Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»

Суббота, 24 Май 202521:31

+7 (495) 996-34-15; (48438) 4-30-26

ВЛИЯНИЕ НИЗКОПРОТЕИНОВЫХ РАЦИОНОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ И СООТНОШЕНИЕМ ЛИМИТИРУЮЩИХ АМИНОКИСЛОТ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СКЕЛЕТНО-МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ У ПОРОСЯТ

Родионова О.Н.

ВНИИ физиологии, биохимии и питания животных - филиал ФИЦ

животноводства - ВИЖ им. Л.К. Эрнста, Боровск Калужской области

Номер: 3
Страницы: 68-78

Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных

Ключевые слова:

лимитирующие аминокислоты, низкопротеиновые рационы, поросята, рост и развитие скелетных мышц

Аннотация:

В последние годы растёт интерес к исследованиям по оптимизации белково-аминокислотного питания свиней, в частности, в отношении роли индивидуальных аминокислот, лимитирующих процессы роста скелетно-мышечной ткани. Эксперимент проведен на трёх группах (n=16) помесных поросят (ландрас× крупная белая) с начальной живой массой 20-22 кг, получавших комбикорм на ячменно-пшеничной основе (1-я группа, контроль: 12,4 МДж обменной энергии; 120 г сырого протеина (7,7 г лизин; 4,6 метионин+цистин; 4,8 г треонин), комбикорм с повышенным уровнем обменной энергии и лимитирующих аминокислот (2-я группа: 13,0; 122; 9,4; 6,1; 6,3 соответственно) или с повышенным содержанием сырого протеина, обменной энергии и аминокислот (3-я группа, 13,6; 152; 10,8; 7,0; 7,2 соответственно). У животных 2-й и 3-й групп по сравнению с контролем концентрация и количество мышечного белка к 122-сут. возрасту были выше на 5,5 и 11 и на 27 и 39% (Р<0,05), соответственно. Среднесуточные приросты живой массы, массы скелетных мыщц и содержание в них фракции саркоплазматических и миофибриллярных белков во 2-й и 3-й группах были выше против контроля (Р<0,05). Заключили, что в условиях проведеного эксперимента повышенная интенсивность роста и оптимальное развитие скелетно-мышечной ткани у помесных поросят в возрастной период с 65 по 122 суток обеспечиались при соотношении в рационе содержания аминокислот по отношению к лизину (%): треонин 67, метионин+цистин 65, валин 63, лейцин+изолейцин 142, гистидин 33, триптофан 15, аргинин 54, фенилаланин+тирозин 96.

Литература:

1. Еримбетов К.Т., Обвинцева О.В., Софронова О.В. Физиологическое значение и метаболические функции лейцина, изолейцина и валина у животных (обзор). // Проблемы биологии продуктивных животных. 2021. № 4. С. 40-50. DOI: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2021.4.40-50.

2. Еримбетов К.Т., Обвинцева О.В., Соловьева А.Г., Федорова А.В., Земляной Р.А. Сигнальные пути и факторы регуляции синтеза и распада белков в скелетных мышцах (обзор). // Проблемы биологии продуктивных животных. 2020. № 1. С. 24-33. DOI: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2020.1.24-33.

3. Еримбетов К.Т. Метаболизм белков у растущих бычков и свиней и факторы его регуляции. Автореф. дисс… д.б.н., Боровск, 2007, 46 с.

4. Обвинцева О.В., Еримбетов К.Т., Михайлов В.В. Основные физиологические факторы формирования мясной продуктивности у свиней (обзор). // Проблемы биологии продуктивных животных. 2022. № 2. С. 5-19. DOI: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2022.2.5-19.

5. Родионова О.Н., Кальницкий Б.Д. Азотистый обмен и продуктивность растущих свиней на низкопротеиновых рационах с разным уровнем обменной энергий и лимитирующих аминокислот. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2010. № 1. С. 90-95.

6. Черепанов Г.Г. Системная морфофизиологическая теория роста животных. Боровск: ВНИИФБиП, 1994. 104 с.

7. Ayuso M., Fernández A., Núñez Y., Benítez R., Isabel B., Barragán C., Fernández A.I., Rey A.I., Medrano J.F., Cánovas Á., González-Bulnes A., López-Bote C., Ovilo C. Comparative analysis of muscle transcriptome between pig genotypes identifies genes and regulatory mechanisms associated to growth, fatness and metabolism. // PLoS One. 2015. Vol. 10. nr 12. P. 445-464. DOI: 10.1371/journal.pone.0145162.

8. Anthony T.G. Mechanisms of protein balance in skeletal muscle. // Domest. Anim. Endocr. 2016. Vol. 56(Suppl). Р. 23-32. DOI: 10.1016/j.domaniend.2016.02.012.

9. Batson K.L., Calderón H.I., Tokach M.D., Woodworth J.C., Goodband R.D., Dritz S.S., DeRouchey J.M. Effects of feeding diets containing low crude protein and coarse wheat bran as alternatives to zinc oxide in nursery pig diets. // J. Anim. Sci. 2021. Vol. 99. P. 1810-1820. DOI: 10.1093/jas/skab090.

10. Che L.Q., Peng X., Hu L., Wu C., Xu Q., Fang Z.F., Lin Y., Xu S.Y., Li J., Feng B., Tian G., Zhang R.N., Sun H., Wu D., Chen D.W. The addition of protein-bound amino acids in low-protein diets improves the metabolic and immunological characteristics in fifteen- to thirty-five-kg pigs. // J. Anim. Sci. 2017. Vol. 95. P. 1277-1287. DOI: 10.2527/jas2016.0990.

11. Deng D., Yao K., Chu W., Li T., Huang R., Yin Y., Liu Z., Zhang J., Wu G. Impaired translation initiation activation and reduced protein synthesis in weaned piglets fed a low-protein diet. // J. Nutr. Biochem. 2009. Vol. 20. P. 544-552. DOI: 10.1016/j.jnutbio.2008.05.014.

12. Escobar J., Frank J.W., Suryawan A., Nguyen H.V., Kimball S.R., Jefferson L.S., Davis T.A. Physiological rise in plasma leucine stimulates muscle protein synthesis in neonatal pigs by enhancing translation initiation factor activation. // Am. J. Physiol. Endocr. Metab. 2005. Vol. 288. P. 914-921. DOI: 10.1152/ajpendo.00510.2004.

13. Esteves L.A.C., Monteiro A.N.T.R., Sitanaka N.Y., Oliveira P.C., Castilha L.D., Paula V.R.C., Pozza P.C. The reduction of crude protein with the supplementation of amino acids in the diet reduces the environmental impact of growing pigs production evaluated through life cycle assessment. // Sustainability. 2021. Vol. 13. P. 4815-4822. DOI:10.3390/su13094815.

14. Eugenio F.A., van Milgen J., Duperray J., Sergheraert R., Le Floc'h N. Feeding intact proteins, peptides, or free amino acids to monogastric farm animals. // Amino Acids. 2022. Vol. 54. nr 2. P. 157-168. DOI: 10.1007/s00726-021-03118-0.

15. Figueroa J.L., Lewis A.J., Miller P.S., Fischer R.L., Diedrichsen R.M. Growth, carcass traits, and plasma amino acid concentrations of gilts fed low-protein diets supplemented with amino acids including histidine, isoleucine, and valine. // J. Anim. Sci. 2003. Vol. 81. P. 1529-1537. DOI: 10.2527/2003.8161529x.

16. Hulshof T.G., van der Poel A.F.B., Hendriks W.H., Bikker P. Amino acid utilization and body composition of growing pigs fed processed soybean meal or rapeseed meal with or without amino acid supplementation. // Animal. 2017. Vol. 11. nr 7. P.1125-1135. DOI: 10.1017/S1751731116002548.

17. Helander E. On quantitative muscle protein determination sarcoplasma and myofibrile protein content of normal and atrophy skeletal muscle // Acta Physiol. Scand. 1957. Vol. 41. P. 141-147.

18. Li Y.H., Li F.N., Duan Y.H., Guo Q.P., Wen C.Y., Wang W.L., Huang X.G., Yin Y.L. Low-protein diet improves meat quality of growing and finishing pigs through changing lipid metabolism, fiber characteristics, and free amino acid profile of the muscle. // J. Anim. Sci. 2018. Vol. 96. nr 8. P. 3221-3232.

19. Laurent G.J. Protein turnover during skeletal muscle hypertrophy.// Fed. Proc. 1980. Vol. 39. P.42-47.

20. Limbach J.R., Espinosa C.D., Perez-Calvo E., Stein H.H. Effect of dietary crude protein level on growth performance, blood characteristics, and indicators of intestinal health in weanling pigs. // J. Anim. Sci. 2021. Vol. 99. P. 1374-1383. DOI: 10.1093/jas/skab166.

21. Millet S., Aluwé M., De Boever J., De Witte B., Douidah L., Van den Broeke A., Leen F., De Cuyper C., Ampe B., De Campeneere S. The effect of crude protein reduction on performance and nitrogen metabolism in piglets (four to nine weeks of age) fed two dietary lysine levels. // J. Anim. Sci. 2018. Vol. 96. P. 3824–3836. DOI: 10.1093/jas/sky254.

22. Nie C., Xie F., Ma N., Bai Y., Zhang W., Ma X. Nutrients mediate bioavailability and turnover of proteins in mammals. // Curr. Prot. Pept. Sci. 2019. Vol. 20. nr 7. P. 661-665. DOI: 10.2174/1389203720666190125111235.

23. Kim S.W., Chen H., Parnsen W. Regulatory role of amino acids in pigs fed on protein-restricted diets. // Curr. Prot. Pept. Sci. 2019. Vol. 20. nr 2. P. 132-138. DOI: 10.2174/1389203719666180517100746.

24. Rocha G.C., Duarte M.E., Kim S.W. Advances, implications, and limitations of low-crude-protein diets in pig production. // Animals (Basel). 2022. Vol. 12. nr 24. P. 478-485. DOI: 10.3390/ani12243478.

25. Soto J.A., Tokach M.D., Dritz S.S., Woodworth J.C., Derouchey J.M., Goodband R.D., Wu F. Optimal dietary standardized ileal digestible lysine and crude protein concentration for growth and carcass performance in finishing pigs weighing greater than 100 kg. // J. Anim. Sci. 2019. Vol. 97. P. 1701-1711. DOI: 10.1093/jas/skz052.

26. Tang Q., Li W., Ren Z., Ding Q., Peng X., Tang Z., Pang J., Xu Y., Sun Z. Different fatty acid supplementation in low-protein diets regulate nutrient utilization and lipid and amino acid metabolism in weaned pigs model. // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol. 24. nr 10. P. 8501-8512. DOI: 10.3390/ijms24108501.

27. Vonderohe C.E., Mills K.M., Liu S., Asmus M.D., Otto-Tice E.R., Richert B.T., Ni J.Q., Radcliffe J.S. The effect of reduced CP, synthetic amino acid supplemented diets on growth performance and nutrient excretion in wean to Finish swine. // J. Anim. Sci. 2022. Vol. 100. nr 6. P 456-465. DOI: 10.1093/jas/skac075.

28. van Milgen J., Dourmad J.-Y. Concept and application of ideal protein for pigs. // J. Anim. Sci. Biotechnol. 2015. Vol. 6. P.15-25. doi: 10.1186/s40104-015-0016-1.

29. Wullschleger S., Loewith R., Hall M.N. TOR signaling in growth and metabolism. // Cell. 2006. Vol.124. P. 471-484. DOI: 10.1016/j.cell.2006.01.016.

30. Wu G., Li P. The "ideal protein" concept is not ideal in animal nutrition. // Exp. Biol. Med. (Maywood). 2022. Vol. 247. Nr 13. P. 1191-1201. DOI: 10.1177/15353702221082658.

31. Wang Y., Zhou J., Wang G., Cai S., Zeng X., Qiao S. Advances in low-protein diets for swine. // J. Anim. Sci. Biotechnol. 2018. Vol. 9. P. 260-269. DOI: 10.1186/s40104-018-0276-7.

32. Wang H., Long W., Chadwick D., Velthof G.L., Oenema O., Ma W., Wang J., Qin W., Hou Y., Zhang F. Can dietary manipulations improve the productivity of pigs with lower environmental and economic cost? A global meta-analysis. // Agric. Ecosyst. Environ. 2020. Vol. 289:106748. DOI: 10.1016/j.agee.2019.106748.

33. Zhou P., Zhang L., Li J., Luo Y., Zhang B., Xing S., Zhu Y., Sun H., Gao F., Zhou G. Effects of dietary crude protein levels and cysteamine supplementation on protein synthetic and degradative signaling in skeletal muscle of finishing pigs. // PLoS One. 2015. Vol. 10. nr 9. P. 213-222. DOI: 10.1371/journal.pone.0139393.

34. Zheng L., Wei H., He P., Zhao S., Xiang Q., Pang J., Peng J. Effects of supplementation of branched-chain amino acids to reduced-protein diet on skeletal muscle protein synthesis and degradation in the fed and fasted states in a piglet model. // Nutrients. 2017. Vol. 9. nr 1. P. 17-30. DOI: 10.3390/nu9010017.

35. Zhao Y., Tian G., Chen D., Zheng P., Yu J., He J., Mao X., Yu B. Effects of varying levels of dietary protein and net energy on growth performance, nitrogen balance and faecal characteristics of growingfinishing pigs. // Rev. Bras. Zootec. 2019. Vol. 48. P. 2018-2021:e20180021. DOI: 10.1590/rbz4820180021.

36. Zhang Q., Hou Y., Bazer F.W., He W., Posey E.A., Wu G. Amino acids in swine nutrition and production. // Adv. Exp. Med. Biol. 2021. Vol. 1285. P. 81-107. DOI: 10.1007/978-3-030-54462-1_6.

Journal