Průvodce zásadami výživy zvířat

Trávení je proces, při kterém se požité krmivo fyzikálně a chemicky rozkládá na jednoduché produkty určené ke vstřebání z trávicího traktu. V případě bílkovin zahrnuje denaturaci bílkovin za účelem odhalení peptidových vazeb s následnou hydrolýzou a uvolněním volných aminokyselin.

Enzymy trávící bílkoviny

Enzymy trávící bílkoviny jsou buď endopeptidázy, nebo exopeptidázy. Endopeptidázy rozbíjejí peptidové vazby v rámci primární struktury na menší fragmenty. Exopeptidázy štěpí aminokyseliny z terminálního konce bílkovinné molekuly. Karboxypeptidázy odstraňují aminokyselinu z konce s volnou karboxylovou skupinou a aminopeptidázy působí na terminální aminokyselinu s volnou aminoskupinou.

Trávení bílkovin

Trávení bílkovin začíná v žaludku.
Gastrin, hormon, zahajuje rozklad bílkovin v žaludku. Přítomnost potravy v žaludku vede k sekreci pepsinogenu hlavními buňkami žaludeční sliznice. Pepsinogen je aktivován na pepsin (aktivní formu) prostřednictvím HCl produkovaného parietálními buňkami žaludeční sliznice. Pepsin je endopeptidáza. U mladých zvířat se do žaludku vylučuje mléko srážející rennin, který pomáhá při transportu do tenkého střeva.

Další část trávení probíhá v tenkém střevě, které hraje hlavní roli při trávení bílkovin. Hormon sekretin v dvanáctníku stimuluje enzymatickou sekreci ze slinivky břišní, která zahrnuje tři neaktivní formy: trypsinogen, chymotrypsinogen a prokarboxypeptidázu. Enterokináza, rovněž vylučovaná v duodenu, přeměňuje trypsinogen na trypsin, který pak přeměňuje chymotrypsinogen a prokarboxypeptidázu na jejich aktivní formy – chymotrypsin a karboxypeptidázu.

Trávení dokončují další enzymy včetně aminopeptidáz a dipeptidáz ze slizničních membrán. Cílem tohoto procesu je rozložit polypeptidy na jednotlivé volné aminokyseliny.

Stejně jako u sacharidů a tuků je vstřebávání usnadněno klky v tenkém střevě do krevního oběhu. Normální volné bílkoviny jsou transportovány aktivním transportem, který vyžaduje energii a využívá sodík jako druh kotransportované molekuly. Celé bílkoviny využívají přímý způsob transportu, který nevyžaduje energii. Volné aminokyseliny jsou hlavní formou pro vstřebávání do oběhového systému. Vstřebávají se však také některé di-, tri- a oligopeptidy. Na transportu aminokyselin se podílejí specifické přenašečové proteiny podle povahy aminokyseliny (např. neutrální, bazické, kyselé, velké, malé). Přirozeně se vyskytující L-formy aminokyselin se vstřebávají přednostně před D-formami. Některé aminokyseliny mohou soutěžit s jinými o přenašečové proteiny a transport. Například arginin inhibuje transport lysinu a vysoké koncentrace leucinu zvyšují potřebu isoleucinu. Některé neutrální aminokyseliny inhibují transport bazických aminokyselin.

Osud aminokyselin: Absorbované aminokyseliny mohou být využity pro syntézu tkáňových proteinů, enzymů a hormonů a deaminaci nebo transaminaci a uhlíkatý skelet může být využit pro energii. Nestrávené bílkoviny v zadním střevě podléhají mikrobiální fermentaci, která vede k produkci amoniaku a dalších polyaminů.

Trávení bílkovin:

Trávení bílkovin u přežvýkavců lze rozdělit do dvou fází: (1) trávení (rozklad) v retikulorumenu a (2) trávení v abomasu a tenkém střevě. Proto se u přežvýkavců bílkoviny v potravě dělí na bílkoviny degradovatelné v bachoru a nedegradovatelné v bachoru.

Stejně jako u monogastrických zvířat je hlavním cílem suplementace bílkovin dodat zvířeti aminokyseliny. U přežvýkavců však bílkoviny slouží jako zdroj dusíku pro bachorové mikroby, aby si mohli vytvářet vlastní mikrobiální bílkoviny od základu. Mikrobům je „jedno“, odkud zdroje dusíku pocházejí, a pro mikrobiální syntézu bílkovin mohou využívat i nebílkovinné dusíkaté látky, jako je močovina. Močovina je v bachoru 100% rozložitelná mikrobiální ureázou (při vyšším množství může být toxická).

Bílkoviny vstupující do bachoru mohou být degradovány bakteriemi i prvoky, kteří produkují proteolytické enzymy. Bachoroví mikrobi poskytují proteázy a peptidázy, které štěpí peptidové vazby v polypeptidech a uvolňují tak volné aminokyseliny z bílkovin. Bachorovou degradaci může ovlivnit několik faktorů, jako je rozpustnost a fyzikální struktura bílkovin. Tyto bachorem rozložené aminokyseliny uvolňují NH3 a C skelet procesem zvaným deaminace. Spolu s těkavými mastnými kyselinami (ze sacharidů) bachorové mikroby syntetizují vlastní mikrobiální bílkoviny, které slouží jako primární zdroj bílkovin pro hostitelské přežvýkavce.

Mikrobiální bílkoviny jsou dostatečné pro udržení a přežití, ale ne pro vysoce užitková zvířata. Amoniak absorbovaný z bachoru se přeměňuje na močovinu a vylučuje se do krve jako dusík močoviny v krvi (BUN). Močovina může být filtrována a recyklována do bachoru prostřednictvím slin nebo přes stěnu bachoru. Koncentrace BUN u přežvýkavců odráží účinnost využití bílkovin.

Bílkoviny, které nejsou degradovány bachorovými mikroby, se nazývají uniklé, „obejité“ nebo „nedegradovatelné“ (bachorově nedegradovatelné bílkoviny, RUP) a mají nízkou míru bachorové degradace (např. bílkoviny v kukuřici).
RUP se dostávají do bachoru a tenkého střeva přežvýkavců, kde se tráví a vstřebávají. Bílkoviny, které se dostávají do tenkého střeva, mohou být RUP nebo bílkoviny z mikrobiálních zdrojů. Potřeba aminokyselin hostitelského zvířete je uspokojována RUP a mikrobiálními bílkovinami. Přežvýkavci i monogastři potřebují v potravě esenciální aminokyseliny a aminokyseliny nelze v těle skladovat, takže je nutný stálý přísun potravou. Některé podobnosti a rozdíly u monogastrických a přežvýkavých zvířat v trávení nebo rozkladu bílkovin jsou uvedeny v následující tabulce.

Výzkum „bypassového“ potenciálu bílkovinných doplňků: Z obilovin má nejvyšší bypassový potenciál kukuřice. Je však třeba poznamenat, že kukuřice má nedostatek esenciálních aminokyselin, jako je lysin a methionin. Živočišné zdroje bílkovin, jako je rybí moučka a masová moučka, mají vysoký bypassový potenciál. Sušení pícnin a tepelné ošetření zvyšuje potenciál pro obcházení. Metody zpracování krmiv, jako je peletování, válcování parou nebo vločkování, mají tendenci denaturovat krmné bílkoviny v důsledku vzniku tepla, čímž „chrání“ bílkoviny před lýzou v bachoru. Bachorově chráněné zdroje bílkovin (ošetřením formaldehydem), které zůstávají v bachoru neporušené a rozpouštějí se v bachoru, jsou komerčně dostupné.

.