อาร์จินีน…กรดอะมิโนน้องใหม่ มาแรง

อาร์จินีน…กรดอะมิโนน้องใหม่ มาแรง

น.สพ.ภาคภูมิ เกียรติจานนท์ ผู้ช่วยผู้จัดการฝ่ายวิชาการ บริษัท เวท อะกริเทค จำกัด

          ในบรรดาวัตถุดิบอาหารสัตว์ วัตถุดิบกลุ่มหนึ่งที่มีความสำคัญและจำเป็นต้องมีการเสริมลงในสูตรอาหาร เนื่องจากมีไม่เพียงพอจากวัตถุดิบหลัก ๆ ทั่วไป ได้แก่ กรดอะมิโน ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่า กรดอะมิโนต่าง ๆ มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการเจริญเติบโต การทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน รวมถึงประสิทธิภาพทางระบบสืบพันธุ์ของสัตว์ด้วย

          ในปัจจุบัน กรดอะมิโนที่มีการเสริมลงในอาหารสัตว์ ได้แก่ ไลซีน เมทไธโอนีน ทรีโอนีน ทริปโตเฟน และวาลีน ซึ่ง ณ ตอนนี้ เริ่มมีการนำกรดอะมิโนชนิดใหม่เข้ามาเสริมในอาหารสัตว์เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ได้แก่ อาร์จีนีน

            อาร์จินีนเป็นกรดอะมิโนชนิดจำเป็น (essential amino acid) ที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโต ประสิทธิภาพการผลิต และสุขภาพของสุกรสายพันธุ์สมัยใหม่ในระยะอุ้มท้อง เลี้ยงลูก อนุบาล และขุน โดยมีระดับของอาร์จินีนที่แนะนำในสุกรแต่ละระยะดังตารงที่ 1

ตารางที่ 1 ระดับอาร์จินีนขั้นต่ำที่แนะนำในอาหารสำหรับสุกรระยะต่าง ๆ

ความสำคัญของอาร์จินีนในสุกรระยะต่าง ๆ

1. ลูกสุกรหลังคลอด

ลูกสุกรหลังคลอดมีความไวต่อระดับอาร์จินีนในน้ำนมสูงมาก และมักพบภาวะขาดอาร์จีนีนในกระแสเลือดได้บ่อย โดยพบว่า ระดับอาร์จินีนในกระแสเลือดที่ระดับ ≤ 0.26 µM จะส่งผลให้ลูกสุกรมีระดับแอมโมเนียเพิ่มสูงขึ้นในเลือดและอาจตายได้ในที่สุด ซึ่งโดยปกติ ในน้ำนมแม่สุกรจะมีระดับอาร์จินีนค่อนข้างต่ำ การเสริมอาร์จินีนลงในนมชงที่ให้เสริมในระดับ 0.2-0.4% ในลูกสุกรอายุ 7-21 วัน จะช่วยเพิ่มระดับอาร์จินีน ลดระดับแอมโมเนียในกระแสเลือด และเพิ่มน้ำหนักหย่านม นอกจากนี้ พบว่าการเสริมอาร์จินีนในอาหารเลียรางที่ให้ลูกสุกรกินก่อนหย่านมยังมีผลต่อเนื่องในการพัฒนาอวัยวะในระบบทางเดินอาหารและการเจริญเติบโตในสุกรอายุ 25-45 วันได้อีกด้วย

2. สุกรอนุบาล

โดยธรรมชาติ สุกรอายุน้อย เช่น สุกรอนุบาล สามารถสังเคราะห์อาร์จินีนได้ภายในเซลล์เยือบุลำไส้ (enterocytes) จากซิทรูลลิน (citrulline) ที่ได้รับจากอาหาร (รูปที่ 1) แต่ก็ไม่เพียงพอต่อความต้องการสำหรับการเจริญเติบโต การขาดอาร์จินีนในอาหารส่งผลกระทบให้ลูกสุกรโตช้า ซึ่งสาเหตุการขาดอาร์จินีนเป็นไปได้จากขาดอาร์จินีนในอาหาร รวมถึงการขาดกรดอะมฺโนบางชนิดที่สามารถใช้ในการสังเหคราะห์อาร์จินีนได้ภายในร่างกาย เช่น กลูตามีน กลูตาเมท โปรลีน เป็นต้น งานทดลองต่าง ๆ ในอดีตย้อนหลังไป 20-30 ปี ไม่พบถึงประโยชน์ของการเสริมอาร์จินีนในอาหารสุกรอนุบาล และในบางการทดลองกลับพบว่า การเสริมอาร์จินีนมีผลลดการกินได้ของสุกรอนุบาลด้วยซ้ำ ซึ่งทั้งนี้น่าจะเป็นมาจากคุณภาพของอาร์จินีนสังเคราะห์ในอดีตที่ยังไม่มีความบริสุทธิ์เพียงพอ รวมถึงมีการปนเปื้อนโลหะหนักด้วย หรือแม้กระทั่งในการทดลองในปี 2010 และ 2015 ก็ยังพบว่า การเสริมอาร์จินีน 2% ในสูตรอาหารไม่มีผลใด ๆ ต่อประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของสุกรอนุบาล

รูปที่ 1 กระบวนการเมตาบอลิซึมและการสังเคราะห์ของกรดอะมิโนอาร์จินีน

1. สุกรขุน

          โดยปกติแล้ว สูตรอาหารที่มีพื้นฐานจากข้าวโพดและถั่วเหลืองจะมีระดับอาร์จินีนในสูตรอาหารต่ำอยู่แล้ว โดยเฉพาะในสูตรที่ทำโปรตีนต่ำ ยิ่งมีระดับอาร์จินีนต่ำมากขึ้นไปอีก ซึ่งจะไม่เพียงพอต่อความต้องการของสุกรขุนในการสะสมโปรตีนสร้างเนื้อแดง ดังนั้น การเสริมอาร์จินีนในอาหาร จะช่วยเพิ่มให้สุกรเจริญเติบโตได้ดีขึ้น มีการสร้างเนื้อแดงมากขึ้นในช่วงสุกรรุ่น-ขุน โดยพบว่า การเสริมอาร์จินีนจาก 0.32-0.62% (0.52-1.00% เมื่อเทียบกับไลซีน) ในสุกรรุ่น-ขุน น้ำหนัก 44-97 กก. ช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตต่อวัน 7% ลดอัตราแลกเนื้อ 5.3% และเพิ่มพื้นที่หน้าตัดกล้ามเนื้อสันนอก 10.6% โดยไม่มีผลเพิ่มการกินได้

          แต่ในทางกลับกัน การเสริมอาร์จินีนจาก 0.31-0.68% (0.48-1.05% เมื่อเทียบกับไลซีน) ในสุกรเล็ก น้ำหนัก 27-44 กก. ระยะเวลา 28 วัน กลับพบว่าไม่มีผลต่อการเจริญเติบโตของสุกร แม้ว่าจะมีการกินได้เพิ่มขึ้น 4.3% ก็ตาม

          ในสุกรรุ่น-ขุน สิ่งที่ทุกคนกังวล คือ การสะสมไขมันที่ชั้นใต้ผิวหนังของสุกร ส่งผลให้สุกรมีคุณภาพซากแย่ลง จึงมีการทดลองพบว่า การเสริมอาร์จินีนสังเคราะห์ (เข้มข้น 97%) 1% ในสูตรอาหาร ในสุกรอายุ 110 วัน ให้กินเป็นเวลา 60 วัน ช่วยลดระดับไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ในเลือดลง 20% ลดไขมันขาว (white fat) ทั่วร่างกายลง 11% เพิ่มกล้ามเนื้อ 5.5% แต่ไม่มีผลต่อการเจริญเติบโตต่อวัน

          นอกจากนี้ อารืจินีนยังมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพซาก โดยช่วยลดอัตราการสลายไกลโคเจน (glycolysis) ช่วยลดความกรดลง 0.32 หน่วย ณ 45 นาทีหลังฆ่า เพิ่มความสามารถในการอุ้มน้ำ (water-holding capacity) ลดระดับฮร์โมนคอร์ติซอลในกระแสเลือด ส่งผลช่วยลดปัญหาเนื้อซีดแฉะในที่สุด

2. แม่สุกรอุ้มท้อง

          อาร์จินีนมีความสำคัญในแม่สุกรอุ้มท้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันที่แม่สุกรมีลูกที่ดกมากขึ้น  ขนาดครอกที่มากขึ้นจะมีความสัมพันธ์กับการตายของตัวอ่อนที่เพิ่มสูงขึ้นตามมา ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการทำงานของรกในช่วงแรกของการตั้งท้อง และขนาดของมดลูกตลอดระยะเวลาอุ้มท้อง เมื่อลูกสุกรมีจำนวนมากเกินไปเกินกว่าที่มดลูกจะทำงานได้เต็มที่ สิ่งที่จะเกิดตามมา คือ ลูกสุกรบางตัวจะมีการพัฒนาการของร่างกายที่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจากพื้นที่ภายในมดลูกไม่เพียงพอ (Intra-uterine growth-rate restricted; IUGR piglets) มีลักษณะเฉพาะโดยมีรูปร่างของหัวคล้ายกับหัวโลมา (รูปที่ 2) และลูกสุกรกลุ่มดังกล่าวจะอัตราการตายก่อนหย่านมสูงถึง 76%

          สารที่จำเป็นต่อการพัฒนาของหลอดเลือดในรก ได้แก่ โพลีเอมีน (polyamines) และไนตริก ออกไซด์ (Nitric oxide; NO) โดยสารไนตริก ออกไซด์จำเป็นต้องใช้อาร์จินีนในการสังเคราะห์ จึงได้มีการทดลองเพื่อทดสอบสมมติฐานที่ว่า ระดับอาร์จินีนที่เพิ่มขึ้นในอาหาร จะมีผลต่อการพัฒนาการของรก และส่งผลสุดท้ายถึงขนาดครอกและความแข็งแรงของลูกสุกรหลังคลอดจริงหรือไม่ ซึ่งจากการทดลองพบว่า การเสริมอาร์จีนีนสังเคราะห์ (อาร์จินีน ไฮโดรคลอไรด์; Arg-HCl) 1% ในสูตรอาหาร (สูตรอาหารเดิมมีอาร์จินีน 0.7% เทียบเท่า 123% เมื่อเทียบกับไลซีน) ในแม่สุกรอุ้มท้อง ช่วงอายุท้อง 30-114 วัน ช่วยเพิ่มระดับอาร์จินีนในกระแสเลือด 77% เพิ่มจำนวนลูกสุกรแรกคลอดมีชีวิต 2 ตัว และน้ำหนักแรกคลอดเพิ่มขึ้น 24% รวมถึงช่วยเสริมการทำงานของภูมิคุ้มกันและลดอัตราการตายในแม่สุกร โดยไม่มีผลต่อการเพิ่มน้ำหนักตัวและความหนาของไขมันสันหลังในแม่อุ้มท้อง

รูปที่ 2 ลูกสุกรปกติ (ซ้าย) และลูกสุกรที่มีการพัฒนาของร่างกายไม่สมบูรณ์ เนื่องจากพื้นที่ภายในของมดลูกไม่เพียงพอในครอกที่มีขนาดครอกสูง (ขวา)

โดยจะมีลักษณะหัวโหนก มีหน้าผากมาจนถึงปลายจมูกที่ลาดลงมองคล้ายกับหัวของโลมา หัวพับไปด้านหลัง ตาบวม ปลายจมูกเหี่ยวย่น

นอกจากนี้ ยังมีอีกหลายการทดลองในแม่สุกรอุ้มท้องที่ให้ผลการทดลองน่าสนใจในประเด็นเรืองการเพิ่มการอยู่รอดของตัวอ่อน เช่น

• การเสริมอาร์จินีน 83% ในช่วงอุ้มท้อง 22-114 วัน ช่วยเพิ่มน้ำหนักรก 16% จำนวนลูกสุกรแรกคลอดมีชีวิต 1.1 ตัว และน้ำหนักครอกแรกคลอดรวม 1.7 กก. ทั้งในแม่สาวและแม่นาง
• การเสริมอาร์จินีน 00% ในช่วงอุ้มท้อง 14-28 วัน ช่วยเพิ่มจำนวนลูกสุกรแรกคลอดมีชีวิต 1 ตัวโดยประมาณ
• การเสริมอาร์จินีน 40-0.80% ในช่วงอุ้มท้อง 14-25 วัน ช่วยเพิ่มน้ำหนักรก 21 และ 34% ตามลำดับ เพิ่มจำนวนลูกสุกรแรกคลอดมีชีวิตเท่ากันที่ 2 ตัว
• การเสริมอาร์จินีนสังเคราะห์ 90% ในช่วงอุ้มท้อง 14-28 วัน ช่วยเพิ่มจำนวนตัวอ่อนต่อครอก ณ อายุอุ้มท้อง 70 วัน จำนวน 3.7 ตัว/ครอก รวมถึงช่วยเพิ่มน้ำหนักแรกคลอด กล้ามเนื้อ อวัยวะภายใน รวมถึงกาจำนวนของเส้นใยกล้ามเนื้อ (myofiber) ของลูกสุกรแรกคลอดด้วย
• การเสริมอาร์จินีน 00% ในช่วงอุ้มท้อง 17-32 วัน ช่วยเพิ่มจำนวนลูกสุกรแรกคลอดมีชีวิต 1.2 ตัว
• การเสริมอาร์จินีน 83% ในช่วงอุ้มท้อง 90-114 วัน ช่วยเพิ่มน้ำหนักแรกคลอดเฉลี่ย 16%
• การเสริมอาร์จินีน 00% ในช่วงอุ้มท้อง 25-80 วัน ช่วยเพิ่มน้ำหนักแรกคลอดเฉลี่ย 10% ช่วยลดสัดส่วนของลูกที่มีน้ำหนักแรกคลอด < 1 กก. 33% ในแม่สาว
• การเสริมอาร์จินีน 77% ในช่วงอุ้มท้อง 77-114 วัน ช่วยลดการกระจายของน้ำหนักแรกคลอดลง 19%
• การเสริมอาร์จินีน 00% ในช่วงอุ้มท้อง 257-53 วัน ช่วยเพิ่มขนาดเส้นใยกล้ามเนื้อของมัดกล้ามเนื้อต้นขาหลัง (semitendinosus) 17%

          โดยสรุป การเสริมอาร์จินีนในแม่อุ้มท้อง จะช่วยเพิ่มขนาดครอก ซึ่งส่งผลให้แม่สุกรมีการสร้างน้ำนมที่ดีขึ้น และการช่วยลดจำนวนลูกสุกรที่มีน้ำหนักแรกคลอดน้อยของอาร์จินีน จะช่วยให้สามารถลดอัตราการตายก่อนหย่านมได้ดียิ่งขึ้น

1. แม่สุกรเลี้ยงลูก

ระดับไนตริก ออกไซด์ในเลือด มีผลต่อการไหลเวียนโลหิต การสร้างน้ำนมและโปรตีนที่เต้านมของแม่สุกรเลี้ยงลูก การเสริมอาร์จินีนในอาหาร ช่วยเพิ่มการสังเคราะห์ไนตริก ออกไซด์ และโพลีเอมีนในแม่สุกร ซึ่งจะมีผลช่วยเพิ่มการสร้างน้ำนมของแม่สุกร

การเสริมอาร์จินีน 0.83% (อาร์จินีนสังเคราะห์ 1%) ในแม่สุกรท้องสาว ช่วยเพิ่มน้ำหนักครอกและการสร้างน้ำนม ณ วันที่ 7 และ 21 ของระยะเลี้ยงลูกขึ้น 21 และ 11% ตามลำดับ นอกจากนี้ ช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตต่อวันของลูกสุกรที่มีน้ำหนักแรกคลอด 0.7 กก. และ 1.37 กก. ได้ 40% และ 15% ตามลำดับ กก.

นอกจากนี้ การเสริมอาร์จินีนยีงช่วยเพิ่มระดับของไขมันในน้ำนม ช่วยลดอัตราการสูญเสียน้ำหนักตัวของแม่ตลอดระยะเวลาการเลี้ยงลูก และประสิทธิภาพการย่อยและนำสารอาหารไปใช้ โดยเฉพาะในสุกรที่เลี้ยงในเขตร้อน 

          โดยสรุป อาร์จินีนเป็นกรดอะมิโนที่มีบทบาทสำคัญมากต่อการทำงานต่าง ๆ ของร่างกาย โดยเฉพาะการไหลเวียนโลหิต มีประโยชน์ที่เห็นได้ชัดเมื่อมีการเสริมอาร์จินีนในอาหารแม่อุ้มท้องและแม่เลี้ยงลูกในด้านการเพิ่มจำนวนลูกแรกคลอด จำนวนลูกสุกรหย่านม ส่วนในสุกรอนุบาลและสุกรเล็กรุ่นอาจจะไม่มีประโยชน์ในด้านการกระตุ้นการเจริญเติบโต แต่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสะสมเนื้อแดงและคุณภาพซากในสุกรขุน

เอกสารอ้างอิง

Edwards, S.A. 2020. Intervention to better deal with IUGR piglets. สืบค้นเมื่อ 14 กันยายน 2021. จาก. https://www.allaboutfeed.net/animal-feed/feed-additives/interventions-to-better-deal-with-iugr-piglets/

Wu, G., Bazer, F.W., Johnson, G.A., and Hou, Y. 2018. Board-invited review: Arginine nutrition and metabolism in  growing, gestating, and lactating swine. J. Anim. Sci. 96:5035-5051.