Giới thiệu

L-arginine là một axit – amin cơ bản với công thức phân tử là C₆H₁₄N₄O₂. Nó chứa một nhóm guanidine, một nhóm amin và một axit cacboxylic. Arginine là chất mang nitơ dồi dào nhất trong mô protein. Đối với động vật có vú, arginine là một axit – amin thiết yếu có điều kiện. Tuy nhiên, gia cầm không thể tự tổng hợp arginine mà phải lấy từ các nguồn ngoại sinh. Vì vậy arginine là một axit amin thiết yếu cho gia cầm.

Arginine là một axit – amin thiết yếu cho gà thịt

Axit uric là phương tiện bài tiết nitơ trong quá trình trao đổi chất của gia cầm. Nó có nguồn gốc từ các nhân purin tạo ra nitơ của chúng từ các axit amin. Do đó, arginine sẽ không hoạt động trong quá trình chuyển hóa nitơ ở mức độ  như trên động vật có chu trình ornithine (Hình 1).

Hình 1: Sơ đồ chu trình u rê của quá trình tổng hợp arginine

Klose (1938) và Leveille (1959) đã nghiên cứu rằng arginine cần thiết cho gà con đang phát triển cũng như gà trưởng thành. Arginine không thể thay thế bằng ornithine và citrulline. Tamir và Ratner (1963) phát hiện ra rằng enzyme carbamyl phosphate chưa được phát hiện trong bất kỳ mô nào, trong khi ornithine transcarbamylase, argininosuccinate synthetase, và argininosuccinase lyase được tìm thấy trong thận nhưng không có trong gan. Một ít hoạt tính của lyase argininosuccinate cũng có  trong lá lách, tuyến tụy và đường ruột (Bảng 1). Jones và cộng sự (1961) nghiên cứu các enzyme chuyển hóa arginine ở chuột (Bảng 1). So với các enzyme ở chuột, có thể kết luận rằng arginine cần thiết cho gà thịt vì chúng thiếu carbamyl phosphate synthetase.

Bảng 1: Sự phân bổ của enzyme trong quá trình tổng hợp arginine và argininase trong cơ quan ở chuột và gà (Tất cả giá trị trên được thể hiện trên đơn vị μmol hình thành/giờ/gram khối lượng ẩm)

Hiệu quả dinh dưỡng của Arginine ở gà thịt

Nhu cầu về Arginine ở gà thịt

Arginine (Arg) là một axit – amin thiết yếu cho gà thịt. Nhu cầu arginine ở gà thịt bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như giống, môi trường, … So sánh các khuyến nghị dinh dưỡng của các công ty gà giống cung cấp được thể hiện trong Bảng 2, có thể thấy rằng nhu cầu arginine của Ross 308/708 cao hơn hơn COBB và Hubbard. Hơn nữa, Corzo (2020) chỉ ra rằng tỷ lệ dArg /dLys tăng lên khi tuổi của gia cầm tăng lên. Giá trị dArg /dLys tối ưu để tối ưu hóa tăng trọng và FCR (Feed conversion ratio- Hệ số chuyển đổi thức ăn) từ ngày 1 tới ngày 14 là 106 cho cả hai tham số, tuy nhiên, nó được xác định là 129 và 116 tương ứng từ ngày 25 tới ngày 42.

Bảng 2: Nhu cầu arginine ở gà thịt theo khuyến nghị của công ty giống

Nhu cầu arginine cũng tăng lên ở gà thịt được cho ăn khẩu phần không có kháng sinh. Ruan và cộng sự (2020) đã chứng minh rằng năng suất tăng trưởng của gà gô Qingyuan, thuộc giống gà lông vàng, được cải thiện bằng cách tăng Arg trong khẩu phần không chứa kháng sinh, từ 8,5 lên khoảng 12,0 g/kg thức ăn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nồng độ IgA tiết ra được tăng lên khi bổ sung Arg. IgA là hàng rào miễn dịch chính ngăn chặn các mầm bệnh xâm nhập vào niêm mạc ruột và điều này hỗ trợ duy trì cân bằng nội môi với hệ vi sinh vật đường ruột. Từ đó cho thấy rằng, arginine đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe đường ruột và khả năng miễn dịch.

Nhu cầu về Arginine tăng cao khi stress do nhiệt          

Nhìn vào cách arginine được sử dụng trên thị trường, nhu cầu arginine ở gà thịt là khác nhau ở các mùa khác nhau. Vào mùa hè, các chuyên gia dinh dưỡng có thể  tăng mức arginine trong khẩu phần một cách thích hợp để tránh việc tăng trưởng kém. Brake (1998) đã nghiên cứu rằng việc tăng tỷ lệ Arg: Lys khi nhiệt độ môi trường cao giúp cải thiện chuyển hoá thức ăn mà không làm giảm tốc độ tăng trưởng (Kết quả thể hiện trong Hình 2 và thiết kế thí nghiệm được hiển thị trong Bảng 3). Dưới tác động của nhiệt, các cơ quan như ruột non, gan và lá lách sẽ gặp phải tình trạng thiếu máu cục bộ và thiếu oxy. Arginine được chứng minh là có vai trò quan trọng trong việc giãn mạch và làm thay đổi lưu lượng máu, từ đó giảm tác động của stress nhiệt.

Bảng 3: Thiết kế thử nghiệm stress nhiệt trên gà thịt

Hình 2: Hiệu quả của arginine trong việc giảm stress nhiệt

Hàm lượng Arginine trong nguyên liệu thức ăn chăn nuôi

Để đảm bảo an ninh thực phẩm cho con người, việc đa dạng hóa nguồn nguyên liệu trong khẩu phần của gà thịt là cấp thiết. Tuy nhiên, hàm lượng arginine trong nguyên liệu thô rất khác nhau (Hình 3). Một số nguyên liệu thô giàu arginine, chẳng hạn như đậu phộng và hạt bông. Các nguyên liệu thô khác như bột gluten ngô và bột váng sữa lại chứa ít arginine. Trong khi đó, nhu cầu arginine của gà thịt tăng lên, đặc biệt là vào mùa nóng. Vì vậy, việc bổ sung arginine tổng hợp vào khẩu phần của gà thịt trong mùa hè là một giải pháp hữu ích để duy trì hiệu suất chăn nuôi.

Hình 3: So sánh hàm lượng arginine ở trong các nguyên liệu thức ăn chăn nuôi phổ biến

Hiệu quả chức năng của Arginine ở gà thịt

Cải thiện sức khỏe đường ruột

Zhang (2018) đã tiến hành sáu thí nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung L-arginine lên tổn thương niêm mạc ruột do vi khuẩn gây bệnh đường ruột gây ra ở gà thịt và các cơ chế liên quan. Một thí nghiệm đã chứng minh bổ sung L-arginine có thể ức chế sự phát triển quá mức của vi khuẩn Clorstridium perfringens và làm giảm tổn thương niêm mạc ruột bằng cách thúc đẩy phản ứng bẩm sinh và duy trì chức năng bảo vệ thành ruột. Bổ sung L-arginine trong khẩu phần ngăn ngừa sự thiếu hụt arginine trong hệ tuần hoàn do vi khuẩn C. perfringens gây ra và bình thường hóa quá trình vận chuyển và chuyển hóa arginine. L-arginine cũng đóng vai trò trong việc giảm khả năng hoạt động của JAK-STAT (Janus kinase của hỗng tràng, bộ chuyển tín hiệu và chất kích hoạt phiên mã). Hơn nữa, L-arginine làm giảm tình trạng viêm ruột và tổn thương niêm mạc của gà do vi khuẩn C. perfringens gây ra. Khẩu phần có bổ sung arginine ở tất cả các giai đoạn cho thấy nhiều tác dụng có lợi hơn so với khẩu phần chỉ được bổ sung arginine trong giai đoạn nhiễm bệnh.

Tăng cường hệ miễn dịch

Tan (2014) đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung L-arginine trong khẩu phần đối với năng suất tăng trưởng, ức chế miễn dịch, viêm nhiễm và rối loạn chức năng bảo vệ đường ruột ở gà thịt. Kết quả đã chứng minh rằng cần bổ sung arginine trong khẩu phần để có được hiệu suất tăng trưởng và chức năng miễn dịch tối ưu ở gà thịt có hệ miễn dịch bị ức chế, và bổ sung arginine làm giảm độc lực của IBDV (Infectious Bursal Disease Vaccine -Vắc-xin phòng Gumboro) gây ức chế miễn dịch thông qua điều hướng các tế bào lympho T. Bổ sung arginine trong khẩu phần làm giảm các tổn thương niêm mạc ruột ở gà mắc bệnh cầu trùng có thể thông qua việc ức chế TLR4 (Toll-like receptor 4) và kích hoạt mTOR 1 (The mammalian target of rapamycin 1), và làm giảm sự biểu hiện quá mức của các cytokine tiền viêm có thể bằng việc ức chế TLR4 và tỷ lệ phần trăm tế bào CD14 + (Cluster of differentiation 14+).

Kết luận

Arginine là một axit – amin thết yếu ở gia cầm, đóng vai trò như một nguồn dinh dưỡng và chức năng ở gà thịt. Nhu cầu về Arginine tăng cao trong khẩu phần không chứa kháng sinh và trong giai đoạn stress do nhiệt để đảm bảo hiệu quả tăng trưởng ở gà thịt.

Tác giả: Dong Xiao Li, CJ Bio Trung Quốc

Công Lê, Marketing và Bùi Phương Nguyên Thảo,

Technical Solution Center, CJ Bio Việt Nam