Роль витаминов в обмене веществ и жизнедеятельности организма

Витаминами называют низкомолекулярные органические соединения, в очень малых дозах обеспечивающие нормальное течение биохимических и физиологических процессов

в организме. В настоящее время известно более 30 витаминов, установлена

их химическая структура. Организовано промышленное производство

многих витаминов для обеспечения потребностей сельскохозяйственных

животных.

Специфические нарушения обмена веществ, вызываемые полным отсутствием в кормах того или иного витамина, называют авитаминозами, а недостаточным поступлением их

в организм — гиповитаминозами.

По физико-химическим свойствам витамины делят на две группы: жирорастворимые

и водорастворимые.

Жирорастворимые витамины. К их числу относят витамины групп А, D, Е и К.

В и т а м и н ы г р у п п ы А. ВитаминыAi, А2, A 3 — антиксерофтальмические. Наиболее распространенная и биологически активная форма витамина А — ретинол (витамин Ai).

Он содержится только в продуктах животного происхождения: в молоке, масле, печени рыб и яйцах птиц. Предшественником ретинола служит каротин, который,поступая с кормом в организм животных, превращается в ретинол в стенке тонких кишок,

в печени и крови. Витамины группы А имеют большое физиологическое значение, принимают участие в важнейших химических процессах обмена веществ.

При их недостатке у молодняка замедляется или прекращается рост, плохо заживают раны, что связано с торможением процессов регенерации тканей. При А-гиповитаминозе у всех животных наступают патологические изменения эпителиальной ткани слизистых

оболочек дыхательных и пищеварительных органов, половой системы; отмечают выделения из глаз и носа, ксерофтальмию, помутнение роговицы, куриную слепоту (гемералопию)

.

В и т а м и н ы г р у п п ы D. Витамины D2, D3, D4, D5, D6 — кальциферолы,

антирахитические витамины. Для крупного рогатого скота, овец, свиней и лошадей имеют значение эргокальциферол (D2) и холекальциферол (D3). Биосинтез холекальцифе-

рола происходит в коже животных под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца или кварцевой лампы. Кальциферолами наиболее богат жир, получаемый из печени морских

рыб (треска, палтус). Они содержатся также в сливочном масле, молоке, яичном желтке, печени животных (дельфина, тюленя, белого медведя)

.Кальциферолы принимают участие в регуляции минерального и энергетического обменов, оказывают влияние на использование азота, углеводов,кальция, фосфора и особенно трудноусвояемого фитиновогс фосфора зерновых кормов.

При недостатке кальциферолов у молодняка развивается рахит, а у взрослых животных — остеомаляция. У маток и производителей нарушается воспроизводительная способность,

снижается продуктивность. Новорожденным телятам необходимо скармливать молозиво первых двух удоев, которое содержит наибольшее количество витаминов групп

A, D, Е. Хорошим источником холе- кальциферола для птицы и поросят

служит рыбий жир.

В и т а м и н ы г р у п п ы Е. К этой группе относятся а-, р-, и у-токоферолы — факторы размножения. Витамины этой группы обладают антиокислительными свойствами, способствуют усвоению и сохранению витаминов группы А и каротина в организме,

участвуют в обмене жиров, белков и углеводов. Наибольшей биологической активностью обладает сс-токоферол.

Витамины группы Е присутствуют в продуктах как растительного, так и животного происхождения: в растительных маслах (особенно в масле облепихи и ростков пшеницы),

зеленных овощах, зернах злаков, коровьем масле, мясе, молоке, яйцах.

При недостатке витаминов группы Е нарушается сперматогенез, тормозится

развитие зародыша, в дальнейшем плод может погибнуть. Ранний признак недостаточности витаминов группы Е — снижение устойчивости

эритроцитов к гемолизу. При хроническом Е-гиповитаминозе развивается

мышечная дистрофия, мышцы становятся дряблыми, белыми,

нарушается деятельность мышцы сердца. Телята и ягнята становятся

малоподвижными, при ходьбе задыхаются.

У свиней возникают дистрофия мышц, некроз печени.

При сбалансированных рационах потребность крупного рогатого скота

и овец в витаминах группы Е невелика

В и т а м и н ы г р у п п ы К. Ki — филлохинон, Кг — фарнахинон, Кз —

викасол — антигеморрагические факторы.Они играют важную роль в

процессе свертывания крови. При их отсутствии кровь теряет способность

быстро свертываться. В организме снижается уровень белка протромбина и других факторов, участвующих в процессе свертывания крови. Введение витаминов

группы К стимулирует синтез данных белков в печени. Кроме того, при

К-гиповитаминозе появляются подкожные и внутримышечные кровоизлияния,

развивается анемия. В организме взрослых животных фарнахинон синтезируется микроорганизмами, заселяющими желудочно- кишечный тракт. Поэтому взрослые

животные, как правило, не страдают от его недостатка. Что касается

новорожденных, то их потребность в витамине обеспечивается за счет

молока матери.

При внутримышечном и внутривенном введении викасола (синтетического

витамина) кровотечение быстро останавливается. Кроме того, викасол обладает противовоспалительным действием и повышает сопротивляемость организма по отношению к радиоактивному излучению.

Водорастворимые витамины. Большей частью они термолабильны, разрушаются

от действия щелочей, устойчивы к кислой среде и, как правило, не могут длительно сохраняться в тканях организма. Представители этой группы — аскорбиновая кислота,

цитрин, витамины группы В.

А с к о р б и н о в а я к и с л о т а.

Витамин С — антицинготный витамин, содержится в растительных продуктах:

в цитрусовых, плодах шиповника, ягодах черной смородины, капусте,

шпинате, салате, картофеле и др.

Источниками этого витамина для животных служат зеленая трава,

правильно заготовленный силос, сенаж, травяная мука, пророщенное

зерно, хвойные ветви и хвойная мука, молозиво и молоко. В молоке кобыл и

свиноматок аскорбиновой кислоты в 5—10 раз больше, чем в молоке коров.

Она может образовываться и в организме сельскохозяйственных животных.

Физиологическое значение аскорбиновой кислоты для организма животных

огромно. Она участвует в образовании опорных белков — коллагена

и хондромукоида, способствует синтезу и отложению гликогена в печени,

стимулирует секрецию желез желудка, участвует, в окислении тирозина

и в превращениях нуклеиновых кислот, необходима для синтеза ряда гормонов, ускоряет заживление ран. Кроме того, она повышает сопротивляемость организма к различным

инфекциям и неблагоприятным воздействиям внешней среды, стимулирует

образование антител, обеспечивает нормальную проницаемость капилляров, влияет на кровообразование, активирует фермент аконитазу и участвует в цикле Кребса, помогает

организму справляться с отравлениями.

Для сельскохозяйственных животных величина потребности в аскорбиновой

кислоте еще не установлена. Долгое время считали, что все домашние животные вполне удовлетворяют потребность в витамине С за счет биосинтеза. Однако лошади,

свиньи и т и н а нуждаются в дополнительном поступлении его с кормами.

Ц и т р и н. Витамин Р — витамин проницаемости — постоянный

спутник аскорбиновой кислоты. Цитрин и аскорбиновая кислота являются

синергистами — веществами, действующими в одном направлении.

Они вместе участвуют в различных процессах обмена веществ.

Цитрин укрепляет стенки капилляров и регулирует их проницаемость, способствует нормализации давления крови в. сосудах. При недостатке

этого витамина появляются точечные кровоизлияния на коже,особенно в местах, подвергаемых давлению.

В и т а м и н ы г р у п п ы В. К этой большой группе водорастворимых витаминов, сравнительно хорошо изученных в биологическом отношении, относятся следующие витамины: тиамин (Bi), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота (В3), холин

(В4), никотиновая кислота (В5), пиридоксин (В6), фолиевая кислота (Вс), биотин (Н), цианкобала- мин (В 12), парааминобензойная кислота (ПАБК), инозит, пангамовая

кислота (В|5) и др.

Тиамин (витамин Bi) — антиневритический фактор, или аневрин, содержит атом серы. Его много в зародышах и оболочках семян, бобах, горохе, отрубях, жмыхах, картофеле и

зеленых листьях. У жвачных и лошадей он синтезируется в желудочно-

кишечном тракте. Тиамин играет важную роль в различных обменных процессах. В виде

тиаминпирофосфата служит коферментом ферментов, катализирующих

декарбоксилирование кетокислот в тканях. При нарушении процесса

декарбоксилирования кетокислоты накапливаются в нервных клетках,

вызывая их воспаление. Тиамин активно влияет на обмен ацетилхолина — проводника нервного импульса.

Поэтому тиамин широко применяют для лечения различных заболеваний

нервной системы. Недостаток тиамина в кормах чаще проявляется у птицы, реже —

у свиней, телят и ягнят. Симптомы недостаточности тиамина у большинства

видов животных характеризуются потерей аппетита, истощением, мышечной

слабостью и прогрессивным нарушением функций нервной системы,

приводящим к судорогам и параличам. Минимальная суточная потребность

в тиамине для взрослых лошадей составляет 3—5 мг, для свиней —

2—4 мг на 100 кг массы, для кур- несушек — 60—80 мг на 100 г кормовой

смеси.

Рибофлавин (витамин В2) относится

к веществам флавиновой природы,

последние входят в состав ферментов,

имеющих желтую окраску.

Рибофлавин широко встречается в

растительных и животных организмах,

а также у микроорганизмов. Источники

витамина В2 — зеленые корма,

шпинат, капуста, дрожжи, печень,

яйца, почки и молоко.

Недостаток рибофлавина в организме

приводит к нарушению углеводного

обмена, снижению образования

гликогена в печени, задержке

процесса окисления молочной и пиро-

виноградной кислот. Витамин В2 необходим

для нормального обмена

белка. При его недостатке белок и

аминокислоты используются плохо,

причем некоторые аминокислоты

выделяются с мочой неизмененными.

Рибофлавин нужен для нормального

зрения, функционирования половых

желез и нервной системы, для

развития плода, синтеза гемоглобина.

Заболевания, связанные с недостатком

рибофлавина, встречаются

у птицы, свиней, реже — у лошадей

и телят. При его недостатке в рационе

у цыплят замедляется рост, появляется

понос, развивается паралич и

наступает смерть, а у взрослой птицы

снижается яйценоскость. У свиней

дефицит рибофлавина характеризуется

медленным ростом, помутнением

роговицы и хрусталика,

общей слабостью; наступает смерть.

Крупный рогатый скот не нуждается

в поступлении рибофлавина с кормом.

Пантотеновая кислота (витамин

В3) очень широко распространена в

природе. По этому признаку ей и дали

настоящее название (pantothen

по-гречески — повсюду). Зеленые растения

и в особенности зерна злаков

являются хорошими источниками

данного витамина. Больше всего его

содержится в печени, затем в надпочечниках,

сердце, яичном желтке и

почках. Он синтезируется дрожжами,

микрофлорой желудочно-кишечного

тракта.

Пантотеновая кислота — составная

часть кофермента А (КоА). Как

известно, КоА принимает участие в

активировании уксусной кислоты, окислительном

распаде и ресинтезе жирных

кислот, образовании триглицери-

дов, фосфолипидов, ацетилхолина,

окислении пировиноградной кислоты,

усвоении глюкозы, обмене белка. Следовательно,

физиологическое значение

пантотеновой кислоты очень велико

и ее биологическая роль в обмене

веществ многообразна.

Дефицит пантотеновой кислоты у

цыплят проявляется замедлением роста,

неравномерным развитием оперения,

дерматитами, поражением нервной

системы. У поросят при ее недостатке

возникают желудочно-кишечные

заболевания, дерматиты, нарушение

координации движений, истечение

темного экссудата из глаз и т.д.

Нормы пантотеновой кислоты:

для всех групп птиц — 10 мг на 1 кг

сухого корма, для поросят— 10 мг,

для молодняка на откорме — 9, для

маток супоросных и подсосных —

12 мг на 1 корм. ед.

Холин (витамин Еч) входит в состав

лецитинов. В большом количестве

он содержится в зеленых листьях,

дрожжах, хлебных злаках, жмыхах,

шротах, печени, рыбной и мясной

муке.

Холин обладает способностью

предупреждать жировую инфильтрацию

печени и ускорять всасывание

жира. Он принимает участие в образовании

одного из сильных медиаторов

— ацетилхолина и является возбудителем

моторной функции кишечника.

Потребность животных в холине

зависит от уровня метионина в рационе,

а также от обеспеченности фоли-

евой кислотой и цианкобаламином.

На поросят-отъемышей положительно

влияет добавление холин-хлорида

в дозе 1,5 г на 1 кг корма.

Никотиновая кислота (витамин

РР, витамин В5) и ее амид (никотин-

амид) встречаются в природных продуктах

в свободном состоянии и

в виде нуклеопротеидов входят в состав

сложных ферментов. Основными

источниками этого витамина служат

дрожжи, печень, мясная и рыбная

мука, подсолнечниковый шрот, в меньшем

количестве он содержится в зернах

хлебных злаков.

Никотиновая кислота занимает

очень важное место в обмене веществ,

входя в состав кофермента де-

гидрогеназ. Ферменты, содержащие

этот кофермент, катализируют окислительно-

восстановительные реакции,

протекающие во всех органах и

тканях животного организма. Никотиновая

кислота способствует образованию

пищеварительных соков

желудка и поджелудочной железы,

влияет на ускорение ритма сердечных

сокращений, расширяет периферические

сосуды, стимулирует

образование эритроцитов и регулирует

функцию печени.

Гиповитаминоз никотиновой кислоты

чаще возникает у свиней и птиц,__

а также у животных, в рационе которых

содержится много кукурузного

зерна и мало белка или триптофана.

Отсутствие данного витамина приводит

к тяжелому заболеванию — пеллагре.

Характерными признаками

этого заболевания служат дерматит

(поражение кожных покровов), диарея

(понос), изменение поведения

животных вследствие нарушения

функции коры больших полушарий

головного мозга. Потребность свиней

и птицы в никотиновой кислоте зависит

от уровня триптофана в рационе.

Пиридоксин (витамин Вб, адермин)

в достаточных количествах присутствует

в дрожжах, печени, молоке,

бобовых, зерне хлебных злаков, жмыхах,

шротах и картофеле.

Пиридоксин принимает активное

участие в белковом обмене — процессах

трансаминирования и декар-

боксилирования аминокислот, во

всех этапах синтеза и обмена глута-

миновой и аспарагиновой кислот.

При недостатке витамина у свиней

и птиц задерживается рост, снижается

использование корма, появляются

дерматиты,судороги, параличи

и анемия. У взрослых птиц снижаются

яйценоскость и выводимость.

У поросят развивается жировая инфильтрация

печени, нарушается координация

движений и ухудшается

зрение. Аналогичные симптомы отмечают

и у телят.

Потребность в пиридоксине для

утят, цыплят, кур, индюшат, индеек и

гусей составляет от 2,6 до 6,7 мг,

для поросят — от 1,5 до 2,5 мг на 1 кг

корма.

Фолиевая кислота (витамин Вс,

фолацин) содержится в кормах. Особенно

много ее в зеленых листьях

растений, цветной капусте, дрожжах,

печени, грибах, хлебных злаках и сое.

Кроме того, она синтезируется в желудочно-

кишечном тракте животных.

При участии фолиевой кислоты

происходит образование эритроцитов

и поддерживается нормальный состав

крови. Она усиливает и углубляет

действие цианкобаламина. Фолиевая

кислота — липотропный фактор,

предупреждает жировую инфильтрацию

печени, участвует в синтезе

нуклеиновых кислот, пуринов, в распаде

гистидина, стимулирует функцию

половых желез. Таким образом,

она является антианемическим фактором

и фактором роста.

При недостатке фолиевой кислоты

у цыплят и индюшат развиваются

анемия и лейкопения, наблюдается

задержка в росте. У свиней также отмечают

анемию, слабость и выпадение

щетины.

Биотип (витамин Н, антисебо-

рейный фактор) широко распространен

в природе. Он синтезируется

дрожжами и бактериями пищеварительного

тракта и рубца животных,

а также растениями. Им богаты печень,

дрожжи, молоко, хлебные злаки

и овощи.

Витамин Н обладает огромной

биологической активностью. При

участии биотина и АТФ происходят

реакции карбоксилирования — присоединения

С О 2 к органическим кислотам.

Биотин обладает способностью

соединяться с одним из компонентов

яичного белка — авидином,

образуя биологически неактивный

комплекс, что может вызвать симптомы

недостаточности этого витамина.

Отличительный признак гиповитаминоза

биотина — развитие дерматита,

сопровождающееся выпадением

шерсти и обильным выделением

сала кожными железами (себорея).

Это дало основание назвать биотин

витамином Н (от немецкого слова

«haut» — кожа) и антисеборейным

фактором.

Потребность в биотине удовлетворяется

преимущественно за счет его

бактериального синтеза не только

в организме жвачных, но и свиней

и птиц.

Цианкобаламин (витамин В(12) по

своему составу, происхождению и

физиологическому действию занимает

особое место среди других витаминов

группы В. Это единственный ви-__

тамин, в состав которого входит мет

а л л— кобальт (4,5%).

Цианкобаламин синтезируется

исключительно простейшими микроорганизмами,

населяющими рубец

жвачных, кишечник, почву, навоз и

прудовую стоячую воду.

Главные источники витамина В 1 2 —

корма животного происхождения —

рыбная и мясо-костная мука, молоко,

обрат, сыворотка.

Цианкобаламин принимает активное

участие в синтезе нуклеиновых

кислот, метионина и холина, в

восстановлении глютатиона в крови и

тканях животных. Он стимулирует

синтез белков. Как стимулятор роста

витамин В12 имеет важное значение

для животноводства. Цианкобаламин

— незаменимый фактор кровообразования,

стимулирует эритро-

поэз и синтез гемоглобина, поэтому его

называют еще противоанемическим

фактором. Этот витамин применяют

как лечебное средство при расстройствах

кровообразования, нарушениях

функций печени и нервной системы.

Гиповитаминоз В12 возникает в

основном у свиней, собак и птиц. При

этом у животных изменяется белковый

обмен, повышается содержание

остаточного азота и мочевины в крови.

Нарушается эритропоэз, тканевое

окисление, снижается содержание гемоглобина

и развиваются нервные

расстройства.

Потребность жвачных в данном

витамине вполне удовлетворяется за

счет синтеза микрофлорой рубца,

если в составе рациона имеется достаточно

кобальта. Потребность для

свиней составляет 20 мкг, для птиц —

12—20, для телят и ягнят — 20—

40 мкг на 1 кг корма.

Парааминобензойная кислота

(ПАБК) широко распространена в

продуктах растительного и животного

происхождения. В больших количествах

она содержится в дрожжах

и печени. При отсутствии данного

витамина задерживается рост

и наступает поседение волос. Главное

значение ПАБК состоит в том, что

она входит в состав очень важного

витамина — фолиевой кислоты.

Инозит (мезоинозит) сосредоточен

главным образом в листьях, фруктах,

зернах злаков, дрожжах, почках,

мозге и щитовидной железе.

Инозит, являясь ростовым фактором

для некоторых микроорганизмов

кишечной флоры, стимулирует

микробиологический синтез недостающих

витаминов, например биотина.

Липотропное действие инозита заключается

в отщеплении метионина

от белков.

При недостатке инозита у мышей

развивается ряд нарушений, и прежде

всего задерживается рост, выпадает

шерсть, позднее появляются изменения

функций нервной системы

и зрения. Минимальная потребность

в инозите установлена только для

мышей и крыс, а для других животных

пока еще не изучена.

Пангамовая кислота (витамин В15)

усиливает кислородный обмен в клетках

тканей, обладает липотропным

действием, то есть способна предупреждать

жировое перерождение печеночных

клеток. Витамин Bi5 снижает

токсическое действие алкоголя и

некоторых других химических веществ.

Некоторые ученые высказывают

предположение, что пангамовая кислота

усиливает окислительно-восстановительные

процессы. Ее применяют

для лечения болезней печени, сердечно-

сосудистых заболеваний склеротического

характера, эмфиземы

легких, пневмосклероза и т. д.

Антивитамины. К ним относят соединения,

которые химически похожи

на тот или иной витамин, но по своему

действию обладают противоположными,

антагонистическими свойствами.

Антивитамины известны не

для всех витаминов. Отдельные антивитамины

используют с лечебной

целью. Например, лекарственные

препараты, в состав которых входит

антивитамин К, с успехом применяют

при лечении тромбофлебитов,

инфаркта миокарда и др.

Антивитамином биотина служит

яичный белок — овидин, который

снижает действие этого витамина,

антивитаминами В|—окситиамин и

пиритиамин, В 3 — пантоилтаурин, пан-

тоилпропаноламин, пантоилэтанол-

амин, В4 — хлористый триэтилхолин,

Вб — дезоксипиридоксин и метокси-

пиридоксин, фолиевой кислоты — ме-

тилфолиевая кислота, птероаспара-

гиновая кислота и др.

Механизм действия антивитаминов

заключается в конкурентных отношениях

с витамином за специфический

белок, с которым витамин образует

фермент. При высокой концентрации

антивитамина он соединяется

со специфическим белком, вытесняя

витамин. Образовавшийся комплекс

с белком не обладает ферментативными

свойствами. В этом и состоит

основной механизм развития авитаминоза

при совместном поступлении

в организм витамина и его антивитамина.

Поэтому действие антивитамина

можно снять только введением

в организм соответствующего количества витаминов.