Team von Texas A&M: Glutamat und Glycin sind hinsichtlich der Kosten vielversprechend

Jul 12, 2023

16.06.2022 – Zuletzt aktualisiert am 16.06.2022 um 13:37 GMT

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Das National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums hat zwei Zuschüsse in Höhe von insgesamt 1,15 Millionen US-Dollar für die Texas A&M-Forschung vergeben.

Hybrid-Streifenbarsche sind dieder am vierthäufigsten gezüchtete Flossenfisch​in den USA nur hinter Wels, Salmoniden und Tilapia.

Die Arbeit wird von Guoyao Wu, Distinguished Professor des College of Agriculture and Life Sciences University und Fellow der Texas A&M AgriLife Research Faculty in der Abteilung für Tierwissenschaften, geleitet.

An einer Studie arbeitet Delbert Gatlin mit Wu zusammen, Regents-Professor in der Abteilung für Ökologie und Naturschutzbiologie, Bryan-College Station, Texas A&M. Die Wissenschaftler werden die Biosynthese und die Ernährungsfunktionen von Glycin im Hybrid-Streifenbarsch untersuchen.

Bei der zweiten Studie wird Wu mit Mike Criscitiello, Professor für Veterinärpathobiologie und stellvertretender Dekan für Forschung und Graduiertenstudien am College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, Texas A&M, zusammenarbeiten. Sie werden den Einfluss von Glutamat in der Nahrung auf die Entwicklung der Darmschleimhautimmunität bei Hybrid-Streifenbarschen untersuchen.

Die Wissenschaftler glauben, dass sowohl Glutamat als auch Glycin als funktionelle Aminosäuren in der Tierernährung gelten sollten. Sie seien die billigsten Aminosäuren und seien dennoch vielversprechend als kosteneffiziente Futtermittelzusatzstoffe, bemerkte Wu.

Die Produktion von Fischmehl und Fischöl sei ökologisch und ökologisch nachhaltig, sagte Gatlin. Ihre Produktion habe sich in den letzten Jahrzehnten kaum verändert, und beide hätten im Vergleich zu anderen Futtermitteln recht gute Ökobilanzen, argumentierte er.

„Ihre Vorräte sind jedoch begrenzt, sodass die Kosten für diese Meeresinhaltsstoffe voraussichtlich steigen werden, da die weltweite Aquakultur voraussichtlich weiter wachsen wird“, sagte er. „Daher wird es wahrscheinlich einen größeren Bedarf geben, größere Anteile an Fischmehl und Fischöl in der Ernährung verschiedener Fischarten zu ersetzen, insbesondere derjenigen mit eher fleischfressenden natürlichen Ernährungsgewohnheiten. Daher sollte unser Projekt eine größere Flexibilität bei der Formulierung von Diäten ermöglichen, um den Nährstoffbedarf von Hybrid-Streifenbarschen zu decken, ohne auf Fischmehl oder andere Futtermittel angewiesen zu sein.“​

Zwar gebe es ein wachsendes Interesse an der Verwendung pflanzlicher Proteine ​​wie Sojamehl als Ersatz für Fischmehl in Zuchtfischfutter, doch der Erfolg sei unterschiedlich ausgefallen, sagte Wu.

„Wir haben herausgefunden, dass Glycin, die am häufigsten vorkommende Aminosäure im Körper von Fisch und Fischmehl, in pflanzlichen Proteinen relativ wenig enthalten ist“, sagte Wu. „Basierend auf den Ergebnissen unserer vorläufigen Studie glauben wir, dass Glycin aus der Nahrung eine wichtige Rolle beim Wachstum von Hybrid-Streifenbarschen spielt, indem es die Proteinsynthese, die antioxidative Kapazität und die Kreatinproduktion in ihren Geweben maximiert.“​

Glutamat, die zweithäufigste Aminosäure im Körper von Fisch und Fischmehl, wirkt zusammen mit Glycin, um Stoffwechselprozesse zu fördern, erklärten sie.

Es sei eine Vorstufe von Glutathion, einer reichlich vorhandenen antioxidativen Substanz und einem wichtigen Stoffwechselbrennstoff für die Darmschleimhaut, sagten die Forscher. Daher ist Glutamat für die Integrität und Gesundheit des Darms von entscheidender Bedeutung. Sie stellten jedoch fest, dass Glutamat seit über einem Jahrhundert als ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäure in Fischen und anderen Tieren angesehen wurde.

„Basierend auf den Ergebnissen unserer vorläufigen Studie glauben wir, dass Glutamat in der Nahrung eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Darmimmunsystems beim Hybrid-Streifenbarsch spielt“, sagte Wu. „Wir gehen davon aus, dass Glutamat die Produktion antiinfektiöser und antioxidativer Moleküle durch Immunzellen in der Darmschleimhaut der Fische erhöht.“​

Darüber hinaus, sagte er, steige die Fähigkeit der Schleimhautimmunzellen, Glutamat zur Energieproduktion zu nutzen, mit zunehmendem Alter, wenn die Zellen reifen.

„Unsere Ergebnisse werden einen erheblichen Einfluss auf die US-Aquakultur haben, indem sie neue grundlegende Erkenntnisse über Glutamat bei der Verbesserung der Darmschleimhautgesundheit und des Überlebens von Hybrid-Streifenbarschen generieren“, kommentierte Wu. „Die Ergebnisse werden auch eine neue Ernährungsmethode für den Einsatz von Glutamat als Adjuvans bei der Impfstoffentwicklung für Fische liefern.“​

Neben Glutamat benötigen Fische für Wachstum und Gesundheit auch eine große Menge Glycin. Und wie Glutamat gelte auch Glycin seit langem als entbehrlicher Nährstoff in der Tierernährung, berichteten sie.

Allerdings glaubt Wu, dass die Zufuhr von Glycin in der Fischernährung eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung von Futtermitteln in Körperprotein spielen könnte.

Er und Gatlin werden bestimmen, wie Glycin und Kreatin in verschiedenen Fischgeweben synthetisiert werden. Dieses Team wird auch die Rolle von Glutathion und Kreatin bei der Vermittlung der Wirkung von Glycin in der Ernährung zur Verbesserung des Wachstums, der antioxidativen Reaktionen, der Darmintegrität, der Stoffwechselgesundheit und der Immunität beim Hybrid-Streifenbarsch untersuchen.

Darüber hinaus werden sie versuchen, die Rolle des Ziels von Rapamycin, dem Hauptregulator der Proteinsynthese, und der Autophagie/Proteasomen bei der Vermittlung der Wirkung von Glycin aus der Nahrung zur Förderung der Proteinsynthese und Hemmung der Proteolyse in Fischgeweben zu bestimmen.

„Die Skelettmuskulatur ist der Hauptort für die Kreatinsynthese aus Glycin im Hybrid-Streifenbarsch“, sagte Wu. „Glycin aktiviert das Ziel des Rapamycin-Zellsignalwegs, um die Proteinsynthese in der Skelettmuskulatur zu fördern und gleichzeitig den intramuskulären Proteinabbau über die Autophagie-/Proteasomenwege zu reduzieren. Das fördert das Muskelwachstum.“​

Wu sagte, dass ihren vorläufigen Erkenntnissen zufolge die Zugabe von 2 % Glycin zu einer auf Sojabohnenmehl basierenden Ernährung 45 % Fischmehl in einer Hybrid-Streifenbarsch-Diät ersetzen kann.

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