Multi-objective optimization of methionine+cysteine levels in diets for growing pigs / Nivel óptimo multiobjetivo de metionina+cisteína en dietas para cerdos en crecimiento / Otimização multiobjetivo do nível de metionina+cisteína em dietas para suínos em crescimento

Abstract Background: The addition of synthetic methionine to growing pig diets should consider the requirements of the methionine+cysteine complex, as most cysteine is obtained through dietary methionine. Objective: To determine an optimal level of methionine+cysteine (Met+Cys) in growing pig diets. Methods: Ninety-nine hybrid (Yorkshire×Landrace×Duroc) barrows were used in a completely randomized design (initial body weight: 25.90±3.99 kg). Nine levels of Met+Cys (0.500, 0.525, 0.550, 0.575, 0.600, 0.625, 0.650, 0.675, and 0.700%) were evaluated during 35 days. To determine a multi-objective optimal level of Met+Cys, growth performance and strongly related carcass traits were evaluated. Results: Average daily feed intake (ADFI) and feed:gain ratio (FGR) showed a linear response to the dietary Met+Cys level (p<0.05), with estimated optimal concentration at 0.700%. Average daily gain (ADG) did not show any effect on the Met+Cys level (p>0.05). Carcass characteristics were not affected by the Met+Cys concentration (p>0.05). The multi-objective optimal level for ADG, ADFI, and FGR was 0.667% Met+Cys. Conclusions: According to our results, 0.667% Met+Cys is the best concentration in diets for growing pigs.

Resumen Antecedentes: Las dietas para cerdos en crecimiento deben adicionarse con metionina sintética para suplir los requerimientos del complejo metionina+cisteína (Met+Cis), pues ellos producen gran parte de la cisteína que requieren a partir de la metionina dietaría. Objetivo: determinar el nivel óptimo multiobjetivo de Met+Cis en dietas para cerdos en crecimiento. Métodos: noventa y nueve machos castrados híbridos (Yorkshire×Landrace×Duroc) se utilizaron en un diseño completamente al azar (peso vivo inicial: 25,90±3,99 kg). Se evaluaron nueve niveles de Met+Cys (0,500, 0,525, 0,550, 0,575, 0,600, 0,625, 0,650, 0,675 y 0,700%) durante 35 d. Para determinar el nivel óptimo multiobjetivo de Met+Cis se consideraron las variables de rendimiento de crecimiento y características de la canal que mantienen una fuerte interrelación. Resultados: el promedio de consumo de alimento diario (ADFI) y la conversión alimenticia (FGR) mostraron una respuesta lineal al nivel de Met+Cis en la dieta (p<0,05), con una concentración óptima estimada en 0,700%. El nivel de Met+Cis no afecto a la ganancia diaria de peso (ADG; p>0,05). La concentración de Met+Cis tampoco afectó las características de la canal (p>0,05). El nivel óptimo multi- objetivo de Met+Cis para ADFI, FGR y ADG fue 0,667%. Conclusión: los resultados indican que 0,667% de Met+Cis es la mejor concentración en la dieta para cerdos en crecimiento.

Resumo Antecedentes: a adição de metionina em dietas para suínos em crescimento deve ser feita para atender às exigências do complexo metionina+cisteína (Met+Cis), porque grande parte da cisteína é obtida através da dieta com metionina. Objetivo: determinar o nível multiobjetivo ótimo de Met+Cis em dietas para suínos em crescimento. Métodos: noventa e nove suínos machos castrados híbridos (Yorkshire×Landrace×Duroc) foram utilizados em delineamento inteiramente casualizado, com peso inicial de 25,90±3,99 kg. Nove níveis de Met+Cis (0,500, 0,525, 0,550, 0,575, 0,600, 0,625, 0,650, 0,675 y 0,700%) foram avaliados em suínos em crescimento por 35 d. Para determinar o nível multiobjetivo ótimo de Met+Cis, foram consideradas as variáveis de comportamento de crescimento e características do canal que mantêm uma forte inter-relação. Resultados: a ingestão média diária de alimentos (ADFI) e a conversão alimentar (FGR) mostraram uma resposta linear ao nível de Met+Cis na dieta (p<0,05), estimando a concentração ótima em 0,700%. O ganho de peso diário (ADG) não mostrou efeito devido ao nível de Met+Cis na dieta (p>0,05). As características da carcaça não foram afetadas pela concentração de Met+Cis na dieta (p>0,05). Com ADFI, FGR e ADG, o nível ótimo de Met+Cis foi obtido, encontrando este nível em 0,667%. Conclusões: os resultados indicam que 0,667% de Met+Cis é a melhor concentração na dieta para suínos em crescimento.

Digestible methionine + cysteine: lysine ratios for growing meat-type quails / Relações de metionina + cisteína: lisina digestíveis para codornas de corte em crescimento

ABSTRACT: The objective was to estimate the most appropriate digestible methionine + cysteine:lysine ratios for growing meat-type quails (Coturnix coturnix) from 1 to 21 days of age. Quails were fed with a basal ration deficient in digestible methionine + cysteine, with five levels of DL-methionine, in substitution of glutamic acid and starch, resulting in digestible methionine + cysteine:lysine ratios of 0.61, 0.66, 0.71, 0.76 and 0.81. Feed and methionine + cysteine intake, body weight gain, feed conversion and uniformity were assessed. From 1 to 7 days, an increasing linear effect was observed for feed and methionine + cysteine intake, body weight gain, and uniformity, and a linear decrease for feed conversion. From 8 to 14 days, the 0.70 methionine + cysteine: lysine ratio was the best for feed intake and body weight gain, and for uniformity, the 0.75 methionine + cysteine:lysine ratio was the most appropriate. For methionine + cysteine intake and feed conversion, an increasing and decreasing linear adjustment was observed, respectively. From 15 to 21 days, an increasing linear effect was observed for feed and methionine + cysteine intake and body weight gain; a decreasing linear effect was observed for feed conversion. The 0.81 ratio was the most efficient for feed conversion during all evaluated experimental periods. In conclusion, the 0.81 dietary methionine + cysteine:lysine ratio is the most appropriate for meat-type quails during the first 21 days of age.

RESUMO: O objetivo foi estimar as relações metionina + cisteína: lisina digestíveis mais apropriadas para a criação de codornas de corte (Coturnix coturnix) de 1 a 21 dias de idade. As codornas foram alimentadas com uma ração basal deficiente em metionina + cisteína digestível, com cinco níveis de DL-metionina, em substituição ao ácido glutâmico e ao amido, resultando nas relações metionina + cisteína: lisina digestíveis de 0,61; 0,66; 0,71; 0,76 e 0,81. O consumo de ração, a ingestão de metionina + cisteína, o ganho de peso corporal, a conversão alimentar e a uniformidade foram avaliados. De 1 a 7 dias, um efeito linear crescente foi observado para consumo de ração e de metionina + cisteína, ganho de peso corporal e uniformidade, e redução linear para conversão alimentar. De 8 a 14 dias, a relação metionina + cisteína: lisina de 0,70 foi melhor para consumo de ração e ganho de peso corporal, e para uniformidade, a relação metionina + cisteína: lisina de 0,75 foi a mais apropriada. Para consumo de metionina + cisteína e conversão alimentar, um ajuste linear crescente e decrescente foi observado, respectivamente. De 15 a 21 dias, um efeito linear crescente foi observado para consumo de ração e de metionina + cisteína e ganho de peso corporal; um efeito linear decrescente foi observado para conversão alimentar. A relação de 0,81 foi mais eficiente para a conversão alimentar durante todos os períodos experimentais avaliados. Conclui-se que a relação metionina + cisteína: lisina de 0,81 é mais apropriada para codornas de corte durante os primeiros 21 dias de idade.

Age-Related Changes in Sulfur Amino Acid Metabolism in Male C57BL/6 Mice

Alterations in sulfur amino acid metabolism are associated with an increased risk of a number of common late-life diseases, which raises the possibility that metabolism of sulfur amino acids may change with age. The present study was conducted to understand the age-related changes in hepatic metabolism of sulfur amino acids in 2-, 6-, 18- and 30-month-old male C57BL/6 mice. For this purpose, metabolite profiling of sulfur amino acids from methionine to taurine or glutathione (GSH) was performed. The levels of sulfur amino acids and their metabolites were not significantly different among 2-, 6- and 18-month-old mice, except for plasma GSH and hepatic homocysteine. Plasma total GSH and hepatic total homocysteine levels were significantly higher in 2-month-old mice than those in the other age groups. In contrast, 30-month-old mice exhibited increased hepatic methionine and cysteine, compared with all other groups, but decreased hepatic S-adenosylmethionine (SAM), S-adenosylhomocysteine and homocysteine, relative to 2-month-old mice. No differences in hepatic reduced GSH, GSH disulfide, or taurine were observed. The hepatic changes in homocysteine and cysteine may be attributed to upregulation of cystathionine β-synthase and down-regulation of γ-glutamylcysteine ligase in the aged mice. The elevation of hepatic cysteine levels may be involved in the maintenance of hepatic GSH levels. The opposite changes of methionine and SAM suggest that the regulatory role of SAM in hepatic sulfur amino acid metabolism may be impaired in 30-month-old mice.

Ideal ratio of digestible methionine plus cystine to digestible lysine for growing Japanese quails / Proporción ideal de metionina más cistina digestibles a lisina digestible para codornices japonesas en crecimiento / Relação ideal de metionina mais cistina digestível e lisina digestível na dieta de codornas japonesas na fase de crescimento

Background: methionine is considered essential for maintenance, growth, and feather development. Methionine supply during the growth phase can influence the weight at sexual maturity and egg size. Objective: to evaluate the effects of several digestible methionine + cystine/digestible lysine ratios for growing Japanese quails (1 to 40 days of age) with repercussions on the early stage of production (41 to 110 days of age). Methods: a total of 1,000 one-day-old Japanese quails were randomly distributed to five digestible (methionine + cystine)/digestible lysine ratios, with 10 replicates and 20 birds per experimental unit. A basal diet formulated to meet all nutrient requirements was added with graded levels of DL-methionine replacing glutamic acid. Results: weight of the birds at 40 days, weight gain until 40 days, feed intake, carcass weight, fat, and body protein deposition, methionine + cystine intake and birds viability in the growing phase presented a linear trend. A quadratic effect was observed for feed conversion and uniformity at 40 days of age, and percentage of feathers did not vary. A linear increase occurred in the laying phase for feed intake and weight gain of the birds. No effects of the assessed ratios were observed on the other variables. Conclusion: a 0.73 ratio of digestible (methionine + cystine) to digestible lysine in the growing phase provided uniform growth and satisfying performance of Japanese quails during the laying phase.

Antecedentes: la metionina es esencial para el mantenimiento, crecimiento y desarrollo de las plumas. El suministro de metionina durante la fase de crecimiento puede influir en factores tales como el peso corporal a la madurez sexual y el tamaño del huevo. Objetivo: evaluar los efectos de varias proporciones de metionina + cistina digestibles y lisina digestible en la dieta de codornices japonesas en fase de crecimiento (1 a 40 días de edad) y su efecto en la producción inicial de huevos (41 a 110 días de edad). Métodos: se utilizaron 1.000 codornices japonesas de un día de edad, en un diseño aleatorizado con cinco proporciones de (metionina + cistina) digestible/lisina digestible, con 10 replicaciones y 20 aves por unidad experimental. La dieta basal formulada se complementó con cinco niveles de DL-metionina en sustitución del ácido glutámico. Resultados: el peso de los animales al día 40, la ganancia de peso hasta el día 40, la ingesta de alimento, el peso de la carcasa, la deposición de grasa y proteína corporal, la ingesta de metionina + cistina y la viabilidad de las aves en la fase de crecimiento apresentaram uma tendência linear. Se observó un efecto cuadrático para conversión de alimento y uniformidad a los 40 días de edad y el porcentaje de plumas no varió. Durante el período de producción de huevos hubo un aumento lineal para consumo de alimento y ganancia de peso de las aves. Não foram observados outros efeitos proporções em relação a outras variáveis. Conclusión: una proporción de 0,73 entre metionina + cistina digestible/lisina digestible en la fase de crecimiento provee un desarrollo uniforme y un rendimiento satisfactorio en la producción de huevos de la codorniz japonesa.

Antecedentes: a metionina é considerada essencial para manutenção, crescimento e desenvolvimento das penas nas codornas. O fornecimento nutricional de metionina durante a fase de crescimento pode influenciar fatores como peso corporal para maturidade sexual e tamanho do ovo. Objetivo: avaliar os efeitos entre metionina + cistina digestível e lisina digestível na dieta para codornas japonesas na fase de crescimento (1 a 40 dias de idade) com repercussão na fase inicial de postura (41 a 110 dias de idade). Métodos: foram utilizadas 1.000 codornas japonesas com 1 dia de idade, distribuídas em delineamento inteiramente casualizado com 5 relações entre (metionina mais cistina) digestível/lisina digestível, 10 repetições e 20 aves por unidade experimental. Foi formulada uma ração basal suplementada com cinco níveis de DL-metionina em substituição ao ácido glutâmico. Resultados: o peso corporal das aves até os 40 dias, ganho de peso até os 40 dias, consumo de ração, peso de carcaça, deposição de gordura e de proteína corporal, consumo de metionina + cistina e viabilidade das aves na fase de crescimento houve aumento linear para. Efeito quadrático foi observado para conversão alimentar e uniformidade aos 40 dias e a porcentagem de penas não variou. Na fase de postura, ocorreu aumento linear para consumo de ração e ganho de peso das aves. Conclusão: a relação metionina + cistina e lisina digestível de 0,73 na dieta de recria proporcionou crescimento uniforme e desempenho satisfatório de codornas japonesas na fase de postura.

Composição de aminoácidos em gerações precoces de feijão obtidas a partir de cruzamentos controlados com parental de alto teor de cisteína / Amino acid composition in common bean early generations developed from cross with high cysteine content parental

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a composição de aminoácidos em gerações precoces de feijão, obtidas a partir de cruzamentos controlados com genitor de alto teor de cisteína, e identificar plantas com alto teor de cisteína nos grãos. A partir do cruzamento entre 'TPS Nobre' x 'Minuano', foram obtidas as gerações F1, F1 recíproco, F2, F2 recíproco, retrocruzamento 1 e retrocruzamento 2. Os aminoácidos foram determinados por cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e de variáveis canônicas. Os aminoácidos - cisteína, prolina, tirosina, arginina, isoleucina e histidina - apresentaram variabilidade genética entre os genitores e as gerações obtidas. Os teores de aminoácidos essenciais e não-essenciais observados nos genitores e nas gerações F1 e F1 recíproco foram adequados para uso na alimentação. As demais gerações apresentaram deficiência em aminoácidos sulfurados. As duas primeiras variáveis canônicas explicaram 96,43 por cento da variação total dos genótipos e dois grupos foram formados. Nenhuma planta da geração F2 é passível de seleção pelo programa de melhoramento para o desenvolvimento de populações segregantes de feijão com alto teor de cisteína nos grãos.

The objective of this research was to determine the amino acid composition of early generations in common bean developed from controlled crossings with high cysteine content parental and to identify plants with high cysteine content. 'TPS Nobre' x 'Minuano' were crossed and the F1, F1 reciprocal, F2, F2 reciprocal, backcross 1 e backcross 2 generations were obtained. The amino acid contents were determinated by liquid chromatography of high performance (HPLC) and the data were submitted to analysis of variance and cannonical variables. The cysteine, proline, tyrosine, arginine, isoleucine and histidine contents showed genetic variability between the parents and the generations. The essential and nonessential amino acids contents obtained from the parents, F1 and F1 reciprocal generations were appropriate to be consumed. Other generations showed deficiency of the sulfur amino acids. The two first cannonical variables explained 96.43 percent of the total variation of the genotypes and two groups were formed. None of the plants of the F2 generation is able to be selected by program of improvement to the development of segregating populations of common bean with high cysteine content.

Bases metabólicas da suplementação de cisteína / Metabolic Basis of supplemental cysteine / Metabólicas Bases de cisteína suplementaria

A cisteína (Cys) é um aminoácido sulfurado produzido, endogenamente, a partir da transulfuração da homocisteína. É limitante da síntese da glutationa, principal antioxidante (peroxidase) solúvel no citosol e maior fonte sulfurada endógena. Adicionalmente, a Cys origina a taurina (Tau) com papel neurotransmissor, inativador de ácidos biliares, osmolito intracelular e agente antioxidante intrafagocitário. Apenas o fígado, pãncreas e rins formam Cys a partir da metionina (Met). Nos demais tecidos, a principal fonte de Cys é a sua concentração plasmática ou as de GSH e GSSG (desde que a célula contenha y-glutamil transpeptidase e dipeptidase). A Cys (SH) é instável e se oxida facilmente a cistina (S-S), forma predominante no plasma. As células desprovidas de redutase, como os linfócitos, não convertem a Cis (S-S) a Cys (SH) e tornam-se dependentes da Cys gerada por outras células sanguíneas ou da Cys plasmática. A Cys ativa a proliferação celular e as funções de quimiotaxia, fagocitose e citoxicidade natural (de células malignas). A deficiência de Cys está associada não apenas aos menores níveis de GSH e menor defesa antioxidante, mas também à diminuição de glutamina e consequente deficiência imunitária. Não há recomendações específicas para a Cys.A RDA para Met+Cys é de 17 mg/g...

The cysteine (Cys) is a sulfur-containing amino acid produced endogenously from the transsulfuration of homocysteine. It is limiting the synthesis of glutathione, the main antioxidant (peroxidase) soluble in the cytosol and increased endogenous sulfur source. Additionally, Cys originates taurine (Tau) with paper neurotransmitter inactivation of bile acids, intracellular osmolyte and antioxidant agent intrafagocitário. Only liver, pancreas and kidneys form Cys from methionine (Met). In other tissues, the main source of Cys is its plasma concentration or GSH and GSSG (as long as the cell containing y-glutamyl transpeptidase and dipeptidase). The Cys (SH) is unstable and easily oxidized to cystine (SS), the predominant form in plasma. Cells devoid of reductase, such as lymphocytes, do not convert to Cys (SS) to Cys (SH) and become dependent on Cys generated by other blood cells or plasma Cys. The Cys active cell proliferation and functions of chemotaxis, phagocytosis, and natural cytotoxicity (malignant cells). Cys deficiency is associated not only with lower levels of GSH and lower antioxidant defense, but also to the decrease of glutamine and subsequent immune deficiency. There are no specific recommendations for Cys.A for Met + Cys RDA is 17 mg / g...

SULFUR AMINO ACIDS CONTENT IN PROTEINS OF CEREALS, BEANS, FISHES AS WELL AS MEATS / 营养学报

A convenient microbiological method with high accuracy for cystine assay was introduced. Common foods including cereals, beans, sweet potato, fishes and other aquatic products as well as meats were selected for cystine and methionine analysis. Based on the data obtained, a brief discussion was made on the way for resolution of sulfur amino acids problem inherently in our traditional soy-cereal based diet.