Список сокращений
ASR : Скорость абсолютного синтеза (Absolute Synthesis Rate)
ВЗК: Воспалительные заболевания кишечника
FSR : Скорость фракционного синтеза (Fractional Synthesis Rate)
MUC2 : ген, кодирующий муцин-2
Muc2 : белок муцин-2
Обзор
Потребности в аминокислотах для здоровых животных хорошо изучены. Однако при патологических состояниях, таких как воспаление кишечника, в организме запускаются защитные анаболические процессы, особенно в кишечнике. Эти процессы восстановления резко увеличивают синтез белков, формирующих кишечный барьер, в первую очередь муцинов. Это, в свою очередь, повышает потребность в специфических аминокислотах, из которых эти муцины состоят. Стандартный рацион для здоровых животных в такой ситуации становится неадекватным. Для усиления синтеза слизи и укрепления неспецифического кишечного барьера необходимо увеличить поступление с пищей треонина, серина, пролина и цистеина.
Введение
Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) — один из самых метаболически активных органов. Хотя его масса составляет всего 3–6% от массы тела млекопитающих, на его долю приходится более 20% общего оборота белка в организме. Это связано с высокой скоростью синтеза белка и постоянной секреторной активностью, необходимой для поддержания кишечного барьера, в частности, для производства муцинов. Воспаление дополнительно стимулирует синтез белка в кишечнике и расход определенных аминокислот. Поэтому для сохранения или восстановления целостности кишечного барьера критически важен правильно подобранный рацион питания.
Неиммунный кишечный барьер
Защита кишечника обеспечивается двумя системами: иммунной и физическим неиммунным барьером. Последний представляет собой сложную структуру, которая защищает организм от патогенов и токсинов, одновременно обеспечивая всасывание питательных веществ. Ключевые компоненты этого барьера включают: сбалансированную комменсальную микробиоту, слой кишечной слизи, эпителий, клетки Панэта (продуцирующие антимикробные пептиды), плотные контакты между клетками и кишечную нервную систему, регулирующую целостность эпителия.
Сложные регуляторные механизмы поддерживают баланс между этими компонентами. Правильное питание играет решающую роль в поддержании этого гомеостаза, предотвращая заболевания ЖКТ и способствуя общему здоровью организма.
Состав и роль кишечной слизи
Эпителий ЖКТ покрыт гелеобразным слоем слизи. Этот слой состоит из муцинов (гликопротеинов), пептидов, воды, иммуноглобулинов, электролитов и микроорганизмов. Слизь служит первой линией защиты, оберегая эпителий от механических повреждений, пищеварительных соков и патогенов. Ее защитные свойства напрямую зависят от толщины и состава.
Толщина и состав слизи варьируются вдоль всего ЖКТ. Самый толстый слой — в желудке (защита от кислоты) и толстой кишке (защита от микробиоты). В тонком кишечнике слой тоньше, чтобы не мешать всасыванию питательных веществ.
Слизистый барьер имеет два слоя: внутренний, плотно прикрепленный к клеткам (содержит мембраносвязанные муцины и формирует гликокаликс), и наружный, рыхлый и растворимый (состоит из секретируемых муцинов и поддерживает баланс комменсальной микробиоты).
Характеристика кишечных муцинов
Муцины — это крупные гликопротеины, состоящие из белкового остова (10–20% массы) и обильных углеводных цепей (80–90% массы). Углеводные цепи присоединены к остаткам серина и треонина в белковом ядре.
Аминокислотный состав муцинов уникален: они особенно богаты треонином (до 28%), серином (до 14%) и пролином (до 13%). Для сравнения, среднее содержание треонина в других белках организма — всего 3–7%. Эти аминокислоты сконцентрированы в повторяющихся последовательностях (PTS-домены). Также в структуре муцинов есть богатые цистеином домены, которые за счет образования дисульфидных связей позволяют молекулам собираться в полимеры, придающие слизи вязкоупругие свойства.
Среди множества муцинов в ЖКТ ключевую роль играет секретируемый муцин MUC2, преобладающий в кишечнике. Мембраносвязанные муцины (MUC3, MUC4, MUC13, MUC17) формируют гликокаликс и участвуют в сигнальных и защитных механизмах.
Синтез и секреция муцинов регулируются нервными, гормональными и паракринными путями. Достаточное поступление с пищей необходимых аминокислот также является ключевым фактором для эффективной защиты кишечника.
Обратите внимание: Какие антигельминтные препараты я выбираю для защиты своих собак от паразитов..
Нарушения обмена веществ при заболеваниях кишечника ослабляют выработку муцина и защиту кишечника
Хронические воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), такие как язвенный колит и болезнь Крона, связаны с дисфункцией кишечного барьера. Наблюдаются изменения в микробиоте, ухудшение качества и количества слизистого слоя, снижение синтеза зрелого гликозилированного MUC2. При этом может повышаться секреция некоторых муцинов как адаптивная реакция, но она часто недостаточна для восстановления барьера.
Острые воспалительные состояния (например, сепсис) также нарушают барьерную функцию. Организм реагирует усилением синтеза белков острой фазы и муцинов, что резко увеличивает потребность в аминокислотах. В условиях болезни аппетит часто снижен, и организм вынужден использовать аминокислоты из мышечной ткани, что усугубляет состояние.
Требования к аминокислотам для оптимального синтеза муцина и защиты кишечника
Высокая метаболическая активность ЖКТ, направленная на поддержание барьера (обновление эпителия и синтез муцинов), определяет его повышенные потребности в специфических аминокислотах, которые должны покрываться за счет питания.
В нормальных условиях
Треонин — незаменимая аминокислота, и значительная его часть (до 60%) у здоровых животных используется именно кишечником. Это связано с его высоким содержанием в муцинах. Дефицит треонина в рационе напрямую ограничивает синтез муцинов, что было показано в экспериментах на крысах и свиньях. При этом общий синтез белков слизистой может не страдать, так как другие белки содержат гораздо меньше треонина. Поскольку муцины устойчивы к перевариванию, рециркуляция треонина из них низка, и его потери значительны. Поэтому точное соответствие поступления треонина потребностям критически важно для здоровья кишечника.
При воспалительных заболеваниях
Воспаление (хроническое при ВЗК или острое при сепсисе) вызывает мощную анаболическую реакцию, повышая потребность в аминокислотах, особенно тех, что в большом количестве входят в состав кишечных муцинов и белков острой фазы. Потребность в треонине, серине, цистеине и пролине резко возрастает. Однако на фоне болезни потребление пищи часто снижено, и обычный рацион не может покрыть возросшие потребности.
Например, в эксперименте у инфицированных крыс использование треонина для синтеза муцинов было на 70% выше, чем у здоровых. Общая суточная потребность в треонине для синтеза кишечных и плазменных белков превышала его поступление с пищей в 2.6 раза.
Таким образом, при воспалении необходима специальная нутритивная поддержка, отличная от рациона здорового животного. Исследования на моделях колита показали, что увеличение в рационе содержания треонина, серина, пролина и цистеина дозозависимо стимулирует синтез муцина в толстой кишке, увеличивает количество бокаловидных клеток и способствует росту полезной комменсальной микробиоты (например, лактобацилл).
Вывод
Кишечные муцины богаты треонином, серином, пролином и цистеином, что объясняет высокую потребность в них со стороны ЖКТ. Специально адаптированный рацион с точным регулированием уровня этих аминокислот необходим для поддержания эффективного кишечного барьера. При патологических состояниях, особенно связанных с воспалением, потребность в этих аминокислотах возрастает. В таких ситуациях рекомендуется увеличить их поступление с пищей, чтобы стимулировать синтез муцина, поддержать здоровую микробиоту и укрепить неспецифическую защитную функцию кишечника.
Автор статьи: Магали Фор, доктор философии, и Денис Брейе, доктор философии исследовательский центр Nestlé, 2019
Департамент питания и здравоохранения Лозанна, Швейцария Электронная почта: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Автор перевода: Анатолий Черников – главный ветеринарный врач, Клиника «101 Далматинец», Москва
Спасибо, что дочитали эту статью до конца! Следите за нашими новыми публикациями и подписывайтесь в раздел. Ждем ваши комментарии и с радостью ответим на вопросы.
Источник: "Аминокислоты для оптимального синтеза кишечного муцина (слизи) и защиты кишечника в здоровом и патологическом состояниях" — статья на сайте ProPlan.ru
#ветеринария #здоровье животных #здоровье собаки #здоровье кошек
Больше интересных статей здесь: Здоровье.
Источник статьи: Аминокислоты для синтеза кишечного муцина и защиты кишечника животных.
