Význam STH a agonistů. Pig Nutr., 21/2 Význam STH a β-agonistů na růst a jatečnou hodnotu požadavky Somatotropin Somatotropin je přírodní protein přibližně 191 aminokyselinových zbytků, které jsou syntetizovány a vylučovány do přední hypofýzární žlázy. Přírodní a syntetické (rekombinantní) formy prasečího somatotropinu (PST), jsou v zásadě podobné, ale existují malé rozdíly jako je tvorba disulfidu a přítomnost dodatečného metioninu v konečném dusíku. Důsledkem toho je, že bioaktivita a potence různých zdrojů somatotropinu se může lišit a musí být jednotlivě definována. Konkrétně PST stimuluje růst hlavní bilkovinné tkáně jako je kosterní svalstvo, vnitřní orgány (např. játra, ledviny, trávicí trakt), kůže i kosti. Naopak množství tukové tkáně v podkoží, bříšní dutině i v kosterním svalstvu se podáváním PST snižuje. Biologický dopad PST na metabolické procesy prasat také změnil stravovací požadavky. Podávání PST vede k nižšímu dobrovolnému příjmu krmiva u prasat, k vyšší koncentraci živin (minerály a vitamíny), které jsou potřebné k udržení určité úrovně denního příjmu. Tato nižší úroveň spotřeby krmiv také ovlivňuje schopnost zvířat trávit živiny a získávat tělesné bílkoviny. PST ovlivňuje rychlost, ale nikoli biologický mechanismus (tedy účinost) růstu bílkovin, potřeby aminokyselin a energie PST u léčených prasat. Růst tkání lze změnit způsobem podávání dávky PST. Bohužel, úrovně dávkování, které bude schváleno regulační agenturou a ekonomické ceny pro použití v této oblasti ještě nejsou známy. Změny v poměru růstu, složení těla a poměru růstu živin jsou indukovány čtyřmi úrovněmi podávání PST jak je uvedeno v tabulce 2. Hodnoty dávkování ze skupin 0 a 3X jsou podávány prasatům s vysokou genetickou kapacitou nebo s růstem libové tkáně (00g/den), 0 a 70 µg respektive PST/kg/den od 23 do 115 kg tělesné hmotnosti. Tab. 1 účinek podávání PST na růst, efektivitu využití krmiva a jatečné vlastnosti prasat PST dávky (µg/kg/den) 0 60 130 Růst a využití krmiva Denní příjem krmiva (kg) 3.0 2.60 Denní přírůstek (kg) 0.9 1.08
Poměr krmivo/přírůstek 3.26 2.7 Jatečné vlastnosti Jatečná výtěžnost (%) 7.6 73.0 Hřbetní tuk-10 žebro (cm) 2.3 2.03 Jatečné svalovina (%) 50.1 62. Tab. 2 Potenciální změny v poměru a složení růstu prasat vyvolané podáváním PST. PST dávky 0 1X 2X 3X Tělesná hmotnost (g/den) 900 95 990 100 Složení těla b Vnitřnosti (%) 22.3 22.8 23.3 23.8 Svalovina (%) 72.6 72.1 71.7 71.1 Složení jatečného těla c Svaly (%) 57.8 61.80 65.80 69.80 Tuk (%) 22.0 17.36 12.60 7.88 Kosti (%) 13.7 13.72 13.97 1.22 Kůže (%) 7.12 7.62 8.12 8.62 Přírůstek tkání (g/den) Svaly 398 78 565 656 Přírůstek tělních živin (g/den) Bílkoviny 139 168 200 235 Tuk 279 213 136 57 b do vnitřností patří hlavy, plíce, srdce, játra, ledviny, trávicí trakty ale nepatří sem krev nebo štětiny. c Rozpitvaný sval (upraveno na 10% tuku), tuk, kosti a kůže vyjádřené jako % z hmotnosti jatečně upraveného těla. Tyto údaje o složení těla byly upraveny tak aby hmotnost byla v rozmezí 60 až 100 kg. Hodnoty dávkování ve skupinách 1X a 2X odrážejí reakci prasat, kterým je podáváno 20-30 a 0-50 µg/kg/den. Tab. 3 Výživové potřeby PST léčených prasat. Dávky PST Denní potřeba lysinu (g) 0 1X 2X 3X
Záchova 1.05 1.08 1.12 1.17 Růst tkání 9.75 11.80 1.10 16.60 Celkem 10.80 12.88 15.22 17.77 Potřeba lysinu Využití stráveného lysinu (%) 0.65 0.65 0.65 0.65 Celkem 16.61 19.82 23.2 27.3 Dietní potřeba lysinu Trávení lysinu (%) 0.83 0.835 0.8 0.85 Celkem 20.00 23.7 27.88 32.36 Denní potřeba ME (MJ) Záchova 13.95 15.06 16.18 17. Růst tkání Bílkoviny 6.10 7.37 8.78 10.32 Tuk 1.93 11.39 7.27 3.05 Celkem 3.98 33.82 32.23 30.81 Odhadovaný příjem krmiva (kg/den) 2.67 2.58 2.6 2.35 Dietní lysine (%) 0.75 0.92 1.13 1.38 Dietní ME (MJ/kg) 13.8 13.8 13.8 13.8 Odhad potřeb dietárních aminokyselin je založen na následujícím: a) obsah bílkovin a složení aminokyselin specifické tkáně (vnitřnosti, kosterní svaloviny, tuku, kůže, kostí, krve) b) denní obrat bílkovin a ztráty spojené se záchovnou potřebou tělesné hmotnosti proteinu. c) odhad struktury aminokyselin u bílkovin potřebných pro záchovu tělesných funkcí d) stravitelnost AMK v krmivech používá efektivnost vstřebávání AMK do bílkoviných tkání. Potřeba dietární energie (ME) je založena na: a) energii potřebné pro tělesný tuk a růst bílkovin b) obsah bílkovin z různých tkání byl považován za 11-1,8 % u vnitřností, 20.2-21.8 % u svalů, 1 % u tuku, 30 % u kůží, 13.7 % u kostí, 19 % u krve a 9 % pro chlupy. Tab. Odpovědi (reakce) PST léčených prasat, která mají různé úrovně dietárních aminokyselin Dietární lysin (%) PST (mg/den) 0.6 0.8 1.0 1.2 1. Denní spotřeba Krmiva (kg) 2.26 2.6 2.51 2.7 2.0
Lysinu (odhad) (g) 13.6 19.7 25.1 29.6 33.6 Denní přírůstek 0.75 0.97 1.16 1.20 1.16 Poměr krmivo/přírůstek 3.03 2.5 2.18 2.07 2.08 Hřbetní tuk (cm) 2.16 2.13 2.29 2.16 2.26 Oblast strany zádový (cm 2 ) 31. 39.1 0.5 2.3 2.5 Beta-adrenergní agonisti Několik syntetických analogů nonadrenalinů a adrenalinů tzv. beta-adrenergních agonistů, byly zjištěni při krmení prasat. Mají schopnost urychlit růst svalové tkáně a snížit růst tkáně tukové. V posledních letech se výzkum s beta agonisty soustředí na využití raktopaminu. U příjmu beta agonistů bylo prokázáno, že mění dobrovolný příjem krmiva a rychlost, efektivitu a složení růstu prasat. Rozsah reakce je závislý na výši dávky a případně na použití typu beta agonistů. Na rozdíl od PST, beta agonisti zřejmě zvyšují podíl živin uložených v jatečném těle oproti vnitřním orgánům a travicímu traktu. To vede k větší jatečné výtěžnosti. Beta agonisti také stimulují růst kosterní svaloviny a snižují růst kosterního tuku. Rozsah reakce na beta agonisty, zejména pokud jde o růst jatečné svaloviny, se zdá být závislý na genetickém založení zvířete. Větší zlepšení v růstu jatečné svaloviny jsou vyvolané raktopaminem u genotypů s vysokou genetickou kapacitou oproti nízké genetické kapacitě pro růst libové tkáně. To znamená, že vliv beta agonistů na dietární potřeby prasat se bude měnit podle genetické kapacity zvířete na růst libové tkáně. Stejně jako u PST, snížení příjmu krmiva krmením beta agonistů by mělo být spojeno s mírným (1 3 %) zvýšením stravitelnosti živin. Odhady potřeb dietárních aminokyselin a energie u prasat, která jsou krmena beta agonisty (raktopaminem) jsou ukázány v tab. 7. Skutečnost, že beta agonisti deprimují rozklad bílkovin ve větší míře než zvyšují syntézu proteinu by měl zlepšit účinnost přeměny dietárních aminokyselin a možná i energie v bílkovinnách. Konkrétně u denní potřeby lysinu u dvou prasečích genotypů se odhaduje zvýšení o 2,3 g, libová svalovina se zvýšila z 53 % na 58 % kosterních svalů (standardizováno na 10 % svalového tuku). Tyto údaje jsou založené na kremní prasat obilím a sojou ad libitum od 60 100 kg. Tab. 5 Účinek přídavku dietárního ractopaminu na poměr růstu, efektivnosti využití krmiva a jatečných vlastností prasat. Dietární ractopamin (ppm)
0 5 10 20 Růst a využití krmiva Denní příjem krmiva (kg) 2.87 2.96 2.95 2.76 Denní přírůstek (kg) 0.78 0.83 0.8 0.8 Poměr krmiva/přírůstku 3.70 3.38 3.28 3.28 Jatečné vlastnosti Jatečná výtěžnost (%) 71. 72.1 72.1 72.8 Hřbetní tuk 10 žebro (cm) 2.3 2.28 2.16 2.1 Jatečná svalovina (%) 53.1 55.5-62.0 Tab. 6 potenciální změny v poměru a složení růstu prasat krmených ractopaminem. Genotyp Vysoká Střední Raktopamin 0 2X 0 2X Přírůstek tělesné hmotnosti (g/den) 900 970 900 970 Složení těla Vnitřnosti (%) 22.3 20.3 22.6 20.6 Jatečné tělo (%) 72.6 7.6 72.3 7.3 Složení jatečného těla Svaly (%) 57.80 67.80 52.80 59.80 Tuk (%) 22.0 12.29 27.6 20.75 Kosti (%) 13.7 12.98 12.97 12.9 Kůže (%) 7.12 6.93 7.12 6.93 Růst tkání (g/den) Svaly 398 637 3 509 Zvyšování tělních živin (g/den) Bílkovina 139 202 126 167 Tuk 279 138 310 216 Tab. 7 Nutriční potřeby raktopaminu při krmení prasat Genotyp Vysoká Střední raktopamin 0 2X 0 2X Denní potřeba lysinu (g) Záchova 1.05 1.13 0.97 1.03 Růst tkání 9.75 1.5 8.56 11.97
Celkem 10.80 15.67 9.53 13.00 Potřeba lysinu Využití stráveného lysinu (%) 0.65 0.68 0.65 0.665 Celkem 16.61 23.0 1.66 19.55 Dietní potřeba lysinu Trávení lysinu (%) 0.83 0.8 0.83 0.835 Celkem 20.00 27.3 17.66 23.1 Denní potřeba ME (MJ) Záchova 13.95 15.06 12.28 13.26 Růst tkání Bílkoviny 6.10 8.86 5.53 7.33 Tuk 1.93 7.38 16.59 11.56 Celkem 3.98 31.30 3.0 32.15 Odhadovaný příjem krmiva (kg/den) 2.67 2.39 2.63 2.6 Dietní lysine (%) 0.75 1.1 0.67 0.95 Dietní ME (MJ/kg) 13.8 13.8 13.8 13.8 U syntetických forem prasečího somatotropinu a beta adrenergních agonistů bylo prokázáno, že mění dramaticky poměr a vzor růstu tkání u prasat.