Se ha convertido en un consenso de que la metionina es el primer aminoácido limitante para las aves de corral. Como aminoácido esencial , los animales no pueden sintetizar o sintetizar en pequeñas cantidades, y deben ser proporcionadas por dietas exógenas para mantener la producción de animales. El contenido de metionina en la alimentación de comida de maíz-esbea de maíz ordinaria es limitado, y se necesita metionina adicional para satisfacer la demanda del animal. En la actualidad, el precio de la metionina en el mercado es bastante alto. La colina y la betaína se han utilizado ampliamente en la producción de alimento como un sustituto parcial de la metionina. Este artículo revisa el metabolismo y la relación funcional de la metionina, la colina y la betaína en las aves de corral.
1. Efectos fisiológicos de metionina, colina y betaína
La metionina es un aminoácido que contiene azufre, su nombre químico es el ácido 2-amino-4-metiltiobutírico, y su fórmula molecular es C5H11NO2S. La colina es el hidróxido de (β-hidroxietil) trimetilamina con la fórmula molecular C5H15NO2S. Betaine, también conocida como trimetilglicina, tiene una fórmula molecular de C5H11NO2. Los tres productos son similares en estructura.
1.1 El papel fisiológico de la metionina
La mayoría de los animales, especialmente las aves, no pueden sintetizar metionina en sus cuerpos o sintetizar muy poco. La mayor parte de la metionina está directamente involucrada en la síntesis de proteínas en animales, y cuando la cantidad de cistina en la dieta es insuficiente para satisfacer las necesidades de los animales para la síntesis de proteínas, la metionina se convertirá en cisteína requerida para la síntesis de proteínas.
Otro papel importante de la metionina es proporcionar grupos metilo a diversas reacciones de metilación en animales. El grupo metilo es necesario para la síntesis de varias sustancias con importantes funciones fisiológicas. Por ejemplo, el proceso de sintetizar el ácido úrico en las aves requiere aminoácidos como la metionina para proporcionar grupos metilo. La metionina participa en una serie de reacciones de metilación en los cuerpos animales al proporcionar grupos metilo, y estas reacciones de metilación sintetizan algunos metabolitos importantes, como colina, carnitina, creatina, fosfolípidos, epinefrina, ARN y ADN.
1.2 El papel fisiológico de la colina
La colina en los animales existe principalmente en forma de lecitina, lisolecitina, fosforilcolina, neurocolina, acetato de colina, etc., y el contenido de colina libre es muy pequeño. La colina es una sustancia importante para la síntesis de fosfolípidos y lecitina en animales, y participa en la síntesis de grasa en el hígado y la transporta al tejido adiposo para su almacenamiento. Puede evitar efectivamente huesos rechonchos e hígado graso en aves de corral. Después de acetilarse en el cuerpo, participa en la actividad nerviosa en el cuerpo en forma de acetilcolina. Otro papel importante de la colina es proporcionar metilo para participar en la síntesis de metionina. Por otro lado, la colina también acepta el grupo metilo proporcionado por la metionina para la síntesis de colina. En este proceso, la metionina es tanto un aceptador de metilo como un donante de metilo.
1.3 El papel fisiológico de Betaine
Al igual que la colina, Betaine también puede promover el metabolismo de las grasas e inhibir el hígado graso. En la acuicultura, Betaine ha sido ampliamente utilizada como atrayente alimentaria. Al mismo tiempo, Betaine es un donante de metilo directo y efectivo. Uno de sus tres grupos metilo puede participar directamente en la transferencia de metilo, mientras que los otros dos se oxidan e indirectamente participan en reacciones de metilación.
2. La relación entre colina, betaína y metionina como donante de metilo
La síntesis de metionina en animales requiere que la colina proporcione grupos metilo. La colina primero debe oxidarse a betínea en las mitocondrias, lo que proporciona grupos metilo. Por lo tanto, la colina es el precursor de la betaína, y este proceso es irreversible. La betaína puede transferir el grupo metilo a la homocisteína para sintetizar la metionina. La homocisteína, por otro lado, solo puede metabolizarse a partir de metionina en el cuerpo. Este aminoácido está casi ausente en la proteína natural, por lo que la betaína no puede reemplazar la metionina por la síntesis de proteínas. Sin embargo, si el suministro de colina o betaína es insuficiente, se inhibirá el ciclo de transmetilación mencionado anteriormente. Por un lado, la síntesis de metionina en el animal se verá afectada. Por otro lado, debido a la falta de grupos metilo, la metionina que no puede regenerarse en la dieta se utilizará para proporcionar grupos metilo para participar en reacciones de metilación para satisfacer diversas necesidades fisiológicas de los animales. Esto afectará la tasa de síntesis de proteínas y el crecimiento de los animales.
Si el suministro de metionina es excesivo y hay una falta de colina y betaína, se acumulará una gran cantidad de homocisteína en el cuerpo, lo que dará como resultado una condrodisplasia tibial y aterosclerosis.
3. Sustitución mutua de colina, betaína y metionina
Betaine como donante de metilo es más eficiente que la colina como donante de metilo. Betaine es 12-15 veces más eficiente como donante de metilo que la colina. Por lo tanto, como donante de metilo, Betaine puede reemplazar completamente la colina. Sin embargo, las funciones fisiológicas importantes de la colina incluyen fosfolípidos, transporte de grasa, etc., y Betaine no puede convertirse en colina. Por lo tanto, Betaine no puede reemplazar completamente la función de la colina. Los estudios han demostrado que el 75% de las necesidades del cuerpo de colina deben ser proporcionadas por la propia colina, y el 25% restante puede ser reemplazado por Betaína.
El efecto de sustitución de la betaína sobre la metionina se relaciona principalmente con el contenido de la colina en la dieta. Una gran cantidad de estudios han demostrado que cuando el contenido de colina en la dieta es insuficiente, la adición de betaína puede reemplazar parcialmente la función de la metionina, proporcionar grupos metilo para mejorar la tasa de crecimiento y ahorrar metionina. Pero esta sustitución no está completa, y el alimento debe contener aproximadamente 0.5% de metionina. En la dieta de los pollos de engorde, la betaína reemplaza la metionina, la cantidad óptima de reemplazo en la etapa temprana es 1/2, y la cantidad óptima de reemplazo en la etapa posterior es 2/3. Sin embargo, si la cantidad de colina en la dieta satisface las necesidades del crecimiento de los animales, agregar betaína no puede reemplazar la metionina para sintetizar la proteína y no mostrará un mejor rendimiento de producción.
En la producción real, el contenido de colina en las dietas de maíz y comida de soja es bajo, y hay una debilidad de grupos metilo insuficientes. Agregar colina puede aliviar los efectos negativos de la deficiencia de metilo. Si la colina puede reemplazar por completo la metionina siempre ha sido controvertida, y la clave está relacionada con el nivel de metionina en la dieta y la edad de los pollos de prueba. Cuando la metionina en la dieta es insuficiente, el efecto de la adición de colina será obvio. Debido a que la colina de fosfatidiletanolamina y metionina en el cuerpo no puede satisfacer las necesidades de crecimiento de los pollitos, se debe garantizar una cantidad suficiente de colina en la dieta.
En conclusión, Betaine como donante de metilo puede reemplazar parcialmente la colina; La colina y la betaína pueden reemplazar parcialmente la metionina. Sin embargo, su efecto de sustitución debe considerarse exhaustivamente de acuerdo con la composición de la dieta, las necesidades nutricionales específicas de los animales y el precio.