CYSTEAMINE SỬ DỤNG NHƯ MỘT PHỤ GIA TACN: CẤM HAY KHÔNG CẤM ?

Tạp chí VCN-Cysteamine

                                           GS Vũ Duy Giảng – Học viện Nông nghiệp Việt nam

Cysteamine và vai trò sinh hóa của nó:

 
 

Cysteamine là một hợp chất hoá học có công thức:

HS-CH2-CH2-NH2; trong chăn nuôi cysteamine

được sử dụng dưới dạng muối hydrochloride:

HS-CH2-CH2-NH3-Cl (H1).                                      H1: Công thức phân tử của cysteamine

Trong cơ thể động vật, cysteamine là một hợp chất nội sinh, được sản sinh ở đường tiêu hóa và tuyến dưới đồi (hypothalalamus); nó được hình thành bởi phản ứng khử carboxyl của cystein và phản ứng phân giải enzyme của pantetheine (H2).

                        

                                                               (Nguồn: Besouw et al., 2013)

H2: Sự chuyển hóa cysteamine trong cơ thể. Cysteamine được hình thành từ pantethein, một sản phẩm phân giải của coenzyme A

Ở người, cysteamine đã được sử dụng trong y học từ năm 1994 để điều trị bệnh cystinosis, một bệnh gây ra do cystine tích tụ trong màng lysosome, dẫn đến hình thành tinh thể cystine trong các mô và cơ quan khác nhau như thận, cơ, tuyến giáp, não và mắt. Gần đây, cysteamine cũng được sử dụng để điều trị những rối loạn suy giảm thần kinh do di truyền trong các bệnh Huntington và liệt rung (Parkinson). Ngoài ra, cysteamine cũng được dùng đến như một hoạt chất chống lại tác dụng độc của kim loại nặng, tác dụng độc do quá liều của acetaminophen và một số hóa chất khác.

Trong thú y, cysteamine được khuyến cáo sử dụng kết hợp với các thuốc khác như dexamethasone và axit ascorbic trong việc điều trị một số bệnh rối loạn trao đổi chất như ketosis (bệnh thở thơm) và mất tính ham ăn ở bò và ngựa, viêm vú-viêm tử cụng và mất sữa (MMA) ở lợn nái.

Đối với chăn nuôi, cysteamine được coi là một peptid có hoạt tính sinh học (bioactive peptide)

giữ vai trò kích thích sinh trưởng đối với tất cả các loài gia súc, gia cầm. Cơ chế tác dụng của nó như sau:

- Tuyến dưới đồi tiết GHRH (growth hormone releasing hormone) và TRH (thyrotropin releasing hormone) để kích thích tuyến yên tiết GH (growth hormone) và TSH (thyroid stimulating hormone).

- GH kích thích gan và các tế bào khác tiết IGF-1 (insulin-like growth factor-1) và kích thích quá trình sinh tổng hợp protein của nhiều mô và cơ quan, cũng như ảnh hưởng đến sự chuyển hoá lipid và carbohydrates.

- Tuyến dưới đồi cũng tiết SS (somatostatin), một hormone có tác dụng ức chế tuyến yên tiết GH và TSH. Tóm tắt vai trò của somatostatin (SS) trong việc ức chế sự tiết hormone sinh trưởng (GH) ghi ở H3.

                                     (Nguồn: A.J Vander et al., 1994)

H3: Tóm tắt ảnh hưởng ức chế của SS đối với sự tiết GH và hoạt động của GH/IGF-I

(Chú thích: GnRH: gonadotropin releasing hormone, GHRH: growth hormone releasing hormone, SS: somatostatin, TRH: thyrotropin releasing hormone, DA: dopamine, CRH: corticotropin releasing hormone, GH: growth hormone, FSH và LH: follicle stimulating hormone và luteinizing hormone, GH: growth hormone, TSH: thyroid stimulating hormone, ACTH: adrenocorticotropic hormone, IGF-1: insulin-like growth factor-1 )

Nếu có một chất nào đó ngăn trở sự hoạt động của SS thì cơ thể sẽ mất cơ chế feed-back trong việc ức chế sự tiết GH và TSH của tuyến yên.

Có một hợp chất sinh học có thể ngăn trở sự hoạt động của SS, đó là cysteamine. Do hoạt tính của SS bị ức chế, GH và TSH của tuyến yên sẽ tăng tiết. GH sẽ kích thích gan và các mô khác như cơ, xương và mỡ tiết IGF-1 (yếu tố sinh trưởng giống insulin -1); TSH kích thích tuyến giáp trạng tiết hormone thyroxine.; kết quả toàn bộ quá trình chuyển hóa của cơ thể tăng.

Tác dụng của cysteamin sử dụng như một phụ gia kích thích tăng trưởng:

Cysteamine dưới dạng cysteamine hydrochloride bổ sung vào thức ăn có tác dụng nâng cao thành tích chăn nuôi của nhiều loài như lợn, gia cầm, bò, cừu… Tổng hợp nghiên cứu của hàng trăm tác giả, M. Barnett và R. Hegarty (2016) cho thấy: so với đối chứng, tăng trọng, hiệu quả sử dụng thức ăn (FCR) của lợn thí nghiệm ăn khẩu phần bổ sung cysteamine đã tăng 3-19,6% và 0,4-11,8%; của cừu tăng 0,16-28,3% và 14,5-24,4%; của bò thịt tăng 1.4-15,9%; lần lượt. Trên bò không có số liệu về sự cải thiện đối với chỉ tiêu FCR và cũng có một thí nghiệm cho biết, bò bị giảm trọng 2,4% so với đối chứng (bảng 1). Kết quả trong bảng 1 còn cho thấy, thành phần thân thịt của con vật được cải thiện, tỷ lệ mỡ giảm, tỷ lệ nạc tăng.

Bảng 1: Ảnh hưởng của cysteamine đến tăng trưởng và hiệu quả chăn nuôi

(M. Barnett và R. Hegarty, 2016)

Động vật

Thời gian thí nghiệm (ngày)

Liều dùng (mg/kg thể trọng)

% Biến đổi của động vật thí nghiệm so với đối chứng*

TA thu nhận

Tăng trọng

FCR

Hàm lượng mỡ**

Tham khảo

Lợn

Lợn

Lợn

Lợn

Lợn

Lợn

Lợn

Cừu

Cừu

Cừu

Cừu

Cừu

Bò thịt

Bò thịt

Bò thịt

35

30

30

36

35

35

47

35

35

70

70

70

63

63

63

6

1

1,5

3

3,1

3,1

2,4

80

80

22

43

65

13

26

50

2,76

3,8

-5,3

0,7

1,9

1,0

15,4

2,5

5,1

0,6

0

2,6

-0,5

1,8

1,3

7,4

13,8

3,8

3,0

9,0

4,3

19,6

28,3

22,8

1,5

2,5

0,16

1,4

-2,4

15,9

-4,5

-11,8

-8,8

-0,4

-6,6

-3,2

-3,8

-24,4

-14,5

8,8

-27,9

-38,4

-14,5

-3,6

1,9

Dunshea 2007

Xihui et al. 2003

Xihui et al. 2003

Miller et al. 2009

Debiaol et al. 2005

Debiaol et al. 2005

Liu et al 2009

Barnett and Hegarty 2014

Barnett and Hegarty 2014

Xinyao and Junmin 2008

Xinyao and Junmin 2008

Xinyao and Junmin 2008

Jia-dong et al. 2006

Jia-dong et al. 2006

Jia-dong et al. 2006

Ghi chú: *Các giá trị in đậm là có ý nghĩa thống kê (P<0.05)   ** Độ béo đo bằng độ dầy mỡ lưng hoặc hàm lượng mỡ

Những thí nghiệm trên cừu lấy lông cho thấy, sản lượng lông của cừu ăn khẩu phần bổ sung cysteamine đã tăng lên do cả đường kính và chiều dài của sợi lông, nhưng lực co dãn của sợi lông thì không thay đổi. Sự sinh trưởng của lông đáp ứng trực tiếp bởi sự cung cấp các axit amin chứa sulfur; cysteamine là nguồn cung cấp nhóm thiol (R-SH) để vi khuẩn chuyển thành axit amin chứa sulfur (cho cừu ăn 1g cysteamine/ngày cung cấp được 420mg sulfur, trong khi sự tích lũy sulfur trong lông là 280mg/ngày).

Đối với bò sữa, cysteamine chỉ làm tăng sản lượng sữa một cách khiêm tốn (5-8%), tuy nhiên theo một nghiên cứu gần đây trên một số lượng lớn bò sữa đã thấy, hàm lượng protein sữa tăng đáng kể (Wang et al., 2015).

Nghiên cứu của Barnett và Hegarty (2014) cũng cho biết, loài nhai lại sử dụng cysteamine làm giảm methane sản sinh từ dạ cỏ, đồng thời giúp làm tăng hiệu quả sử dụng nitơ trong thức ăn, từ đó giảm phát thải khí nhà kính.

Đối với lợn nái tiết sữa, nghiên cứu của Chunzhuang et al., (2007) cho biết, cysteamine làm tăng sản lượng sữa, tăng tỷ lệ nuôi sống của những lợn con nhẹ cân nhất trong ổ.

Độ an toàn của cysteamine:

Ủy ban về các sản phẩm thú y trực thuộc cơ quan đánh giá sản phẩm y học châu Âu trong báo cáo có mã số EMEA/MRL/518/98-Final công bố tháng 11 năm 1998 cho biết những thông tin về độ an toàn của cysteamine hydrochloride (còn có tên khác là mercaptamine) như sau:

- LD50 uống trên chuột nhắt của cysteamine hydrochloride là từ 625mg/kg - 1352mg/kg thể trọng. LD50 tiêm dưới da và tiêm phúc mạc trên chuột nhắt và chuột rat là từ 157-250mg/kg thể trọng. LD50 tiêm tĩnh mạch ở thỏ là 102mg/kg thể trọng.

- Cysteamine hydrochloride cũng như các tiền chất của nó vốn có sẵn trong thức ăn tự nhiên và là một cấu trúc bình thường trong khẩu phần hàng ngày với một số lượng đáng kể, nó cũng là hợp chất sinh học được sản xuất nội sinh, cho nên những thủ tục đánh giá độ độc là không cần thiết.

- Những dẫn liệu đã xuất bản xác nhận rằng nồng độ cysteamine hydrochloride (biểu thị dưới dạng cysteamine hydrochloride bazơ) trong gan bò không sử dụng chất này là 1,5-4,0mg/kg; trong gan, thận và tim của lợn không sử dụng chất này lần lượt là 0,08-0,35mg/kg; 0,77-2,3mg/kg và 0,12mg/kg. Dựa trên đây có thể ước tính mức thu nhận hàng ngày từ các mô của động vật không sử dụng chất này là khoảng 1mg/ngày.

- Không có những số liệu về tồn dư cysteamine hydrochloride trên những động vật sử dụng chất này theo các khuyến cáo đã có. Xem xét những dẫn liệu đã có có thể nhận thấy rằng: tồn dư của cysteamine hydrochloride trong cơ thể động vật sử dụng chất này chưa hẳn gây được nguy hại cho sức khỏe con người, miễn rằng tổng thu nhận hàng ngày của cysteamine hydrochloride không vượt quá 1mg.

Như vậy, độ an toàn của cysteamine hydrochloride sử dụng trong thú y để xử lý một số bệnh về rối loạn trao đổi chất của gia súc được đánh giá là khá cao. Tuy nhiên, cysteamine hydrochloride sử dụng như một phụ gia TACN để kích thích tăng trưởng thì vẫn có một số nghi ngại. Các nghi ngại đó là:

- Khi sử dụng cysteamine, như trên đã trình bầy, thì hoạt tính somatostatin (SS) bị ức chế, GHRH của hypothalamus kích thích tuyến yên tăng tiết hormone tăng trưởng (GH), hormone này kích thích gan và các mô cơ, mô mỡ tăng tiết IGF-1.

Trong trường hợp của bò sữa, IGF-1 có mặt trong sữa khi bò được tiêm somatrotropin tái tổ hợp (rbST) để kích sữa, một số nghiên cứu trước đây cho thấy, có mối liên hệ giữa mức IGF-1 trong máu của người uống sữa loại này với sự phát triển của ung thư tuyến vú, kết tràng và tuyến tiền liệt. Tuy nhiên, những nghiên cứu sau đó đã không xác nhận có mối liên hệ này (American Cancer Society, 2014).

Khi sử dụng cysteamine hydrochloride cho động vật nuôi lấy thịt, IGF-1 trong mô động vật cũng tăng lên. Sự có mặt của IGF-1 trong thịt và phủ tạng gia súc, gia cầm có gây nguy hại cho sức khỏ con người hay không, cho đến nay cũng chưa có tài liệu nào đề cập đến.

Dẫn chất của cysteamine có thể chuyển thành MPTP (1-methyl-4 phenyl 1,2,3,6 tetrahydropyridine) theo con đường: Cysteamine → toluen → dopamin antagonist → MPTP.

MPTP là độc tố thần kinh gây viêm loét hành tá tràng ở động vật thí nghiệm. Liu et al., (2008) cho biết, cysteamine sử dụng trong thức ăn với liều cao làm tăng tiết dịch vị, điều này gây nguy cơ viêm loét dạ dày và ảnh hưởng đến sức khỏe của con vật, nhất là những con vật làm giống. Điều này làm giảm khả năng chấp nhận của người tiêu thụ đối với chế phẩm cysteamine hydrochloride .

Cysteamine sử dụng như một phụ gia TACN, cấm hay không cấm?

Việc sử dụng cysteamine hydrochloride như một phụ gia TACN cho đến nay mới chỉ thấy trong danh mục phụ gia TACN của Trung quốc, ban hành theo quyết định số 1126 của Bộ Nông nghiệp Trung quốc, ngày 11-12-2008 (theo GAIN Report, ngày 4/10/2009, số CH9033 của USDA Foreign Agricultural Service thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ).

Về việc sử dụng cysteamine hydrochloride như một phụ gia TACN, trong báo cáo tổng hợp của Barnett và Hegarty (2016), các tác giả cũng có kết luận rằng:

“ Kích thích trục somatotropin là một công cụ mạnh để nâng cao thành tích chăn nuôi, nhưng các kích thích làm tăng cao hormone thì không được tất cả các nước trên thế giới cho phép. Cysteamine hydrochloride sử dụng trong chăn nuôi cũng chưa được đánh giá một cách toàn diện, mặc dù đã có những bằng chứng về ưu thế của các tác động kích thích somtotropin đối với sự đồng hóa trong cơ thể. Những đánh giá về thành phần cơ thể và sinh sản cũng cần được xác nhận trong những ngành công nghệ liên quan”.

Các tác giả trên viết thêm: “Cần có những khảo sát dài hơn với một số lượng động vật thí nghiệm

lớn hơn để có thể khẳng định cysteamine hydrochloride là một chất điều hòa năng suất sản xuất của động vật một cách bền vững”.

Căn cứu vào những tham khảo trên thì việc cho phép sử dụng cysteamine hydrochloride như một phụ gia TACN ở nước ta là chưa nên. Có thể không đưa chất này vào danh mục các chất cấm sử dụng trong TACN, nhưng cũng không nên đưa vào danh mục các phụ gia TACN được phép sử dụng.

                                                                            Hà Nội ngày 2 tháng 9 năm 2016

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

American Cancer Society (2014): Recombinant Bovine Growth Hormone . Last Medical Review: 09/10/2014; last Revised: 09/10/2014.(http://www.cancer.org/cancer/cancercauses/othercarcinogens/athome/recombinant-bovine-growth-hormone)

Arthur J. Vander, James H. Sherman, Dorothy S. Luciano (1994): Human Physiology. 6th Ed. ISBN 0-07-066992-9

Barnett Mark and Roger Hegarty (2016): Cysteamine – A human health dietary additive with potential to improve livestock growth rate and efficiency. Animal Production Science . CSIRO Publishing (http://dx.doi.org/10.1071/AN15339)

Barnett MC, Hegarty RS (2014): Cysteamine hydrochloride increases bodyweight and wool fibre length, improves feed conversion ratio and reduces methane yield in sheep. Animal Production Science 54, 1288–1293.

Besouw M, Masereeuw R, van den Heuvel L, Levtchenko E (2013): Cysteamine: an old drug with new potential. Drug Discovery Today18, 785792. doi:10.1016/j.drudis.2013.02.003

Chunzhuang T, Chenglin X, Feiruo H, Zhengfeng F, Jian P, Shulin J, Jinxian X, Lei Y (2007): Effect of b-CD-cysteamine on reproduction of sows and growth performance of piglets. Chinese Journal of AnimalNutrition 5. [Chinese] [Abstract only]

European Agency for the Evaluation of Medicinal Products. Veterinary Medicines Evaluation Unit. Committee for Veterinary Medicinal Products (1998): Mercaptamine Hydrochloride – Summary Report. EMEA/MRL/518/98-FINAL

Liu G, Wei Y, Wang Z, Wu D, Zhou A (2008): Effects of dietary supplementation with cysteamine on growth hormone receptor and insulin-like growth factor system in finishing pigs. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56, 5422–5427. doi:10.1021/jf800 575p

USDA Foreign Agriculture Service. GAIN Report (2009): China, People Republic of FAIRS Subject Report – 2008 Catalog of Feed Additives. Date 4/10/2009; GAIN Report Number: CH9033

Wang C, Dong CJ, Wang ZQ, Yang F, Mao HL, Wu Z, Zhou Q, Wang HF (2015): Effect of cysteamine hydrochloride supplementation on the milk performance of dairy cow. Livestock Science doi:10.1016/j.livsci. 2015.05.005

Copyright: Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội
Tel: (0243) 827 6653 / Fax: / Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Switch mode views: