Guanidinoacetic Acid (GAA) adalah suplemen pakan yang stabil dan sangat mudah diserap yang utamanya digunakan untuk meningkatkan pemanfaatan energi. Hal ini disebabkan oleh konversinya yang efisien menjadi kreatin (CREA) di dalam tubuh. Kreatin dan bentuk terfosforilasi (fosfokreatin; PCREA)-nya memainkan peran penting dalam metabolisme energi seluler. Meskipun CREA secara alami disintesis di dalam tubuh ternak, sintesis endogen mungkin tidak cukup untuk mendukung laju pertumbuhan luar biasa yang disebabkan oleh genetika unggas modern ini. Saat ini, pakan unggas terutama terdiri dari bahan dari sumber nabati, terutama jagung dan tepung kedelai. CREA hanya ditemukan dalam bahan pakan berorigin hewan, sedangkan bahan nabati tidak mengandung metabolit CREA.
Metabolisme Guanidinoacetic Acid (GAA)
GAA terbentuk ketika glicin (GLY) menerima grup guanidin dari asam amino L-arginin (ARG) dalam reaksi biokimia yang dikatalisis oleh L-Arg:Glyamidinotransferase (AGAT). Reaksi awal ini terutama terjadi di ginjal. Dalam reaksi kedua yang terjadi di hati, GAA dimetilasi oleh S-adenosil metionin (SAM) dan diubah menjadi CREA. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah guanidinoacetate N- methyltransferase (GAMT). Dua enzim tambahan terlibat dalam metabolisme GAA, termasuk metionin adenosiltransferase (MAT), dan S-adenosilhomosistein hidrolase (SAHH) atau adenosy homocysteinase). Enzim yang pertama menghasilkan SAM dan yang terakhir bertanggung jawab untuk mengubah Sadenosil L-homosistein menjadi adenosin dan homosistein.
Pembentukan GAA dari L-ARG dan GLY diatur oleh mekanisme feedback negatif yang melibatkan konsentrasi CREA dan ornitin serum terhadap aktivitas AGAT. Namun, suplemen GAA dalam diet akan mengabaikan mekanisme pengatur laju tersebut. Oleh karena itu, peningkatan pasokan ARG dan GLY dalam diet tidak akan meningkatkan sintesis CREA atau konsentrasinya di jaringan otot melampaui tingkat yang diatur seperti itu. Berdasarkan laporan penelitian, peningkatan CREA otot terjadi setelah suplementasi ARG, sementara tambahan GLY, metionin (MET), dan GLY + MET tidak meningkatkan CREA otot. Kandungan CREA otot berfungsi sebagai indikator penggabungan CREA diet yang efektif. Tingkat CREA otot dan serum menjadi lebih tinggi dengan suplemen GAA, dibandingkan dengan penambahan L-ARG. Suplemen GAA meningkatkan kandungan CREA otot di atas tingkat yang terjadi secara alami dalam beberapa uji pakan dengan broiler. Oleh karena itu, penambahan GAA meningkatkan tingkat CREA otot secara asimtotik hingga maksimum 29% dibandingkan dengan diet yang tidak disuplementasi.
Kecernaan dan Penyerapan
Proses pencernaan dan penyerapan GAA mencerminkan proses asam amino lainnya, meskipun dengan beberapa interaksi. Suplementasi GAA dengan 0,6–1,2 g/kg menunjukkan peningkatan kandungan CREA otot sebesar 14–21%, masing-masing. Dalam diet defisiensi arginin, tingkat pemanfaatan GAA dalam tubuh dapat berkisar dari 76,2% hingga 100%, secara bertahap menurun dengan peningkatan suplementasi arginin. Suplementasi GAA secara signifikan meningkatkan ekskresi CREA, efek yang lebih mendalam dibandingkan dengan ARG. Ekskresi CREA pada broiler lebih meningkat dengan penambahan GLY tambahan, sementara penambahan MET (donor metil) di atas ARG dan GLY mengurangi ekskresi CREA, hal ini menunjukkan bahwa metilasi bisa menjadi faktor pembatas untuk pembentukan CREA. Suplementasi GAA pada diet yang kekurangan metionin tidak meningkatkan efisiensi pakan atau pemanfaatan energi, sementara pada Gambar 2. pasokan metionin yang cukup, efisiensi pakan meningkat. Sehingga, tingkat GAA dan suplementasi ARG, GLY, dan MET merangsang metabolisme CREA.
Pengaruh GAA pada Performa Pertumbuhan
GAA adalah senyawa organik yang memiliki peran krusial dalam metabolisme energi dan pertumbuhan otot pada ternak unggas. GAA berperan sebagai prekursor dalam pembentukan kreatin, suatu senyawa yang memberikan energi cepat untuk otot selama aktivitas fisik. GAA menjadi kunci untuk mendukung performa unggas secara menyeluruh. Pemanfaatan GAA pada ayam broiler dilaporkan dapat meningkatkan Performa pertumbuhan dan karakteristik karkas, termasuk hasil daging dada. Suplementasi GAA pada diet rendah energi dapat meningkatkan performa broiler yaitu dapat mengurangi asupan energi per unit pertambahan berat badan. Selain itu, peningkatan konversi pakan pada suplementasi 0,6 g/kg pada dua tingkat energi diet.
Pengaruh GAA pada Pemanfaatan Energi
GAA dalam pakan meningkatkan konsentrasi CREA otot, menyebabkan peningkatan metabolisme energi dalam jaringan otot. GAA sebagai prekursor CREA dapat memengaruhi pemanfaatan energi pada unggas khususnya ayam broiler. Pada ayam broiler yang umur pemeliharannya singkat, sehingga pasokan energi memiliki peran penting untuk pertumbuhan yang cepat. Energi berasal dari adenosin-tri-fosfat (ATP) yang ada di otot. PCREA dan kinasa kreatin (CK), yang terletak di otot rangka, menjaga homeostasis ATP dan adenosin-difosfat (ADP) dengan menghasilkan kembali ATP dari ADP di sitoplasma dan mitokondria. CREA dan PCREA berinteraksi dengan ATP dan ADP, rasio PCREA:ATP dapat berfungsi sebagai indikator kapasitas penyangga untuk hidrolisis ATP oleh PCREA. Sistem CREA/PCREA berfungsi sebagai alat transportasi energi antara sintesis dan penggunaan ATP. Sehingga, otot yang terbentuk dengan CREA memiliki kapasitas untuk pertumbuhan atau aktivitas yang lebih tinggi.
Pengaruh GAA pada perkembangan otot
Percobaan yang dilakukan dengan penambahan CREA pada ternak unggas mampu meningkatkan fusi sel namun tergantung pada CK, hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang menggunakan ATP dapat dipulihkan melalui sistem PCREA/CK. GAA dapat berperan dalam meningkatkan kinerja otot melalui pembentukan CREA di dalam liver. GAA sendiri mampu merangsang ekpresi mRNA diferensiasai miogenik 1 (MyoD) dan miogenin (MyoG) yang memiliki peran dalam menghasilkan peningkatan laju fusi miotub. Selain itu, suplementasi GAA dapat meningkatkan miotub melalui peningkatan level protein rantai berat miosin total (MyHCl), ketebalan miotub, dan luas penampang otot gastrocnemius. Supementasi GAA mempromosikan diferensiasi mioblas dan perkembangan otot rangka melalui aktivasi miR133a-3p dan miR-1a-3p yang memicu jalur sinyal AKT/mTOR/S6K. MicroRNA (miR) adalah regulator post-transkripsi yang memainkan peran penting dalam miogenesis yang dimediasi melalui nutrisi. Dalam studi in vitro lainnya, suplementasi CREA meningkatkan ekspresi mRNA IGF-I dan IGF-II sebesar 30% dan 40%, dan merangsang perkembangan otot. Oleh karena itu, penambahan GAA sangat berpengaruh pada perkembangan otot karena dapat menjadi booster pembentukan CREA.
Penghematan Arginin dengan GAA
Ternak unggas tidak memiliki siklus urea yang berfungsi sebagai biosintesis arginin dan sepenuhnya bergantung pada arginin dalam pakan. Arginin pada pakan ternak umumnya terpenuhi dari bahan pakan jagung dan bungkil kedelai, namun juga tidak jarang untuk memenuhi kebutuhannya juga ditambahan dalam bentuk L-arginin. Arginin sendiri dibutuhkan oleh ternak untuk berbagai tujuan metabolisme tubuh, sehingga arginin dibutuhkan dalam pakan untuk mencapai performa ternak yang optimal. Penambahan Larginin secara bertahap dapat meningkatkan pertambahan bobot badan dan FCR secara signifikan. Dalam beberapa penelitian dilaporkan bahwa suplementasi GAA dapat menghemat penggunaan arginin dalam pakan. Hal ini dapat berkaitan dengan jalur biokimia pembentukan GAA di ginjal, satu molekul arginin dan satu molekul glisin diperlukan untuk membentuk satu molekul GAA sambil melepaskan satu molekul ornitin (lihat pada gambar). Dalam sebuah penelitian dilaporkan GAA memiliki potensi menghemat arginin 75-149%. Penghematan Arginin ini berkaitan dengan kapasitas ternak dalam mensintesis GAA di ginjal yang mengindikasikan kebutuhan metabolik arginin dalam pembentukan GAA.
Pengaruh GAA pada pertumbuhan dan perkembangan Tulang
DOC ayam broiler menetas dengan mineralisasi tulang yang buruk, dan pertumbuhan tulang sangat cepat baik dalam hal panjang dan lebar tulang, sedangkan mineralisasi terjadi pada dua minggu pertama setelah menetas. Pada periode ini, energi sangat dibutuhkan dalam jumlah besar untuk mencapai pertumbuhan dan perkembangan tulang. Energi pada pertumbuhan dan perkembangan tulang dibutuhkan untuk mempertahankan, memperbaiki, memperbanyak diri, membedakan dan mensintesis matrik ekstraseluler. PCREA bertindak sebagai cadangan energi untuk memulihkan ATP dari ADP. GAA sebagai prekursor pembentukan CREA dan PCREA sehingga GAA dapat berperan dalam membantu pertumbuhan dan perkembangan tulang. Hal ini dibuktikan dalam penelitian suplementasi GAA 0,6 g/kg dilaporkan dapat meningkatkan kepadatan tibia dan kekuatan tulang ayam broiler hingga umur 24 hari. Tibia merupakan indikator untuk mineralisasi tulang secara keseluruhan.
