В животном организме примерно половина из них (10) может быть синтезирована в реакциях аминирования, переаминирования, карбоксилирования в количестве, достаточном для нормального отправления жизненных процессов (аланин, аспарагиновая кислота, глицин, глутаминовая кислота, пролин, серин, тирозин, цистин, цистеин и не входящий в состав белков цитруллин и др.), – это заменимые аминокислоты . Другие аминокислоты или вовсе не синтезируются в организме или синтезируются в количестве, недостаточном для нормальной жизнедеятельности (аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин); их относят к группе незаменимых аминокислот .
Деление аминокислот на заменимые и незаменимые в известной мере условно. Некоторые из аминокислот в одних случаях могут быть заменимыми, в других – незаменимыми. Это зависит от того, для какой функции организма они используются – для роста или поддержания жизни, в каком возрасте и физиологическом состоянии находятся животные; зависит от наличия в кормах некоторых специфических веществ. Так, заменимая аминокислота глицин является для цыплят незаменимой. Аргинин может образовываться у свиней из орнитина (орнитин может синтезироваться из пролина); следовательно, при наличии орнитина он становится частично заменимым.
Физиологическое значение незаменимых аминокислот разнообразно.
Аргинину принадлежит важная роль в спермиогенезе. Он необходим также для нормального роста молодняка, особенно хрячков, белки мышц которых содержат его больше, чем белки мышц свинок. В зависимости от обеспеченности им находится функция паращитовидных желез, углеводный обмен, всасывание кальция. Валин необходим для нормального функционирования нервной и эндокринной систем. Дефицит валина в кормах вызывает снижение аппетита, замедление роста животных, обуславливает повышение чувствительности нервных окончаний, нарушение координации движения, мышечную слабость и дрожание. Обеспеченность гистидином влияет на устойчивость процессов азотистого обмена, синтеза гемоглобина, ядерных белков и ряда ферментов, рост мышечной ткани, особенно у самок, в белке которых повышено содержание этой аминокислоты. Изолейцин входит в состав многих белков; он необходим для нормального усвоения пищевых аминокислот. Недостаток аминокислоты ведет к уменьшению синтеза белка, снижению прироста массы тела и оплаты корма. Лейцин требуется для построения тканевых и плазменных белков, синтеза инсулина, глобулинов, окситоцина. При его дефиците усиливается потеря азота из организма и замедляется рост. Треонин и фенилаланин необходимы для синтеза гормона адреналина и гормонов тироксина и трийодтиронина. Треонин (вместе с изолейцином) способствует усвоению пищевых аминокислот. Его дефицит усиливает потери азота из организма и вызывает снижение живой массы. С обеспечением фенилаланином связано пигментообразование и кроветворение (созревание ретикулоцитов).
Незаменимая для цыплят аминокислота глицин нужна для синтеза белков, формирования оперения, хрящевой ткани, детоксикации ядов и образования желчных кислот. При дефиците глицина замедляется рост молодняка птицы, ухудшается конверсия корма.
В реальных условиях кормления животных протеины растительного происхождения при оптимальной комбинации кормов способны обеспечить потребность
животных в вышеназванных незаменимых аминокислотах. Гораздо сложнее сделать это в отношении трех других незаменимых аминокислот - лизина , метионина и триптофана . Это - наиболее дефицитные из незаменимых аминокислот и потому их называют « критическими », или « лимитирующими » (зачастую дефицитным для свиней бывает и треонин).
Лизин чаще всего находится на грани недостаточности. В природе встречается только L-форма, и животный организм может использовать только эту форму лизина. При химическом синтезе получают рацемическую смесь – DL – лизин.
Лизин необходим для синтеза всех белков и довольно инертен к превращениям, не связанным с синтезом белков. Он оказывает влияние на минеральный обмен (способствует усвоению кальция, фосфора, железа), на кроветворную функцию костного мозга, на превращение каротина в ретинол, на активность ферментов. Дефицит лизина в кормах ведет к снижению аппетита, проявлению анемии, ухудшению использования протеина, отставанию в росте и истощению, нарушению кальцификации костей, огрубению и сухости волосяного покрова и оперения. С обеспечением животных лизином связаны скорость овуляции и развитие эмбрионов, объем эякулята у производителей, молочность маточного поголовья.
Лизином богаты корма животного происхождения (рыбная, мясная, мясокостная мука, молоко и отходы молочной промышленности), кормовые дрожжи, зернобобовые (соя, горох и др.), соевые жмых и шрот. Для восполнения дефицита лизина промышленность вырабатывает кормовые формы лизина.
Метионин относится к группе серосодержащих аминокислот. Он входит в состав многих белков, принимает участие во многих процессах, связанных с синтезом витаминов, гормонов, ферментов, участвует в образовании таких соединений, как креатин, серин, цистин, играющих большую роль в обмене веществ. Метионин является донором метильных групп для синтеза холина и кератина, препятствует окислению белковых веществ, предотвращает жировое перерождение печени, обеззараживает в печени ядовитые вещества, участвует в образовании гемоглобина.
Установлена связь метионина с витамином В12: хорошая обеспеченность животных этим витамином снижает их потребность в метионине.
Недостаток метионина в кормах приводит к снижению уровня плазменных белков, ухудшению аппетита, задержке роста, анемии, общей вялости, истощению животных; теряется блеск и изреживается волосяной покров. При патологоанатомическом вскрытии у животных обнаруживают жировое перерождение печени, геморрагии в почках, изменения в поджелудочной железе, селезенке и других органах.
Потребность животных в метионине зависит от наличия в кормах другой серосодержащей аминокислоты - цистина , которым может быть заменена примерно половина (40-53%) потребности в метионине, и поэтому учитывают их совместное содержание.
В протеине большинства кормов находится умеренное количество серосодержащих аминокислот (метионина и цистина). Дефицитны по ним протеины кормовых дрожжей, кровяной, мясной, мясокостной муки, зерновых бобовых, соевого жмыха и шрота. Хорошими его источниками служат протеины рыбной муки, куриного яйца, подсолнечникового жмыха и шрота, кукурузы. В практике животноводства применяют кормовой DL-метионин, из которого используются организмом оба его изомера.
Избыток метионина или цистина может вызвать токсикоз и привести к смертельному исходу.
Триптофан необходим для нормального функционирования эндокринной, кроветворной и половой систем. Он частично может расходоваться в организме на синтез витамина РР – ниацина (но обратное превращение невозможно).
При недостатке в кормах триптофана у животных пропадает аппетит, снижается упитанность, появляется анемия, наблюдается огрубение волосяного покрова; нередко обнаруживают атрофию семенников и яичников. У беременных животных наблюдают эмбриональную смертность потомства. При дефиците этой аминокислоты понижаются иммунные свойства организма животных.
Дефицит триптофана чаще всего проявляется при избыточном кормлении кукурузой, протеин которой особенно беден этой аминокислотой. Компенсируют дефицит триптофана использованием кормов животного происхождения, кормовых дрожжей, муки из виноградных выжимок.
Оценка качества протеина кормов по содержанию незаменимых аминокислот, прежде всего лизина, метионина и триптофана (в кормах для свиней – треонина), и обеспечение животных протеином с нужным набором аминокислот позволяет повысить эффективность использования как протеина, так и кормов в целом.
Недостаток любой незаменимой аминокислоты является фактором, лимитирующим синтез белка в организме, так как все остальные аминокислоты, поступившие в достатке, не могут быть использованы для синтеза белка, становятся избыточными и избыточная их часть дезаминируется. Азот дезаминированных аминокислот выводится из организма в виде мочевины. Освободившаяся после дезаминирования карбоксильная группа аминокислот в результате ряда превращений используется организмом в качестве источника энергии или превращается в жир. Синтез мочевины сопровождается значительными потерями энергии в организме. Следовательно, скармливание протеина, дефицитного по незаменимым аминокислотам, не только ухудшает использование протеина, снижает синтез белка, но и увеличивает затраты корма.
Содержание аминокислот в разных кормах колеблется в очень широких пределах, и потребности животных в них удовлетворяют путем комбинирования кормов. В результате так называемого дополняющего действия протеинов различных кормов биологическая ценность протеина кормосмеси с правильно подобранным аминокислотным составом выше, чем среднеарифметический показатель их полноценности в отдельных кормах.
Потребность животных в аминокислотах выражается в граммах (птицы – в миллиграммах), а содержание аминокислот в кормах - как в этих единицах измерения, так и в процентах от сухого вещества корма или от сырого протеина.
Чтобы обеспечить потребность животных в аминокислотах, нормируют и сырой протеин (этим гарантируется обеспечение суммарной потребности в заменимых аминокислотах), и незаменимые аминокислоты.
Потребность животных в аминокислотах зависит от многих факторов: вида, пола, возраста, физиологического состояния, направления продуктивности, уровня и качества производимой продукции, уровня протеина в поедаемых кормах, от обеспечения потребностей животных в энергии, витаминах, минеральных и других веществах.
