Leucine in piglets - nutritional requirement and consequences of excessive intakes on whole body amino acid metabolism

Abstract

Die Umsetzung des „Idealprotein“-Konzepts mit dem Ziel die Proteinverwertung des Schweines zu verbessern, erfordert Kenntnis des Bedarfes an essentiellen Aminosäuren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden fünf Studien durchgeführt um den Leucinbedarf von Absetzferkeln zu ermitteln und physiologische Wirkungen zu betrachten. Der ermittelte Leucinbedarf lag zwischen 97,7 and 107,7% im Verhältnis zur erst-limitierenden Referenzaminosäure Lysin. Es konnte gezeigt werden, dass ein Leucinüberschuß (≥200%) zu einer Reduzierung der Futteraufnahme und Gewichtszunahme, einhergehend mit einem gesteigerten Abbau der verzweigtkettigen Aminosäuren in den Körpergeweben führt. Eine verminderte Aufnahme von Tryptophan in das Gehirn bedingte dort eine reduzierte Serotoninsynthese. Die vorliegenden Studien belegen die Notwendigkeit der Versorgung mit einem ausbalancierten Aminosäureprofil und darüber hinaus auch die Eignung des Schweines als Modelltier für den menschlichen Aminosäuremetabolismus.

Implementation of the “Ideal Protein” concept, in order to improve protein utilization of pigs, requires knowledge of the animals’ requirement for essential amino acids. Within the scope of the present work, five experiments were performed to estimate the requirement of weaned piglets for leucine and elucidate physiological effects. The requirement was estimated to be between 97.7 and 107.7% in ratio to SID lysine, the first-limiting amino acid in pigs' nutrition. A dietary leucine (≥200%) excess was shown to reduce voluntary feed intake and weight gain in line with an increased catabolism of the branched-chain amino acids in various body tissues and a reduced serotonin synthesis in brain tissue caused by reduced uptake of tryptophan across the blood-brain barrier. The current studies demonstrate the necessity to feed dietary leucine in a balanced ratio to all other large neutral amino acids, but as well the aptitude of the pig as animal model for the human amino acid metabolism.