KR101335873B1 - 사료 요구율의 감소 또는 복수 발생률의 감소를 위한 가금류의 치료 방법 - Google Patents
사료 요구율의 감소 또는 복수 발생률의 감소를 위한 가금류의 치료 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가금류를 사육하는 데 사용되는 사료의 요구율을 감소시키는 것을 목적으로 한 가금류의 비요법적 치료 방법에 관한 것이다. 상기 치료는 가금류에 1 이상의 글리신 화합물을 경구 투여하는 것을 포함하며, 상기 글리신 화합물은 하기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염에 해당한다:
화학식 Ⅰ
상기 식에서,
R1 및 R2는 독립적으로 1개 내지 18개, 바람직하게는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 라디칼이거나, 또는
R1 및 R2는 N 원자와 함께 공동으로 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리를 형성한다.
글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG)인 것이 바람직하다. 본 발명은 또한 복수 발생률을 감소시키는 상기 글리신 화합물의 요법적 및 2차 의학적 용도, 및 상기 글리신 화합물의 일정량을 포함하는 가금류용 사료에 관한 것이다.
Description
본 발명은 특정 제제로 가금류를 사육하는 데 사용되는 사료의 요구율(conversion rate)를 감소시키는 것을 목적으로 한 가금류의 비요법적(non-therapeutic) 치료 방법, 복수의 발생률을 감소시키기 위한 상기 제제의 치료적 및 2차 의학적 용도, 그리고 상기 제제를 일정량 함유하고 있는 가금류용 사료에 관한 것이다.
브로일러의 계통발생적 계열(phyletic line)에 대한 사육 기법에 있어서 그리고 브로일러의 성장 속도를 증가시키기 위한 사육 기법에 있어서의 개선과 발전이 가금류, 구체적으로 닭, 특히 브로일러(broiler)를 사육하기 위한 브로일러 산업에서 필수적으로 이루어지고 있다. 브로일러의 사육법에 있어서 성장 속도와 사료 요구율은 매우 중요하다. 고 칼로리 사료는 보다 낮은 사료 요구율을 달성하는 것을 가능하게 하지만, 즉 특정 수의 가금류를 생산하는데 보다 적은 양을 필요로 하지만, 일부 문제점을 야기시키고 있다. 예를 들어, 사육 기간 동안 가금류의 높은 성장 속도를 심기능과 같은 신체 대사 기능이 충분히 따라 올 수가 없어서, 이 들 2가지 요소 간의 불균형으로 인해 사망률이 증가하였고, 이로 인해 성장 속도와 생산성이 저하되어 브로일러 산업에 엄청난 경제적 타격을 야기하고 있다.
성장 속도와 폐-심장 기능 발달 간의 불균형으로 인한 브로일러 사망의 한가지 기본적인 원인은 "복수(ascites)" 증상이다. 이 증상은 브로일러의 경우 가장 주요한 사망 원인 중 하나로 간주되고 있다. 전세계적인 기준으로 육용 실용계(commercial chicken)에서의 복수 발생률은 4.7%로 추정된다(문헌[Maxwell H.M., Robertson G.W. British Poultry Science 39, 203-215(1998)] 참조). 이 질환의 주요 발생 원인은 여러 요인으로 인해 야기되는 저산소혈증이다. 그 결과 폐 고혈압과 아마도 우심실 심부전을 일으킬 수 있는 증가된 혈액 점도로 인해 적혈구용적 농도가 증가하게 된다. 상기 증상의 즉각적인 결과는, 정맥압의 증가로 인해 복강 내 혈관에서 혈액이 흘러나오는 것이다. 높은 성장 속도를 자극하는 조건에서 사육되는 브로일러는 이러한 동물의 (고성장을 위해 필요한) 높은 산소 요구량 및 비교적 미발육된 심폐 기능의 조합으로 인해 저산소혈증 및 복수에 대한 감수성을 당연히 갖게 된다. 이러한 주요 저산소혈증의 증상에 기여하는 또다른 요인으로는 불충분한 환기 시스템, 저온 환경, 높은 고도에서의 사육, 및 에너지 농후 사료 등이 있다(문헌[Herenda D.C., Franco D.A. Iowa State University Press, Iowa, p. 4-9 (1996)] 참조).
또다른 문제점은, 현재 가금류용 사료 조성이 동물용 사료의 총 에너지 값을 손상시키는 일 없이 사료 비용을 감소시키기 위해서 식물성 원료로부터 유래한 지방 성분으로 더욱더 보충되어 가고 있다는 점이다. 이러한 사료내 식물성 지방의 증가된 함량으로 인한 직접적인 효과로서, 동물의 산화적 스트레스가 증가하여 사망률이 증가하게 된다.
실제로, 보다 높은 에너지 값을 갖는 (더 비싼) 사료를 사용하는 일 없이 사료 요구율, 즉 체중 1 kg 증가를 위해 요구되는 사료의 양을 감소시킬 수 있는 것이 경제적으로 매우 중요하다. 이 점에 있어서, Fekete의 문헌[Fekete S., Hegedus M., Sos E. Magyar Allatorvosok Lapja 34(5), 311-314 (1978)]은 사료의 대사 에너지 값을 증가시키는 것 아니라 판감산(pangamic acid)(비타민 B15)을 가금류 식이에 보충하여, 구체적으로 사료 1 kg 당 판감산 1,000 mg의 양으로 보충하여 사료 요구율을 감소시킬 수 있는지 확인하기 위한 실험을 수행한 바 있다. 그러나, Fekete에 의해 얻어진 결과는, 사료 요구율이 판감산에 의해 영향을 받지 않으며, 판감산 투여군의 경우와 대조군의 경우 모두 약 2.5로 동일하였다는 점을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 브로일러를 높은 성장 속도로 사육할 때의 추가적인 중요한 문제점은 상당히 높은 복수 발생률 및 이와 관련된 사망률이다. EP-B-0 981 967에 기재되어 있는 실시예에서, 브로일러의 성장 속도는 50 g/일 이상이었다. 복수로 인한 높은 사망률은 고 칼로리의 펠릿화된 사료에 코엔자임 Q를 첨가하여 상당히 감소시킬 수 있었다. 그러나, 코엔자임 Q는 생산하기에 상당히 비싼 복잡한 분자이다.
따라서, 본 발명의 목적은 가금류, 특히 높은 성장 속도로 사육되는 가금류에서 복수 발생률을 감소시킬 수 있는 또다른 제제를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 추가 목적은 가금류를 사육하는 데 필요한 사료의 요구량을 감소시킬 수 있는, 즉 소정량의 가금류 고기를 생산하는 데 필요한 사료의 양을 감소시킬 수 있는, 새로운 가금류 치료 방법을 제공하는 것에 있다.
제1 측면에서, 본 발명은 가금류를 사육하는 데 사용되는 사료의 요구량을 감소시키는 것을 목적으로 한 가금류의 비요법적 치료 방법에 관한 것으로서, 상기 치료 방법은 가금류에 글리신 화합물을 경구 투여하는 것을 포함하며, 상기 글리신 화합물은 하기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염에 해당한다:
[화학식 Ⅰ]
상기 식에서,
R1 및 R2는 독립적으로 1개 내지 18개, 바람직하게는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 라디칼이거나, 또는
R1 및 R2는 N 원자와 함께 공동으로 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리를 형성한다.
제2 측면에서, 본 발명은 가금류에게 상기 동일 글리신 화합물을 투여하여 가금류에서의 복수 발생률을 감소시키기 위한 방법, 및 가금류에서의 복수 발생률을 감소시키기 위한 약제를 제조하기 위한 상기 화합물의 용도에 관한 것이다.
제3 측면에서, 본 발명은 상기 글리신 화합물을 0.001 중량% 이상으로 포함하는 가금류용 사료에 관한 것이다.
바람직한 구체예에서, 글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG), N,N-디에틸글리신, N,N-디에탄올글리신, N,N-디프로필글리신, N,N-디이소프로필글리신, 또는 이들의 화합물 및/또는 염이고, DMG 또는 이의 염인 것이 바람직하다.
N,N-디메틸글리신(DMG)은 1938년에 활성 분자 판감산[6-O-(디메틸아미노아세틸)-D-글루콘산, PA]의 일부로서 최초 검출되었다(문헌 [Krebs E.T., Beord N.H., Malin R. Int. Red. Med. 164, 18 (1954)] 참조). Krebs에 의한 최초 보고서는 PA가 항상 공지된 B-비타민과 함께 발견되고, 이러한 사실이 그 정해진 생물학적 기능과 함께 PA를 비타민 B15로서 간주하는 원인으로 고려되었지만, 그 물질의 결핍으로부터 전적으로 기인되는 어떠한 질병 상태도 아직까지 발생하지 않았다는 점을 입증한 바 있다. 러시아 연구자들은 판감산 칼슘이 운동 선수들의 수행능에 그리고 심혈관 및 간 기능에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 점을 보고한 바 있다. 또한 러시아에서의 연구는 판감산염 제형이 고 농도의 X-선으로 처리된 기니 피그 및 쥐의 면역 체계를 회복시키는 데 어느 정도 영향을 미친다는 점을 보고한 바 있다(문헌 [Nizametidinova, G. Reports of the Kazan Veterinary Institute 112, 100-104 (1972)] 참조).
US-A-3 907 869에는 글루콘산 칼슘과 디메틸글리신의 에스테르로서 판감산 칼슘 성분이 정의되어 있으며, 세포 및 조직의 산화적 대사를 증강시키고 저산소혈증의 현상을 제거할 뿐만 아니라 지질 대사를 증진하고 해독제로서 작용하는 성능이 PA 장점으로서 기술되어 있다.
Roger V. Kendall 및 John W. Lawson의 논문[Recent Findings on N,N-Dimethylglycine(DMG): A new Nutrient for the New Millenium (2000)]에 기술된 바와 같이, 판감산 칼슘은 정상적인 소화 과정 중에는 안정하지 않고, 경구 투여할 경우 투여후 DMG로 빠르게 가수분해된다. 상기 논문에서 DMG의 공지된 효과에 대해 기술한 경우, 상기 논문의 저자들은 DMG를 판감산 칼슘의 활성 성분으로서 간주한 바 있다.
본 발명에 따르면, 가금류에게 판감산을 투여하는 경우 사료 요구율이 감소되지 않았다는 사실이 Fekete에 의해 밝혀졌음에도 불구하고, 가금류에게 판감산 대신 DMG를 경구 투여함으로써, (DMG의 어떠한 요법적 효과를 제외한 후에도) 사료 요구율이 감소될 수 있다는 사실을 발견하게 되었다. 이는 아마도 가금류의 소화계에서 판감산이 DMG로 가수분해되지 않거나 또는 충분히 가수분해되지 않을 수 있다는 사실에 의해 설명될 수 있다. 본 발명에 따르면, 특히 조류가 더 높은 대사 스트레스를 받고 있을 때 가금류에게 DMG를 경구 투여하면 복수 발생률 및 이와 관련된 사망률이 상당히 감소된다는 점을 추가로 발견하게 되었다. Fekete의 실험에서 많은 수의 조류가 사망하였지만 (또한 사료 요구율을 결정할 때 무시되었지만), Fekete는 사망률에 미치는 판감산의 효과를 전혀 보고하지 않았다. 따라서, Fekete의 실험을 기초로 할 때, 사료 요구율 및 복수 발생률에 미치는 본 발명의 긍정적인 효과는 꽤 놀라운 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 가금류에게 특정 제제를 경구 투여하여 가금류를 사육하는 데 사용되는 사료의 요구량을 감소시키는 것을 목적으로 한 가금류의 비요법적 치료 방법, 가금류의 복수 발생률을 감소시키기 위한 방법 또는 상기 제제의 2차 의학적 용도, 및 상기 제제를 포함하는 가금류용 사료에 관한 것이다.
본 발명은 어떠한 형태의 영리적(commercial) 가금류 산업에 적용할 수 있지만, 주로 실용계(브로일러) 및 칠면조 사육 산업에 관한 것이다. 실용계 및 칠면조 사육 산업에 있어서, 조류떼는 통상적으로 상당한 스트레스를 받는다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 일반적인 산업적인 사육 환경은 한정된 공간 내에서 상당한 밀도, 예컨대 닭 또는 칠면조 1 마리당 약 0.05 ㎡의 밀도를 나타낸다. 또한 이러한 영리적인 사육 산업의 통풍 상태는 종종 작동이 정교하게 조절되지 않고, 난방과 냉방을 비롯한 적절한 통풍 상태를 결정하는 것이 매우 주관적이다. 또한 브로일러의 수명은 약 40일 내지 60일이고, 칠면조의 수명은 12주 내지 24주이므로, 이러한 성장이 이루어지는 환경 속에서 출생하여 시판되는 전체 과정이 조류떼에게 매우 스트레스를 준다. 또한, 사육업자들은 조류떼에게 스트레스를 단순히 증가시키기만 하는 권고된 산업 조건의 한계까지 밀어붙이는데, 이는 결과 문제를 약화시키게 된다.
이러한 사육 환경과 높은 성장 속도로 인해, 복수의 발생 수준과 이와 관련한 사망률이 실제로 이미 상당히 높은 수준에 이르렀으며, 이는 더 많은 대사 스트레스 또는 산화적 스트레스를 야기하는 새로운 사료 또는 생산 방법의 발달에 제한을 야기하고 있다. 예를 들어, 사료 조성물이 더 많은 불포화 지방산을 함유하는 경우, 예컨대 사료 3 중량% 이상 또는 4 중량% 이상 또는 심지어 5 중량% 이상을 함유하는 경우에는 산화적 스트레스가 더 높아지는 반면, 성장 속도를 증가시키기 위해 조류에게 더 많은 칼로리를 섭취하게 하는 경우에는 대사 스트레스가 더 높아진다. 상기 지방산은 유리 지방산 또는 지방산 덩어리, 예컨대 디글리세리드 또는 트리글리세리드이다.
본 발명에 따르면, 영리 목적의 사육 환경 하에서 사육되는 가금류에게 상기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염, 예컨대 나트륨 염 또는 칼슘 염에 해당하는 글리신 화합물, 특히 DMG 또는 이의 염의 적절한 유효량을 투여할 경우 조류떼의 복수 발생률과 이와 관련된 사망률이 감소될 수 있다는 점을 발견하게 되었다. 또한, (건강한 조류에서, 즉 사망률에 대한 유리한 효과를 고려하지 않고) 상기 글리신 화합물 또는 이의 염을 투여하여 사료 요구율을 감소시킬 수 있어, 사료를 더 효율적으로 사용할 수 있다는 점도 발견하게 되었다. 마지막으로, 혈류 중 불포화 지방산의 존재와 관련된 산화적 스트레스를 감소시킬 수 있다.
가금류에 투여하는 글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG), N,N-디에틸글리신, N,N-디에탄올글리신, N,N-디프로필글리신, N,N-디이소프로필글리신, 또는 이들 화합물의 염, 예컨대 나트륨 염, 칼륨 염 또는 칼슘 염인 것이 바람직하다. 글리신 화합물은 또한 상기 화합물 및/또는 이들 염의 혼합물을 포함할 수 있다. 가장 바람직한 글리신 화합물은 DMG 또는 이의 염이다.
글리신 화합물이 DMG와 같이 수용성인 경우, 이는 가금류의 식수로 투여할 수 있다. 그러나, 글리신 화합물은 가금류의 사료를 통해 투여하는 것이 가장 바람직하다.
글리신 화합물을 첨가하는 기본 식이는, 초기(starter) 사료, 중기(grower) 사료, 및 후기(finishing) 사료를 비롯하여, 브로일러 형태 조류의 영양학적 요구를 충족하는 임의의 통상적인 가금류 식이일 수 있다. 종래의 식이는 다양한 단백질, 탄수화물, 비타민 및 무기질 공급원 중에서 선택한 것들이 포함하며, 일반적으로 조단백질(crude protein) 약 12 중량% 내지 25 중량%, 조지방(crude fat) 0.5 중량% 내지 10 중량%, 및 조섬유(crude fibre) 2 중량% 내지 12 중량%를 포함한다. 상기 사료는 조단백질 함량 18.5 중량% 이상, 조지방 함량 4 중량% 이상, 전분 함량 30 중량% 이상, 및/또는 조섬유 함량 5 중량% 미만을 포함하는 것이 바람직하다.
주요 성분은 일반적으로 탄수화물과 일부 단백질을 공급하는 곡물 및 가공된곡물 부산물이다. 대두, 알팔파(alfalfa), 옥수수 글루텐, 목화씨, 해바라기씨 및 기타 작물로부터 얻은 단백식(protein meal)은 종종 동물 부산물과 같이 식단에 추가 단백질을 공급하기 위해 사용된다. 가금류 사료 조성물은 일반적으로 (대개 글리신 화합물도 첨가될 수 있는 프리믹스[premix] 형태로) 다양한 비타민과 무기질로 보충되고, 식감(palatability)을 개선시키고 에너지 수준을 증가시키거나 균형을 맞추기 위해 당밀과 동물성 지방을 첨가한다. 이들은 일반적으로 15 중량% 미만, 바람직하게는 14 중량% 미만의 수분 함량을 가진다. 다양한 가금류 종 및 생활상에 대한 가금류 영양 요구량 및 통상적인 가금류 식단에 대한 논의을 위한 일반 참고 자료는 본원에 참조 인용된 문헌[National Research Council, Nutrient Requirements of Poultry. Nutrient Requirements of Domestic Animals. National Academy of Science, Washington, D.C. (1994)]에 나타나 있다.
본 발명에 따른 사료의 대사 에너지 값(metabolizible energy value)은 11.5 MJ/kg 이상인 것이 바람직하고, 12.0 MJ/kg 이상인 것이 더 바람직하며, 사료의 대사 에너지 값은 14 MJ/kg보다 작은 것이 바람직하고, 13.5 MJ/kg보다 작은 것이 더 바람직하다. 상기 고칼로리 사료를 사용하여, 성장 속도를 높일 수 있다.
본원에 언급된 대사 에너지 값은 섭취한 사료의 총 에너지 량(총 칼로리)에서 대소변으로 배출되는 에너지 량(소비된 열량)을 뺀 값이고, 실제적으로 사료 조성물의 대사 에너지 값을 얻기 위해서는 각각의 사료 조성물에 일반적인 열량측정법을 적용할 수 있다. 일반적으로, 닭을 위한 사료의 대사 에너지 값은 공지된 열량 성분의 표를 기준으로 얻고, 이러한 공지된 열량 성분 표는 구하고자 하는 대사 에너지 값을 얻기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 대사 에너지 값은 보다 구체적으로 하기 수학식을 사용하여 계산할 수 있다:
AME(MJ/kg) = 15.5CP + 34.3EE + 16.7ST + 13.0Su
상기 식에서,
CP = 조단백질
EE = 에테르 추출물 (= 조지방)
St = 전분
Su = 당(sugar).
(문헌[Larbier M, Declerq B, (1992) Nutrition et Alimentation des Volailles. INRA, Paris] 참조).
표준(AOAC 국제) 분석법은 다음과 같다:
- 건조 물질: 건조
- 조단백질 : Kjeldahl법
- 조회분(crude ash) : 소각
- 조지방 : 에테르 추출(Sohxlet법)
- 조섬유 : Fibertec 분석법
- 전분 및 당 : Luff-Schoorl 분석법[편광법(polarimetry)]
(문헌[Official Methods of Analysis of AOAC International, 16th ed. The Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA] 참조).
본 발명의 바람직한 구체예에서, 후기 사료 중 글리신 화합물의 첨가 범위는 약 0.001 중량% 내지 0.5 중량%인 것이 바람직하고, 약 0.005 중량% 내지 0.1 중량%인 것이 더 바람직하다. 더 많은 양을 사용하여 처리한 가금류에서 어떠한 독성 문제점이 나타난다는 증거는 없지만; 비용 문제를 상당히 고려해야 할 것이다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 가금류가 10일령 내지 35일령일 경우, 글리신 화합물은 7일 이상 가금류에 투여하는 것이 바람직하고, 14일 이상 투여하는 것이 더 바람직하다. 그 가금류는, 글리신 화합물이 투여되는 기간에 걸쳐 사료 요구율이 체중 증가 1 kg 당 사료 2.50 kg보다 적고, 바람직하게는 사료 2.45 kg보다 적으며, 보다 바람직하게는 사료 2.4 kg보다 적도록 한 방식으로 그리고/또는 이 기간에 걸쳐 가금류의 성장 속도가 50 g/일보다 크고, 바람지하게는 60 g/일보다 크도록 한 방식으로 선택되고 사육되는 것이 바람직하다. 따라서, 그 글리신 화합물은, 글리신 화합물의 투여 효과가 보다 충분히 상당하도록, 대사 스트레스를 받는 조류에게 투여하는 것이 바람직하다.
실험 결과
후술되는 실험의 구성(setup)은,
- 가금류(fowl)에 대한 모델 종(species)에서의 성능: 사망률, 사료 요구율(FRC)
- 복수 발생률 : PCV, 전체 부검 병변(Gross Necropsy Lesion)
- 혈장 대사산물 : 트리글리세리드(TG), 비-에스테르화된 지방산(NEFA)
에 미치는 DMG의 효과를 평가하기 위한 것이다.
방법론 및 재료
가금류 사료에 디메틸글리신의 보충물과 관련한 모든 효과를 시험하기 위해, 모델종으로서 브로일러를 이용하여 시험을 구성하였다. 64마리의 브로일러 암컷을 이용한 본 도살 시험에서, 14일령 닭을 26일간, 즉 40일령이 될 때까지 사육하였다. 브로일러는 시험 시작시 표본 4마리씩 16 그룹으로 무작위로 나누었다. 조류에게는 시험 기간 첫날부터 마지막 날까지 1가지 형태로 사료를 먹였다. 사료의 형태는 다른 하우징(housing)에 따라 무작위로 나누어 주었다. 이들 동물은 각각의 하우징 내의 식별 목적을 위해 다리 주변에 색 고리를 채워 주었다. 대조군의 사료는 산화적 스트레스를 증가시키기 위해 사료에 5% 옥수수유를 첨가하여 강화시킨 시판중인 브로일러 크럼블(crumble)을 기본으로 하였다. 또한 영양소의 소화도를 명백하게 측정할 수 있도록 1% 셀라이트를 외부 마커로 사료에 혼합하였다. 사료는 다음과 같은 조성으로 이루어졌다: 건조 물질 87.65%, 회분(ash) 6.13%, 조단백질 18.05%, 조지방 9.13%, 조섬유 4.32% 및 (전분 89% 및 당 2%를 포함하는) 기타 탄수화물 50.51%. 상기 사료의 (측정된) 대사성 에너지 값은 약 13.4 MJ/kg이다.
두번째 형태의 사료에는, 대조군 사료 부분에서 설명한 것과 동일한 사료 조성에 DMG를 1 kg 당 167 mg씩 첨가하였다. 전체 시험 기간 동안, 브로일러는 하루에 조류 1 마리당 평균 약 25 mg의 DMG를 소비하였다. 브로일러의 하우징은 개방형 지붕과 바닥, 그리고 전체 표면적 0.72 m2으로 이루어진 원형 하우징으로 이루어졌다. 울타리의 재질은 높이 1 m, 철망 2×2 cm, 그리고 두께 2 mm로 이루어진 신축성 철망이었다. 바닥은 상층부가 대팻밥 층으로 이루어진 두꺼운 잔디층으로 덮었다. 사료와 물은 항상 이용할 수 있었다. 복수 발생률을 높이기 위해 평균 환경 온도는 15℃로 유지하였다(문헌[Shlosberg A., Zadikov I., Bendheim U., Handji V., Berman E. Avian Pathology, 21, 369-382 (1992)] 참조). 통상적으로 광도는, 23시간 명조건, 1시간의 암조건으로 하였다.
각 조류의 혈액 샘플 채취와 체중 측정은 3회, 즉 1일째, 15일째, 그리고 26일째에 수행하였다. 적혈구용적 농도는 각각의 혈액 샘플의 서브(sub) 샘플을 초원 심분리하여 바로 측정하였다. 이어서, 혈액 샘플은 원심분리하고, 혈장은 -20℃에서 보관하였다. 상기 혈장으로, 혈장 대사산물: 트리글리세리드 및 유리 지방산(NEFA: 비-에스테르화 지방산)의 농도를 측정하였다.
2 기간(1일째와 15일째 사이, 그리고 16일째와 26일째 사이) 동안의 1일 성장 속도는 생존 중인 동물 각각에 측정하였다. 상기 2 기간 동안 각각의 하우징의 사료 섭취률도 측정하였다. 전체 사육 기간 동안, 그리고 상기 2 기간 동안 각각의 하우징에 대해 시판중인 사료의 요구율을 측정하였다(FCRI 및 FCRII). 상기 시판중인 사료의 요구율은 사망한 조류의 사료 섭취량을 포함하여, 전체 실험 기간 동안 생존하고 있는 조류의 체중 증가량으로 전체 사료 섭취량을 나누어 계산하였다. 사료 요구율에 대한 DMG의 비요법적 효과만을 측정하기 위해서는, 특히 생존하고 있는 조류의 체중 증가량 및 사료 소모량을 기준으로 상기 생존 조류의 실제 사료 요구율을 측정하였다(사망한 조류의 체중 증가량을 기준으로, 이들 조류에 의해 소비된 사료의 양은 전체 사료 소비량에서 제외하였다).
제2기의 시작시, 퇴비 샘플 100 g을 수거하였다. 다량영양소(macronutrient)의 명백한 대사율 및 명백한 질소 체류량에 대한 계수는 외부 마커로서 산 불용성 (셀라이트)를 이용하여 외부 마커 방법에 기초하여 측정하였다.
명백한 대사율 = 1 - (NF/NV × IV/IF)
상기 식에서,
NF : 대변 샘플 중 측정된 영양소의 비율(%)
NV : 사료 샘플 중 측정된 영양소의 비율(%)
IV : 사료 샘플 중 지표의 비율(%)
IF : 대변 샘플 중 지표의 비율(%)
상기 파라미터를 측정하기 위해, 건조 중량, 조회분, 조단백질, 조지방 및 조섬유에 대해 대변과 사료 샘플을 분석하였다(AOAC, 1980). 탄수화물은 Weende 분석법을 사용하여 측정한 바와 같이 건조 중량 함량과 여분의 다량 영량소 간의 차이로부터 계산하였다. 불용성 회분(셀라이트)의 함량은 Atkinson 등에 의한 방법(1984)에 따라 측정하였다.
마지막으로 모든 닭에 대한 부검도 실시하였다. 우선, 머리와 발을 절단하고, 내장을 적출한 뒤, 평균 깃털 무게를 제하여 사체 무게를 측정하였다. 이어서, 가슴, 엉덩이 및 넓적다리 근육의 무게를 측정하였다. 또한 심장, 간 그리고 복부 지방을 측정하였다. 육안으로 보이는 복수 관련 손상은 시각적으로 관찰하고, Scheele 등(2003)(문헌[Scheele, C.W., Van Der Klis, J.D., Kwakernaak, C, Buys, N., Decuypere, E., British Poultry Science, 44(3), 484-489 (2003))] 참조)에 의해 언급된 바와 같이 복부 내 액체 축적, 심낭액(hydropericard) 및 우심실 비대증에 대해 설명하였다. 우심실 비대증은 동결 건조 후 양측 심실의 건조 중량에 대한 우심실의 건조 중량비인 복수 심장 지수(AHI)로 정량하였다.
결과
복수는 26일간의 시험 기간 동안 주요 사망 원인이었다. 사망률과 복수 발생률은 DMG 보충군에서 실질적으로 더 낮았다(표 1 및 표 2). 복강 내 다량의 체액이 축적된 것 외에, 이들 동물 모두는 명백한 우심실 비대 증상을 보였다. 실험의 제2 기 초기에 DMG 보충물을 함께 먹인 닭은 명백하게 더 높은 건조 물질의 대사율을 보였다. 건조 물질 및 단백질에 대한 실측 대사 계수로부터, 건조 물질 및 단백질 모두를 대사시킬 수 있는 능력이 DMG 보충군에서 개선된 것으로 볼 수 있다(표 3). 제2기로부터, DMG 보충군은 현저하게 개선된 사료 요구율을 보였고, 성장 속도가 증가하였다. 그러나, 전체 성장 속도는 실질적으로 영향을 받지 않았기 때문에 개선된 사료 요구율은 사료 소비가 더 낮았다는 것으로 설명되어야 한다.
| 브로일러의 생산성 지표에 대한 경구 DMG 보충의 효과 | ||
| DMG 보충군 | 대조군 | |
| 사망률(%) | 6.25 | 9.38 |
| 복수(%) | 6.25 | 15.63 |
| 명백한 건조 물질 대사율 | 65.05 | 59.59 |
| 성장 속도(g/일) 단계 I(1일째 내지 15일째) 단계II(16일째 내지 26일째) 전체(1일째 내지 26일째) |
70 87 77 |
73 80 76 |
| 시판 중인 사료의 요구율 FCR I(1일째 내지 15일째) FCR II(16일째 내지 26일째) FCR 전체(1일째 내지 26일째) |
2.23 2.17 2.19 |
2.23 2.33 2.26 |
| 실제 사료 요구율 FCR I(1일째 내지 15일째) FCR II(16일째 내지 26일째) FCR 전체(1일째 내지 26일째) |
2.07 2.13 2.09 |
2.05 2.33 2.16 |
| 부검시 조사한 조류의 심장에 대한 복수 심장 지수(AHI) | |||
| DMG 보충군 | 대조군 | DMG 영향력(%) | |
| AHI, 모든 동물 | 0.242 | 0.294 | -17.5 |
| AHI, 생존 동물 | 0.241 | 0.299 | -19.2 |
| 건조 물질 및 단백질에 대한 대사 계수 | ||
| DMG 보충군 | 대조군 | |
| 건조질량 대사율(%) | 91.5 | 89.4 |
| 단백질 대사율(%) | 73 | 69.3 |
| 브로일러의 혈액 파라미터에 대한 경구 DMG 보충의 효과 | ||
| DMG 보충군 | 대조군 | |
| 적혈구용적 값(부피%) 초기 15일 후 25일 후 |
28.3 31.6 31.3 |
27.2 30.6 30.3 |
| 트리글리세린 값(mg/dl) 초기 15일 후 25일 후 |
73 101 51 |
90 95 38 |
| NEFA 값(mg/dl) 초기 15일 후 25일 후 |
0.29 0.49 0.60 |
0.25 0.48 1.49 |
상기 실험에서, 4.7%의 브로일러 복수 증상의 실제 발생률이 상기 시험 설정에 의해 유의적으로 증가하였다(문헌[Maxwell H.M., Robertson G.W. British Poultry Science 39, 203-215 (1998)] 참조). 본 발명자들은 DMG 공급군 동물과 대조군 동물 각각에서의 복수 발생률에 유의적인 차이가 있었다는 점을 명확하게 보여줄 수 있다. 따라서, DMG는 복수 병인에 대해 보호 효과를 준다고 결론지을 수 있다. 또한 이 효과로 DMG 공급군 동물의 적혈구용적 값이 증가되었음이 확인되었다. 복수 증상에 대한 DMG의 긍정적인 효과에 대한 직접적인 증거는 닭의 심장에 대한 부검 검사 중에 발견되었다. 모든 동물에서 AHI(복수 심장 지수)는 양측 심실의 건조 물질에 대한 우심실의 건조 물질의 비로 계산하였다. 이 파라미터는 우심실 비대증(복수 증상의 징후)의 발생에 대한 명백한 표지이다. 유의적으로 높은 AHI 값은 DMG를 공급받지 않은 닭의 그룹에서 발견되었다.
DMG에 의해 긍정적으로 영향을 받는 복수 증상뿐 아니라, DMG 공급은 특히 제2 성장기 동안 사료 요구율을 감소시킨다는 점이 추가로 발견되었다. 복수에 대한 DMG의 치료 효과를 비롯하여 실용적인 관점에서 매우 중요한 시판중인 사료의 요구율이 명백하게 개선되었다. 그러나, 체중 증가 및 생존하고 있는 조류에 의해 소비된 사료만을 기준으로 계산한 실제 사료 요구율도 명백하게 개선되었다. (동일한 실제 사료 요구율도, 실험 도중 사망한 조류를 포함하여 모든 동물의 전체 체중 증가를 기준으로 계산하였다). 이는 DMG가 사료 요구룰의 비요법적 효과를 보인다는 것을 입증하는 것이다. 또한 상기 비요법적 효과는 DMG 보충 식이를 먹인 닭에 대해 단백질 대사율과 건조 물질이 증가한다는 것과도 관련이 있었다.
동물의 혈액 패널(panel)에서, 트리글리세리드 농도의 상당한 차이와 유리 지방산(NEFA) 농도의 유의적인 차이가 관측되었다. DMG 보충군과 함께, 유리 지방산의 감소는 혈액으로부터 증가된 상기 산물의 추출 또는 더 적은 NEFA의 동물 저장 지방으로부터의 이동으로 설명할 수 있다. 또한 DMG가 사료의 명백한 대사율을 증가시키기 때문에, 닭의 저장 지방으로부터 더 적은 NEFA가 이동한다는 사실로 인해 NEFA 값이 감소할 것이다. 이 결론은 DMG 보충군의 혈액 샘플에서 검출된 높은 수준의 트리글리세리드에 의해 입증될 수 있다. 이는 DMG가 에너지 대사 및 대사 스트레스의 감소를 입증하는 데 중요할 수 있다는 결론에 이르게 한다.
요컨대, 글리신 화합물, 특히 DMG 또는 이의 염의 (사료 기준) 0.001 중량% 내지 0.5 중량%을 보충하는 것이 복수라 불리는 가금류의 질병에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 발견하게 되었다. DMG의 보충으로 적혈구용적 수준을 증가시켜, 조류 유기체가 제한된 산소 공급량을 더 효율적으로 조직에 분배할 수 있게 한다. 또한 DMG는, 분자 구조 내 불포화 결합으로 인해, 동물을 사망에 이르게 하는 산화적 스트레스를 유도할 수 있는 혈류 내 유리 지방산의 함량을 감소시키는 데 중요한 역할을 한다. 이 특성은 사료를 보충하기 위해 더 많은 식물성 지방을 사용하는 현대 사료 제법 기술에 있어서 중요하다. 또한 DMG는 일반적으로 가금류의 사육 시 중요한 경제적인 지표인 시판중인 사료 요구율과 실제 사료 요구율에 대해 명백한 효과를 보인다. 상기 사료 요구율은, DMG 보충이 건조 물질과 단백질의 명백한 대사율에 대해 영향을 미친다는 사실과 직접적으로 관련이 있다. 일반적으로, DMG는 가금류의 복수 발생률과 조류의 에너지 대사에 긍정적인 영향을 미친다는 점을 발견하게 되었다.
Claims (25)
- 가금류를 사육하는 데 사용되는 사료의 요구율(conversion rate)을 감소시키는 것을 목적으로 한 가금류의 비요법적(non-therapeutic) 치료 방법으로서, 상기 치료는 하기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염에 해당하는 1 이상의 글리신 화합물을 가금류에게 경구 투여하는 단계를 포함하는 것인 방법:화학식 Ⅰ
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 1개 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 라디칼이거나, 또는 R1 및 R2는 N 원자와 함께 공동으로 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리를 형성함. - 제1항에 있어서, 글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG), N,N-디에틸글리신, N,N-디에탄올글리신, N,N-디프로필글리신, N,N-디이소프로필글리신, 또는 이들의 혼합물 또는 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 글리신 화합물은 가금류의 식수를 통해 투여하는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 글리신 화합물은 상기 사료를 통해 투여하는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 가금류는 브로일러(broiler) 닭을 포함하는 것인 방법.
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 글리신 화합물은 상기 사료의 0.001 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 투여하는 것인 방법.
- 0.001 중량% 이상의 글리신 화합물을 포함하는 가금류용 사료로서, 상기 글리신 화합물은 하기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염에 해당하는 것인 가금류용 사료:화학식 Ⅰ
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 1개 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 라디칼이거나, 또는 R1 및 R2는 N 원자와 함께 공동으로 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리를 형성함. - 제8항에 있어서, 글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG), N,N-디에틸글리신, N,N-디에탄올글리신, N,N-디프로필글리신, N,N-디이소프로필글리신, 또는 이들의 혼합물 또는 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 사료.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 글리신 화합물을 0.001 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 포함하는 사료.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 사료의 대사 에너지 값이 11.5 MJ/kg 이상인 것인 사료.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 18.5 중량% 이상의 조단백질 함량, 4 중량% 이상의 조지방 함량, 30 중량% 이상의 전분 함량 및 5 중량% 미만의 조섬유 함량을 갖는 사료.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 3 중량% 이상의 불포화 지방산 함량을 갖는 사료.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 15 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 사료.
- 가금류에게 글리신 화합물을 경구 투여하는 단계를 포함하는, 가금류의 복수 발생률을 감소시키는 방법으로서, 상기 글리신 화합물은 하기 화학식 Ⅰ 또는 이의 염에 해당하는 것인 방법:화학식 Ⅰ
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 1개 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 라디칼이거나, 또는 R1 및 R2는 N 원자와 함께 공동으로 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리를 형성함. - 제15항에 있어서, 글리신 화합물은 N,N-디메틸글리신(DMG), N,N-디에틸글리신, N,N-디에탄올글리신, N,N-디프로필글리신, N,N-디이소프로필글리신, 또는 이들의 혼합물 또는 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 글리신 화합물은 가금류의 식수를 통해 투여하는 것인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 글리신 화합물은 사료를 통해 투여하는 것인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 가금류는 브로일러 닭을 포함하는 것인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 글리신 화합물을 사료의 0.001 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 투여하는 것인 방법.
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