Mối quan hệ giữa methionine, choline và betaine trong dinh dưỡng gia cầm

Nó đã trở thành một sự đồng thuận rằng methionine là axit amin hạn chế đầu tiên cho gia cầm. Như một thiết yếu Axit amin, động vật không thể tổng hợp hoặc tổng hợp với số lượng nhỏ và phải được cung cấp bởi chế độ ăn ngoài ngoại sinh để duy trì sản xuất động vật. Nội dung của methionine trong thức ăn cho loại bữa ăn ngô thông thường bị hạn chế và cần thêm methionine để đáp ứng nhu cầu của động vật. Hiện tại, giá methionine trên thị trường là khá cao. Choline và betaine đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thức ăn thay thế một phần cho methionine. Bài viết này xem xét sự trao đổi chất và mối quan hệ chức năng của methionine, choline và betaine trong gia cầm.

1. Tác dụng sinh lý của methionine, choline và betaine

Methionine là một axit amin chứa lưu huỳnh, tên hóa học của nó là axit 2-amino-4-methylthiobutyric và công thức phân tử của nó là C5H11NO2S. Choline là hydroxit của trimethylamine (β-hydroxyethyl) với công thức phân tử C5H15NO2S. Betaine, còn được gọi là trimethylglycine, có công thức phân tử C5H11NO2. Ba sản phẩm có cấu trúc tương tự nhau.

1.1 Vai trò sinh lý của methionine

Hầu hết các động vật, đặc biệt là chim, không thể tổng hợp methionine trong cơ thể chúng, hoặc tổng hợp rất ít. Hầu hết methionine liên quan trực tiếp đến tổng hợp protein ở động vật và khi lượng cystine trong chế độ ăn không đủ để đáp ứng nhu cầu của động vật để tổng hợp protein, methionine sẽ được chuyển thành cysteine ​​cần thiết để tổng hợp protein.

Một vai trò quan trọng khác của methionine là cung cấp các nhóm methyl cho các phản ứng methyl hóa khác nhau ở động vật. Nhóm methyl là cần thiết cho việc tổng hợp một số chất có chức năng sinh lý quan trọng. Ví dụ, quá trình tổng hợp axit uric ở chim đòi hỏi các axit amin như methionine để cung cấp các nhóm methyl. Methionine tham gia vào một loạt các phản ứng methyl hóa trong cơ thể động vật bằng cách cung cấp các nhóm methyl và các phản ứng methyl hóa này tổng hợp một số chất chuyển hóa quan trọng, bao gồm choline, carnitine, creatine, phospholipids, epinephrine, RNA và DNA.

1.2 Vai trò sinh lý của choline

Choline Ở động vật chủ yếu tồn tại dưới dạng lecithin, lysolecithin, phosphorylcholine, neurocholine, choline acetate, v.v., và hàm lượng choline tự do là rất nhỏ. Choline là một chất quan trọng để tổng hợp phospholipid và lecithin ở động vật, và tham gia tổng hợp chất béo ở gan và vận chuyển nó đến mô mỡ để lưu trữ. Nó có thể ngăn ngừa xương cứng đầu và gan mỡ ở gia cầm. Sau khi choline được acetyl hóa trong cơ thể, nó tham gia vào hoạt động thần kinh trong cơ thể dưới dạng acetylcholine. Một vai trò quan trọng khác của choline là cung cấp methyl để tham gia vào quá trình tổng hợp methionine. Mặt khác, choline cũng chấp nhận nhóm methyl do methionine cung cấp để tổng hợp choline. Trong quá trình này, methionine vừa là người chấp nhận methyl vừa là người hiến methyl.

1.3 Vai trò sinh lý của Betaine

Như choline, Betaine Cũng có thể thúc đẩy chuyển hóa chất béo và ức chế gan mỡ. Trong nuôi trồng thủy sản, Betaine đã được sử dụng rộng rãi như một chất hấp dẫn thực phẩm. Đồng thời, Betaine là một nhà tài trợ methyl trực tiếp và hiệu quả. Một trong ba nhóm methyl của nó có thể tham gia trực tiếp chuyển methyl, trong khi hai nhóm còn lại bị oxy hóa và gián tiếp tham gia vào các phản ứng methyl hóa.

2. Mối quan hệ giữa choline, betaine và methionine là người hiến methyl

Việc tổng hợp methionine ở động vật đòi hỏi choline để cung cấp các nhóm methyl. Choline trước tiên phải được oxy hóa thành betaine trong ty thể, cung cấp các nhóm methyl. Do đó, choline là tiền thân của betaine và quá trình này là không thể đảo ngược. Betaine có thể chuyển nhóm methyl sang homocysteine ​​để tổng hợp methionine. Homocysteine, mặt khác, chỉ có thể được chuyển hóa từ methionine trong cơ thể. Axit amin này gần như không có trong protein tự nhiên, vì vậy Betaine không thể thay thế methionine để tổng hợp protein. Tuy nhiên, nếu việc cung cấp choline hoặc betaine là không đủ, chu kỳ truyền qua được đề cập ở trên sẽ bị ức chế. Một mặt, việc tổng hợp methionine ở động vật sẽ bị ảnh hưởng. Mặt khác, do thiếu các nhóm methyl, methionine không thể tái tạo trong chế độ ăn sẽ được sử dụng để cung cấp cho các nhóm methyl tham gia vào các phản ứng methyl để đáp ứng nhu cầu sinh lý khác nhau của động vật. Điều này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ tổng hợp protein và sự phát triển của động vật.

Nếu việc cung cấp methionine là quá mức và thiếu choline và betaine, một lượng lớn homocysteine ​​sẽ tích lũy trong cơ thể, dẫn đến chondrodysplasia xương chày và xơ vữa động mạch.

3. Sự thay thế lẫn nhau của choline, betaine và methionine

Betaine là một nhà tài trợ methyl hiệu quả hơn choline như một nhà tài trợ methyl. Betaine hiệu quả gấp 12-15 lần như một người hiến methyl so với choline. Do đó, là một nhà tài trợ methyl, betaine có thể thay thế hoàn toàn choline. Tuy nhiên, các chức năng sinh lý quan trọng của choline bao gồm phospholipid, vận chuyển chất béo, v.v. và betaine không thể được chuyển đổi thành choline. Do đó, betaine không thể thay thế hoàn toàn chức năng của choline. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng 75% nhu cầu của cơ thể đối với choline phải được cung cấp bởi chính choline và 25% còn lại có thể được thay thế bằng betaine.

Tác dụng thay thế của betaine đối với methionine chủ yếu liên quan đến hàm lượng choline trong chế độ ăn uống. Một số lượng lớn các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi nội dung của Choline Trong chế độ ăn kiêng là không đủ, việc bổ sung betaine có thể thay thế một phần chức năng của methionine, cung cấp cho các nhóm methyl để cải thiện tốc độ tăng trưởng và tiết kiệm methionine. Nhưng sự thay thế này không hoàn chỉnh và thức ăn phải chứa khoảng 0,5% methionine. Trong chế độ ăn của gà thịt, Betaine thay thế methionine, lượng thay thế tối ưu trong giai đoạn đầu là 1/2 và lượng thay thế tối ưu trong giai đoạn sau là 2/3. Tuy nhiên, nếu lượng choline trong chế độ ăn uống đáp ứng nhu cầu phát triển của động vật, việc thêm betaine không thể thay thế methionine để tổng hợp protein và sẽ không cho thấy hiệu suất sản xuất tốt hơn.

Trong sản xuất thực tế, hàm lượng choline trong chế độ ăn của bột ngô và đậu nành là thấp, và có một điểm yếu của các nhóm methyl không đủ. Thêm choline có thể làm giảm bớt các tác động tiêu cực của thiếu hụt methyl. Liệu choline có thể thay thế hoàn toàn methionine luôn gây tranh cãi hay không, và chìa khóa có liên quan đến mức độ methionine trong chế độ ăn uống và tuổi của gà thử. Khi methionine trong chế độ ăn uống không đủ, ảnh hưởng của việc bổ sung choline sẽ là rõ ràng. Bởi vì choline của phosphatidylethanolamine và methionine trong cơ thể không thể đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của gà con, một lượng choline đủ phải được đảm bảo trong chế độ ăn uống.

Tóm lại, Betaine là một nhà tài trợ methyl có thể thay thế một phần choline; Choline và betaine có thể thay thế một phần methionine. Tuy nhiên, hiệu quả thay thế của nó cần được xem xét toàn diện theo thành phần của chế độ ăn kiêng, nhu cầu dinh dưỡng cụ thể của động vật và giá cả.