Bart Matton i Diana Siebert
Zespół badawczy, CJ Europe GmbH
Izoleucyna,
brakujące ogniwo w kluczowej roli aminokwasów w bezpiecznym odsadzeniu prosiąt
Od 2017 roku producenci pasz, rolnicy, uniwersytety i wielu innych uczestników łańcucha paszowego dokładało wszelkich starań, aby móc dokonać odsadzenia prosiąt bez użycia leczniczych dawek tlenku cynku (ZnO), w związku z potrzebą dotrzymania wyznaczonego przez UE twardego terminu czerwca 2022 roku, po którym terapeutyczne dawki ZnO w paszy nie będą już dozwolone.
Kilka krajów zdecydowało się na wprowadzenie zakazu stosowania wysokich dawek ZnO jeszcze przed upływem europejskiego terminu zakazu jego stosowania, co jeszcze bardziej zmusiło branżę do działania, nie mniej jednak dzięki temu zyskały one wiedzę, jak poradzić sobie z tym wyzwaniem. W tym samym czasie pojawiły się inne przepisy związane ze zdrowiem samych zwierząt, takie jak ograniczenie stosowania miedzi i ciągłe dążenie do zmniejszenia stosowania antybiotyków. W międzyczasie wszyscy uczestnicy łańcucha zgodzili się, że rozwiązania dla bezpiecznego i zdrowego odsadzenia prosiąt należy szukać w podejściu wieloczynnikowym, łączącym zarządzanie, zdrowie i paszę. Zwłaszcza ten ostatni czynnik ma niebagatelny wpływ gdy przyjrzymy się podstawom: żywieniu białkiem i aminokwasami.
Nadmiar azotu nie tylko obciąża środowisko…
Nadmiar białka w paszy zwiększa wydalanie azotu do środowiska, co prowadzi do zwiększenia eutrofizacji i zanieczyszczenia powietrza. Co więcej, UE i poszczególne kraje członkowskie wyznaczyły ambitne cele w zakresie redukcji zanieczyszczeń azotem, co przełoży się na wprowadzenie rygorystycznych przepisów mających bezpośredni wpływ na naszą działalność. Jednak nadmiar niestrawionego białka będzie miał wpływ nie tylko na środowisko naturalne, ale także na samo zwierzę. Niestrawione białko będzie fermentować w przewodzie pokarmowym, co spowoduje produkcję toksycznych metabolitów, takich jak amoniak, szkodząc integralności jelit (rysunek 1), co doprowadzi do większej ilości problemów zdrowotnych.
Rys. 1. Fermentacja białka w jelicie ślepym (zmodyfikowane z J. i K. 2016)
Patogeny powodujące biegunkę po odsadzeniu, takie jak E. Coli, co do zasady lubią fermentować białko. W efekcie przerost patogenów, dysbioza, wzmożone wydzielanie endotoksyn itp. zwiększą zapotrzebowanie na środki antybiotykowe i doprowadzą do poważnego spadku wydajności. Stąd zdrowie jelit jest ściśle związane z podażą białka, jego jakością oraz ilością.
Zmniejszenie ilości niestrawionego białka
Aby zmniejszyć napływ niestrawionego białka, należy pracować nad jakością surowców zawierających białko oraz nad ich ilością. Z jednej strony, wysoko strawne źródła białka, takie jak SPC (koncentraty białka sojowego), stanowią podstawę dobrze przemyślanej mieszanki paszowej. Jednak surowce oferujące korzystny profil aminokwasów strawnych są znacznie droższe. Alternatywnie, bardziej lokalne, często o niższej zawartości białka i mniej strawne odpowiedniki znajdują swoje miejsce w recepturach, zwiększając potrzebę korekty zawartości aminokwasów w celu zagwarantowania optymalnego wzrostu zwierząt. Zmniejszenie ilości białka z drugiej strony ma bezpośredni związek z ograniczeniem ogólnego napływu białka w jelicie, ograniczając możliwość namnażania się patogenów. Niestety, znalezienie właściwej równowagi pomiędzy utrzymaniem wysokiej wydajności a maksymalnym ograniczeniem białka wiąże się z wieloma czynnikami, ale przede wszystkim z prawidłowym bilansem aminokwasów. Aminokwasy odgrywają główną rolę w naszym dążeniu do odsadzenia prosiąt bez ZnO i ograniczenia stosowania antybiotyków w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
Monitoruj kolejne aminokwasy limitujące w paszach o niskiej zawartości białka surowego
Praktyczne ograniczenie białka zależy w dużej mierze od dostępności aminokwasów egzogennych. Obecnie aminokwasy takie jak izoleucyna (Ile), histydyna (His) i w zależności od składu leucyna (Leu) stają się limitujące. Na szczęście L-Izoleucyna i L-Histydyna HCl stały się ostatnio powszechnie dostępne w sprzedaży, pozwalając na dalsze obniżenie zawartości białka w mieszankach paszowych utrzymując jednocześnie zdrowie zwierząt i wydajność produkcji.
Z jednej strony histydyna, z typowym pierścieniem imidazolowym (planarny pierścień 5-członowy) w swojej strukturze chemicznej, służy nie tylko jako aminokwas niezbędny. Pełni też ważną funkcję jako prekursor histaminy, zaangażowanej w odporność, ale także w trawienie białek, ponieważ stymuluje komórki okładzinowe w wydzielaniu kwasu w żołądku. Dobrze zakwaszony żołądek będzie podstawą dobrego trawienia białka, ponieważ pro-enzym pepsynogen staje się aktywny (w pepsynę) w kwaśnym środowisku i zaczyna rozkładać białko na mniejsze peptydy.
Izoleucyna natomiast należy do rodziny aminokwasów rozgałęzionych (BCAA), zaraz obok leucyny i waliny. Aminokwasy BCAA są nietypowe, ponieważ są degradowane w mięśniach szkieletowych, a nie w wątrobie. Co więcej, BCAA są katabolizowane przez te same enzymy. Trzy BCAA mogą stymulować katabolizm, z czego leucyna jest uznawana za główny stymulator prowadzący do transaminacji i utleniania pozostałych dwóch aminokwasów. BCAA stanowią około 35% niezbędnych aminokwasów w mięśniach szkieletowych, przez co ważne jest, aby BCAA były zbilansowane między sobą dla optymalnego odkładania białka w ciele rosnących zwierząt. Izoleucyna stanowi brakujące ogniwo w dietach o niskim białku surowym (CP), ponieważ leucyna jest często w nadmiarze, a walina jest już dostępna w formie niezwiązanej od wielu lat. Dlatego też duże zainteresowanie wzbudza izoleucyna jako kolejny aminokwas ograniczający w dietach o niskiej zawartości białka surowego.
Izoleucyna jako następny aminokwas limitujący
W literaturze można znaleźć wyraźne dowody na to, że niedobór izoleucyny prowadzi do zmniejszenia pobrania paszy i w konsekwencji do słabych wyników produkcyjnych u prosiąt. Chociaż, aby jeszcze bardziej obniżyć zawartość białka w diecie dla młodych prosiąt bez pogorszenia parametrów produkcyjnych, konieczne jest posiadanie odpowiednich informacji na temat zapotrzebowania prosiąt po odsadzeniu na kolejne aminokwasy limitujące, w tym Ile.
To, że możliwe jest obniżenie poziomu białka ogólnego (BO) do 15% u prosiąt nieodsadzonych przy odpowiedniej podaży aminokwasów i ustaleniu poziomu Ile, wykazano w badaniu typu dose-response (dawka odpowiedź) przeprowadzonym w Wageningen Livestock Research w Holandii. W celu określenia zapotrzebowania prosiąt na Ile zastosowano sześć diet z rosnącym udziałem standaryzowanej strawności jelitowej (SID) Ile. Dieta podstawowa (mieszanka 1) była oparta głównie na kukurydzy (43,5 %), pszenicy (29,0 %) i jęczmieniu (8,4 %) i zawierała około 150 g/kg BO, 12,0 g SID Lys na kg i była uboga w izoleucynę (4,4 g/kg SID Ile). Grupy testowe 2 do 6 zawierały rosnący poziom SID Ile poprzez dodanie wolnego aminokwasu L-Ile (BESTAMINOTM) kosztem skrobi, aż do osiągnięcia poziomów odpowiednio 4,95, 5,50, 6,05, 6,60 i 7,15 g SID Ile na kg. Wszystkie pozostałe aminokwasy utrzymywały się na stałym poziomie i były zbilansowane zgodnie z zapotrzebowaniem (tabela 1).
Tab. 1. Idealny standaryzowany profil aminokwasów strawnych jelitowo w mieszankach
Łącznie 384 prosiąt (Topigs Norsvin 70: Norwegian Landrace x czystej rasy York-Z) podzielono na sześć grup. Doświadczenie trwało 28 dni, począwszy od 6 dnia po odsadzeniu, w sztucznie ogrzewanym, wentylowanym i oświetlonym pomieszczeniu. Wszystkie pasze były opracowane bez dodatku leczniczego ZnO.
Obecne badanie zostało przeprowadzone jako dose-response (dawka odpowiedź) na dawkę Ile przy użyciu niskobiałkowej diety bazowej (około 150 g CP na kg), w której aminokwas Ile był ograniczający, podczas gdy wszystkie inne aminokwasy były obecne na poziomie pokrywającym zalecane przez normy wartości zapotrzebowania. W całym okresie doświadczalnym pobranie paszy (FI) i średni przyrost masy ciała (ADG) były znacznie zmniejszone u prosiąt otrzymujących mieszanki paszowe z najniższym poziomem Ile (dawki 1 do 3), wskazując, że dieta bazowa była rzeczywiście uboga w izoleucynę, co spowodowało niskie pobranie paszy i przyrost masy ciała.
Biorąc pod uwagę cały okres doświadczalny (dzień 0-28), Parametry FI i ADG były istotnie uzależnione od rodzaju paszy (P<0,001). Przez dodanie Ile, FI i ADG wzrastały aż do dawki 4. Następnie osiągnięto poziom stabilnych przyrostów (rysunek 2). W przypadku FCR, tylko wartość dla paszy 1 była wyższa w porównaniu do wszystkich pozostałych mieszanek (P<0,05). W całym okresie, szacowane zapotrzebowanie na ile dla najniższego FI wynosiło 6,18 g/kg SID Ile (52 % Ile: Lys) przy modelu wykładniczym. ADG zostało zoptymalizowane na poziomie 6,11 g/kg SID Ile (model wykładniczy).
Rys. 2. Średnie przyrosty masy ciała (ADG) grup 1-6 przez cały okres trwania testu
Jak już wcześniej wspomniano, nadmierna podaż Leu może wpływać na zapotrzebowanie na Val i Ile, ponieważ Leu działa jako stymulator wspólnego systemu enzymatycznego i w konsekwencji zmniejsza dostępność Val i Ile. Jednak w dietach na bazie zbóż o niskiej wartości białka ogólnego, zawartość Leu w paszach jest zwykle dość niska, prowadzi to do porównywalnie niższego zapotrzebowania na Ile. Van Milgen i wsp. (2012) przeprowadzili metaanalizę badań dotyczących zapotrzebowania na Ile u prosiąt po odsadzeniu. Stwierdzili oni, że stężenie Ile w diecie poniżej zalecanego zapotrzebowania powodowało znaczące obniżenie zarówno FI, jak i ADG, co zaobserwowano również w niniejszym badaniu. Obniżenie stężenia Ile poniżej zalecanego normami poziomu skutkowało w metaanalizie 15% redukcją FI i 21% redukcją ADG. Stosowanie produktów krwiopochodnych w diecie prowadzi do wysokiej zawartości Leu. Zatem poziom Leu w paszy jest ważnym czynnikiem odpowiedzi na poziom koncentracji Ile w diecie. W paszach bez produktów krwiopochodnych stwierdzono, że zapotrzebowanie na Ile jest niższe od zaleceń NRC (2012) (52% w stosunku do zapotrzebowania na SID Lys). W wyniku metaanalizy stwierdzono, że stosunek zapotrzebowania Ile: Lys na poziomie co najmniej 50% w przeliczeniu na SID jest zalecany dla prosiąt po odsadzeniu. Jest to zgodne z wynikami prezentowanych badań przeprowadzonych dla CJ Europe przez Wageningen Livestock Research.
Kluczowa rola aminokwasów w dietach o niskim CP
Nadmiar niestrawionego białka będzie miał negatywny wpływ nie tylko na środowisko, ale także na samo zwierzę. Jednak wyniki tego badania pokazują, że prosięta w fazie poodsadzeniowej reagują dość drastycznie na obniżenie poziomu Ile w paszy pod względem zmniejszenia FI i ADG, wskazując, że należy zapobiegać niedoborom Ile przy obniżaniu poziomu białka w dietach dla prosiąt po odsadzeniu. Oczywiście, w przypadku żywienia dietami o niskiej zawartości CP, prawidłowy bilans aminokwasów jest kluczowy do osiągnięcia bezpiecznego odsadzenia bez pogorszenia wydajności.
