Eiwitten
H
onden en katten hebben behoefteaangrotehoeveelheden eiwitten.Tijdensbepaaldefysiologische fasesstijgtdezebehoefteomdatdeopbouwof vernieuwing van het lichaam tijdens die fase groter is:groei,dracht,lactatie,fysieke inspanningen. Eiwitten zijn moleculen die opgebouwd zijn uit onderling verbonden aminozuren en die elk een bepaalde positie innemen, die de aard en de functie van het eiwit bepaalt.
32
De aminozuren, die ontstaan tijdens de afbraak van voedingseiwitten in het spijsverteringskanaal, worden vervolgens door het lichaam gebruikt voor de synthese van eiwitten. Deze eiwitten heeft het lichaam nodig voor de opbouw of de vernieuwing van de organen of structuren, om bepaalde moleculen te transporteren (transporteiwitten),om signalen van het ene orgaan naar het andere te versturen (hormonen),om ziekten te bestrijden (antilichamen), enz.
Eiwitten worden in geconcentreerde vorm aangetroffen in dierlijke producten (vlees, vis, eieren, zuivelproducten) of in bepaalde plantaardige producten (graangluten, linzen, erwten, soja, gist). De granen die in honden- en kattenvoeding verwerkt worden, zijn mede verantwoordelijk voor de opname van eiwitten.
eiwit: keten van aminozuren
darmlumen
enzymen (proteasen) darmwand opbouw darmslijmvlies
geleidelijke absorptie van de aminozuren
vernieuwing
transport bloed signalen
immuniteit
33
E
I
W
I
T
T
E
N
Aminozuren Engelse naam: Amino acids
GEZONDHEID/PREVENTIE Sommige eiwitten zijn zo complex en bezitten zo’n stevige chemische verbinding dat ze tijdens de spijsvertering niet afgebroken kunnen worden. Hierdoor komen de aminozuren niet vrij en worden ze niet door de darmen opgenomen. Deze eiwitten hebben dus geen alleene voedingswaarde voor het dier (zoals veren en haren). Achtergrond Eiwitten en afgeleiden van eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Ze bevatten in totaal een twintigtal aminozuren, waarvan minstens 11 (bij katten) en 10 (bij honden) via de voeding aangeleverd moeten worden omdat het organisme ze niet zelf kan aanmaken. De voeding moet de andere aminozuren nog wel bevatten, maar hun hoeveelheid in verhouding tot de totale opname van eiwitten is minder belangrijk omdat ze een minder specifieke functie hebben.
Functies in het lichaam De aminozuren die uit voedingseiwitten zijn vrijgekomen, worden door het lichaam gebruikt als bestanddelen voor de eiwitten die het zelf aanmaakt voor zijn vitale werking en de fysiologische functies. Natuurlijke bronnen Alle plantaardige of dierlijke voedingseiwitten bestaan uit een reeks aminozuren die chemisch onderling verbonden zijn.
voeding alanine tyrosine cysteïne serine
proline
proline
asparaginezuur
glycine
glutaminezuur glutamine asparagine het organisme zelf niet-essentiële aminozuren
Basisbestanddelen van een eiwit 34
E
I
W
I
T
T
E
N
Essentiële aminozuren Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Fenylalanine, Taurine (alleen bij katten), Threonine, Tryptofaan, Valine
GEZONDHEID/PREVENTIE Als één van deze essentiële aminozuren in de voeding ontbreekt, kan het lichaam zelf de normale en vitale eiwitten niet meer aanmaken. Het dier gebruikt dan zijn eigen eiwitten om de ontbrekende eiwitten aan te maken en dat wordt na enige tijd levensbedreigend.
Achtergrond De essentiële aminozuren kunnen niet door het lichaam zelf aangemaakt worden. Het is dus absoluut noodzakelijk dat deze in de juiste hoeveelheden en verhoudingen door de voeding aangevoerd worden. Functies in het lichaam De essentiële aminozuren worden terecht essentieel genoemd, want zonder deze aminozuren is het lichaam niet in staat tot een normale eiwitsynthese.
Bij pups en kittens vertraagt de groei en bij volwassen dieren worden de basisfuncties van het lichaam verstoord: uitscheiding van stikstofhoudende ontlasting, aanmaak van hemoglobine, enz. Natuurlijke bronnen De voedingseiwitten met een zogenaamde “hoge biologische waarde” worden gekenmerkt door een goede verteerbaarheid en een hoog gehalte aan essentiële aminozuren: Eiwitten uit eieren, vlees, vis, soja-isolaten en melkcaseïne.
Vergelijking van de eiwitsynthese met het vervaardigen van driekleurige vlaggen: stof (NEAZ)
stof (EAZ)
stof (NEAZ)
Een eiwit waarin een essentieel aminozuur ontbreekt, kan niet garanderen dat het normaal zal functioneren binnen het lichaam.
vitale eiwitten staking of paarse stof wordt niet geleverd
abnormale eiwitten
(NEAZ) niet-essentiële aminozuren (EAZ) essentiële aminozuren
Essentieel voor de vitale eiwitsynthese van het organisme 35
E
I
W
I
T
T
E
N
Zwavelhoudende aminozuren Methionine en cystine
GEZONDHEID/PREVENTIE Zwavelhoudende aminozuren zijn onmisbaar voor de synthese van het belangrijkste eiwit voor de vacht: keratine. Bij een onvoldoende grote opname van zwavelhoudende aminozuren wordt de vacht dunner, groeit deze trager en worden de haren in het algemeen futloos en breekbaar.
Achtergrond De hoeveelheid die nodig is voor het onderhoud van de huid en de vacht kan bij een volwassen hond tot 30% van de dagelijkse behoefte aan eiwitten bedragen. Functies in het lichaam Alleen methionine wordt beschouwd als een onmisbaar aminozuur. Als cystine in voldoende grote hoeveelheden aangevoerd wordt, blijft er extra methionine over voor andere toepassingen. Het metabolisme van de zwavelhoudende vetzuren produceert zwavelzuur, dat het lichaam via de urine verlaat. Daarom veroorzaakt het natuurlijke dieet van vleeseters vaak een scherp ruikende urine.
zwavel
S methionine
kwaliteit van de vacht
Natuurlijke bronnen Aminozuren komen in het algemeen in grote hoeveelheden voor in eiwitbronnen van dierlijke oorsprong. Honden en katten kampen dus zelden met een tekort aan aminozuren, behalve als ze een vegetarische voeding krijgen die niet verrijkt wordt. In het algemeen zijn honden minder gevoelig voor dergelijke tekorten dan katten. Methionine en cystine komen in bijzonder grote hoeveelheden voor in eiwitten uit eieren en vis en in melkcaseïne. Tarwegluten en maïs zijn ook zeer rijk aan methionine en cystine.
S cystine
Cystine (dat gevormd wordt door de verbinding tussen 2 cysteïnemoleculen) en methionine zijn de belangrijkste aminozuren voor de structuur van keratine, het eiwit dat de bouwstof is van de vacht.
Aminozuren die bestanddelen zijn van keratine voor de vacht 36
E
I
W
I
T
T
E
N
Arginine
GEZONDHEID/PREVENTIE Arginine is voor honden en katten een onmisbaar aminozuur. Pasgeboren pups die gevoed worden met puppymelk die te weinig arginine bevat, ontwikkelen snel een vorm van cataract die bij pups blindheid veroorzaakt. Arginine is ook een voorloper van stikstofmonoxide (NO), dat een ontspannende invloed heeft op de gladde vezels van de bloedvaten. Een verrijking met arginine kan dus heilzame gevolgen hebben in het geval van hart- of nierproblemen.
Achtergrond Arginine speelt dus een rol in de synthese van ureum op basis van ammoniak. Katten die voeding krijgen zonder arginine kunnen in alleene uren tijd de klinische symptomen ontwikkelen van een ammoniakintoxicatie (hyperammoniëmie): braken, overvloedige afscheiding van speeksel en zenuwstoornissen. Door dit tekort kan het dier sterven, tenzij het snel arginine toegediend krijgt.
Functies in het lichaam Het is bewezen dat arginine bij personen met een ernstige, chronische hartinsufficiëntie verlichting kan bieden bij de ademhalingsproblemen die veroorzaakt worden door de grotere productie van CO2 tijdens inspanningen. Arginine speelt eveneens een rol in de mechanismen van het immuunsysteem. Natuurlijke bronnen Arginine komt in grote concentraties voor in dierlijke weefsels, zoals de spieren, de huid of de vacht. Gelatine is ook relatief rijk aan arginine.
lever
O2 NO
arginine nier
O2
ureum NO
NO
de bloedvaten zetten uit
arginine zuurstof stikstofmonoxide ureum
het ureum wordt afgevoerd via de urine Stikstofmonoxide (NO) is een endogene stof die de gladde vezels van de bloedvaten doet ontspannen. Het wordt aangemaakt op basis van L-arginine en zuurstof. Essentieel aminozuur: groei, synthese van ureum, bescherming van de bloedvaten 37
E
I
W
I
T
T
E
N
Glutamine
GEZONDHEID/PREVENTIE Glutamine is een bijzonder belangrijk aminozuur voor de stofwisseling van de cellen die zich snel vernieuwen, zoals de cellen in het spijsverteringskanaal en het immuunsysteem. Het behoort evenwel niet tot de lijst met essentiële aminozuren, maar in bepaalde omstandigheden is glutamine wel onmisbaar. Men spreekt daarom van een “conditioneel (voorwaardelijk) essentieel aminozuur”. Achtergrond In geval van ziekte of grote stress stijgt het verbruik van aminozuren en daalt de concentratie van glutamine in het bloed. In dat geval dreigt het darmslijmvlies beschadigd te worden, waardoor darmbacteriën in de bloedbaan terecht kunnen komen. Functies in het lichaam Glutamine heeft verschillende functies, die allemaal verband houden met de productie van eiwitten. Het is een voorloper van de elementen die als bouwstoffen dienen voor het cel-DNA, het regelt de productie van bepaalde stoffen in de lever en het speelt een rol in het ontgiftingsproces. Glutamine wordt door de cellen van het darmslijmvlies gebruikt als energiebron. Aangezien
glutamine is een voorloper van het cel-DNA
glutamine maar weinig energie bevat, dreigt de darmbarrière beschadigd te worden als het dier tijdens een kritieke fase een grote behoefte heeft aan glutamine. Het kan nuttig zijn om de voeding met glutamine te verrijken om de kans op darmvlokatrofie te beperken en om het herstel na spijsverteringsproblemen te bevorderen. Natuurlijke bronnen Er zijn heel wat weefsels die glutamine aanmaken en bijna 60% van de glutaminereserve wordt in vrije vorm in de spieren opgeslagen. Als de behoefte aan glutamine toeneemt, is de kans groot dat het organisme onvoldoende glutamine kan aanmaken. Tarwegluten zijn een uitstekende bron van glutamine (het bevat bijna 40% glutamine). Glutamine wordt ook gebruikt als vervangmiddel voor melkeiwitten in de voeding voor pasgeboren dieren.
de belangrijkste energiebron van het darmslijmvlies
speelt een rol in het ontgiftingsproces van de lever Aminozuur dat de darmbarrière intact houdt en toxines helpt af te voeren 38
E
I
W
I
T
T
E
N
Lysine
GEZONDHEID/PREVENTIE Lysine is voor honden en katten een onmisbaar aminozuur: het moet via de voeding opgenomen worden om te garanderen dat het lichaam alle eiwitten kan aanmaken. Pups en kittens met een tekort aan lysine kunnen een groeiachterstand oplopen. Achtergrond Lysine is erg gevoelig voor warmte: als het aan te hoge temperaturen blootgesteld wordt, kan het reageren met de suikers (reactie van Maillard), waardoor de lysine niet langer bruikbaar is door het lichaam. In melk die te lang verhit wordt, zal bijvoorbeeld een reactie optreden tussen de lysine en de lactose. Door deze specifieke gevoeligheid is lysine een interessant “controlemiddel” voor de kooktijd van voedingsmiddelen. Functies in het lichaam Naast een belangrijke rol voor de productie van eiwitten blijkt uit studies dat een verhoogde opname van lysine in de voeding een bijdrage kan leveren in de strijd tegen het herpesvirus bij katten. Het her-
eiwitproductie vroegtijdig gestaakt
pesvirus is bij katten een van de oorzaken van aandoeningen aan de bovenste luchtwegen, die algemeen bekendstaan als “niesziekte”. Het herpesvirus veroorzaakt doorgaans ernstige klinische symptomen met name aan de ogen. Kittens die niet immuun zijn, kunnen eraan sterven. De voeding van besmette dieren verrijken met lysine beperkt de intensiteit van de virale uitscheiding en de klinische symptomen. Natuurlijke bronnen Lysine is overvloedig aanwezig in dierlijke eiwitten, met name in vlees en melkcaseïne. Soja-eiwitten bevatten eveneens grote hoeveelheden lysine. Een dier riskeert echter een tekort aan lysine als het een voeding krijgt op basis van granen. In dat geval moet de voeding met lysine verrijkt worden. het uiteindelijke eiwit dat het organisme moet aanmaken
aminozuren die deel uitmaken van het uiteindelijke eiwit
lysine
groeiachterstand
normale groei
Lysine moet in voldoende grote hoeveelheden in de voeding aanwezig zijn om het lichaam in staat te stellen eiwitten aan te maken.
Essentieel aminozuur voor de synthese van alle eiwitten 39
E
I
W
I
T
T
E
N
Tyrosine en fenylalanine GEZONDHEID/PREVENTIE De kleur van de vacht wordt bepaald door de aanwezigheid van feomelanine (gele tot rode pigmenten) en eumelanine (bruin tot zwart).Voor de productie van deze pigmenten zijn de aminozuren tyrosine en fenylalanine nodig (de zogenaamde “aromatische” aminozuren, omwille van hun ringstructuur). Bij een tekort aan deze stoffen zullen de haren van dieren met een donkere of zwarte vacht rossig worden. Dit werd eerst vastgesteld bij katten. Uit testen met Newfoundlanderpups en zwarte Labradorpups blijkt dat de behoefte aan fenylalanine en tyrosine 2 keer hoger ligt om de optimale pigmentatie van de vacht te behouden vergeleken met de behoefte voor de groei. Door de voeding te verrijken met tyrosine kan men de vachtkleur zelf nog intenser maken. Achtergrond De bijzondere kleur van Siamese katten (“colourpoint”) wordt veroorzaakt door de speciale eigenschap van het enzym tyrosinase. Dit enzym speelt een sleutelrol tijdens het productieproces van melanine. Bij dit ras is het enzym alleen actief bij relatief lage temperaturen. De warmste lichaamszones (flanken, buik en rug) blijven dus licht van kleur, terwijl de koudere zones (kop, poten en staart) gekleurd zijn! Functies in het lichaam Tyrosine speelt niet alleen een rol voor de pigmentatie van de vacht en de iris. Het is ook een voorloper
van dopamine, noradrenaline en adrenaline. Deze moleculen zijn van belang voor de goede werking van de hersenen en de voortplantingsfunctie. Een verrijking met tyrosine heeft dus een positieve invloed op de vruchtbaarheid. Natuurlijke bronnen Tyrosine wordt of rechtstreeks via de voeding aangevoerd, of het wordt aangemaakt op basis van een essentieel aminozuur, fenylalanine. Melk en zuivelproducten zijn zeer goede bronnen van tyrosine. Binnen de plantaardige bronnen bevat alleen rijst significante hoeveelheden van dit aminozuur.
eumelanine zwart tot bruin
feomelanine geel tot rood
tyrosinase + Cu
cysteïne dopachinon
fenylalanine
tyrosine
Het belangrijkste enzym van de melanogenese (pigmentvorming) is tyrosinase. Om werkzaam te kunnen zijn, heeft dit enzym voldoende grote hoeveelheden koper nodig.
dopa
Voorkomen van rode haren – Werking van de schildklier en de bijnieren 40
E
I
W
I
T
T
E
N
Taurine GEZONDHEID/PREVENTIE Taurine wordt gebruikt ter voorkoming en behandeling van ernstige hartziekten, ook wel gedilateerde cardiomyopathieën genaamd.Voor katten is taurine een onmisbaar aminozuur. Ze hebben het nodig voor hun gezichtsvermogen en de voortplantingsfunctie. Omdat taurine beschermt tegen vrije radicalen, is het een belangrijk antioxidant in de strijd tegen de veroudering.
Achtergrond Taurine werd in 1826 ontdekt in rundergal (Bos Taurus), waar het zijn naam aan te danken heeft. Het is een zwavelhoudend aminozuur dat bij dieren in de meeste weefsels aanwezig is, met een hoge concentratie in de spieren. In tegenstelling tot de klassieke aminozuren speelt het echter geen rol in de synthese van eiwitten.
buitenkant van cellen, wat invloed heeft op de werking van het hart. Bovendien heeft het in de cellen een sterke antioxiderende werking. Tot slot speelt taurine ook een rol als voorloper voor de synthese van complexe vetten in de huid (glycosfingolipiden), die microbenwerend werken. Natuurlijke bronnen Vlees is de voornaamste natuurlijke bron van taurine.
Functies in het lichaam Taurine maakt de synthese van galzouten door de lever mogelijk. Het speelt echter ook een rol bij het transport van calcium tussen de binnen- en
taurine
hart gezamenlijke werking
zuurstofopname vitamine E naar de cellen + vitamine C
vrije radicalen
+ polyfenolen
+ taurine
=
geïsoleerde en afgebroken vrije radicalen
Voorkomen en behandelen van hartziekten – Natuurlijk antioxidant 41
E
I
W
I
T
T
E
N
Aminozuren met vertakte ketens andere naam: AZVK
GEZONDHEID/PREVENTIE Binnen de categorie van de essentiële aminozuren vormen leucine, isoleucine en valine de groep van de aminozuren met vertakte ketens (AZVK). Ze zijn bestudeerd om te achterhalen of ze gebruikt kunnen worden om de groei van tumoren te remmen. Uit klinische tests bij mensen blijkt dat er een verband is tussen een verrijking van de voeding met AZVK en een grotere overlevingskans. Achtergrond Het lichaam kan onvoldoende snel leucine, isoleucine en valine aanmaken. Er kan dus alleen aan de behoefte voldaan worden als deze stoffen ook via de voeding ingenomen worden. Het gehalte van deze drie aminozuren in het bloed varieert meer dan bij andere aminozuren afhankelijk van de opname via de voeding. Functies in het lichaam Valine, leucine en isoleucine kunnen de productie van eiwitten stimuleren en de afbraak van eiwitten in de spieren beperken. Deze eigenschap wordt hoofdzakelijk toegeschreven aan leucine omdat deze stof op zich even
doeltreffend is als een combinatie van de drie betreffende aminozuren. De vatbaarheid voor leucine lijkt echter af te nemen naarmate men ouder wordt. De AZVK zouden in staat zijn om de magere spiermassa te doen toenemen en te voorkomen dat de spieren van verzwakte en/of aan kanker lijdende dieren wegkwijnen. Natuurlijke bronnen Valine, leucine en isoleucine vertegenwoordigen minstens één derde deel van de essentiële aminozuren die deel uitmaken van de samenstelling van de spiereiwitten. Dit zijn de enige aminozuren waarbij de afbraak door de spieren veroorzaakt wordt.
synthese van de spiereiwitten
aminozuren leucine
leucine
aminozuren spiereiwitten
In vergelijking met andere aminozuren verplaatst leucine het evenwicht van de eiwitten in de cel van in de richting van het anabolisme, (eiwitopbouw), in plaats van naar het katabolisme (eiwitafbraak).
Aminozuren die onmisbaar zijn voor de synthese van spiereiwitten. 42
E
I
W
I
T
T
E
N
Carnitine GEZONDHEID/PREVENTIE Fysiologisch gezien bevordert carnitine het gebruik van vetten als brandstof voor de cellen. Het is dus erg nuttig en doeltreffend bij fysieke inspanningen, vooral bij langdurige inspanningen.Verder ziet men bij sommige honden (Boxer, Doberman, Cocker) een verband tussen hartaandoeningen en een gebrekkige productie of transport van carnitine door het lichaam.Tot slot kunnen zwaarlijvige dieren sneller vermageren als hun voeding verrijkt wordt met carnitine. Achtergrond Carnitine is geen essentieel aminozuur omdat het lichaam dit normaal gezien zelf kan aanmaken op basis van twee andere aminozuren: lysine en methionine. Het wordt pas onmisbaar in de voeding als het lichaam onvoldoende carnitine kan aanmaken om aan de behoefte te voldoen. Door de chemische structuur komt dit molecuul in twee vormen voor, de zogenaamde Den L-vorm. Alleen L-carnitine is actief en werkzaam. Functies in het lichaam De energieproductie verloopt bij honden en katten voornamelijk dankzij de oxidatie van vetten in de mitochondriën (kleine energiecentrales die zich in de cellen bevinden). Carnitine speelt een belangrijke rol bij
het transport van vetzuren door het membraan heen, dat zich rond elk mitochondrium bevindt. Carnitine is ook belangrijk voor de voortplantingsfunctie: bij bepaalde soorten zorgt een verrijking van de voeding met carnitine tijdens de dracht en het zogen het geboortegewicht en het aantal dieren per dracht. Natuurlijke bronnen Carnitine wordt niet alleen door de lever aangemaakt, het wordt ook via de voeding opgenomen. Carnitine komt in te verwaarlozen hoeveelheden voor in planten en groenten, maar is daarentegen rijkelijk aanwezig in vlees en vooral in schapen- en lamsvlees.
vetzuren
O2 O2 O
2
mitochondrium
membraan carnitine
O O2 2 O2
energie
Essentieel bij fysieke inspanningen – Beschermen van het hart – Bestrijden van overgewicht 43
