Dezvăluiri ale autorului: S. Moehn, fără conflicte de interese; P. B. Pencharz și R. O. Ball au primit fonduri de călătorie pentru participare și prezentări la acest atelier de la Consiliul internațional pentru știința aminoacizilor.

simptomele

Soenke Moehn, Paul B. Pencharz, Ronald O. Ball, Lecții învățate cu privire la simptomele deficienței și excesului de triptofan din studiile privind cerințele la animale, Jurnalul de nutriție, volumul 142, numărul 12, decembrie 2012, paginile 2231S - 2235S, https: // doi.org/10.3945/jn.112.159061

Abstract

Introducere

Cerințe dietetice pentru triptofan

Cea mai mare cantitate de date privind cerința de triptofan este pentru porci, datorită importanței economice a acestor cunoștințe. Necesarul zilnic de triptofan crește odată cu greutatea corporală a porcilor în creștere și potențialul lor de creștere realizat (1). Cu toate acestea, concentrația de triptofan în proteina ideală, o proteină care furnizează toți aminoacizii indispensabili la nevoie fără excese sau deficiențe, pare să rămână destul de constantă. Deoarece lizina este de obicei primul aminoacid care limitează porcii în creștere, cerințele de triptofan sunt raportate de obicei ca un raport cu lizina. Susenbeth (2) a analizat un număr mare de experimente doză-răspuns la porci în creștere pentru a obține raportul optim triptofan: lizină, pe care el l-a stabilit ca fiind 0,174: 1. Acest raport nu a fost afectat de criteriile de răspuns, de exemplu, greutatea corporală, nivelul de performanță, nivelul de proteine ​​sau lizină sau genetica animalelor. Constanța acestui raport implică faptul că cerințele triptofanului, în raport cu lizina, sunt similare pentru creșterea porcilor și a porcilor la întreținere.

Oamenii

Alte animale monogastrice

NRC (14) a recomandat 0,5 g/kg dietă de triptofan pentru întreținerea la șobolani și 2,0 g/kg dietă de triptofan pentru creștere și reproducere. Concentrațiile recomandate de lizină din dietă au fost de 1,1 g/kg dietă și, respectiv, 9,2 g/kg pentru întreținere și creștere, dând un raport triptofan: lizină de 0,45: 1 pentru întreținere și 0,217: 1 pentru creștere și reproducere.

Baker și Czarnecki-Maulden (15) au comparat cerința de triptofan, relativ la lizină, pentru pisici și câini cu cele ale porcilor. Raportul ideal dintre triptofan: lizină a fost de 0,19 la pisici și 0,22 la câini. Acestea sunt ușor mai mari decât cele sugerate pentru porci la 0,18, dar diferențele sunt probabil în marja de eroare în aceste experimente din cauza numărului relativ mic de animale.

rezumat

În concluzie, cerința pentru triptofan la animalele în creștere, ca raport față de lizină, pare a fi destul de similară între speciile monogastrice, la un raport de 0,17-0,22: 1. Cu toate acestea, pentru întreținere, gestație și alăptare, există o variabilitate mai mare în estimări, care poate fi o reflectare a numărului mic de determinări ale cerințelor disponibile și a dificultăților mai mari în determinarea cerințelor de întreținere în comparație cu creșterea.

Deficitul și excesul de triptofan

Comportament.

Se crede că efectele triptofanului asupra comportamentului sunt mediate de serotonină, care este implicată în reglarea comportamentului de hrănire, a ciclului somn-veghe și a comportamentului sexual (16). Concentrațiile de serotonină sunt dependente de raportul dintre triptofanul plasmatic: aminoacizi neutri mari (17) care pot fi manipulați oferind mese de carbohidrați sau proteine ​​(18) sau prin epuizare acută a triptofanului sau tehnici de încărcare (19). Depleția și încărcarea triptofanului provoacă de obicei răspunsuri acute și tranzitorii în triptofanul plasmatic și serotonina creierului (19).

Depleția acută de triptofan este asociată cu sensibilitate crescută a durerii, tresărire acustică, activitate motorie și agresivitate la oameni (20). Deficitul de triptofan crește anxietatea și iritabilitatea la om și poate modula agresivitatea și răspunsul la stres la animale (21). Opus acestor constatări, bazate pe tehnici de epuizare acută, deficiența cronică și moderată de triptofan a arătat un efect redus asupra comportamentului porcilor înțărcați (22). Carruba și colab. (23) au constatat că deficiența de triptofan a provocat un comportament crescut de montare de la bărbat la bărbat, care nu a fost observat la șobolanii cărora li s-a administrat triptofan adecvat. În schimb, Benedetti și Moja (24) nu au găsit niciun impact al deficienței de triptofan asupra comportamentului sexual la șobolanii femele.

La om, triptofanul a fost studiat pentru tratarea tulburărilor depresive. Doza de 3-8 g/zi triptofan singur a prezentat rezultate mixte în ceea ce privește eficacitatea în tratarea tulburărilor depresive clinice (19). Cu toate acestea, atunci când sunt combinate cu inhibitori de monoaminooxidază, dozele de 6-18 g/zi triptofan au arătat efecte pozitive în tratamentul depresiei (19). O doză de 3 g/zi triptofan este de aproximativ 12 ori mai mare decât cea necesară pentru un om adult. Prin urmare, se pare că sunt necesare doze de triptofan de cel puțin 10 ori necesarul zilnic pentru a obține răspunsuri farmacologice.

Performanța animalelor

Lewis și colab. (38) au hrănit diete purcei înțărcați care conțin până la 3,6 g/kg triptofan, aproximativ de două ori mai mare decât necesarul, la niveluri diferite de lizină și nu au observat efecte adverse asupra performanței de creștere. La scroafele însărcinate, s-a observat o creștere nesemnificativă (P = 0,12) a indicatorului de oxidare a aminoacizilor (R.O. Ball, rezultate nepublicate) atunci când aportul de triptofan s-a apropiat de două ori față de cerință. Edmonds și Baker (39) au testat adaosuri de triptofan de 5, 10, 20 și 40 g/kg dietă la o dietă de 20% proteină brută, făină de porumb-soia formulată pentru a îndeplini toate cerințele. Purceii înțărcați au redus aportul de furaje și rata de creștere numai la cel mai înalt nivel de suplimentare cu triptofan. Într-un studiu doză-răspuns cu porci în creștere hrăniți forțat, Chung și colab. (40) au observat o incidență crescândă a diareei când aportul de triptofan a crescut până la 5,71 g/kg greutate corporală. Prin urmare, se pare că efectele dăunătoare asupra performanței porcilor, similare cu efectele farmacologice la om, nu se manifestă la aporturile de triptofan mai mici de ± 10 ori cerința.

Interesant este faptul că Sidransky (44) a enumerat ficatul gras ca o schimbare patologică în urma aportului excesiv de triptofan, despre care s-a sugerat că este legat de sinteza crescută de acizi grași după administrarea triptofanului, mai degrabă decât de afectarea eliberării lipoproteinelor care are loc în deficitul de triptofan. Ocazional, au fost descrise modificări fibrotice la plămâni, mușchi și pancreas, dar este deschisă dezbaterea dacă excesul de triptofan a fost cauza (44).

Toxicitatea triptofanului

Gullini și colab. (48) au raportat valoarea LD50, doza care este letală pentru 50% din animalele testate, pentru triptofan la șobolani ca 1,6 g/kg greutate corporală atunci când este administrat i.p. LD50 după i.v. sau i.p. administrarea triptofanului la șoareci și iepuri a fost de ± 2 g/kg greutate corporală. În schimb, atunci când a fost administrat oral, LD50 la șoareci și iepuri a fost cuprins între 5 și 16 g/kg greutate corporală. Doze orale de 5,71 g/kg greutate corporală aplicate de tuburile stomacale, adică mai mult de 3 ori i.p. LD50 pentru șobolani și de aproximativ 60 de ori mai mare decât cerința porcilor, nu a cauzat mortalitate la porci cu greutatea corporală de 50 kg (40). Sidransky (44) a concluzionat că triptofanul a avut în general o toxicitate acută scăzută sau ar putea fi considerat netoxic. În analiza lor, Benevenga și Steele (49) au rezumat aceste date și alte date și au susținut că toxicitatea triptofanului a fost scăzută, deoarece efectele toxice nu au fost observate până când aportul a fost> 30 de ori mai mare decât cerința orală. Cu toate acestea, calea de administrare, proteinele alimentare și consumul de alimente par să influențeze manifestarea simptomelor toxice.

Toxicitatea triptofanului diferă între specii (44). Aceste diferențe par a fi legate de prezența sau absența apoenzimei pentru triptofan 2,3-dioxigenaza sau mecanismul de inducție hormonală. Speciile cărora le lipsește apoenzima sau mecanismul de inducție sunt mai sensibile la toxicitatea triptofanului și, prin urmare, nu sunt potrivite ca modele pentru studierea metabolismului triptofanului uman (50). Aceste specii includ pisică, gerbil, hamster, cobai, oi și vacă. Speciile care exprimă apoenzima, porcul, șobolanul, omul și câinele sunt mai tolerante la excesul de triptofan. Prin urmare, șobolanii, câinii și porcii par cei mai potriviți ca modele pentru a studia efectele dăunătoare ale consumului excesiv de triptofan la om.

Aport sigur de triptofan