[Chăn nuôi Việt Nam] – Bổ sung N-Carbamylglutamate (NCG) qua đường miệng giúp thúc đẩy tổng hợp protein trong cơ xương của heo con.

Giới thiệu

Tốc độ tăng trưởng trong giai đoạn trước cai sữa đóng vai trò quan trọng đối với sự sống còn và phát triển của heo con sau cai sữa. Tuy nhiên, heo con theo mẹ thường không đạt được tốc độ tăng trưởng tối ưu do lượng sữa cung cấp không đủ. Việc tiếp cận các sản phẩm thay thế sữa có thể giúp heo con tăng cân nhanh hơn, nhưng chi phí cao của các sản phẩm này là một thách thức lớn đối với các trang trại nuôi heo thương mại. Một trong những nguyên nhân khiến heo con không phát triển tốt có thể là do thiếu hụt các axit amin thiết yếu hoặc năng lượng.

Vấn đề tăng trưởng chậm ở heo con bắt đầu vào khoảng ngày thứ 8 sau khi sinh, trong đó mức arginine trong máu giảm đáng kể vào ngày thứ 14. Sự sụt giảm này có liên quan đến hàm lượng arginine thấp trong sữa mẹ và sự suy giảm của một enzyme quan trọng cần thiết để tổng hợp arginine. Mặc dù heo con có thể thích nghi với tình trạng thiếu hụt arginine, nhưng điều này không giúp cải thiện sự phát triển của chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng thiếu arginine là yếu tố chính hạn chế khả năng phát triển tối đa của heo con bú sữa.

N-Carbamylglutamate (NCG) có thể thúc đẩy quá trình tổng hợp arginine ở heo con. Nghiên cứu này giả định rằng sự tăng trưởng kém ở heo con có liên quan đến tình trạng thiếu hụt arginine và việc bổ sung NCG có thể giúp cải thiện mức arginine, từ đó thúc đẩy sự phát triển cơ và nâng cao tốc độ tăng trưởng tổng thể. Mục tiêu của nghiên cứu là kiểm tra giả thuyết này trên heo con theo mẹ.

Vật liệu và Phương pháp nghiên cứu

Hai thí nghiệm được thực hiện để nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung NCG qua đường miệng đến tốc độ tăng trưởng của heo con. Thí nghiệm đầu tiên được thực hiện trên heo con bị bỏ đói, trong khi thí nghiệm thứ hai xem xét các heo con được cho ăn đầy đủ. Nghiên cứu tuân các hướng dẫn của Hội đồng nghiên cứu Hoa Kỳ về chăm sóc động vật và đã được Đại học Texas A&M cùng với Cao đẳng Y khoa Baylor chấp thuận.

Tổng cộng, 32 con heo con (lai giữa giống heo nái Yorkshire × Landrace và giống heo đực Duroc × Hampshire) đã được sử dụng trong nghiên cứu. Mỗi heo nái chỉ nuôi tối đa 10 heo con, và 2 heo con có cùng cân nặng, giới tính được phân bổ đều vào các nghiệm thức. Heo con được bổ sung 0 (Đối chứng) hoặc 50 mg NCG (NCG) mỗi kg trọng lượng cơ thể, bơm mỗi 12 giờ trong vòng một tuần thông qua bơm tiêm 5 mL. Heo nái được tự do tiếp cận với nước và thức ăn có mức dinh dưỡng được chỉ định. Sau bốn ngày, ống thông tĩnh mạch cảnh được cấy vào heo con để lấy mẫu máu và mô phục vụ thí nghiệm.

Trong thí nghiệm đầu tiên, sau một tuần bơm nước hoặc NCG, heo con trong nhóm đối chứng và NCG được đặt trong hệ thống dây treo và không được bú trong 12 giờ trước khi được uống nước hoặc NCG vào các thời điểm quy định. Mẫu máu được lấy sau mỗi 30 phút và sau một giờ, phenylalanine được tiêm để đánh giá quá trình tổng hợp protein ở mô. Sau 90 phút, heo con được an tử để thu thập mẫu mô.

Trong thí nghiệm thứ hai, heo con được tách khỏi mẹ và cho bú sữa heo nái pha với nước hoặc NCG (tùy theo nhóm) trong hệ thống dây treo. Các mẫu máu cũng được thu thập tương tự, và phenylalanine được tiêm vào để đo tốc độ tổng hợp protein. Heo con được an tử trước khi thu thập và đo trọng lượng các mẫu mô để phân tích tốc độ tổng hợp protein.

Quá trình tổng hợp protein in vivo được đo bằng cách tiêm phenylalanine và lấy mẫu máu theo các khoảng thời gian cụ thể. Tỷ lệ tổng hợp phân đoạn (FSR) và tuyệt đối (ASR) của protein cơ được tính toán dựa trên dữ liệu thu thập được.

Phân tích axit amin và các thành phần khác trong huyết tương được thực hiện bằng các phương pháp chuẩn. Phân tích thống kê được thực hiện theo mô hình tuyến tính chung của SAS để kiểm tra các tác động chính và tương tác giữa tình trạng trước khi cho ăn (Nhịn đói vs Được cho ăn) và nghiệm thức (Đối chứng vs NCG). Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê được xác định khi giá trị p < 0,05.

Kết quả nghiên cứu

Sau 7 ngày bơm nước hoặc NCG, heo con được bổ sung NCG có trọng lượng cơ thể cao hơn và tăng 28% so với nhóm đối chứng (Bảng 1). Heo con được cho ăn đầy đủ sau khi tách mẹ có trọng lượng cơ thể cuối cùng và tăng trọng lớn hơn so với heo bị bỏ đói.

¹Không có tương tác đáng kể nào giữa Tình trạng × Nghiệm thức; do đó, thuật ngữ này đã bị xóa khỏi mô hình thống kê. Trọng lượng ban đầu ban đầu được sử dụng làm biến phụ trợ cho phân tích thống kê. Các kết quả là giá trị trung bình và SEM gộp; n = 7 – 9 cho mỗi nhóm nghiệm thức.

Việc bổ sung NCG giúp tăng tỷ lệ tổng hợp protein ở một số nhóm cơ nhưng không có tác động đáng kể đến gan (Hình 1). Heo bị thiếu thức ăn có mức đường huyết thấp hơn, trong khi nồng độ urê và amoniac giảm khi bổ sung NCG. Nồng độ insulin tăng ở heo con được cho ăn đầy đủ. Ngoài ra, NCG làm tăng nồng độ citrulline và ornithine, nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến nồng độ các axit amin thiết yếu (Bảng 2).

Hình 1. Glucose huyết tương (A), urê (B), amoniac (C), insulin (D), arginine (E) và somatotropin (F) ở heo con sau 7 ngày bổ sung NCG hoặc nước, mỗi ngày hai lần. Các kết quả là giá trị trung bình và SEM gộp; n = 7–9 cho mỗi nhóm

¹Không có tương tác đáng kể nào giữa Tình trạng × Nghiệm thức; do đó, thuật ngữ này đã bị xóa khỏi mô hình thống kê. Các kết quả là giá trị trung bình và SEM gộp; n = 7 – 9 cho mỗi nhóm nghiệm thức.

Thảo luận

Nghiên cứu này làm sáng tỏ cơ chế NCG thúc đẩy tốc độ tăng trưởng ở heo con theo mẹ. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng NCG làm tăng tốc độ tăng trưởng và cải thiện tổng hợp protein trong cơ xương, đồng thời nâng cao mức arginine và somatotropin trong huyết tương. Kết quả này cho thấy việc tăng cường tổng hợp arginine nội sinh có thể cung cấp axit amin cần thiết cho sự phát triển và tối ưu hóa tổng hợp protein cơ ở heo con bú mẹ. Ngoài ra, sự cải thiện tăng trưởng có thể liên quan đến việc tăng mức somatotropin, vì arginine có vai trò kích thích sự giải phóng hormone này.

Arginine là một axit amin quan trọng trong dinh dưỡng và quá trình trao đổi chất, không chỉ đóng vai trò là thành phần cấu tạo protein mà còn là tiền chất của creatine, polyamines và nitric oxide. Arginine cũng hỗ trợ giải độc amoniac thông qua chu trình urê. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung NCG giúp tăng nồng độ arginine trong huyết tương và giảm mức amoniac, đặc biệt ở heo con bị thiếu thức ăn. Ở nhóm đối chứng, nồng độ arginine và amoniac tương tự như các nghiên cứu trước đó, cho thấy arginine có thể là yếu tố chính hạn chế tăng trưởng ở heo con bú mẹ. Sự thay đổi trong nồng độ urê huyết tương cũng chỉ ra rằng quá trình tổng hợp protein chịu ảnh hưởng bởi sự cân bằng axit amin.

Nồng độ arginine trong huyết tương giảm đáng kể khi heo con bú mẹ được 7 ngày tuổi. Cung cấp sữa thay thế có hàm lượng arginine cao hơn sữa heo nái giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng của heo con, tuy nhiên phương pháp này có thể không khả thi trong chăn nuôi thương mại do chi phí cao và yêu cầu sự quản lý chặt chẽ từ phía người nuôi. Việc bổ sung arginine hoặc citrulline có thể làm tăng nồng độ arginine trong huyết tương, nhưng đồng thời cũng có thể làm giảm nồng độ một số axit amin thiết yếu khác (như lysine và tryptophan) do sự cạnh tranh tại hệ thống vận chuyển chung trong ruột.

NCG là một giải pháp thay thế đầy tiềm năng, giúp tăng hiệu quả trong việc nâng cao nồng độ arginine mà không làm thay đổi cân bằng axit amin. Trên thực tế, NCG đã được sử dụng để điều trị tình trạng tăng amoniac máu. Việc bổ sung NCG cho heo con không chỉ làm tăng đáng kể nồng độ arginine huyết tương và tăng trọng mà còn không làm thay đổi thành phần cơ thể. Nghiên cứu cũng cho thấy arginine không chỉ thúc đẩy tổng hợp protein cơ mà còn làm giảm sự phân hủy protein cơ ở heo con. Tuy nhiên, mặc dù tăng trưởng được cải thiện, nhưng vẫn có khả năng liên quan đến sự tích tụ mỡ, mặc dù các nghiên cứu trước đây không ghi nhận sự khác biệt đáng kể về hàm lượng chất béo giữa nhóm bổ sung NCG và nhóm đối chứng.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc cung cấp thức ăn giúp thúc đẩy quá trình tổng hợp protein ở heo, nhưng hiệu ứng này giảm dần khi heo trưởng thành. Kết quả nghiên cứu xác nhận rằng tổng hợp protein cao hơn ở cơ xương và ruột của heo con được cho ăn so với heo bị bỏ đói, nhưng không có ảnh hưởng đáng kể đến tổng hợp protein ở gan. Arginine có khả năng kích thích tiết insulin và hormone tăng trưởng. Mặc dù trong nghiên cứu này, nồng độ insulin huyết tương không bị ảnh hưởng bởi NCG, nhưng nồng độ somatotropin và arginine đều tăng ở nhóm heo con được bổ sung NCG. Điều này dẫn đến tăng trưởng và tổng hợp protein cơ cao hơn, đặc biệt ở heo thịt. Sự gia tăng somatotropin có thể là do arginine ức chế sự tiết somatostatin, từ đó gián tiếp kích thích sản xuất hormone tăng trưởng.

Kết luận

Việc bổ sung NCG cho heo con bú mẹ giúp thúc đẩy tốc độ tăng trưởng và trọng lượng cơ thể, có thể do sự gia tăng nồng độ arginine huyết tương, một axit amin thiết yếu cho sự phát triển. Ngoài ra, nồng độ somatotropin cao hơn cũng có thể đóng vai trò hỗ trợ trong quá trình này. Sự cải thiện tăng trưởng có thể liên quan đến việc tăng tổng hợp protein trong cơ xương, yếu tố then chốt trong quá trình phát triển của heo con được bổ sung NCG.