Аргинин является незаменимой аминокислотой, частично синтезируемой в организме животных, в рамках цикла образования мочевины (орнитиновый цикл) — основной путь утилизации продуктов распада белков, в т.ч. аммиака. Биосинтез мочевины инициируется в печени и клетках кишечника. Одними из катализаторов орнитинового цикла являются N-ацетилглутамат (NAG) и N-карбомилглутамат (NCG), как биологически стабильный структурный аналог NAG [2]. Таким образом, NCG может повысить эффективность утилизации аммиака и образование аргинина в организме.
Аргинин является одной из универсальных аминокислот, которая является предшественником синтеза мочевины, оксида азота (NO) и полиаминов, и регулирует ключевые метаболические пути, критически важные для здоровья, роста, размножения и гомеостаза животных [1]. Увеличение синтеза аргинина приводит к повышению эффективности использования азота-протеина рациона и повышению продуктивности животных. В молочных железах 65% аргинина превращается в другие метаболиты [3]. Основные метаболиты аргинина в молочной железе: глутаминовая кислота, серин, пролин, аспарагиновая кислота [4].
Дефицит аргинина может привести к недостаточному синтезу в молочной железе заменимых аминокислот и ограничить синтез молочного белка, к перерасходу (так как будут восполнять функцию аргинина) таких незаменимых аминокислот, как: изолейцин, лейцин, лизин, валин, треонин, которые также, как аргинин, могут на 35-40% [3] расходоваться в молочной железе для синтеза других метаболитов. В совокупности этот дефицит сказывается на снижении молочной продуктивности.
Дефицит аргинина чаще всего возникает в периоды, когда организм подвергается метаболическим стрессам, максимальному росту, технологическому стрессу и травмам. Наиболее критичными периодами являются супоросность и лактация свиноматок, а также период отъема поросят [6]. Использование низкопротеиновых рационов на откорме поросят также приводит к возникновению дефицита аргинина, как следствие снижение эффективности использования белка рациона и повышение отложения жировой ткани [5].
Собственные исследования на поросятах-сосунах, по применению кормовой добавки Алтавим NCG, показали снижение на 64,37% аммиака в крови, что является основным показателем активации орнитинового цикла и способствует активному синтезу аргинина. Это подтверждается повышением среднесуточных привесов у поросят-сосунов на 8,87%, получавших кормовую добавку Алтавим NCG. [7].
Применение NCG в рационах для высокопродуктивных коров показало, что можно улучшить оплодотворение, путем снижения токсичного воздействие аммиака на яйцеклетку, используя рацион с высоким содержанием протеина. Также важным фактором в развитии эмбриона является увеличение образования оксида азота (NO) при использовании NCG. NO и полиамины являются ключевыми регуляторами ангиогенеза (развитие кровеносной системы) и эмбриогенеза, а также плацентарного и эмбрионального роста [15]. Высокие удои и улучшенные показатели зачатия важны для производителей молока. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что репродуктивная эффективность жвачных животных может быть повышена путем добавления функциональных питательных веществ, таких как аргинин или NCG.
В предыдущих исследованиях было показано, что введение аргинина может улучшить метаболизм азота у телок [8] и молокообразование у коров [16]. Парентеральное введение аргинина овцематкам снижало эмбриональную потерю, увеличивало массу тела ягненка при рождении и повышало выживаемость плодов ягнят к сроку окотов у плодовитых овец [9,10]. Однако аргинин быстро разлагается в рубце [11], и введение аргинина сельскохозяйственным животным не является практичным подходом. В то время, скармливание защищенного аргинина от разрушения в рубце, является экономически нецелесообразным. Таким образом, для увеличения эндогенного синтеза аргинина, добавление NCG является наиболее перспективным.
Собственные тесты на молочных коровах холмогорской породы показали, что применение Алтавим NCG приводило к снижению концентрации аммиака в крови коров опытной группы с 496,9±54,3 до 294,0±73,5 мкмоль/л. Продуктивность коров в опытной группе с Алтавим NCG увеличилась на 2,1 литра молока. Содержание молочного белка у коров контрольной группе снижалось к началу опыта с 3,17±0,12 до 3,14±0,16%, а в опытной увеличилось с 3,22±0,17 до 3,36±0,34%. Содержание мочевины в молоке у коров опытной группы было ниже: 4,23±1,21 ммоль/л, против 4,33±0,13 ммоль/л в контроле [7].
Скармливание NCG высокопродуктивным молочным коровам позволяет значительно снизить содержание аммиака в плазме крови и повысить концентрацию NO, по сравнению с контрольной группой. Были увеличены выход молока и молочного протеина [10]. Полученные нами данные подтверждаются работами зарубежных ученых, которые были опубликованы ранее.
Жвачные животные не могут эффективно преобразовывать азот из рациона, и только 25-30% азота корма может быть преобразовано в молоко [13]. Эффективность использования азота может быть увеличено за счет улучшения коэффициента конверсии потребляемого протеина [14], увеличения рециркуляции мочевины в кишечнике и печени, оптимизации баланса аминокислот [12]. Проведенные нами балансовые опыты с кормовой добавкой Алтавим NCG подтверждают эти данные.
Введение в корм 20 г/гол/сутки Алтавим NCG показало, что из 270,1±0,25г полученного азота в день с рационом в контроле и 271,4±0,1г в опытной группе, было выведено примерно равное количество азота с калом (88,1±0,6г и 87,8±0,3г), но значительно меньшее количество выведено с мочой в опытной группе (140,5±1,57 г против 122,8±2,55г), что составило 51,97±0,57% в контроле и 45,25±0,95% в опыте от полученного [7].
Таким образом, результаты балансовых опытов подтвердили, что введение в корм Алтавим NCG увеличивает эффективность использования азота на 8,4%.
В заключении можно сделать вывод, что Алтавим NCG может заменить аргинин в кормах жвачных животных и свиней, что открывает новый путь в повышении эффективности и экономии белковых ресурсов в животноводстве.