Proteinomsætning - Aarhus Universitet
29
Transcript of Proteinomsætning - Aarhus Universitet
Indhold og formål
• Protein og kvælstof – hvad har vi i foderet?
• Hvad sker der med protein og kvælstof i vommen?
• Mikrobiel protein syntese
• Fordøjelse af protein i tyndtarmen
• Hvordan forvejring påvirker proteinværdien i kløvergræsensilage
Kvælstof og protein
• Råprotein = N x 6.25 (CP)• Sand protein = aminosyreprotein
Proteiner er komplekse, organiske forbindelse
20 forskellige aminosyrer, der normalt findes i protein. Opdeles i essentielle og ikke-essentielle aminosyre.
• Ikke-protein-kvælstof (NPN)Eks. aminer, puriner og pyrimidiner, nitrat, ammoniak
Frie aminosyrer og peptider
Protein i vommen
4
• 30 til 100% af proteinet i foderet nedbrydes i vommen
• Resten passerer videre til tyndtarmen (bypass protein, RUP)
• Protein nedbrydes af mikrobielle proteaser til peptider og aminosyrer
• Peptider og aminosyrer optages af mikroberne
• Bruges direkte til syntese af mikrobielt protein
• Nedbrydes til ammoniak (hvilket også er en N-kilde til mikrobiel protein syntese) og VFA
• Mikroberne fordøjes i tyndtarmen, hvorved køerne kan udnytte den mikrobielle protein
Protein i vommen
5
• Ammoniak absorberes over vomvæggen og fra bagtarmen
• I leveren bliver ammoniak omdannet til urea
• Urea recirkuleres til vommen via spytsekretion, eller direkte over vomvæggen
• Overskud af urea bliver udskilt via urinen elle via mælken
Protein – Hvorfor er køer så fantastiske?
7
• Mikroberne er en meget vigtig kilde til protein
• I modsætning til enmavede, så er drøvtyggere ikke afhængige af protein fra foderet og essentielle aminosyrer
• En ko kan leve udelukkende af kulhydrater og urea (dvs. kun N og ingen aminosyrer )
• Mikroberne i vommen er afhængig af at få tilført tilstrækkelig med energi for at syntetisere protein
• Mangel på energi → N vil blive udskilt.
Protein (N) og energi skal passe sammen!
8
Forhold mellem protein og urea i mælk
Pro
tein
i m
ælk
Hø
j Lav foder proteinHøj foder energi
OptimaltHøj foder proteinHøj foder energi
Lav Lav foder protein
Lav foder energiOk foder proteinLav foder energi
Høj foder proteinLav foder energi
Lav Normal Høj
Urea i mælk
Fordøjelse i tyndtarmen
• Fordøjelsen starter i løben • Pepsin i surt miljø (HCL) spalter protein til peptider
• Enzymer tilføres med bugspyttet og via tarmvæggens mucosa• Spalter peptider til frie aminosyrer og di-peptider
• Protein absorberes som aminosyrer! = AAT
Protein
11
Nonprotein N
(NPN)
Feed
proteins
Microbial protein
(essential AA)
Volatile fatty
acids (VFA’s)
RUMEN/
RETICULUM
RUPMicrobial protein
Peptides
OMASUM
ABOMASUM
SMALL
INTESTINEPeptides
Amino acids
RU
P
LIVER
= microbial action; = main site of absorption = some absorptionRDP = rumen degraded protein; RUP = rumen undegraded protein;
• Hvordan kan nedbrydningen/omsætningen af protein i vommen påvirkes?
Reducere fermenteringen under ensilering ved at øge tørstofindholdet inden ensilering
• Under ensileringsprocessen sker der en mikrobiel nedbrydning
→ større andel af NPN
Forsøg med kløvergræsensilage…
Forvejringen blev forlænget og resulterede i højere TS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Spring growth First regrowth Spring growth First regrowth
Farm 1 Farm 2
TS [
%]
"wet"
"dry"
.. og påvirkede ensilagens sammensætning
0
30
60
90
120
150
180
20 30 40 50 60 70 80
g/kg
TS
TS i ensilage [%]
Total sukker
Farm 1, 1. cut
Farm 1, 2. cut
Farm 2, 1. cut
Farm 2, 2. cut
0
10
20
30
40
50
60
70
20 30 40 50 60 70 80
% a
fto
tal N
TS i ensilage [%]
Opløselig N
55
60
65
70
20 30 40 50 60 70 80
% a
fto
tal N
TS i ensilage [%]
AA-N
0
10
20
30
40
50
20 30 40 50 60 70 80
g/kg
TS
TS i ensilage [%]
Mælkesyre (L-form)
Råprotein-indhold ikke påvirket!
Kløvergræsensilagen blev fodret til malkekøer
• 4 Holstein køer i første og anden laktation• Fistulerede
• Senlakterende (gns. 216 dage fra kælvning)
• Foderet ad libitum med kløvergræsensilagen• Ingen tildeling af kraftfoder
• Måling af proteinnedbrydning i vommen, mikrobiel protein flow til tyndtarmen og absorption af aminosyrer i tyndtarmen
Hvad skete der?
Nedbrydningen af protein i vommen faldt!
• Sande vomfordøjelighed
Ved 48.8% TSΔ ved 10%-enheders
højere TSP-værdi
OM 56.5 -0.63 NS
NDF 76.1 +0.29 NS
CP 18.6 -4.41 0.02
AA 15.6 -4.04 0.04
Nedbrydningen af protein i vommen faldt!
Ved 48.8% DMΔ ved 10%-enheders
højere TSP-værdi
SCFA total [mmol/L] 100 -1.69 NS
% of total SCFA
Acetate 66.3 +0.38 NS
Propionate 17.8 +0.40 NS
Butyrate 10.2 +0.06 NS
Iso-butyrate 0.90 -0.09 0.06
Iso-valerate 1.78 -0.39 0.01
Ammonium N [mmol/L] 5.39 -0.92 0.01
Lavere ammonium N koncentration i vommen
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00
mm
ol/
L
Tidspunkt
35 % TS
70 % TS
PTS: 0,01PTidspunkt:0,05PTS*Tidspunkt: NS
Fodring Fodring
Større recirkulering af urea til vommen
• Tilsyneladende fordøjelighed af CP
Ved 48.8% TSΔ ved 10%-enheders
højere TSP-værdi
CP -0.23 -0.05 0.04
Flowet af aminosyrer til tyndtarmen steg
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
15 25 35 45 55 65 75 85
g/k
g TS
op
tag
Tørstof i ensilagen [%]
Duo. mikrobiel AA, P=0,06
Duo. foder+endogen AA, P=0,07
Duo. total AA, P=0,08
Flowet af aminosyrer til tyndtarmen steg
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
15 25 35 45 55 65 75 85
g/k
g TS
op
tag
Tørstof i ensilagen [%]
Ved 35 % TS Ved 70 % TS Difference
g/kg TS optag
Total AA 137 157 + 15 %
Mikrobiel AA 47 54 + 15 %
Foder+endogen AA 89 104 + 17 %
Flere aminosyrer absorberet fra tyndtarmen
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
15 25 35 45 55 65 75 85
g/k
g TS
op
tag
Tørstof i ensilagen [%]
Duo. mikrobiel AA, P=0,06
Duo. foder+endogen AA, P=0,07
Duo. total AA, P=0,08
Målt AAT, P = 0,02Målt ”AAT”, P=0,02
Flere aminosyrer absorberet fra tyndtarmen
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
15 25 35 45 55 65 75 85
g/k
g TS
op
tag
Tørstof i ensilagen [%]
Duo. mikrobiel AA, P=0,06
Duo. foder+endogen AA, P=0,07
Duo. total AA, P=0,08
Målt AAT, P = 0,02
35 % → 70 % TS”AAT” ↑ 19,5 g/kg TS optag
+ 10 % i TS ”AAT” ↑ 5,6 g/kg TS optag
Tyndtarmsfordøjeligheden af aminosyrer steg
Ved 48,8 % TSÆndring ved 10
% højere TSP-værdi
Tilsyneladende tyndtarmsfordøjelighed [%]
AA 68,6 +1,27 0,03
Tilsyneladende foder-fæces fordøjelighed [%]
OS 72,7 -0,52 NS
NDF 77,0 -0,14 NS
Råprotein 60,2 -1,44 NS
Soluble N (% of total N)
63.242.456.152.259.239.859.129.5
Stemmer dette med in situ bestemmelser af proteinnedbrydningen i vommen?
God overensstemmelse!
-200
0
200
400
600
800
1000
200 300 400 500 600 700 800
Pro
tein
ne
db
ryd
nin
g i v
om
me
n
(g k
g-1
)
TS koncentration i ensilage (g kg-1)
in vivo
in situ
y = -0.44x + 401 (Pα = 0.02)
y = -0.36x + 976 (Pα < 0.001)
Vomnedbrydningen påvirkes også af art!
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% N
ned
bru
dt
Inkubationstid (timer)
Rajgras tidlig
Rajsvingel
Strandsvingel
Rajgras sen
Rodklover
Hvidklover
Spørgsmål?
