Los efectos nutricionales y aplicaciones de la arginina en las cerdas

La arginina es un aminoácido esencial para las cerdas. Puede mejorar el retraso del crecimiento intrauterino, mejorar la composición de la leche y mejorar la función inmune. Por lo tanto, la arginina es de gran importancia en la regulación del rendimiento productivo de las cerdas, pero es excesiva. Además también puede causar daños al cuerpo. Este artículo revisa la descripción general, el metabolismo y las funciones nutricionales de la arginina, con el fin de proporcionar una referencia cierta para la producción animal.

Arginina, la fórmula molecular es: C6H14N4O2, la masa molecular relativa es 174,2 y es cristal blanco o polvo cristalino. La arginina tiene dos isómeros en la naturaleza: D-arginina (D-Arg) y L-arginina (L-Arg). En los animales, la L-arginina (L-Arg) es la forma principal. La L-arginina (L-Arg) es un aminoácido básico, uno de los aminoácidos esenciales para la síntesis de proteínas en los animales y desempeña importantes funciones fisiológicas en los animales [1]. La L-Arginina (L-Arg) juega un papel importante en diversas actividades fisiológicas. Tradicionalmente, la arginina se define generalmente como un aminoácido no esencial, pero la arginina es un aminoácido esencial para mantener el crecimiento y el equilibrio de nitrógeno de los animales jóvenes. En circunstancias normales, la mayoría de los mamíferos adultos pueden sintetizar arginina por sí mismos, pero no es suficiente para satisfacer las necesidades del cuerpo, especialmente en condiciones de inanición, trauma y rápido crecimiento. Por lo tanto, la arginina se considera un aminoácido condicionalmente esencial [2]. En condiciones de estrés y etapas especiales de crecimiento, la arginina es un aminoácido esencial y la L-arginina (L-Arg) sintetizada en el cuerpo no puede satisfacer las necesidades metabólicas fisiológicas [3].

1 Metabolismo de la arginina

Muchas células del cuerpo de los mamíferos, como las células intestinales, las células endoteliales arteriovenosas, los macrófagos, los neutrófilos, etc., pueden ser sintetizadas por el ácido L-arginina ( L-Arg) es desaminada por enzimas estructurales o enzimas inducidas para generar óxido nítrico (NO) biológicamente activo, y la concentración de L-arginina (L-Arg) en el líquido celular es limitante para el óxido nítrico (NO NO). factor en la síntesis. El óxido nítrico (NO) es un factor activo endógeno importante que puede regular la inmunidad del cuerpo y afectar las células inmunes y los factores inmunes expresados ​​por las células. Tiene un papel en el mantenimiento de la tensión de los vasos sanguíneos y la reducción del daño a la mucosa gastrointestinal. efecto. En el cuerpo, la L-arginina (L-Arg) es el precursor del óxido nítrico (NO) endógeno [4-5]. La L-arginina (L-Arg) tiene importantes funciones fisiológicas, metabólicas y nutricionales. Casi todos los tejidos del cuerpo de los mamíferos utilizan L-arginina (L-Arg) para sintetizar proteínas citoplasmáticas y proteínas nucleares. Tong et al. [3] han demostrado que la arginina en animales puede aumentar el almacenamiento de nitrógeno en el cuerpo, desempeñar un papel regulador, controlar la renovación de proteínas, promover la síntesis de proteínas musculares, mejorar el equilibrio de nitrógeno del cuerpo y mejorar el estado inmunológico del cuerpo.

2 Efectos nutricionales de la arginina

2.1 Mejora del retraso del crecimiento intrauterino en cerdas

En producción porcina, el RCIU (retraso del crecimiento intrauterino) no sólo es un principal razón por la cual las cerdas dan a luz fetos débiles, mortinatos y fetos deformes, y también es una razón importante para el retraso en el crecimiento y la reducción de la eficiencia de conversión alimenticia de los lechones después del nacimiento [6-7]. En el caso de los cerdos criados de forma intensiva, la causa del RCIU es principalmente la baja capacidad de transporte placentario y la falta de función durante la gestación (especialmente el segundo y tercer trimestre de la gestación) [7]. Durante el embarazo, el sistema reproductor materno e incluso todo el cuerpo sufre una serie de tremendos cambios para adaptarse a las necesidades del crecimiento y desarrollo fetal. El desarrollo fetal está estrechamente relacionado con el flujo sanguíneo placentario y el aporte de nutrientes. La hemodinámica característica del embarazo normal es que la resistencia del sistema venoso periférico disminuye y responde a sustancias vasodilatadoras, lo que resulta en un aumento significativo del flujo sanguíneo placentario. Por lo tanto, interferir con el flujo sanguíneo placentario a través de la vía de señalización de NO de la arginina se ha convertido en una forma ideal de regular el suministro de nutrición fetal y prevenir o mejorar la RCIU en lechones.

El óxido nítrico (NO) es un factor relajante derivado del endotelio vascular y un factor regulador importante para mantener el embarazo materno normal [8].

Dado que la circulación placentaria fetal carece de inervación autónoma y depende principalmente de sustancias vasoactivas para mantener su estado hipotónico, los niveles altos de óxido nítrico (NO) en el cuerpo pueden debilitar la sensibilidad de los vasos sanguíneos placentarios a la endotelina I y al tromboxano A2. Reduce el tono vascular y. mantiene una baja resistencia en la circulación sanguínea placentaria-fetal al prevenir la adhesión y agregación plaquetaria, asegurando así el suministro de nutrientes al feto [9]. Sladek et al. [10] han demostrado que el óxido nítrico (NO) regula la vasodilatación durante el embarazo, aumenta el flujo sanguíneo placentario, reduce la resistencia a la circulación fetal-placentaria, mantiene el útero en estado de reposo antes del parto, inhibe la adhesión y agregación plaquetaria y regula. La función de coagulación y otros aspectos juegan un papel importante. El óxido nítrico (NO) generado a partir de la arginina después de ser catalizado por la óxido nítrico sintasa (NOS) puede promover la secreción del factor de crecimiento endotelial vascular y desempeña un papel decisivo en la expansión de los vasos sanguíneos, y la nutrición fetal depende principalmente del transporte vascular placentario, que significa que el flujo sanguíneo placentario puede estar regulado directamente por el óxido nítrico (NO) e indirectamente por la arginina. Si se restringe el contenido de proteínas en la dieta materna, se reducirán los niveles de arginina y ornitina en el cuerpo materno, se reducirá el nivel de óxido nítrico sintasa (NOS) y el contenido de óxido nítrico (NO). y su concentración de poliamina relacionada con la producción de poliamina [11]. Mateo et al [12] encontraron que agregar 1 arginina a la dieta de cerdas de 30 a 114 días de gestación puede prevenir la ocurrencia de restricción del crecimiento intrauterino, aumentando así el número de lechones vivos en 22 y el número promedio de lechones vivos. por camada aumentó de 9,37 a 9,37, se incrementó a 11,40 cabezas y el peso del nido aumentó de 13,19 kg a 16,38 kg, un aumento de 24. Mateo et al. [13] han demostrado que añadir un 1% de arginina a la dieta de cerdas primerizas desde los 30 días de gestación hasta los 21 días posparto puede aumentar la expresión de genes relacionados con el sistema inmunológico en los leucocitos de las cerdas, mejorando así la inmunidad. de las cerdas primíparas.

2.2 Mejorar la composición de la leche

La cantidad de arginina en la leche materna está lejos de cubrir las necesidades de arginina de los lechones. Es difícil suministrar arginina a los lechones recién nacidos a través de cerdas, principalmente porque el metabolismo de la arginina en el tejido de la glándula mamaria es muy complejo [14]. Wu et al. [15] agregaron 0,4 arginina (máximo 0,81 arginina) a la dieta tradicional de las cerdas durante el período de lactancia de 21 días, en comparación con la dieta isonitrogenada que contenía 0,82 alanina, el efecto del contenido de arginina en la leche materna no tiene ningún efecto. . Guo Changyi [16] ha demostrado que añadir arginina a las dietas de las cerdas puede aumentar la concentración de arginina en el plasma de cerdas lactantes, pero no tiene ningún efecto significativo sobre el contenido de arginina en la leche de cerdo. Esto se debe principalmente a que el tejido de la glándula mamaria de las cerdas lactantes contiene arginasa II, que descompone la arginina. El tejido mamario tiene una gran capacidad para absorber aminoácidos. La arginina sufre un metabolismo vigoroso en el tejido mamario para generar prolina, poliaminas, etc., lo que da como resultado un contenido muy bajo de arginina que ingresa a la leche [14].

La glutamina/ácido glutámico y la prolina en la leche materna son precursores importantes para la producción de citrulina y arginina por parte de los enterocitos en los primeros días de los lechones recién nacidos [17]. Dado que la prolina es el principal precursor de la arginina producida por las células intestinales de los lechones recién nacidos [18], existe un ciclo arginina-prolina entre madre e hijo, es decir, la arginina se convierte primero en prolina a partir del aminoácido tejido de la glándula mamaria de la cerda. ingresa al intestino de los lechones con la leche materna y luego el tejido intestinal lo reconvierte en arginina para su utilización por los lechones [14]. Además, el tejido mamario contiene óxido nítrico sintasa, que puede convertir la arginina en NO y L-citrulina, que es una vía secundaria para la arginina en el tejido mamario. La leche de cerdo es muy rica en poliaminas [19]. Las poliaminas son necesarias para la proliferación y diferenciación celular. Por lo tanto, las poliaminas pueden tener una importancia nutricional importante para el crecimiento y desarrollo intestinal de los lechones recién nacidos.

2.3 Inmunidad de la arginina

La función reguladora de la arginina sobre la inmunidad se consigue principalmente a través de las vías de la arginasa y el NO.

La arginina puede mejorar el estado nutricional de los animales, aumentar la masa del timo y el número de linfa tímica y, al mismo tiempo, promover la producción de mitógenos como la fitohemaglutinina y la concanavalina, mejorar significativamente la capacidad de respuesta de los linfocitos T a la mitosis, estimulando así la proliferación de los linfocitos T. ; mejorar la capacidad de fagocitosis de los macrófagos y la lisis de las células tumorales por las células asesinas naturales; aumentar la secreción de interleucina-2 (IL-2) por los monocitos del bazo y la actividad de los receptores de IL-2 mejorar la hipersensibilidad de las células T; mediado para reducir el nivel de prostaglandinas (pGE2), promover aún más la síntesis de IL-2 y, en última instancia, producir un poderoso efecto regulador inmunológico para mejorar las respuestas directas o indirectas mediadas por los linfocitos T [21]. El NO inhibe la agregación y adhesión plaquetaria, inhibe la agregación y adhesión de neutrófilos en la etapa temprana de la inflamación aguda, reduce la permeabilidad de las células endoteliales e inhibe la infiltración inflamatoria. El NO convierte trifosfato de guanosina (GTp) en monofosfato de guanosina cíclico (cGMp) a través de la guanilil ciclasa soluble (sGC). La mayoría de las funciones del NO dependen del mecanismo de señalización de cGMp.

2.4 Antagonismo de la arginina

La adición de arginina a la dieta debe seguir el principio de cantidades adecuadas. Superar una determinada dosis tendrá inevitablemente efectos negativos en el organismo del animal. Existe evidencia de que la absorción de arginina es antagonista de triptófano, lisina e histidina, por lo tanto, el efecto de la adición exógena de arginina no es ideal [22]. Wink et al. [23] descubrieron que la absorción excesiva de arginina puede antagonizar el triptófano, la lisina y la histidina, y el exceso de L-arginina exógena (L-Arg) hará que el cuerpo aumente bruscamente el contenido de óxido nítrico (NO) en poco tiempo. período de tiempo, causando graves daños al cuerpo. Además, los efectos negativos de la adición excesiva de arginina (2,5 en materia seca) también incluyen diarrea, ingesta reducida de alimento, tasa de crecimiento más lenta, baja inmunidad e incluso la muerte. La aparición de estos fenómenos está relacionada con la adición excesiva de arginina. El desequilibrio de aminoácidos resultante está directamente relacionado. El antagonismo y los efectos secundarios tóxicos causados ​​por la adición exógena de arginina tendrán efectos adversos en las cerdas, pero regular la síntesis de arginina endógena puede evitar los efectos anteriores, por lo que es necesario estudiar más a fondo la síntesis y regulación de la arginina endógena en las cerdas. Problema de deficiencia de arginina en cerdas.

3 Resumen

El mecanismo de añadir arginina a la dieta para mejorar el rendimiento reproductivo de las cerdas puede consistir en los siguientes aspectos: En primer lugar, añadir arginina a la dieta puede mejorar la concentración de las cerdas. de arginina en el plasma porcino aumenta, mejorando así la inmunidad de la cerda y su capacidad antiestrés, asegurando la estabilidad del ambiente placentario, aumentando la implantación de embriones y reduciendo la muerte embrionaria. En segundo lugar, la concentración de arginina en plasma aumentará. ser utilizado por el feto para sintetizar proteínas, lo que puede garantizar una fuente suficiente de materias primas para el crecimiento de los tejidos del cuerpo fetal. En tercer lugar, la arginina tiene la función de promover la secreción de insulina y la hormona del crecimiento, y estas hormonas favorecen el crecimiento; del embrión. La tasa de supervivencia; finalmente, el NO, el metabolito de la arginina, es un efector molecular y neurotransmisor muy importante en los animales. Puede inducir a la glándula pituitaria a liberar prolactina y hormona del crecimiento. La L-arginina puede regular el rendimiento productivo de las cerdas y tiene grandes perspectivas de mercado. Sin embargo, la arginina es cara, lo que limita su aplicación en la práctica. Por lo tanto, encontrar un sustituto no tóxico y de bajo costo para la arginina es un problema urgente que debe resolverse.