, концентрация метионина в плазме у коров с жировой дегенерацией печени была значительно ниже, чем у коров, отнесенных к категории здоровых (Pechova et al., 2000; Shibano and Kawamura, 2006). Во-вторых, в настоящее время растет число доказательств того, что добавка защищенного метионина в транзитный период может уменьшить количество метаболических расстройств после отела, включая кетоз. Этот эффект, вероятно, достигается не только за счет увеличения синтеза белка, но и активизации функции печени, уменьшения воспаления и снижения оксидативного стресса (Osorio et al., 2013, 2014 and Zhou et al., не опубликованные материалы). Иными словами, оптимизация поступления метионина, в сравнении с лизином, улучшает здоровье и продуктивность. По крайней мере, часть этих преимуществ является результатом улучшения иммуно-метаболического статуса.

Общепринятое мнение может указывать на то, что любое изменение рациона, уменьшающее количество метаболических расстройств после отела и улучшающее общее состояние здоровья коров в ранний период лактации, может оказывать позитивное воздействие на воспроизводство (Santos, 2005). Robert et al. (1997) наблюдали лучшие показатели инволюции матки (процент животных, у которых матка возвращалась к нормальному размеру через 45 дней после отела). Это было связано с уменьшением количества необходимых для зачатия осеменений; вместе с тем, ни одно из этих воздействий не было значительным. Они также измеряли уровни прогестерона в молоке каждые три дня в течение первых 112 дней периода лактации для отслеживания цикличности. Они смогли показать, что у коров, получавших рацион, сбалансированный за счет лизина и метионина, уровни прогестерона перед успешной овуляцией были выше, чем у контрольных животных. Считается, что это стимулирует овуляцию.

Для многих производителей молочных продуктов балансирование АК, несомненно, является фактором, способствующим повышению надоев, повышению уровней компонентов молока и повышению рентабельности стад.