저자는 지난 19년간 지속적으로 모돈의 영양소 요구량 및 생산성 향상에 대해 연구를 해오고 있다. 이러한 결과들은 50편이 넘는 논문들을 통해 발표되어 졌고 현재도 추가적인 연구가 진행 중이다. 

이렇게 장기간 연구를 통해 모돈 사양 시뮬레이션 모델을 만들 수도 있었고 저자가 제안한 임신모돈의 phase feeding 및 포유모돈의 parity feeding은 이미 양돈에 적용되기 시작하였으며, 이를 통해 모돈의 생산성 향상에 기여하고 있다. 

우선 이러한 결과들을 정리하여 한국에 글로 소개할 수 있도록 기회를 마련해 주신 PNP 월간피그에 감사를 드린다. 

이 글을 통해 소개하는 내용은 대부분 이미 논문을 통해 출판되었음을 밝히는 바이다. 또한, 이를 위해 함께 연구한 University of Illinois(1995~2000년), Texas Tech University(2000~2007년), 그리고 North Carolina State University(2007년~현재)의 동료, 현/전 학생, 연구원들께 감사를 드린다. 

모돈 생산성의 변화

지난 40년간 모돈의 생산성 변화를 비교해 보면 흥미로운 점들을 알 수 있다. 두 가지 대표적인 예를 들어보겠다. 

미국 농무성 자료를 살펴보면 1970년 모돈의 이유시 평균 산자수는 7두였다. 40여 년이 지난 2012년 이유시 평균 산자수는 10두로 3두가 늘어난 것을 알 수 있다(USDA, 2012; 그림 1). 이는 1두의 모돈이 40년 전에 비해 일 년간 7 내지 9두의 자돈을 더 생산해 낸다는 의미이다. 

<그림 1> 연도별 미국 평균 이유시 산자수(USDA, 2012)

본 연구실에서의 결과를 바탕으로 보면 또 다른 흥미로운 사실을 알 수 있다(McPherson et al., 2004; Kim et al., 2013). 연구를 통해 임신기간 태아의 성장 속도를 조사하였고, 이 결과를 40여 년 전(Ullrey et al., 1965)과 비교해 보니(그림 2), 현재의 태아가 40년 전에 비해 40% 더 빨리 자랐음(혹은 40% 더 큼)을 알 수 있었다. 이는 참으로 획기적인 변화이다. 

<그림 2> 시기별 태아의 성장비교(Knight et al., 1977; McPherson et al., 2004; Ullrey et al., 1965)

이 두 가지의 예를 통해 오늘의 모돈은 예전에 비해 임신기간(1) 더 빨리 자라는(2) 더 많은 수의 태아를 생산함을 알 수 있다. 이는 또한 오늘의 모돈은 예전에 비해 임신기간 태아 발달을 위해 훨씬 더 많은 영양소를 공급해야 한다는 중요한 영양적 의미를 주고 있다. 

이러한 변화는 임신기간에 그치지 않는다. 그만큼 늘어난 자돈의 수만큼 더 많은 수의 유방을 젖 생산을 위해 유지해야 하고 또한, 각각의 자돈에 공급해야 하는 젖의 양도 함께 늘어났다. 이 역시 모돈이 포유기간 예전에 비해 훨씬 더 많은 영양소를 젖 생산 및 유방발달을 위해 공급해야 한다는 중요한 영양적 의미를 준다. 

실제 1935년과 2010년의 모돈 젖 생산량을 비교해보면 그 양이 4배나 증가했다는 놀라운 사실을 알 수 있다(그림 3). 그러나 이 글에서는 임신기간의 변화를 중점으로 기술하고자 한다.

<그림 3> 모돈의 일당 젖 생산량(Hughes and Hart, 1935; Kim et al., 2010)

이렇게 지난 40여 년 간 모돈의 임시기간 생산성의 변화가 아주 크게 나타나기에, 현재의 모돈 사양프로그램은 이러한 변화를 충분히 고려하고 있는지 의문을 가질 필요가 있겠다. 그러나 본 연구실의 연구결과를 통해 살펴보면, 현재의 모돈 사양프로그램이 임신기간 충분한 영양소를 공급해주지 않고 있음을 추측해 볼 수 있게 해주고 있다. 

우선 임신기간별 한배 안의 태아들 간의 체중변이를 살펴보았다. 임신 초기(45일경까지)의 태아 간 체중변이는 거의 눈으로 구분할 수 없을 정도로 적었다. 수치로 보면 체중의 변이(coefficient of variation; CV)가 3% 이내로 나타났다. 

그러나 임신 중기 및 말기(60일경 이후)를 보면 태아 간 체중변이가 8% 이상으로 증가(그림 4)하는 것으로 나타나 태아발달이 원활치 않음을 알 수 있다. 실제 이는 한배 내 2~3두의 태아가 임신 중기부터 발달 속도가 더뎌져 이러한 체중변이를 일으켰음을 알 수 있다. 

이러한 2~3두의 성장이 더딘 태아는 결과적으로 분만시 사산아로 태어나거나, 살아서 태어나더라도 저체중(1kg 미만)으로 생후 환경에 잘 적응하지 못해 이유 전 사망하거나, 혹은 잘 자라나지 못해 지속적으로 양돈의 생산성에 영향을 주게 된다. 

<그림 4> 한배 내 태아 간 체중 변이(Kim et al., 2009)

이렇게 임신 중기 이후 저체중 태아가 발생하는 것은 이 시기부터 태아가 모돈을 통해 공급해 받는 영양소에 제한이 있기 때문으로 믿어진다. 이러한 제한은 특히 임신중기부터 발생하는 것으로 나타나 궁극적으로 모돈의 영양상태가 임신 중기부터 적절하지 못하다 할 수 있겠다. 

이를 뒷받침해주는 다른 예를 들겠다. 모돈의 임신기간 유방발달을 조사하였다. 특히 유방의 위치에 따라 그 발달 정도를 표시해보았다. 그러나 이를 통해 재미있는 결과를 얻게 되었다. 

유방의 위치에 따라 임신기간 그 발달 정도가 다른 점이다. 특히 많이들 예상하는 것과는 달리 머리 쪽의 위에 위치한 유방보다 몸의 중간에 위치한 유방의 발달 정도가 더 빨랐고, 예상대로 꼬리 쪽의 아래 위치한 유방의 발달은 늦었다(그림 5). 특히 임신 초기에는 그 차이가 없었으나, 임신 중기를 지나면서 발달에 차이가 커지게 되었다(그림 6).

이렇게 유방의 발달 정도가 임신 중기 이후 그 위치에 따라 다른 것은 몇 가지 주요원인이 있을 수 있다. 그중 영양적 요인을 생각해보면 우선적으로 각각의 유방이 그 위치에 따라 혈액을 통해 전달받은 영양소 정도가 임신 중기 이후 다름을 들 수 있다. 

결과적으로 모돈이 유방발달을 위해 공급하는 영양소의 양이 임신 중기 이후 체내 위치에 따라 제한이 되고 있음을 알 수 있다. 

<그림 5> 체내 위치에 따른 유방의 단백질 함량(Ji et al., 2005 and 2006)

<그림 6> 임신 일령에 따른 체내 위치별 유방의 단백질 함량 변화(Kim and Wu, 2009)

이렇게 임신 중기 이후 태아 및 유방 발달을 위한 영양소 공급이 원활치 못함은 모돈의 영양소 섭취량이 임신 중기 이후 적절하지 못함을 나타내고 있어, 결과적으로 현재 모돈의 임신 중기 및 후기의 사양방법에 대한 고찰이 필요함을 보여준다. 

다음 호에서는 실제 모돈이 임신기간 태아 및 유방발달을 위해 필요로 하는 영양소량을 측정하여 이를 바탕으로 영양소 요구량을 도출해낸 과정을 설명하고자 한다. 

참고문헌

Hughes, E.H., and G. H. Hart. 1935. Production and composition of sow’s milk. Journal of Nutrition 9:311–322.

Ji, F., G. Wu, J. R. Blanton, and S. W. Kim. 2005. Weight and compositional changes in pregnant gilts and its implication to nutrition. Journal of Animal Science 83:366-375. 

Ji, F., W. L. Hurley, and S. W. Kim. 2006. Characterization of mammary gland development in pregnant gilts. Journal of Animal Science 84:579-587. 

Kim, S. W. 2010. Recent advances in sow nutrition. Revista Brasileira de Zootecnia 39:303-310.

Kim, S. W., and G. Wu. 2009. Regulatory role for amino acids in mammary gland growth and milk synthesis. Amino Acids 37:89-95.

Kim, S. W., W. L. Hurley, G. Wu, and F. Ji. 2009. Ideal amino acid balance for sows during gestation and lactation. Journal of Animal Science 87:E123-E132. 

Kim, S. W., A. C. Weaver, Y. B. Shen, and Y. Zhao. 2013. Improving efficiency of sow productivity: nutrition and health. Journal of Animal Science and Biotechnology 4:26.

Knight, J. W., F. W. Bazer, W. W. Thatcher, and D. E. Franke. 1977. Conceptus development in intact and unilaterally hysterectomized-ovariectomized gilts: interrelations among hormonal status, placental development, fetal fluids and fetal growth. Journal of Animal Science 44:620–636.

McPherson, R. L., F. Ji, G. Wu, and S. W. Kim. 2004. Fetal growth and compositional changes of fetal tissues in the pigs. Journal of Animal Science 82:2534-2540. 

Ullrey, D. E., J. L. Sprague, D. E. Becker, and E. R. Miller. 1965. Growth of the swine fetus. Journal of Animal Science 24:711–717. 

USDA. 2012. http://quickstats.nass.usda.gov