
談談寵物營養(1)- 貓犬六大必需營養素:蛋白質與胺基酸
貓犬所需的六大必需營養素分別為:
- 蛋白質與胺基酸
- 脂肪與脂肪酸
- 碳水化合物
- 維生素
- 礦物質
- 水
本文探討「蛋白質與胺基酸」對貓犬健康的重要性。
認識蛋白質
蛋白質,為構成貓犬身體的重要成分,包括器官、肌肉、肌腱、骨骼、軟骨、關節、韌帶、毛髮、皮膚和指甲等結構性蛋白質,以及細胞、血球、酶、激素、抗體和血漿蛋白等功能性蛋白質。
同時,蛋白質還為貓犬的生命活動提供多種功能,包括催化、結構、運動、運輸、防禦保護、儲存和調節等。
舉例來說,肌球蛋白和肌動蛋白等收縮蛋白參與肌肉調節活動;血漿蛋白參與維持血液酸鹼平衡;酶為一蛋白質分子,催化貓犬體內各種代謝反應,對於消化和同化營養素至關重要;許多參與貓犬體內恆定機制的激素也由蛋白質構成,例如,胰島素和升糖素等參與血糖控制的激素;而血液中的特定蛋白質則為重要的載體物質,如攜帶氧氣的血紅素和攜帶鐵的運鐵蛋白;另外,蛋白質還能構成抗體參與貓犬的免疫系統,以抵抗細菌和病毒。
總地來說,蛋白質不僅為構成貓犬身體的重要成分,亦為調節貓犬生理機能的重要物質。
認識胺基酸
胺基酸,由碳(C)、氫(H)、氧(O)和氮(N)組成,為蛋白質的最基本單元。
不同的蛋白質有不同的胺基酸組成,其中,胺基酸的類型和排列方式決定了該蛋白質的結構和功能。
根據貓犬體內能否自行合成,胺基酸可分為「必需胺基酸」和「非必需胺基酸」。
必需胺基酸,為體內無法自行合成,須通過飲食攝入的胺基酸;或體內雖能自行合成,但合成量不足需求量,因此,仍須額外補充的胺基酸。另有,條件式必需胺基酸,即在特殊情況下,如生病期間,當體內無法合成足夠的胺基酸時,須通過飲食補充的胺基酸。
須注意,各物種的化合能力不同,對某物種為必需胺基酸的胺基酸,對另一物種可能為非必需胺基酸。例如,貓無法自行合成牛磺酸,須通過飲食攝入,但犬具有合成牛磺酸的能力,因此,不須通過飲食攝入牛磺酸。
貓犬攝入的蛋白質會在胃腸中被酸和酶消化、分解為胺基酸,這些胺基酸被吸收後,會經血液被運輸至各組織和器官中,作為合成其他功能性或結構性蛋白質的原料,而多餘的胺基酸可被貓犬轉化為葡萄糖作為能量使用。此外,由於貓犬無法直接儲存胺基酸,當多餘的胺基酸不被代謝為能量時,會被轉化為脂肪或肝糖並被儲存於貓犬體內,並於將來需要時被分解為脂肪酸或葡萄糖以供細胞使用。
實際上,不論胺基酸的來源為貓犬體內自行合成、寵物食品添加物,或為通過飲食攝入的完整蛋白質,當貓犬體內的組織細胞有足夠所需的胺基酸時,貓犬即可通過這些胺基酸自行合成所需的蛋白質。
因此,更精確地說,貓犬真正需要的並非某種特定蛋白質,而是膳食蛋白質中數種特定胺基酸和氮,以作為合成其他功能性或結構性蛋白質的原料,從而維持正常生理機能。
貓犬所需的必需胺基酸:
- 精胺酸(Arginine)
- 組胺酸(Histidine)
- 異白胺酸(Isoleucine)
- 白胺酸(Leucine)
- 離胺酸(Lysine)
- 甲硫胺酸(Methionine)
- 苯丙胺酸(Phenylalanine)
- 蘇胺酸(Threonine)
- 色胺酸(Tryptophan)
- 纈胺酸(Valine)
- 牛磺酸*(Taurine)※僅貓
*實際上,牛磺酸因缺乏一個羧基,嚴格來說並非胺基酸,然而,因含有磺酸基,可被稱為胺基磺酸,因此,在科學文獻中仍常被歸類為胺基酸的一員。
蛋白質中約含有 16% 的氮——為合成非必需胺基酸所需。因此,當飲食中含有足夠的氮,貓犬即可自行合成足以滿足身體所需的非必需胺基酸。
貓犬所需的非必需胺基酸:
- 丙胺酸(Alanine)
- 天冬酰胺(Asparagine)
- 天門冬胺酸(Aspartate)
- 半胱胺酸(Cysteine)
- 胱胺酸(Cystine)
- 麩胺酸(Glutamate)
- 麩醯胺酸(Glutamine)
- 甘胺酸(Glycine)
- 羥離胺酸(Hydroxylysine)
- 羥脯胺酸(Hydroxyproline)
- 脯胺酸(Proline)
- 絲胺酸(Serine)
- 酪胺酸(Tyrosine)
蛋白質與胺基酸對貓犬健康的影響
貓犬體內所有的蛋白質都處於持續降解、更新和替換的狀態,儘管各組織的更替速度有所不同,但最終,貓犬體內所有的蛋白質分子都會被分解和替換,而合成、修復和替換體內的蛋白質需要胺基酸。
長期缺乏單一必需胺基酸會導致貓犬出現一系列嚴重的健康問題,此外,在生長期和生殖週期(包括發情、交配、妊娠和哺乳期),以及重大疾病或創傷復原期間,更需額外的蛋白質以合成新組織。因此,讓貓犬能通過飲食獲取足夠的必需胺基酸對貓犬健康尤為重要!
例如,蛋白質代謝和未消化蛋白質受大小腸內細菌酵解會產生氨——為一高毒性廢物,即俗稱的阿摩尼亞。氨會進入血液,形成血氨,隨後被運輸至肝臟,並被轉化為較不具毒性的尿素,再通過腎臟隨尿液排出體外。此一過程為尿素循環,即將高毒性氨轉化為低毒性尿素排泄,而精胺酸在尿素的合成過程中不可或缺。若精胺酸攝入不足,可能造成貓犬的血氨過高,引發肝衰竭,甚至血氨的神經毒性還可能造成肝腦症病變。
貓缺乏牛磺酸則可能導致一系列代謝和臨床問題,包括中央視網膜退化、失明、耳聾、心肌病變、心力衰竭、免疫反應不足、生殖障礙,以及幼貓發育不良和先天性缺陷等。
總地來說,穩定供應的蛋白質和氮對於貓犬的正常代謝、組織生長和維護至關重要,而過量攝入的蛋白質會被轉化為脂肪或肝醣並被儲存於貓犬體內,最終導致肥胖!
優質蛋白質
對於貓犬而言,蛋白質的生物利用度——即其中胺基酸和氮被身體吸收且有效利用的程度,受其質量、消化率和吸收率影響。
換句話說,蛋白質有優劣之分,且取決於其胺基酸組成、含量,以及消化、吸收率。
根據必需胺基酸的組成,蛋白質可分為「完全蛋白質」和「不完全蛋白質」。
- 完全蛋白質:指其胺基酸組成包含了所有所需必需胺基酸,即具有完整的胺基酸組成,且其組成結構接近身體所需,因此,消化、吸收率較高,即生物利用度較高,也被稱為優質蛋白質。肉類和蛋類大多屬於此類。
- 不完全蛋白質:指其胺基酸組成缺乏(或僅含微量)一種或數種必需胺基酸,因不含完整的必需胺基酸組成,因此,消化、吸收率較低,即生物利用度較低。植物性蛋白質大多為此類,例如,穀物缺乏離胺酸,黃豆缺乏甲硫胺酸等。
為了提升貓犬對攝入蛋白質的吸收率,同時,減輕含氮廢物等蛋白質代謝產物所造成的腎臟負擔,應優先提供優質蛋白質作為貓犬飲食中的蛋白質來源。
此外,除了蛋白質質量優劣外,其他影響蛋白質吸收的因素還包括蛋白質過度加工,如高溫變性等,同時,隨貓犬年齡增長,對蛋白質的消化和吸收能力也會逐漸下降。
動物性蛋白質 vs. 植物性蛋白質
根據食物來源,蛋白質可分為「動物性蛋白質」和「植物性蛋白質」。
那麼,貓犬應攝入動物性蛋白質(吃葷)或植物性蛋白質(吃素)呢?貓犬適合素食飲食嗎?其中,犬究竟是肉食或雜食動物呢?答案眾說紛紜。
由於犬具有代謝穀物和蔬菜的能力,說明犬應屬於雜食動物,然而,就許多生理特徵,如消化系統和牙齒構造等,又表示犬應為肉食動物,甚至在科學分類上,犬屬食肉目下的犬科。然而,不論犬是肉食或雜食動物,完全吃葷或吃素的極端飲食方式,都可能增加胃腸負擔,甚至造成營養素缺乏,並導致嚴重的健康問題。
而毫無疑問地,貓為肉食動物。相較於犬,貓需要蛋白質水平更高的飲食,且所需的蛋白質須為動物性蛋白質。貓不僅在生理構造上,如消化系統和胃腸道菌叢等,對動物性蛋白質有較好的消化、吸收率,另外,由於貓無法有效保留氮,且其肝酶缺乏靈活性,當攝入低蛋白質飲食時,將無法有效地合成身體所需的其他胺基酸。
值得注意的是,儘管效率較差,但貓仍可以消化和吸收植物性蛋白質,然而,若餵予大量植物性蛋白質,可能增加胃腸負擔而影響健康,並且,魚、鳥和小型囓齒動物等動物中含有大量的牛磺酸,而植物中僅含微量甚至不含牛磺酸,換句話說,即便補充了植物中缺乏的必需營養素,素食飲食仍不適合貓。
總地來說,並無任何單一蛋白質來源能夠完全滿足貓犬的必需胺基酸需求。動物性蛋白質和植物性蛋白質具有不同的胺基酸組成,因此,相較於完全吃葷或吃素的極端飲食方式,提供優質動物性蛋白質並佐以適量的植物性蛋白質,會是更健康的飲食方式。
結語
貓犬須通過飲食獲取必需胺基酸!
然而,並無任何單一蛋白質來源能夠完全滿足貓犬的必需胺基酸需求。動物性蛋白質和植物性蛋白質具有不同的胺基酸組成,同時,不同的蛋白質來源還和其他必需營養素,如碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質等複合存在,為貓犬提供其他重要的生理功能。
讓貓犬「維持生命」和「茁壯成長」的是截然不同的飲食。雖尚不得而知,究竟是因單純的適口性,還是對必需營養素需求的複雜生理反應,但一般而言,貓犬偏好蛋白質(尤其是動物性蛋白質)含量高的飲食,或許是牠們選擇了最符合牠們生物適性的飲食!
總地來說,提供優質動物性蛋白質並佐以適量的植物性蛋白質,讓貓犬能有效地通過飲食獲取足夠的必需胺基酸和其他必需營養素,且符合生物適性的飲食才是讓貓犬茁壯成長的關鍵。
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