От Woong B. Kwon и Hans H. Stein, Университет на Илинойс | 30 януари 2020 г.

частично

Триптофанът е незаменима аминокиселина, която често ограничава растежа при прасета, хранени с диета на основата на царевично-соево брашно. Триптофанът може да действа като регулатор на приема на храна чрез засилване на сигнала за серотонин в мозъка, тъй като триптофанът е предшественик на серотонина. Високият прием на триптофан увеличава приема на фураж и това отчасти се дължи на повишения синтез на серотонин. Наличието на диетичен триптофан в мозъка се счита за ограничаваща скоростта стъпка в хипоталамусния синтез на серотонин.

Въпреки това, за да бъде транспортиран в мозъка, триптофанът се конкурира с други големи неутрални аминокиселини като валин, левцин, изолевцин, тирозин и фенилаланин за общ транспортер (L-тип аминокиселинен транспортер 1) за преминаване през кръвно-мозъчната бариера.

Диетите, базирани на царевица и съпътстващи продукти от царевица и сорго и продукти от сорго, често съдържат много повече левцин, отколкото се изисква от свинете, поради високата концентрация на левцин в протеините от царевица и сорго. Тъй като левцинът е една от аминокиселините, която се конкурира с триптофана за транспортиране в мозъка, е доказано, че излишният диетичен левцин намалява синтеза на серотонин и по този начин намалява приема на фураж при прасетата.

Възможно е обаче повишеният хранителен триптофан да преодолее тези ефекти. Поради това беше проведен експеримент за тестване на хипотезата, че е необходим повишен диетичен триптофан при диети с високо левцин за отглеждане на свине, за да се предотврати спад в концентрацията на хипоталамусния серотонин и за поддържане на приема на храна и растежа на свинете.

Общо 144 растящи прасета (първоначално телесно тегло: 28,2 ± 1,9 килограма) бяха назначени за девет диетични лечения с две прасета на кошара и осем копия на кошари на лечение. Три основни диети, базирани на царевица, соево брашно, пшеница и ечемик, бяха формулирани така, че да съдържат 100, 200 или 300% от изискването за стандартизиран илеален смилаем левцин. Тези три диети бяха формулирани така, че да имат съотношение SID триптофан: лизин от 18%, което се приема като изискване за отглеждане на свине. Шест допълнителни диети бяха формулирани чрез добавяне или на 0,05%, или на 0,10% кристален триптофан към всяка от трите основни диети, за да се осигурят диети със съотношение SID триптофан: лизин съответно 23% или 28%. По този начин бяха използвани общо девет диети.

В края на 21-дневния експеримент бяха записани индивидуални телесни тегла на прасета, а в последния ден от експеримента се жертваше едно прасе на кошара и се събира хипоталамусът за измерване на концентрациите на серотонин в хипоталамуса.

Резултатите потвърждават, че средният дневен прием на фураж е бил отрицателно повлиян от излишния диетичен левцин в храната (Фигура 1) и това е довело до отрицателни ефекти върху средния дневен прираст (Фигура 2).

Фигура 1: Прогнозирани стойности, базирани на взаимодействието между стандартизиран илеален смилаем триптофан и SID левцин, за среден дневен прием на фураж при растящи прасета, хранени с диети, съдържащи от 18 до 28% SID Trp: Lys и от 100 до 300% SID Leu спрямо изискване.

Фигура 2: Прогнозирани стойности, базирани на взаимодействието между стандартизиран илеален смилаем триптофан и SID левцин, за среднодневен прираст при растящи прасета, хранени с диети, съдържащи от 18 до 28% SID Trp: Lys и от 100 до 300% SID Leu спрямо изискването.

Обаче отрицателният ефект на излишния левцин върху приема и фуража е частично подобрен чрез увеличаване на хранителния триптофан. Хипоталамусният серотонин също е бил отрицателно повлиян от диетичния левцин, което показва, че излишъкът от левцин ще ограничи усвояването на триптофан в мозъка (Фигура 3). Но с повишен хранителен триптофан, отрицателният ефект от излишния левцин беше частично преодолян. Тези данни потвърждават отрицателния ефект на левцина върху синтеза на серотонин, което е вероятно, защото излишъкът от левцин намалява усвояването на триптофан в мозъка поради конкуренцията за споделения транспортер от кръвта до мозъка.

Фигура 3: Прогнозирани стойности, базирани на взаимодействието между стандартизиран илеален смилаем триптофан и SID левцин, за концентрации на хипоталамусен серотонин при растящи прасета, хранени с диети, съдържащи от 18 до 28% SID) Trp: лизин и от 100 до 300% SID Leu спрямо изискване.

Следователно е вероятно намаленият прием на фураж при свине, хранени с излишен левцин, с последващо намаляване на средния дневен прираст, да е отчасти резултат от намаления синтез на серотонин в мозъка. Ясно е обаче също така, че дори при най-високите концентрации на триптофан, използвани в този експеримент, не е било възможно да се възстанови напълно ефективността на растежа на прасета, хранени с диета, съдържаща 300% от нуждите на левцин, на тази на прасета, хранени с диета със 100% от изискването за левцин.

Това наблюдение показва, че намаленият синтез на серотонин не е единственият отрицателен ефект на излишния левцин в диетите.

В обобщение, увеличеният диетичен левцин намалява синтеза на серотонин в мозъка поради ограничено усвояване на триптофан в мозъка. Поради намаления синтез на серотонин, приемът на фураж беше намален, което след това доведе до намалено среднодневно увеличение. Резултатът от тези резултати е, че отрицателните ефекти от излишния диетичен левцин могат да бъдат частично преодолени чрез добавяне на повече триптофан към диетата.