Rozwój oporności na antybiotyki u ludzi doprowadził do wzrostu zainteresowania na całym świecie produkcją zwierzęcą bez antybiotyków . Badania u ludzi wykazały, że włączenie nukleotydów do preparatów do żywienia pozajelitowego i mleka dla niemowląt poprawiają zdrowie jelit i rozwój układu odpornościowego u niemowląt.
Ze względu na ich rolę w utrzymaniu zdrowia jelit, nukleotydy w diecie mogą działać jako alternatywa dla antybiotyków w żywieniu młodych zwierząt. Jeśli jest to prawdą, stanowiłyby one alternatywę dla stosowania antybiotyków w paszach dla zwierząt. Byłoby to byłoby pomocne zwłaszcza w dietach Większość powszechnie stosowanych składników paszowych zawiera stosunkowo niskie ilości nukleotydów.
Badania na zwierzętach wykazały, że nukleotydy w diecie wpływają na funkcje odpornościowe. Ograniczenie dietetycznych nukleotydów u myszy zmniejsza kilka wskaźników odporności komórkowej, a także odporności na prowokację Staphylococcus aureus lub Candida albicans. Komórki śledziony myszy utrzymywanych na diecie bez nukleotydów wytwarzają mniej interleukiny-2 i mają mniejszą cytotoksyczność komórek NK i aktywację makrofagów niż te zwierząt karmionych dietą wzbogaconą nukleotydami. Odpowiedź limfoproliferacyjna in vivo, aktywność fagocytarna makrofagów oraz ekspresja receptora interleukiny-2 i markera powierzchniowego lyt1 są również niższe u zwierząt karmionych dietą bez nukleotydów. W wieku 2 miesięcy niemowlęta karmione mlekiem matki lub mieszanką dla niemowląt wzbogaconą nukleotydami wykazują zwiększoną aktywność komórek NK w porównaniu z niemowlętami karmionymi mieszanką bez suplementów. Ograniczenie ilości nukleotydów w diecie u zwierząt może również powodować gromadzenie się lipidów w wątrobie oraz zmniejszenie wysokości błony śluzowej i grubości ściany jelita. Wśród badanych nukleotydów wyjątkową rolę może odgrywać monofosforan adenozyny, mediator przepływu krwi przez wątrobę i jelito cienkie. Podsumowując, synteza de novo i odzyskanie nukleotydów jest procesem kosztownym metabolicznie. Egzogenne źródło nukleotydów z pożywienia może optymalizować funkcję szybko dzielących się tkanek, szczególnie gdy wzrost jest szybki, a dieta jest uboga w nukleotydy. Wśród badanych nukleotydów wyjątkową rolę może odgrywać monofosforan adenozyny, mediator przepływu krwi w wątrobie i jelicie cienkim. Podsumowując, synteza de novo i odzyskanie nukleotydów jest procesem kosztownym metabolicznie. Egzogenne źródło nukleotydów z pożywienia może optymalizować funkcję szybko dzielących się tkanek, szczególnie gdy wzrost jest szybki, a dieta jest uboga w nukleotydy. Wśród badanych nukleotydów wyjątkową rolę może odgrywać monofosforan adenozyny, mediator przepływu krwi w wątrobie i jelicie cienkim. Podsumowując, synteza de novo i odzyskanie nukleotydów jest procesem kosztownym metabolicznie. Egzogenne źródło nukleotydów z pożywienia może optymalizować funkcję szybko dzielących się tkanek, szczególnie gdy wzrost jest szybki, a dieta jest uboga w nukleotydy.
Nukleotydy są częścią DNA i RNA potrzebną do reprodukcji i mnożenia komórek żywych i mają znaczenie dla ich funkcji biologicznych.
Przez lata uważano, że wszystkie organizmy mogą dostarczyć wystarczającej ilości nukleotydów, aby zaspokoić swoje fizjologiczne wymagania poprzez syntezę de novo (marnując cenne surowce, energię i czas) lub tak zwaną “ścieżkę ratunkową”, która oznacza recykling nukleotydów z martwych komórek.
Jednak badania prowadzone w ciągu ostatnich kilku lat wskazują, że oba mechanizmy nie zawsze dostarczają wystarczającej ilości nukleotydów dla organizmu.
Biorąc pod uwagę fakt, że większość zwierząt i ludzi musi produkować miliony nowych komórek na sekundę, aby po prostu utrzymać status quo, ma sens, że w czasach nadzwyczajnego popytu tryliony dodatkowych nukleotydów muszą być łatwo dostępne do proliferacji (transferu) komórek.
Ta zwiększona konieczność wraz ze stosunkowo powolnym podawaniem nukleotydów przez samo zwierzę może powodować potrzebę dodania dodatkowych nukleotydów bezpośrednio do diety zwierzęcia.
Dzięki suplementacji nukleotydami została zaobserwowana mniejsza produkcja kortyzolu w odpowiedzi na bodźce wywołujące stres wśród zwierząt doświadczalnych. Potwierdzono to również w badaniach przeprowadzonych na koniach wyścigowych, w których poziomy kortyzolu u zwierząt przyjmujących nukleotydy były niższe podczas fazy tlenowej i beztlenowej. Podczas tych samych faz wśród koni zaobserwowane zostało wyższe zapotrzebowanie na tlen oraz większe stężenie CO2 w wydychanym powietrzu. To z kolei doprowadziło do niższego stężenia kwasu mlekowego we krwi.
Jedną z podstawowych przyczyn sukcesu diety suplementowanej nukleotydem – oraz szerokiego zakresu pożądanych, możliwych do zaobserwowania i mierzalnych efektów, jakie mają na zwierzęta – jest to, że dodane nukleotydy ułatwiają przyspieszoną odpowiedź immunologiczną.
Odpowiedź immunologiczna to po prostu zdolność organizmu do skutecznej obrony przed nowotworami złośliwymi i atakowania mikroorganizmów (antygenów) poprzez wytwarzanie immunoglobulin (przeciwciał).
Niestety, komórki układu immunologicznego nie mają możliwości syntezy samych nukleotydów. Ponieważ transfer komórek immunokompetentnych zależy od łatwo dostępnych nukleotydów, staje się jasne, dlaczego odpowiedź immunologiczna jest przyspieszana, gdy dostępnych jest więcej nukleotydów.
Silny układ odpornościowy jest równie ważny w zdolności organizmu do reagowania na inne czynniki stresowe, takie jak urazy, nagłe szoki środowiskowe, wysiłek fizyczny i wzrost.
Takie naciski obciążają układ odpornościowy, a w konsekwencji zdolność zwierzęcia do przetrwania i odpowiedniego reagowania na drastyczne zmiany w jego życiu.
Ponadto, wyzwania układu odpornościowego zmniejszają zdolność do utrzymywania lub poprawy wydajności i produktywności u zwierząt gospodarskich.
Wykazano, że dodatkowe nukleotydy wpływają na szereg funkcji immunologicznych, w tym odwracając niedożywienie i immunosupresję wywołaną głodem, zwiększając dojrzewanie i funkcjonowanie komórek T, wzmacniając aktywność komórek naturalnych zabójców, polepszając opóźnioną nadwrażliwość skórną i pomagając w zwalczaniu takich czynników zakaźnych, jak staphylococcus aureus i candida albicans.
Myszy karmione dietą pozbawioną nukleotydów mają upośledzoną odpowiedź immunologiczną zarówno komórkową, jak i humoralną, które zostały przywrócone przez dodanie RNA i rybonukleotydy do diety. Wykazano, że RNA, który można uznać za formę dostarczającą nukleotydy, a także rybonukleotydy, ma działanie pobudzające na regenerację z hepatektomii u zwierząt i stymuluje naprawę jelit.
Poza najbardziej oczywistym wpływem dietetycznych nukleotydów na prawidłową odpowiedź immunologiczną, inne potencjalne cele obejmują wszystkie typy komórek gotowych do proliferacji, ale jednocześnie niezdolne do wytworzenia wystarczającej ilości nukleotydów.
Obejmuje to komórki żołądkowo-jelitowe, komórki krwi, jak i wspomniane wcześniej, komórki zaangażowane w odpowiedź immunologiczną.
Ponadto, zwłaszcza u młodych zwierząt, rozwój tkanek, narządów i szerokiej anatomii zależy od nieograniczonego i szybkiego podziału komórek różnego rodzaju.
Jest to promowane przez uzupełnianie paszy zrównoważonymi formulacjami RNA i nukleotydów, co ostatecznie prowadzi do poprawy fizjologii i zarówno zwiększonej, jak i ustabilizowanej wydajności w fazie produkcji.
Nukleotydy dostarczane w diecie muszą być wchłaniane przez ścianę jelita zanim staną się dostępne dla organizmu. Części dietetycznych nukleotydów są metabolizowane enzymatycznie w celu ułatwienia przejścia ze światła jelita do krwioobiegu. Niemniej jednak, ponowne złożenie nukleotydów w komórkach jelitowych wymaga mniej energii w porównaniu z syntezą de novo. Ponadto kwasy nukleinowe występujące w wielu składnikach paszy i żywności (na przykład zbóż i wielu produktach drożdżowych) są chronione specyficznymi białkami wiążącymi, co pozwala na uzyskanie odżywienia około 30% dla organizmu.
Oczyszczając RNA i nukleotydy – eliminując w ten sposób białka ochronne – a także odkrywając najbardziej ograniczające nukleotydy, a także te najłatwiej wchłaniane przez ścianę jelita, można formułować dodatki paszowe o dostępności nukleotydowej ponad 95%.
Pozytywne wyniki z zastosowania RNA i nukleotydów u różnych gatunków pozwalają na uznanie ich za narzędzie zarządzania w celu kontrolowania stresu, wydajności i chorób zwierząt gospodarskich i akwakultury. Oczyszczone dietetyczne RNA i nukleotydy nie są ograniczone do gatunków lub zastosowań.
Poza pobudzaniem rozwoju układów regulacyjnych lub narządów uczestniczą w mechanizmie naprawy komórkowej i molekularnej.
W porównaniu z innymi dodatkami paszowymi te wspierają lub ułatwiają reakcje immunologiczne przez nieograniczoną proliferację immunokompetentnych komórek, ekspresję genów czynników zaangażowanych w odpowiedź immunologiczną i sygnalizację.
Oznacza to, że inne procesy w organizmie, takie jak wzrost, rozwój lub rozmnażanie, są mniej narażone na problemy zdrowotne.