Вітаміни і їхнє значення для організму тварин

 

Вітаміни – біологічно активні речовини, необхідні для нормального обміну речовин в організмі. Слово «вітамін» складається з двох частин: «вита» - життя і «амін» - життєвий (життєво важливий амін), хоча присутність амінів не є обов'язковим, у назві воно збереглося. Таких речовин нараховується біля 20. Вітаміни синтезуються в основному рослинами і бактеріями (деякі вітаміни групи В и К синтезуються бактеріальною флорою в товстій кишці). Багато вітамінів входять до складу ферментів. За відсутністю окремих вітамінів розвиваються авітамінози, а при недостачі - гіповітамінози.

Вітаміни відкриті М.І. Луніним у 1880 році, надалі були відкриті різні види вітамінів, показана їхня роль у життєдіяльності організму і визначені хімічні формули цих речовин.

Вітаміни позначають буквами латинського алфавіту A, B, C, D, E, F, P і т.д. У даний час більшість вітамінів виділено в чистому вигляді або синтезоване і їх застосовують як лікарські препарати. Вітаміни поділяють на дві групи: водорозчинні (вітаміни групи В и С) і жиророзчинні (вітаміни A, D, K і ін.).

Вітамін А або ретинол є в продуктах тваринного походження, особливо його багато в риб'ячому жиру і печінці тріски і палтуса. Рослини містять провітамін А - каротин, який в організмі тварин перетворюється у вітамін А. Симптоми авітамінозу: інтенсивне ороговіння, сухість і посилене злущування епітеліальних клітин шкіри, очей, травного тракту і дихальних шляхів, поразка епітелію слізних залоз з їхньою закупоркою і сухістю очей, ксерофтальмія (утворення на роговиці очей плівки з кератину, можлива і сліпота), «куряча сліпота» - нездатність бачити при слабкому світлі. Останнє захворювання пов'язане з порушенням синтезу родопсину, до складу якого входить вітамін А, в ретині. Відіграє важливу роль в обміні речовин, регулюванні зору і світовідчуття, зміцнення епітелію покривних тканин і клітинних мембран, сприяє росту і розмноженню тварин, попереджує нервові розлади. Попередником є каротин.

Вітамін Д – дефіцит викликає рахіт, відбувається уповільнення росту тварини, демінералізація кісткової тканини (остеомаляція), деформація і скривлення скелету, зниження продуктивності.

Вітамін D (кальциферол) - антірахитичний вітамін мається в коров'ячій олії, жовтку яєць і, особливо, у риб'ячому жиру. Симптоми недостатності вітаміну D: розм'якшення кісток, скривлення тіла, велика голова, спізніла поява зубів, млявість м'язів. Усе це пов'язано з порушенням обміну кальцію і фосфору в організмі. У рослинах і шкірі є речовина ергостерин, що під впливом ультрафіолетових променів перетворюється у вітамін D. Передозування вітаміну D призводить до відкладення великої кількості кальцію в органах і тканинах (м'язах, нирках). Вітамін D варто приймати строго дозовано.

Е – (токоферол) виділено у 1936. При дефіциті порушується функція клітинних і субклітинних мембран, настає безплідність.

Вітамін Е (токоферол) бере участь у окисно-відновлюваних процесах, в обміні білків, скороченні м'язів, зміцнені стінки судинної тканини. Він розчинний в жирах, при кип'ятінні не руйнується. При відсутності вітаміну Е у деяких тварин не відбувається розмноження. Він мається як у тваринних, так і рослинних продуктах: яєчному жовтку, печінки, зародках пшениці, неочищеній соєвій, кукурудзяній олії, шипшині та таке їн.

К – відкритий у 1934 році. Є одним з елементів системи згортання крові.

Вітамін К (філохинон) називають антигеморагичним (геморагія - кровоточивість). Вітамін К міститься в зелених листах рослин, а також у тих частинах рослин, що містять хлорофіл а також у печінці. У незначних кількостях вітамін К синтезується бактеріями кишечника. При його недостатності порушується процес зсідання крові (можливо він впливає на утворення печінкою протромбіну).

В_{1 –} (тіамін) фосфарильований є коферментом кокарбоксилази, карбоксилази і транскетолази, які беруть участь у вуглеводному обміні. Бере участь в реакціях карбоксилювання і декарбоксилювання. Признаки дефіциту - паралічі м'язів і кінцівок.

Вітамін В₁ (тіамін) міститься в шкірці рису, пивних дріжджах, печінці, свинині, суцільних зернах хлібних злаків. Тіамін входить до складу ферментів, що беруть участь у вуглеводному обміні, а при його недостатності порушуються не тільки вуглеводний, але і жировий і білковий обміни (симптоми: легка втома, втрата апетиту, судороги, при важких формах - дегенерація нервів і, як слідство, - атрофія м'язів із наступним паралічем, розлад діяльності серцево-судинної системи і шлунково-кишкового тракту).

В₂ (рибофлавін) Відкритий у 1933 році. Фосфорильований рибофлавін як коензим входить до складу дихальних ферментів або флавінопротеїдів, що беруть участь в переносі Н⁺ с НАД*Н₂ на убихинон, окислюванні амінокислот, глюкози, альдегідів, гипоксантину. Бере участь в утворені ліпідної строми еритроцитів. Він є каталізатором окисно-відновлюванних процесів у всіх клітинах організму. При його недостатності порушується обмін речовин, виникають тріщини в кутках рота, язик набуває характерного пурпурно-червоного фарбування. Його багато в печінці, нирках, дрожах і в інших рослинних і тваринною продуктах.

Добова потреба у вітаміні В₂ (рибофлавін) - 1-2 мг.

В₆ (пиридоксин). Відкритий у 1934 році. Його похідні є коферментами дикарбоксилаз і аминофераз. Необхідний для ранніх фаз синтезу гема.

У птиць хиба вітаміну викликає нервові конвульсії, паралічі, недокрів'я, геморрагию, затримку росту.

Вітамін В₆ бере доля в обміні амінокислот (сприяє дії ферментів). При його хибі в людини спостерігаються втрата апетиту, нудота, слабість, запальні поразки шкіри і нервів. Добова потреба у витамине В₆ (пиридоксин) - 2-3 мг. Він утримується в рисових отрубях, бобах, дрожах, нирках, печінки, м'ясі.

В₁₂ (цианкобольтамін). Відкритий у 1948 році. Його похідні є коферментом. Необхідний для утворення незамінних компонентів нуклеинових кислот і глобіну, метионіну, холина і креатинина

Вітамін В₁₂ (кобаламін) важливий для функції кровотворення. Кобаламін синтезується бактеріями кишечника, у великій кількості утримується в печінці рогатої худорби і курчат. Для всмоктування його з кишечника необхідний особливий білок, що є в шлунковому слизі. При відсутності цього білка вітамін В₁₂ не всмоктується і розвивається анемія

Фолиева кислота. Відкрита в 1941 році. Кофермент. Необхідний для утворення незамінних компонентів нуклеїнових кислот і глобіну.

РР – (никотинова кислота). При недостачі захворювання пелагра (кожне захворювання, що викликається одноманітним харчуванням одною кукурудзою.

Вітамін РР (нікотинова кислота) входити до складу ферментів, що є каталізаторами окисно-відбудовних процесів. У незначній кількості нікотинова кислота синтезується бактеріями кишечника, але цього мало і нестача повинна восполнятися з їжею. Особливо багато вітаміну РР утримується в дрожах, свіжих овочах, м'ясі, але мало в кукурудзі. При його недостачі розвивається пелагра. Симптоми захворювання: дерматит (почервоніння шкіри), понос і порушення психіки. У добу потрібно 15-25 мг никотиновой кислоти.

 

Пантотенова кислота бере доля в синтезі фосфоліпідів. Робить антидерматическое дія, коензим ацетилування (К), перенос оцтової кислоти.

Вітамін В₁₅ (пангамова кислота) покращує ліпідний обмін, сприяє кращому засвоюванню кисню тканинами організму - засіб усунення гипоксії, або кисневої недостатності. Цей вітамін утримується в насіннях багатьох рослин. Вітамін В₁₅ приймають у якості профілактичного засобу при лікуванні різних форм атеросклерозу, серцево-легеневої недостатності й ін.

 

Н (біотин) 1935 - 36

Шкірні поразки

Карбоксилирование і транскарбоксилювання

Холин 1862

Структурний компонент фосфоліпідів (лецитина й ін.)

При відсутності вітаміну наступає жирова дистрофія печінки і гальмування синтезу ацетилхоліну.

С кофермент

Вітамін С (аскорбінова кислота) надходить в організм головним чином із рослинною їжею. Його багато в ягодах шипшини, чорної смородини, лимонах і ін. Вітамін С грає велику роль у вуглеводному і білковому обмінах (бере участь в окисно-відбудовних реакціях, входячи до складу ферментів). При недостачі в їжі вітаміну С розвивається цинга (слабість, стомлюваність, знижена опірність інфекціям, кровоточивість ясен - тендітність капілярів, розлади серцевої діяльності й інші симптоми).

Роль печінки

1. Утворюються білки крові. Біля 50% білків що розщеплюється і синтезується в організмі перетворюються в печінці.

2. Процеси дезамінування і переамінування.

3. Синтез сечовини з аміаку.

4. Нейтралізація отрутних продуктів, всмоктуваних із товстого кишечника, при утворенні парних сірчаних і глюкуронових кислот.

5. Здійснює глікогенну функцію.

6. Бере участь в обміні жирів.

7. Синтезує фосфатиди і холестерин.

 

 

Обмін енергії

Для підтримки структури і життєдіяльності кожної клітини організму необхідна енергія. При припиненні надходження енергії структура клітини руйнується.

В зв'язку з тим, що всі хімічні перетворення, що відбуваються в організмі, супроводжуються звільненням або поглинання енергії, обмін енергії найбільше повно відбиває інтенсивність обміну речовин.

До основних процесів, що потребують витрати енергії, варто віднести:

1. біосинтез;

2. підтримку мембранного потенціалу;

3. скорочення м'язів;

4. активний перенос речовин проти градієнту концентрації;

5. процеси проведення і передачі нервового імпульсу

6. біолюмінесценція.

Енергія в організмі утворюється за рахунок окислювання органічних речовин - вуглеводів, жирів і білків. Окисне фосфорелювання дає 36 молекул АТФ, гліколіз - 2. Всього на одну грам-молекулу глюкози (160 г) при повному розпаді утвориться 2872,1 кДж енергії, з них 48 % (1378,6) перетворюється в макроерги. Енергетична цінність макроергічних зв'язків АТФ дорівнює 37,8 кДж.

1 кДж = 0,239 ккал

1 ккал = 4,184 кДж

Джерелом енергії для тварини служать корма. Початковий етап обміну речовин - це травлення. Від кількості з'їденого корму з однієї сторони інтенсивністю обмінних процесів у травному тракті - з іншої залежить забезпечення організму енергією.

На 1 міль АТФ витрачається при утворенні її:

 з вуглеводів 74 кДж

 з жирів 75 - 84 кДж

 з білків 92 кДж.

При вивченні обміну енергії часто ставляться балансові досліди, у яких методом спалювання в калориметричній бомбі встановлюють різницю між енергією, що надходить із кормом і що виділяється із калом і сечею (метаном у жуйних), а також енергією, відкладеної в продукції.

Для визначення енергетичної цінності корму застосовують калориметричну бомбу Бертело.

Вивчення обміну енергії в організмі проводитися методами прямої і непрямої калориметрії.

1. Пряма калориметрія грунтується на прямому визначенні тепла, що виділяється організмом. Для цього використовуються спеціальні калориметричні камери з теплонепроникними стінками. Тепло, що виділяється тваринами, поглинається водою, що протікає через камеру по системі трубок. По різниці температур притікаючої і відтікаючої води визначається кількість виділеного тепла. Метод прямої калориметрії більш точний, ніж непрямий, але по техніці більш складний і пов'язаний із значними витратами часу.

2. Непряма калориметрія заснована на тому факті, що при окислюванні всіх органічних речовин використовується кисень і виділяється вуглекислий газ. Вивчаючи співвідношення цих газів і їхня кількість, визначають теплопродукцію організму. Для визначення кількості спожитого кисню і виділеного вуглекислого газу використовують респіраційні камери. При цьому рівень обміну речовин визначається по дихальному коефіцієнті. Дихальним коефіцієнтом називається об'ємне співвідношення виділеного СО₂ до спожитого кисню за один і той же проміжок часу.

ДК = СО₂/О₂

Кількість тепла, що утвориться при поглинанні 1 л кисню, при різних дихальних коефіцієнтах

Д. К.	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
кДж	19,6	19,8	20,1	20,3	20,6	20,9	21,1

 

Обмін речовин у тварин при звичайних умовах існування називають загальним обміном.

Обмін речовин за точно визначених умовах, що дозволяють порівнювати обмін речовин у різних тварин, називається основним.

Основний обмін – гранично низький рівень обміну речовин, що забезпечує життя при м'язовому спочинку, натще, у ранкові часи, не менше чим через 12 - 14 часів після прийому їжі, при нормальній температурі тіла і комфортної температурі навколишнього середовища.

Оскільки для тварин, особливо сільськогосподарських, такі умови витримати надзвичайно важко, для них прийнято визначати стандартний обмін - рівень обміну через 24 часу після годівлі в положенні стоячи.

 

Фактори, що впливають на основний обмін:

 у тварин, що ростуть, основний обмін вище, чим у дорослих вік:

 стати; звичайно в самців основний обмін вище, чим у самок; стадія статевого циклу: фізіологічний стан тварин:

 сезон року; навесні і влітку обмін вище, чим восени і зимою;

 час доби; удень вище, ніж уночі.

При згоранні (окислюванні) в організмі білків, жирів і вуглеводів утвориться енергії.

Валова енергія – енергія, що є в кормі.

Перетравна енергія - енергія перетравних поживних речовин.

Жуйні на процеси ферментації й утворення метану затрачають відповідно 5 і 7 % енергії.

Обмінна енергія – фізіологічно корисна енергія.

Обмінна енергія на 40% йде на підтримку в корів і на 60% у курок несучок, бичків і свиней на відгодівлі.

При використанні 1 л кисню виділяється 5,0 ккал (20,92 кДж) при згоранні вуглеводів, 4,7 ккал (29,3 кДж) при згоранні жирів і при згоранні білків.

Енергетична цінність спирту 7 ккал/л.

Закон ізодинамії. Заміщення однієї речовини іншим для утворення такого ж кількості енергії називається ізодинамією. Так, 100 г жиру відповідає 232 г крохмалю або 243 г сухого м'яса.

Продуктивний обмін

Енергію, що затрачається організмом тварини для утворення різноманітних видів продукції, називають продуктивним обміном. Таким чином, загальна енергетична потреба організму укладається з енергії, необхідної на підтримку життєдіяльності (основний обмін), і енергії, необхідної для продуктивності і виконання роботи.

1. м'язова робота 25 - 30%. (газообмін корів при стоянні збільшується на 30%, після пробіжки споживання кисню збільшується в 3 разу, на розжовування 1 кг сіні витрачається 464,4 кДж), що

2. лактуючі корови - 30%

3. високопродуктивні - низькопродуктивні - 15 - 20%.

Специфічна динамічна дія їжі

Приріст теплопродукції понад основний обмін, що спостерігається після прийому визначеної харчової речовини, характеризує так звана «специфічна динамічна дія» (СДД) їжа

коня 19 - 93%

свині 50 -88%

Великої рогатої худоби 37%

Розрахунок інтенсивності енергетичних витрат ведуть на 1 голову

на 1 м²

на 1 кг маси

на 1 кг маси в ступені 0.75.