Общая биология холина и метионина

Холин и метионин, содержащиеся в корме, интенсивно разлагаются в рубце (Sharma and Erdman, 1988a), поэтому их следует скармливать в защищенной форме, чтобы максимально увеличить поступление питательных веществ к тонкому кишечнику. Общим является то, что оба сложных вещества содержат метиловые (-CH3) группы. Холин является составной фосфатидилхолина (ФХ), который содержится в каждой клеточной мембране тела, в том числе и в мембране жировых глобул молока. ФХ также является компонентом липопротеинов, отвечающих за транспорт жира по телу. Входя в состав липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), ФХ нужен для экспорта жира из печени. Жирная печень является классическим симптомом дефицита холина, а развитие жирной печени у 50% транзитных коров ассоциируется с недостаточной абсорбцией кормового холина во время транзитного периода (Grummer, 2012).

Коровы способны синтезировать ФХ эндогенно, к тому же в достаточном количестве, за исключением транзитного периода, когда из жировой ткани начинают интенсивно мобилизоваться жирные кислоты, а их поглощение печенью повышается до критического уровня.

Эндогенный синтез ФХ происходит благодаря метилированию фосфатидилэтаноламина. Метильные группы для этого могут образовываться из метионина. Итак, тесная метаболический связь двух соединений, а также исследования нежвачных животных свидетельствуют, что метионин может частично компенсировать/заменить холин, а холин — метионин.

Одно из самых удивительных последних открытий науки состоит в том, что экспрессия генов может регулироваться метилированием ДНК. Поэтому холин и метионин могут быть задействованы в регулировании неограниченного количества путей обмена. Эта сфера исследований еще в зачаточном состоянии.

По сравнению с нежвачными, у жвачных животных очень мало изучено холиново-метиониновую взаимосвязь. Классическое исследование (Emmanuel and Kennelly, 1984) дойных коз показало, что 28% метионина было использовано для синтеза холина и 6% запаса холина образовалось из метионина. Что интересно: метиловые группы холина не использовались для синтеза метионина. Исследователям удалось получить большую продуктивность скота благодаря поструминальной инфузии холина по сравнению с метионином при применении ингибитора метилирования, исходя из предположения, что метиловые группы метионина могут быть использованы для синтеза холина (Sharma and Erdman, 1988b).

Влияние холина и метионина на жирную печень

Мета-анализ тринадцати исследований (Grummer 2012), в которых добавку защищенного холина начинали скармливать перед отелом, свидетельствует о повышении потребления сухого вещества на 0,725 кг/день после отела, надоя — на 2,2 кг/день. Выход молочного жира увеличился на 0,115 кг/день, а белка — на 0,076 кг/день. Прекращали давать добавку по-разному: происходило это в промежутке, начиная со дня отела и до 120-го дня лактации. Однако не было замечено никакой разницы в надоях коров, которым давали добавку менее 30 дней после отела по сравнению с теми, что потребляли ее дольше.

Следует отметить, что в одном из исследований не отслеживали производительность коров после завершения скармливания добавки. И только недавно (Zenobi et al., 2016) было замечено эффект длительного воздействия защищенного холина на продуктивность после завершения его скармливания.

Достаточно распространена общая заблуждение, что коровы реагируют на холин только тогда, когда рационы не сбалансированы по метионину. Это не так. В исследованиях, где рационы было сбалансированы по метионину (Pipenbrink and Overton, 2003; Ardalan et al., 2011; Lima et al., 2012; and Zenobi et al., 2016), реакция по надоям была постоянной, исходя из мета-анализа.

Обобщенная информация об исследованиях, в ходе которых определялась молочная продуктивность в ответ на скармливание защищенного метионина или его аналогов до и после отела, представлены в таблице 1 (Overton et al., 1996; Phillips et al., 2003; Piepenbrink et al., 2004; Ghorbani et al., 2007; Ordway et al., 2009; Preynat et al., 2009; Osorio et al., 2013; Zhou et al., 2016). Результаты свидетельствуют, что надой был разный. В то же время, четко прослеживается увеличение содержания протеина в молоке в ответ на добавку метионина. Самую чувствительную реакцию коров получили в недавнем исследовании в Университете Иллинойса (Osorio et al., 2013; Zhou et al., 2016), во время которого рационы с добавками балансировались из расчета показателя отношения метаболического лизина в метионин ниже 3.

Влияние холина и метионина на воспроизводство

В нескольких исследованиях замечено значительное улучшение оплодотворяемости после первого осеменения, когда коровам скармливали защищенный холин (Oelrichs et al., 2004: 29 против 58%; Shahsavari, 2012: 25 против 40%; Zenobi et al., 2016: 24 против 41%). Однако в этих исследованиях использовалось небольшое количество животных (менее 50 голов в экспериментальной группе), что значительно ограничивает статистическую значимость результата.

Во время двух масштабных исследований на промышленных фермах заметили незначительный количественный рост (Lima et al., 2012: 41 против 48%; 165 коров на прием) и значительное уменьшение (Amundson, 2014: 46 против 40%;> 900 коров на процедуру). Механизм действия роста уровня оплодотворяемости неизвестен, но может касаться потребности в холине для развития эмбриона.

Скармливания защищенного метионина от отела до момента вымывания меняло экспрессию генов в эмбрионах; некоторые из этих изменений касались генов, связанных с развитием эмбрионов и иммунной реакцией (Penagaricano et al., 2013). Эмбрионы содержали больше липидов, если самки получали защищенный метионин за 3 недели до отела и 30 дней после того (Acosta et al., 2016). Исследователи предполагают, что улучшенный энергетический статус зародышей может способствовать лучшему их выживанию. Хотя уровень оплодотворяемости после первого ШО не изменился, выживание эмбрионов уменьшалось, если коровам скармливали защищен метионин с 31-го по 127-й день после отела (0 против 8,9% в контрольной группе; Toledo et al., 2015). Нужно провести больше исследований, чтобы оценить влияние добавки метионина в транзитный период на воспроизводственную способность коров.

Один на один: холин против метионина

Было проведено четыре факторных исследования (2×2, четыре исследовательские группы = контроль, метионин, холин, метионин плюс холин) для того, чтобы определить влияние защищенных от распада в рубце холина и метионина на транзитных коров и выяснить, есть ли взаимосвязь между двумя компонентами.

Исследование Ardalan et al., 2011: эксперимент длился 4 недели до и 10 недель после отела; исследователи заметили рост потребления сухого вещества (1,36 и 3,13 кг/день для метионина и холина), и только холин вызвал рост молочной продуктивности (2,9 кг/день).

Исследование Soltan et al., 2012: добавки скармливали со дня отела и до 96-го дня доения. Замечено, что рост потребления сухого вещества рациона был большим для холина (1,68 кг/день), когда метионин не давали, по сравнению с группой, получавшей метионин (0,27 кг/день). Надой при скармливании холина также был больше, если метионин не давали (1,90 против 0,68 кг/день).

Исследование Sun et al., 2016: не замечено взаимосвязи между скармливанием защищенного холина и метионина; холин повышал потребление сухого вещества, надои и содержание жира в молоке; при скармливании метионина росло потребление сухого вещества, надой и белок в молоке.

Исследование Zhou et al., 2016: не замечено воздействия холина, а наоборот — большое влияние метионина на потребление сухого вещества (2,1 кг/день), надой (3,99 кг/день) и содержание молочного белка (0,18 пункта), когда добавки применяли с 21-го дня перед отелом и до 30-го дня после отела.

Различия в результатах исследований трудно объяснить, но они могут быть связаны с различными базовыми рационами, количеством и источником добавок, продолжительностью их скармливания и тому подобное.

Исследователи из Висконсина (Chandler et al., 2015) использовали культуру клеток печени для изучения влияния метионина и холина на метаболизм. Как и ожидалось, повышение концентрации метионина в среде снижало экспрессию метионин-синтазы как важного генно регулируемого метионинового образования. Влияние холина не зафиксировано. Интересный факт: не обнаружено влияния метионина на экспрессию фосфатидилэтаноламин N-метилтрансферазы (ФEMT), важного гена в регулировании метилирования фосфатидилэтаноламина в образовании фосфатидилхолина. Это может быть объяснением, почему добавка метионина коровам транзитного периода не снижает накопление жира в печени.

Подтверждает это предположение вывод еще одного исследования (McCourt et al., 2015), когда было установлено, что метионин не улучшает экспорт ЛПНП (то есть жира) из клеток.

Эти исследования были первыми, которые непосредственно показали, что холин на самом деле улучшает ЛПНП-экспорт из клеток печени КРС, и это объясняет, почему добавка защищенного холина для транзитных коров снижает проявление синдрома жирной печени. В конце концов, оксидативный стресс клеток печени уменьшался под действием холина, а не метионина.

Выводы

Имеющаяся информация, хоть ее и немного, свидетельствует, что между холином и метионином существует взаимосвязь. Очевидно, что холин и метионин — незаменимые питательные вещества и должны скармливаться коровам транзитного периода в защищенной от расщепления в рубце форме.

Холин и метионин выполняют каждый свою уникальную роль и их нельзя просто заменять друг другом в рационе транзитных коров. Например, метионин повышает уровень белка в молоке, а холин нет. И наоборот: холин снижает жир в печени, а метионин, в дозах, которые тестировались, нет. Холин повышает надой и метионин также, но в ходе исследований не установлено, что их эффект кумулятивный. Нужно больше исследований по этому вопросу, и все же имеющейся информации достаточно, чтобы опровергнуть много ложных общепринятых представлений.

Таблица 1. Влияние скармливания защищенного от распада в рубце метионина или его аналога во время транзитного периода на надой, содержание протеина в молоке и выход протеина

1Число с минусом — количество дней или недель до отела.

2Число с плюсом — количество дней или недель после отела.

По материалам публикации «Choline and Methionine for

Transition Cows: Separating Fact from Fiction»,

автор — Рик Р. Грумер, Университет штата Висконсин