Аминокислоты

14.11.2014

Аминокислоты — основные структурные единицы белковых молекул в организме. В настоящее время известно около 300 аминокислот, из них наиболее хорошо изучены 26. Аминокислоты или их производные (например, иммунные тела) входят в состав ферментов, гормонов, пигментов и других специфических веществ, играющих важнейшую роль в пищеварительных и обменных процессах.
В процессе обмена веществ многие аминокислоты синтезируются в организме из других аминокислот или соединений и поэтому их называют заменимыми. Аминокислоты, которые не синтезируются в организме или образуются в недостаточном количестве, называют незаменимыми. По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот протеины кормов классифицируют на полноценные и неполноценные, В белках животного происхождения незаменимых аминокислот больше, чем в растительных.
К незаменимым относят следующие аминокислоты; аргинин, калин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Среди незаменимых аминокислот выделяют особо важные, которые называют критическими. Это лизин, метионин+цистии, треонин и триптофан.
Недостаток, отсутствие или дисбаланс незаменимых аминокислот в рационах животных сопровождается ухудшением использования протеина, нарушением обмена веществ, снижением продуктивности.
Характеристика аминокислот.
Аргинин содержит 32 % азота и связан с обменом нуклеиновых кислот и углеводов; катализирует синтез мочевины и влияет на воспроизводительную функцию животных, так как участвует в образовании спермы. Дефицит аргинина в рационе сопровождается нарушением белкового и углеводного обменов, а также сперматогенеза.
Много аргинина в жмыхах и шротах (20—57 г/кг), зерновых бобовых (14—30 г/кг), кормах животного происхождения (22—41 г/кг).
Валин содержит 11 % азота и необходим для образования гликогена из глюкозы и нормального функционирования печени, поджелудочной железы и нервной системы. Дефицит валина в рационах наблюдается редко, поскольку в кормах он содержится в достаточном количестве.
Гистидин содержит 29 % азота и принимает участие в регуляции обмена веществ, синтезе гемоглобина и эритроцитов. В практических условиях рационы свиней и птицы редко бывают дефицитны по гистидину.
Изолейцин содержит 11 % азота, принимает участие в синтезе белков из аминокислот рациона и углеводно-жировом обмене. При его недостатке снижается усвояемость аминокислот и протеина в целом.
Лейцин содержит 11 % азота, участвует в углеводно-жировом обмене и синтезе плазматических и тканевых белков организма. При дефиците лейцина наблюдается отрицательный баланс азота. Корма растительного и животного происхождения обычно обеспечивают организм животных лейцином.
Лизин содержит 19 % азота. Он необходим для регуляции азотного, кальциевого и углеводного обменов, синтеза важнейших белков — нуклеотидов, хромопротеидов. Лизин активизирует гемопоэз, влияет на формирование эритроцитов, способствует всасыванию кальция, ускоряет рост и развитие молодняка, поддерживает на высоком уровне молочную продуктивность у самок и яйценоскость у птицы.
При дефиците лизина ухудшается аппетит, что приводит к потере массы тела и продуктивности животных; нарушается кальцификация костной ткани; развивается анемия; наблюдается обесцвечивание (альбинизм) шерстного, волосяного и перьевого покровов.
Лизин встречается во всех белках, особенно много его в провитаминах. В кормах растительного происхождения лизина меньше, чем в кормах животного происхождения. Злаковые более дефицитны по лизину по сравнению с бобовыми. Например, зерно злаков (кукуруза, овес, ячмень, рожь) содержит 2,8—4,5 г/кг лизина, в то время как бобовые (кормовые бобы, горох, кормовой люпин, соя) — от 14 до 21 г/кг. Много лизина в жмыхах и шротах (12—29 г/кг). Особенно богаты лизином корма животного происхождения. Например, в 1 кг кровяной муки содержится 38—55 г лизина, в кормовых дрожжах — 28—37 г.
Передозировка лизина ведет к нежелательным последствиям из-за дисбаланса аминокислот. Высокие дозы кристаллического лизина замедляют рост, нарушают обмен аргинина и других веществ, ухудшают состояние здоровья животных.
Метионин — моноаминомонокарбоновая серосодержащая аминокислота. В процессе обмена способна связываться с другими соединениями, являясь источником метильных групп. Метионин принимает активное участие в белковом, углеводном и жировом обменах, окислительно-восстановительных процессах организма, необходим для синтеза гемоглобина. Обмен метионина тесно связан с холином и цистином. В рационе животных метионин может быть на 50 % заменен цистином. В нормах потребность определяют обычно суммарно — метионин+цистин.
Дефицит метионина в рационах животных сопровождается потерей аппетита, атрофией мышц, ожирением печени и нарушением функции почек, а его избыток приводит к снижению использования азота организмом, увеличивает потребность в аргинине и глицине. Кроме того, наблюдаются дегенеративные изменения в печени, почках, поджелудочной железе. Высокие дозы метионина приводят к гибели животных и птицы.
Добавки метионина более эффективны в случае преобладания в рационах зерновых кормов с добавкой к ним кормового и технического жира. Рекомендуют добавлять метионин в рационы свиней с высоким содержанием гороха, мясокостной муки, дрожжей и огрубей. Поросятам-сосунам метионин рекомендуют вводить в престартеры из расчета 0,5 г на 1 голову в сутки; сельскохозяйственной птице — в комбикорма в дозе от 0,06 до 0,16 % от массы. Потребности в метионине могут быть снижены на 10—15 %, если в рационах присутствует холина хлорид и витамин В12.
Содержание метионина в кормах различно. Например, в зерне злаковых и бобовых культур его содержится от 1,6 до 2,8 г/кг (за исключением кормового люпина и сои — 3,7—4 г/кг); в жмыхах, шротах и кормовых дрожжах — от 4,4 до 9 г/кг; рыбной муке — от 13 до 18 г/кг.
Треонин содержит 12 % азота, входит в состав многих белков корма, участвует в обмене лейцина и углеводно-жировом обмене, активизирует усвоение других аминокислот рациона.
Дефицит треонина в рационах наблюдается редко, поскольку кукуруза, ячмень, шроты, мясокостная или рыбная мука обеспечивают свиней и птицу достаточным количеством треонина. Однако в рационах с преобладанием пшеницы, бобов, пшеничных или овсяных отрубей, сухого свекловичного жома, обезжиренного-молока и других кормов может наблюдаться недостаток треонина. При этом у животных отмечают снижение потребления корма и упитанности, истощение, плохое развитие мышечной ткани, ожирение печени, расслабление ануса. Поросята выглядят гипотрофиками.
Триптофан содержит 14 % азота и является предшественником никотиновой кислоты. Триптофан очень важен для организма, так как в процессе его превращения синтезируются такие важные соединения, как серотонин, обладающий мощным сосудосуживающим действием, никотиновая кислота и др. Триптофан и его производные принимают участие в регуляции эндокринного статуса, воспроизводительной функции, гемопоэза и молокообразования. Он необходим для синтеза гемоглобина и глазного пигмента. Триптофан тесно связан с обменом никотиновой кислоты, способствует снижению потребления корма.
Недостаток триптофана в рационе не только сопровождается РР-гиповитаминозом, но и приводит к снижению аппетита и упитанности, а также к атрофии эндокринных желез, в том числе семенников и яичников. Как правило, развивается анемия, снижается уровень белка и гемоглобина в плазме крови. При широком использовании в рационе животных кукурузы описанные симптомы развиваются очень быстро лишь потому, что в кукурузе триптофана содержится вдвое меньше, чем в ячмене или пшенице, а никотиновая кислота хотя и присутствует в достаточном количестве, но связана с другими соединениями и бывает недоступна для животных.
Потребность в никотиновой кислоте может быть покрыта введением избытка триптофана в рационы животных. Птица также может использовать триптофан для синтеза никотиновой кислоты при ее недостатке в рационе. Поэтому обеспечение рационов млекопитающих и птицы никотиновой кислотой позволяет сберегать триптофан в организме от излишних трат. Однако ни никотинамид, ни никотиновая кислота не могут превращаться в триптофан. И все же дефицит триптофана в рационе может быть частично уменьшен за счет введения никотиновой кислоты.
Источники триптофана — кровяная и рыбная мука (5—7 г/кг), жмыхи и шроты (5—7 г/кг).
Фенилаланин содержит около 9 % азота, участвует в процессах кроветворения и образовании гормонов щитовидной железы. В кормах содержится в достаточных количествах.
Цистеин (α-амино-β-тиоиропиононая кислота — заменимая серосодержащая аминокислота). Входит в состав почти всех природных белков.
Цистин (α-диамино-β-дитиопропионовая кислота) — продукт окисления цистеина, содержит 12 % азота и относится к серосодержащим аминокислотам. Дистеин и цистин легко превращаются друг в друга, а сам переход представляет собой окислительновосстановительную реакцию, имеющую большое значение в обмене веществ. Цистин участвует в белковом и углеводном обменах, в окислительно-восстановительных процессах организма, активирует инсулин. Используется для синтеза глютатиона. Вместе с триптофаном участвует в синтезе желчных кислот, необходимых для всасывания ряда продуктов из кишечника.
При недостатке в рационе метионина и цистина у животных наблюдается выпадение волос или пера, цирроз печени и предрасположенность к инфекционным заболеваниям.
При составлении рационов учитывают потребность в цистине, который в организме животного может быть синтезирован из метионина. Поэтому при составлении рационов метионин учитывается часто вместе с цистином. Недостаток цистина в рационах свиней и птицы может быть восполнен кормовым метионином.
Источники цистина — кровяная мука (1 г/кг), рыбная мука (9— 13 г/кг), перьевая мука (35,8 г/кг), жмыхи и шроты (6—7 г/кг), зерно бобовых (3—5 г/кг).
Таурин — аминосульфоновая кислота. Попадает в организм с кормом или синтезируется в организме из метионина и цистина. Для большинства млекопитающих, в том числе собак, таурин не является незаменимым компонентом корма. Исключение составляют некоторые хищники, включая кошек. У кошек таурин частично синтезируется, но не может в полном объеме удовлетворять потребности организма в данной аминокислоте.
Таурин участвует в формировании нервной системы, сетчатки и мышц глаза; метаболизме желчи и всасывании жиров. Он стимулирует работу сердечной мышцы и действие инсулина, активизирует подвижность спермиев. Кроме того, таурин — это антиоксидант; одна из его функций — стабилизация оболочки эритроцитов.
Глутаминовая кислота (α-аминоглутаровая кислота) — важнейшая заменимая аминокислота. Принимает участие в обмене белков и углеводов. Она способствует связыванию, обезвреживанию и выведению из организма аммиака, переводя его в менее токсичное соединение — амид глутаминовой кислоты (глутамин). Аммиак в печени переходит в мочевину или соли аммония, которые затем элиминируются почками.
Глутаминовая кислота весьма реакционноспособна. Она участвует в синтезе аргинина и пролина, пуринов и пиримидинов, ацетилхолина и аденозинтрифосфорной кислоты, транспорте ионов калия; играет важную роль в деятельности скелетных мышц и центральной нервной системы. В ветеринарной практике глутаминовая кислота применяется при пастбищной тетании и для предупреждения и снятия нейротоксических явлений, а также при отравлениях мочевиной или другими синтетическими азотистыми веществами.
Использование препаратов из аминокислот в животноводстве к ветеринарии. При дефиците тех или иных незаменимых аминокислот в рационах у животных нарушается обмен веществ.
В связи с этим рационы моногастричных животных и птицы должны быть сбалансированы по всем незаменимым аминокислотам. В кормах растительного происхождения обычно не хватает лизина, реже метионина и триптофана. Устранить недостаток одной или нескольких аминокислот можно путем введения белковых кормов животного происхождения или синтетических аминокислот.
Вопрос снабжения жвачных животных протеином, в том числе и аминокислотами, решается за счет поступления в организм любого протеина и даже небелковых азотистых соединений. Благодаря рубцовому пищеварению симбиотическая микрофлора превращает клетчатку и легкопереваримые полисахариды в летучие жирные кислоты, синтезирует витамины и белок. Лошади, свиньи, птица, пушные звери, собаки, кошки в процессе филогенетического развития выработали разную способность синтезировать аминокислоты. В связи с этим уровень незаменимых аминокислот в их рационах регламентирован нормативными документами.
В желудочно-кишечном тракте аминокислоты всасываются избирательно — от 70 до 100 %. Активность всасывания зависит от кислотности среды, наличия витамина В6 и его производных. -Нейтральные аминокислоты (лейцин и метионин) всасываются иначе, чем основные (лизин, аргинин, орнитин и цистин). При использовании рационов, сбалансированных по аминокислотам,) усвояемость лизина значительно улучшается, чем в несбалансированных. Чем доступнее в рационе аминокислоты, тем выше коэффициент их полезного действия.
Наличие в рационе той или другой аминокислоты еще не дает полного представления об их доступности для организма. Аминокислоты — биологически активные вещества. Они могут под влиянием температуры, химических или других факторов переходить в неусвояемые формы. В результате термической и химической обработок белковых кормов или добавок часто образуются труднодоступные для организма комплексные соединения. В связи с этим в белковых кормах или добавках необходимо знать содержание не только сырого протеина, но и доступного лизина.
В организме существует тесная взаимосвязь между аминокислотами и другими биологически активными веществами. Например, при дефиците лизина и треонина в рационах животных на наблюдается снижение уровня нуклеотидов в тканях. Обмен нуклеопротеидов, окисление тирозина, превращение серина в валин нарушаются, если в рационах не хватает фолиевой кислоты. При повышенном уровне глицина в рационе увеличивается потребность в фолиевой кислоте, в противном случае приостанавливается рост животных и развивается токсикоз. Высокое содержание глицина и дефицит фолиевой кислоты вызывает шейный паралич у индюшат, добавка глицина в рацион с рыбной мукой приводит к их 100%-й гибели. Лизин способен связываться с госсиполом в хлопковых жмыхах и шротах, переводя его в менее токсичную форму. Такой же способностью обладают и другие аминокислоты — аргинин, гистидин, тирозин, образуя комплексные соединения с углеводами.
Некоторые аминокислоты связаны с обменом макро- и микроэлементов в организме животных. Имеется определенная связь между уровнем аминокислот и деятельностью эндокринных желез. Аминокислоты играют не только важную роль в обмене веществ, поскольку необходимы для синтеза ферментов, гормонов, антител, антитоксинов и прочее, но и являются нутрицевтиками, корректирующими резистентность организма. Поэтому аминокислоты стали не только веществами, используемыми в кормлении, но и препаратами, широко применяемыми в ветеринарной медицине для лечения болезней, вызванных в первую очередь их недостаточностью.
Кормовой концентрат лизина (ККЛ) в жидком и сухом виде содержит не менее 7—10 % лизина монохлоргидрата. В комбикорма вводят сухой ККЛ с учетом содержания лизина в корме и потребности животных данного вида и возраста в этой аминокислоте. В рационы препарат вводят ступенчато: сначала берут 1 часть ККЛ и 5—6 частей наполнителя, тщательно перемешивают и сразу загружают в смеситель с наполнителем. Если в хозяйстве готовят жидкие смеси, то в смеситель высыпают ККЛ, затем постепенно приливают теплую иоду и другие компоненты рациона. На 1 т смеси концентрированных кормов следует добавлять не более 20 кг ККЛ, так как в продукте содержится много калия.
L-лизин кормовой кристаллический содержит не менее 70 % лизина и применяется в тех же случаях, что и сухой кормовой концентрат лизина. Однако процесс ввода этого препарата значительно упрощается: его можно вводить как в премиксы, так и непосредственно в комбикорма.
L-лизин кормовой кристаллический высокоочищенный имеет преимущество перед предыдущим препаратом в том, что он менее гигроскопичен и высокоактивен. Его можно использовать для лечения недостаточности лизина у молодняка сельскохозяйственных животных.
В метионине кормовом содержится не менее 98 % dl-метионина. Сырьем для синтеза метионина служат акролеин и метилмеркоптан.
Как все аминокислоты, метионин проявляет характерные свойства с ионами металлов. При этом его комплексы с металлами (с двухвалентной медью, цинком, кальцием и другими катионами), имеют биохимическое значение. Например, кальциевую соль метионина в Англии используют наравне с метионином в кормлении птицы, так как содержание в препарате кальция в количестве 11,85 % позволяет балансировать рационы кур-несушек одновременно по метионину и кальцию.
Кормовой концентрат триптофана — биомасса продуцента триптофана, в которой содержится 2,8 % действующего вещества. Так как продуцентом триптофана является Candida utilus, то и сама биомасса ничем существенно не отличается от кормовых дрожжей, за исключением повышенного содержания антраниловой кислоты, имеющей сладкий вкус.
Триптофан кристаллический (химически чистый триптофан) выпускают с содержанием 94 % действующего вещества.
Триптофан кристаллический технический выпускают с содержанием 70 % действующего вещества. В препарате может содержаться до 1,5 % зольных элементов и до 2 % воды.
Все перечисленные препараты триптофана можно использовать для обогащения премиксов, белково-витаминных добавок и, комбикормов.
Препараты глутаминовой кислоты (глутаминовая кислота, глутаминат кальция, глутаминат магния) рекомендуют применять в ветеринарии при пастбищной тетании.


Добавить комментарий
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: