Pixabay
Экзогенные фитазы с начала 1990-х годов используются в промышленных масштабах в качестве эффективного средства для снижения вреда, наносимого окружающей среде промышленным животноводством, а также для повышения прибыльности птицеводства и свиноводства. Данные возможности связаны со способностью фитазы высвобождать фосфор из фитата
Расщепление трудноперевариваемого соединения способствует улучшенному усвоению фитатного фосфора у животных и уменьшает потребность использования в рационе источников неорганического фосфора.
Гидролиз фитата обеспечивает еще несколько дополнительных преимуществ, связанных уже не только с фосфором. Сюда входит усвоение дополнительных аминокислот, микроэлементов, кальция и энергии; это и обусловило использование фитазы в кормах в «супердозах». Улучшение показателей, в особенности при применении RONOZYME® HiPhos, превзошло все ожидания, с учетом дополнительного высвобождения фосфора и снижения анти-питательных эффектов. Однако точная причина такой повышенной полезности была до недавнего времени не до конца понятна.
Новое исследование DSM позволило получить новые важные данные об «экстрафосфорном» эффекте (ЭФЕ) фитазы, в частности, о роли мио-инозитола.
Роль мио-инозитола
Мио-инозитол — это циклический сахарный спирт, образующий основу молекулы фитата. Фитаза способна, вместе с эндогенными фосфатазами, высвобождать из фитата фосфатные группы, повышая уровень циркулирующего мио-инозитола в плазме (Рис. 1).
Рисунок 1: Образование мио-инозитола в тонкой кишке после быстрого расщепления IP6 до низших сложных эфиров в верхних отделах пищеварительного тракта
Мио-инозитол, как известно, повышает инсулиночувствительность, способствуя распределению глюкозы крови к разным органам и в особенности к скелетным мышцам, что влияет на синтез белка и, соответственно, стимулирует рост. Согласно данным лабораторных анализов, базовая концентрация мио-инозитола в плазме бройлеров составляет около 30 мг/л, у свиней — около 5-10 мг/л. Добавление подходящей фитазы позволяет поднять эти уровни с оказанием благоприятного эффекта.
Польза для бройлеров
Хотя метаболизм глюкозы у птиц и свиней различен, и у тех, и у других пероральный прием мио-инозитола приводил к улучшению показателей. По данным исследований, повышенные дозы фитазы способствовали увеличению прироста массы и коэффициента конверсии корма, а также увеличению удержания кальция (Ca), фосфора (P) и натрия (Na).
В ходе недавнего исследования цыплята-бройлеры получали рацион либо с недостаточным (ОК), либо с достаточным (ПК) содержанием доступных фосфора и кальция. Затем к обоим рационам добавляли RONOZYME® HiPhos в дозировке 1000, 2000 и 3000 единиц фитазы на килограмм. Дополнительный прием фитазы при обоих рационах (ОК и ПК) способствовал увеличению прироста массы тела и коэффициента конверсии корма (КК). Уровень мио-инозитола в плазме оставался повышенными в течение трех-четырех недель после приема RONOZYME® HiPhos. В обоих случаях наблюдалось повышение концентрации мио-инозитола, которое отражало его влияние на означенные показатели и таким образом подтверждало его роль.
«Экстрафосфорный эффект» (ЭФЕ) у свиней
Был также проведен ряд исследований на свиньях, чтобы продемонстрировать реакцию на увеличение RONOZYME® HiPhos при применении матричных значений. Совершенно понятно, что RONOZYME® HiPhos в высокой дозе обеспечивает гораздо лучшие показатели по свиньям и поросятам, чем рацион положительного контроля, не говоря уже об экономии затрат на корм.
RONOZYME® HiPhos, повышая эффективность расщепления фитата, способствует увеличению уровня мио-инозитола у свиней и птиц. В одном исследовании сопоставляли улучшение показателей ЭФЕ с уровнями мио-инозитола у поросят. Рацион ПК сравнивался с рационом матричного контроля (МК) и с рационом МК, содержащим RONOZYME® HiPhos в дозировке 1000 или 2000 единиц фитазы. Энергетическая ценность, уровни Ca и P в рационе МК были отрегулированы согласно соответствующим матричным значениям для RONOZYME® HiPhos при дозировке 1000 единиц фитазы. У поросят, получавших рационы МК1000 и МК2000, наблюдались улучшения суточного прироста массы (СПМ) и ККК в большей степени, чем при ПК (Рис. 2). Очевидная реакция на добавление RONOZYME® HiPhos наблюдалась также по такой характеристике, как уровень мио-инозитола в плазме, это логически вытекало из реакции по показателям роста.
Рисунок 2: Повышенные дозы RONOZYME® HiPhos способствовали увеличению СПМ и КК у поросят
Последние данные
Было продемонстрировано, что фитаза способствует повышению показателей роста, увеличению массы мяса грудки, повышению переваримости аминокислот и концентрации мио-инозитола в плазме бройлеров. В новом исследовании, представленном недавно DSM, показывается потенциальное взаимодействие между добавлением фитазы, показателями роста и экспрессией генов хозяина, что направлено на выявление потенциальных связанных с этим биомаркеров.
Добавление РОНОЗИМА® ХайФос в дозировке 1000 единиц фитазы на кг к рациону отрицательного контроля (ОК) доводило прирост массы тела до уровня положительного контроля (ПК) наряду с увеличением концентрации мио-инозитола в плазме. Это связано с ростом мышечной массы (положительного действия на увеличение мышечной массы грудки (филе)).
Стимуляция мио-инозитолом у животных, получавших RONOZYME® HiPhos, в наибольшей степени повлияла на те пути, которые управляют формированием мышечной ткани через кальций-кальмодулинзависимую киназу и пути ИФР (Рис. 3).
Рисунок 3: Экспрессия генов в клетках скелетных мышц
Мио-инозитол связан с обоими задействованными метаболическими путями в мышцах бройлеров — из-за его участия в активности внутриклеточных ферментов и ввиду того, что он является усилителем инсулиночувствительности. Несмотря на различия между поросятами-отъемышами и бройлерами в физиологии желудочно-кишечного тракта и в метаболизме, добавление фитазы одинаково способствовало увеличению уровня мио-инозитола в плазме у обоих видов, оказывало влияние на развитие мышц и частично объяснило улучшение показателей роста.
Полученные результаты продемонстрировали важность IP3 и мио-инозитола (конечных продуктов расщепления фитиновой кислоты фитазой) для улучшения роста мышечной массы — через специфические биомаркеры, потенциально связанные с добавлением фитазы, которые были выявлены в мышцах.
Последующие исследования будут направлены на подтверждение этих результатов на других видах, а также на обеспечение наилучшего понимания механизмов, стоящих за экстрафосфорным эффектом (ЭФЕ) от высоких доз микробной фитазы.
