Биосинтез и использование витаминов B3, B6 и B12 у лактирующих коров при разных условиях питания

Актуальность работы. Проблемы повышения молочной продуктивности коров и получения от них молока с высокими диетическими и технологическими свойствами для производства пищевых продуктов требуют углубленных знаний е области физиологии и биохимии лактации. Особая роль при этом отводится правильно сбалансированному кормлению лактирующих коров, обеспечивающему удовлетворение потребности животных в питательных веществах и микродобавках биологически активных веществ, в первую очередь витаминов в составе премиксов.

Важную роль в системе полноценного кормления играют водорастворимые витамины, в частности, витамины В3, Вб и Bi2, которые выполняют, а организме функции биологических катализаторов ила компонентов каталитических систем, обеспечивающих регуляцию процессов обмена веществ (Ковальский, 1968; Букин, 1965; Тру фанов, 1972, Арешина, 1976; Петухова, 1981, 1992).

Исследованиями ряда ученых установлено, что микроорганизмы рубца обладают способностью синтезировать витамины группы В, в том числе витамины В3, Bg и В12 (Коп, Porter, 1954; Коленько, Гоголадза, 1970; Иванов, Георгиевский, 1983; Алиев, 1985; Вальдман и др., 1993.}. Однако обеспеченности жвачных водорастворимыми витаминами уделяется мало внимании, а проводимые исследования, как правило, направлены на идентификацию витаминов, синтезируемых в рубце. Витаминный состав биомассы бактерий ж инфузорий в рубце коров при различных условиях питания практически не изучен. Слабо представлены в литературе витаминсинтезирующие свойства некоторых видов микроорганизмов рубца и практически не выяснен механизм регуляции ими синтеза витаминов. Отсутствуют надежные данные по объему синтеза водорастворимых витаминов в рубце s их использованию лактирующими коровами при различных условиях кормления. В доступной литературе отсутствуют данные по количественным параметрам поглощения из крови и использования молочной железой витаминов группы В в процессе молокообразования.

Цель и задачи исследований. Цель работы состояла в изучении интенсивности биосинтеза витаминов В3, Вб и В!2 В рубце и эффективности их использования у коров при различных условиях питания.

В задачи исследований входило: — определить количественные характеристики потребления с кормом витаминов В3, Вб и В12 лактирующими коровами— изучить синтез витаминов в рубце коров при различных условиях питания• оценить среднесуточную эвакуацию В3, В6 и В12из преджелудков в кишечник— изучить артерио-венозную разность концентрации витаминов В3, В6 и В12 в крови, притекающей к молочной железе и исследовать возможную связь ее с синтезом и секрецией молока— выяснить влияние голодания на микробный синтез витаминов комплекса В в рубце у коров— изучить витамин В3} В6 и Вп-синтезирующую активность микроорганизмов рубца в условиях in vitro.

Научная новизна, Впервые идентифицированы основные количественные характеристики биосинтеза витаминов В3, В6 и В12 В преджелудках коров и их использования при различных условиях питания. Полученный экспериментальный материал дополняет имеющиеся данные о механизме биосинтеза и обмена витаминов комплекса В у коров. Установлена взаимосвязь между уровнем синтеза витаминов в рубце и их поступлением в кровь и молоко. Впервые изучены изменения в биосинтезе пантотеновой кислоты, пиридоксина и цианкобаламина в рубце при голодании животных. Выявлены основные микроорганизмы-продуценты изучаемых водорастворимых витаминов у коров.

Практическая значимость работы. Полученные в эксперименте данные могут быть использованы для объективной оценки обеспеченности молочных коров витаминами В3, Вё> В12 и контроля витаминной полноценности молозива и молока. Витаминсинтезирующие бактерии рубца в перспективе могут быть использованы для получения про биотиков и, возможно, для ускорения адаптации высокопродуктивных коров при переводе их на новые рационы.

Основные положения, выносимые на защиту:!. Влияние факторов кормления молочных коров на объем биосинтеза пан" тотеновой кислоты, ниридоксина и цианкобаламмнав преджелудках, их депонирование в организме и выделение с экскрементами.

2. Экспериментальный материал, направленный на дополнение данных для последующей разработки норм В-витаминного питания коров.

3. Дополнительные сведения о микрофлоре рубца, обладающей витамни-сиитезирующей активностью в зависимости от структуры рациона.

4. Условия, влияющие на поступление и уровень содержания водорастворимых витаминов в молоке коров.

Апробация результатов исследования. Материалы диссертационной работы доложены на Третьей Международной конференции «Актуальные проблемы биологии в животноводстве», Боровск, 2000 и па заседании отделов питания и регуляции метаболизма и продуктивности ВНййФВиП с.-х. животных, Боровск, 2001.

Публикация материалов исследования. По материалам диссертации опуСли-ковано 8 печатных работ.

Структура диссертации. Материалы исследований изложены в диссертации на 156 стр, 45 табл., 2 Приложения.

Список литературы

включает 286 названий, в том числе 168 иностранных.

выводы.

L Повышение уоовня энеогии в о анионе кооов оказывает етимулисуюшее j х 1 i 1 i 1 ' действие на биосинтез пантотеновой кислоты, пиридоксина и цианкоабалмина в рубце. Содержание витаминов В3, В6 и Bi2 в рубце изменяется в зависимости от времени, пррошедшего после кормления животных.

2= Поступление пантотеновой кислоты в двенадцатиперстную кишку превышало ее потребление с кормом v коров контрольной и опытной групп в 1,9 и 2,4 раза, пиридоксина — в 1,6 к 1,9 и цианкобаламинав 249,5 и 479,2 раза соответственно (Р< 0.01).

3. Использование молочной железой пантотеновой кислоты, пиридоксина и цианкобаламина крови (Р<0,05), в расчете на 1 л молока у коров опытной группы составило 5,31 мг- 0,38 мг и 6,28 мкг против 4,97 мг, 0,36 мг и 5,56 мкг в контрольной группе коров соответственно.

4. Выведение пантотеновой кислоты и пиридоксина осуществляется в основном через почки. С мочой у коров контрольной и опытной групп экскрети-ровалось 72 и 68% пантотеновой кислоты, с молоком — 27 и 31% соответственно. Выделение пиридоксина с мочой у коров контрольной и опытной групп со ставило 69,7 и 57%, с молоком — 17,3 и 16,65% соответственно. Суточная элиминация пантотеновой кислоты, а пиридоксина с мочой была в 2,2 — 4 раза вышр ври р unnnifnu йитячин R," л л ptinn иг"ы «LiTifl па РТР, а п ignnu эиаиитр ш V’i 1УЛ1 V mViitVAVlRi Л-? XI Д Uiniilli. y ^ / и UVUVUHUM VW V J’vi» 1"1 :. ¦JHLt'riJvJIuiiV меньше — с молоком и мочой.

5. Во время голодания биосинтез витаминов комплекса. В в рубце у коров уменьшается. К четвертым суткам голодания содержание витамина В" снижается практически до нуля. Резко уменьшается концентрация витаминов В3 и В* Полное восстановление пищеварительных процессов в рубце после возобнов.

1 г ТГ 1 ления кормления происходит на Ъ-е сутки, для восстановления микрофлоры целесообразно введение содержимого рубца от не голодавш их животных,.

6. При суточном потреблении 0,5 л молока, полученного от коров контрольной группы, взрослый человек обеспечивает свою потребность в витаминах В3, Bs и В!2на 19.2- 9.0 и 27.8%, а полученного от опытной группы — на 2L2- 9,5 и 32,2% соответственно,.

7. Биосинтез витаминов микроорганизмами в условиях in vitro изменяется в зависимости от уровня азота и легкоферментнруемых углеводов в среде. Максимальный уровень с и нт еза в ит ам и н о в группы В происходит при соотношении мочевины к крахмалу в пределах 1:5 (Р<0,01).

8. Наиболее надежным критерием обеспеченности жвачных животных витаминами В3s Bg и В2 служит уровень интенсивности синтеза в преджелудках, содержание их в крови и выделение с молоком и мочой. Обеспечение оптимального уровня витаминов в рационах можно достигнуть соответствующим подбором и сочетанием кормов, включением витаминов в состав комбикормов в виде премиксов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Результаты исследований рекомендуется использовать для оценки обеспеченности молочных коров витаминами В3, В6, В?2 и для контроля витаминной полноценности молока и молозива.

2. Вйтамйнсиктезйрующйе бактерии могут использоваться для получения пробиотиков и для ускорения адаптации высокопродуктивных коров при резком переводе на новые рационы.

Ч? ггиппиир ППППТЬ’РНИа ТТЙГ-ГРПТ-аПНЧ МПП7Т hLTTL ИГПП TTLIfiBaiJLI Tin w ПАПГП-" v vhvu ашу iiUi’ivm v" л! л Mrivvv-j/i мцги! ш v i т i yi"i i/ ii vli v b? i??-j v Lf fe-iA x? s. li р п л v Д1 v.

TOBKs специалистов e сельскохозяйственных вузах страны.

ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Влияние факторов питания. Одной из важнейших особенностей системы пищеварения у жвачных животных является наличие разнообразной микрофлоры, обитающей в преджелудках. Большая часть известных витаминов участвует в обмене веществ всех микробов. Так, в витаминах комплекса В нуждаются все живые клетки. Если определенные микроорганизмы не нуждаются, а поступлении каких-либо витаминов извне, то это свидетельствует о способности данного вида синтезировать необходимые ему факторы роста. Неизвестно почти ни одного витамина, признанного важным для животных, который не был бы необходим для микроорганизмов, и наоборот, почти все витамины, принимающие участие в метаболизме, микробной клетки, находят свое место в обмене веществ у высших организмов (Мейсель, 1952).

В литературе существует большая вариабельность абсолютных значений содержания пантотеновой кислоты, пиридоксина и витамина В и как в содержимом рубца, так и в крови, что делает трудно сопоставимыми результаты исследований, полученных разными автовами. -Это вызвано использованием рад-личных способов экстракции витаминов из связанных форм и применением различных тест-микроорганизмов. В нашей работе для их определения были использованы достаточно проверенные и апробированные на практике микробиологические методы.

По данным Кон и Портер (Кои, Porter, 1953), уровень витаминов В-? и Б6 в рубце у быков, в зависимости от состава рациона, колебался от 10 до 28 мкг и от 2,8 до 3 мкг на 1 грамм сухого вещества соответственно. Полученные в наших опытах данные по содержанию этих витаминов в рубце у коров согласуются с результатами работ вышеуказанных авторов.

Введение

в рацион коровам опытной группы зерна кукурузы и соевого шрота сопровождалось увеличением синтеза витамина В? в рубце с 14,97 до 16,47 мкг/г, а витамина В* - с 3,47 до 4,03 мкг/г сухого вещества (Р<0,05), По-видимому, рацион коров опытной группы более полно обеспечивал потребность микрофлоры в субстратах углеводного и белкового обмена за счет включения в комбикорм зерна кукурузы и соевого шрота, т. е. кормов, богатых крахмалом, а протеином с умеренной деградируем остью в рубле. Прежде всего это объясняется существенными сдвигами в количественных соотношениях между отдельными группами бактерий-продуцентов изучаемых витаминов. Следует иметь в виду, что удовлетворение потребностей микроорганизмов рубца осуществляется не только за счет кормового азота, но и за счет интенсивной его рециркуляции, причем низкий уровень доступного для микрофлоры протеина и высокий — легкоферментируемых углеводов ускоряют рециркуляцию эндогенного азота, который более эффективно используется микрофлорой рубца, Таким образом, эффективность биосинтеза витаминов комплекса В в рубце может значительно улучшиться за счет повышения уровня энергии на единицу доступного для микроорганизмов азота, что и наблюдали при проведении опытов in vitro.

На протяжении многих лет, прошедших со времени выделения витамина В12 (1948 г), он был предметом большого количества исследований, которые до сих пор проводятся почти с той же интенсивностью. Витамин В12 -единственный из витаминов, который синтезируется исключительно микроорганизмами и это первое соединение из группы витаминов, содержащих металл (в количестве 4,5%). Вопрос о биосинтезе витамина В12 в пищеварительном тракте у жвачных животных изучался многими исследователями (Dowborn, Hine, 1954; Ford, Hunter, 1956; Лауриновичене, 1965; Гоголадзе, 1968; Чебан, 1968 и др.). Большинство из этих работ посвящено изучению образования этого витамина в рубце при дефиците и в норме.

По данным Жеребцова и др.(1968) введение в рацион быков солей кобальта в дозе от 10 до 41 мг на голову в сутки повышало биосинтез витамина В!2 в рубце в 3 — 4,5 раза, Однако биосинтез тиамина повышался на 80% только при введении 11 мг кобальта, более высокие дозы кобальта тормозили этот процесс. Биосинтез рибофлавина также был наиболее активным, когда доза кобальта составляла И мг. Учитывая вышесказанное и то обстоятельство, что корма Калужской области, где проводился эксперимент, бедны кобальтом (Густун, 1965), в первой серии опыта животным давали ежедневно по 11 мг хлористого кобальта. При этом количество витамина В12 а рубце у коров контрольной и опытной групп составляло в среднем соответственно 94,65 и 128,38 мкг на 100 г сухого вещества. Несколько больше синтезировалось витамина в рубце по данным (Коп, Porter, 1954). Результаты исследований Hate et al. (1950), Гого-ладзе (1968) показывают, что в рубце овец при скармливании им кобальта продуцируется 60 — 65 мкг витамина Bi2 на 100 г сухого вещества.

Следует отметить, что определение витамина В52 -активности в рубцовой жидкости в исследованиях вышеуказанных авторов проводилось микробиологическими методами с использованием различных микробов в качестве тест-организмов. А так как известно, что в рубце, кроме истинного витамина В12″ содержатся и его производные и псевдовитамины, ростовая реакция тестмикробов будет неоднозначной.

По нашим данным, повышение концентрации витаминов в рубце подопытных коров сопровождалось одновременным увеличением накопления биомассы и численности микроорганизмовпродуцентов изучаемых витаминов, Из этого следует, что содержание витаминов в рубце повышалось в основном за счет численности микроорганизмов и, возможно, в незначительной мере — за счет повышения их витаминсинтезирующей активности.

Микробы — продуценты витаминов. Проводимые до сего времени исследования в основном были направлены на выяснение того, какие именно витамины синтезируются в рубцечто касается точных сведений о микроорганизмах, продуцирующих эти биологически активные вещества при разных условиях культивирования, то они практически отсутствуют. Изучение этого вопроса с применением различных питательных сред позволило выделить эти микроорганизмы и тем самым — расширить сведения о витаминсинтезирующей активно.

Л Т ТЛ МТХФПАЛЪ TTArttT.

L> д .15 ivi Si i. p is ip jiu tj>m |? V v ци-.

ЙЛ|&a LTTTm ГТР> U U li T н" 1л, А А тт м rt 1 г Тл л гл ЧУ R п «3 Ъг гях. I-T Я л, А йло 1л A, А 17 «=¦ ТТ Г> р Г| Ц A L ijLC1 2J v Jiva saCI iij vuf^vpmninuiu p? ици л у jii? 1 у p B1 svi ii up u и ui.' v t л v д U D uj i si v у по лпл^лйпллтг лнитй^нллввп d нтамнии Ц-. X — ы 1Д .TX илттлоису H ft ГЛ ЧКГПЙ*.

Пиv.- uL’Kvuauuiu vhui vj up v дг ui и uin иш ei 1113л jj j, ^ 11 jj [2* AJ j и jlufi илл и иш vi и it v 11 v рнмента Sir. bovis был одним из активных видов, продуцирующих указанные витамины на синтетических средах. Установленная в нашем опыте способность Str. bovis синтезировать изучаемые витамины согласуется с данными Ford et al. (1958), Гоголадзе (1968), которые показали, что Str. bovis при анаэробных условиях культивирования не нуждается ни в одном витамине группы В, в том числе и В% В§и В12. Исследования Hardie (1966), Hun gate (1963) также свидетельствуют о том. что Str. bovis. выделенный из рубца крупного рогатого скота, обладает способностью синтезировать витамин Bi2. При этом, по данным Гого-ладзе (1968), почти весь продуцируемый витамин (80 — 93%) выделяется клетками бактерий во внешнюю среду — культуральную жидкость, тогда как штаммы Peptostreptococcus elsdenii, синтезируя витамин В!2, накапливали его в клетках до 90%=.

Проведенными исследованиями установлено, что наиболее активным продуцентом витамина В12 является Р ере to strep toсоссиs elsdenii. Несколько слабее синтезировали цианкобаламин отдельные штаммы, относящиеся к бифидобак-териям и Str. bovis. ¦

Следует отметить, что витаминсинтезирующие свойства бифидобактерий, относящиеся к виду В. ghbosum и В. rumimle. совершенно не изучены. По данным Семенихиной (1970), Многие бифидобактерии, выделенные из других мест обитания, также синтезировали пантотеновую кислоту, витамин В12, рибофлавин, тиамин и фолиевую кислоту. Сидоров и др. (2000) отмечают, что В. infantilis, В. breve, В. bifidum, В. longum и B. adolescens внутриклеточно аккумулируют Вь В2, В6, Bi2, С, никотиновую, фолиевую кислоты и биотин, продуцируют в культуральную среду Вб, В!2 и фолиевую кислоту. Кроме того, бифидо-б актер и и синтезируют витамин К,.

Наши данные о способности Peptostreptococcus elsdenii образовывать витамин В12 согласуются с результатами исследований Dryden et al. (1962), которые проверяли большинство видов рубцовых микроорганизмов на витамин В12= синтезирующую активность и нашли, что более значительные количества данного витамина продуцировали Selemonas ruminantium, Peptostreptococcus elsdenii и Butyribacterium fibrisohens. Авторы отмечают, что первые два вида.

1*и|гппгт, гаттитмлп пЛтшипшт п лпп ntrnni ill ti r^nnu^Tll nun nnn Лапитаптипитлт rrnir и и n j/ и U p i an uj ш и d j иладаги i иДппсшиошш ft vsvnviljaiHH — О v «ijivpnivniHpviUi яектат, продуцируют пропионовую кислоту и они же являются главными бактериями, ответственными за образование витамина В г? и его аналогов в рубце.

Проведенные нами исследования показали, что введение в рацион л актируют их коров комбикорма, содержащего соевый шрот и зерно кукурузы, сопровождалось увеличением численности селеномонад, по сравнению с контролем, на 47%.

Достаточно активно витамин В3 синтезировали выделенные из рубца штаммы В. ruminate и В. globosum, а также амилолитические стрептококки, относящиеся к виду Sir. bovis и CI. butyricum. Указаний о способности CL butyricum синтезировать витамин Вдв доступной нам литературе мы не нашли,.

Установлено, что пиридоксин активно синтезируют Str. bovis, В. ruminate и отдельные штаммы В. globosum-, Кроме того, витамин Bg способны продуцировать CL butyricum.

Howie, Baker (1952), проводя сравнительное изучение сим биотических микробов толстого отдела кишечника свиней и рубца жвачных, изолировали из слепой кишки свиней CL butyricum, который такжесинтезировал пиридоксин и другие витамины группы В.

Поскольку представители рубцовой микрофлоры, продуцируя витамины группы В, выделяют их во внешнюю среду, то возможно, что отдельные компоненты этого комплекса могут всасываться через эпителий рубца (Rerat et al, 1958; Барнет, Рейд, 1964), а максимальное количество — через книжку и тонкий отдел кишечника (Rerat et al., 1956).

Синтезируемые внеклеточные витамины используются также другими видами рубцовых микроорганизмов и, в частности, целлюлозолитическими и молочнокислыми, которые для своего роста и развития нуждаются в поступлении биологически активных веществ в клетку извне. С другой стороны, определенные виды рубцовых микроорганизмов, синтезируя указанные факторы роста, накапливают их в клетках. Бактериальная же масса переваривается в нижележащих отделах пищ ев арительного тракта и витамины, освобожденные из бел-ково-витаминного комплекса, могут всасываться через стенку тонкого кишечника.

Из изложенного следует, что витамины, синтезируемые бактериями рубца, в любом виде используются организмом животного.

Известно, что микрофлора слепой кишки также продуцирует витамины, выделяя их в окружающую среду или накапливая внутри бактериальной клетки. Однако из-за пониженной всасывающей способности стенок толстого кишечника те витамины, которые находятся в свободном состоянии, усваиваются организмом животного в ограниченном количестве, а те, которые связаны, а бел" ко в о-витаминный комплексе микробной клетки, выделяются вместе с бактериальной массой, а фекалиях, так как микроорганизмы почти не перевариваются пищеварительными ферментами толстого кишечника.

Основываясь на литературных данных, Бар нет и Рейд (1964) отмечают, что при обеспечении взрослых жвачных достаточным количеством легкоферменти-руемых углеводов (рационы, богатые картофелем, сахарной свеклой и кукурузой), которые могут быть использованы микроорганизмами рубца, последние способны синтезировать витамины комплекса В в количествах, превышающих потребности животного. Как известно, при сбраживании ле гк о п ер ев ар и м ы х углеводов в рубце образуется молочная кислота, которая, хоть и является нормальным промежуточным продуктом обмена углеводов, но обычно присутствует в содержимом рубца в небольшой концентрации. Один из важных продуцентов этой кислоты — Str. bovis активно разрушает крахмал и другие легкоусвояемые углеводы с образованием молочной кислоты. Последняя в свою очередь используется лактатферментирующими микрорганизмами, такими как Pep to streptococcus elsdenii, Selemonas rumin&ntium и другими, которые продуцируют пропионовую, масляную и уксусную кислоты. Если учесть установленную в наших опытах способность Str. bovis, Pep to str ер to coccu s, а также некоторых других еидов рубцовых микроорганизмов, выделенных Dryden et al. (1962), активно продуцировать витамины, то можно частично объяснить причину увеличения синтеза витаминов группы В в рубце при скармливании коровам легкоферментируемых углеводов.

Г1 fi q тт a tt и Т/С ттл vn 11 п п р г г tt п м nnanva й ип п, 1 TiTonn и aim л о ил т jv п мтп ял т, т тт n п п па v*d пи. й цу ±w ш ПЛ ww пу 21 v mv nivv у nuvfihi wa ri-j у av m шл от <�лШ rin vo с pjиц^^ их использовании и выведении с молоком, мочой и калом у лактирующих коров при разных условиях питания в литературе мы не нашли.

Следует отметить, однако, что на рост и активность микробной популяции рубца, а следовательно, и на степень переваримости питательных веществ корма. значительное влияние оказывают витамины. Так. Hall et al. (1953) установиr «'У ли, что В-витамины — рибофлавин, пиридоксин, биотин, парааминобензойная кислота и В.2 — стимулировали переваривание целлюлозы. При этом наличие витамина. В12 и биотина способствовало более актиивному расщеплению целлюлозы, по сравнению с действием отдельных витаминов или определенных сочетаний. Bentley et al, (1954) показали, что биотин и парааминобензойная кислота необходимы для целлюлозолитических микроорганизмов. Мс Leod, Murray (1956) нашли, что пиридоксин обладает стимулирующим эффектом на переваривание целлюлозы при наличии тиамина, ниацина, фолиевой и нара-аминобензойной кислот.

В опытах in vitro и на коровах нами также установлено, что водорастворимые витамины оказывают стимулирующее действие на микрофлору рубца и ее целлюлозолитическую активность (Приложения 1, 2).

Большинство представителей молочнокислых бактерий для обменных процессов в период роста нуждается в экзогенном поступлении витаминов. Abou-Е In ago, Kandler (1966), изучали потребность в пиридоксине, никотином кислоте, тиамине, пантотеновой кислоте, рибофлавине, аминобензойной кислоте и витамине BiZy 207 штаммов всех известных в настоящее время видов рода Lactobacillus. Было установлено, что большинство из них нуждается почти во всех вышеперечисленных витаминах группы В.

Таким образом, эти данные позволяют предположить, что микроорганизмы желудочно-кишечного тракта синтезируют витамины не только для удовлетворения потребностей животного-хозяина. Продуцируемые витамины используются также другими видами рубцовых микроорганизмов и, в частности, целлю-лозолитическими и молочнокислыми, что подтверждается нашими исследованиями.

Вопрос о роли микроорганизмов рубца в синтезе витаминов группы В представляет большой интерес, так как этот процесс является одним из важнейших звеньев бактериального пищеварения в рубце. проведенные нами исследования доказывают наличие интенсивного всасывания поступающих с kodmom и синтезированных в юубце витаминов В% и В?

Ы • 1 IS ' w.

Также установлено, что основной путь выделения пантотеновой кислоты и пиридоксина — выделение через почки, что согласуется с данными, полученными на интактных коровах Сорокиным и Двинской (1989). Это свидетельствует о наличии механизма интенсивного всасывания в пищеварительном тракте витаминов группы В.

Большой интерес представляет изучение механизма всасывания и распределения витамина Б^ полностью еще до сих пор не выясненного. Известно, однако, что существуют актив вый и пассивный механизм абсорбции витамина Бп из кишечника. Пассивный механизм — один из вариантов простой диффузии, который становится важным при приеме больших количеств витамина. На существование активного механизма впервые указал Каст л (Castle et а!., 1929). Теперь известно, что активный механизм зависит от так называемого внутреннего фактора, который и определяет усвояемость необходимых количеств витамина В12″ обычно получаемых человеком и животными с пищей.

Следует отметить, что в последние годы увеличился объем информации по вопросам абсорбции и транспорта соединений витамина В12 У человека. Внимание исследователей главным образом обращено на методы обнаружения и фракционирования связывающих витамин В!2 белков. Изучаются и>: свойства, физиологическая значимость, участие клеток крови в их образовании. Микрогетерогенность белков, связывающих ко б ал амины, позволяет исследователям предвидеть возможность использования определенных изопротеинов в диагностических целях.

По данным Teeri et al. (1955), суточное выделение витамина В12 у 3 — 7 годовалых коров составило с калом — 1967 — 2663 мкг, с мочой -7,5 — 15 мкг. В нашем опыте выделение витамина Bi2 с калом также значительно превышало его выделение с мочой. Так, суточная экскреция витамина у коров контрольной группы составила с калом — 5843 мкг, с мочой — 21,7 мкг, а у коров опытной группы — 6369 мкг и 25,35 мкг соответственно. Таким образом, об интенсивности синтеза витаминов В3, В6 и В!2 В пищеварительном тракте жвачных животкых можно судить по их выделению с экскретами. При этом регулирование кормления животных в значительной мере может способствовать созданию оптимальных условий для микробиологической деятельности пищеварительного тракта, достаточного синтеза водорастворимых витаминов и поступления их в молоко.

В последние годы кобамидные ферменты, метаболизм витамина В-, 2 и его соединений в животном организме продолжают оставаться объектом интенсивных исследований, Безусловно, в этой области еще много спорных вопросов и решение их будет способствовать практическому применению в животноводстве изучаемых витаминов и их соединений,.

Поступление витаминов в молоко. По данным Давидова и соавт. (1972), содержание пантотеновой кислоты в сборном молоке коров в опытном хозяйстве ТСХА в среднем за 4 года составило 4,4 мг/л, зимой наблюдалось повышение до 4,8 мг/л, а летом — снижение до 3,7 мг/л. Отмечены колебания витаминности молока в зависимости пт породыв молоке коров красной степной породы найдено 4,3 мг/мл, швицкой — 4,2 мг/л, симментальской — 3,8 мг/л пантотеновой кислоты, причем, как отмечают авторы, изменение характера кормления коров не влияет на содержание витамина в молоке.

Среднее содержание витамина Вб в сборном молоке по данным авторов составило 0,38 мг/л. В летнем молоке пиридоксина найдено 0,31 мг/л и несколько больше в осеннем молоке — 0,6 мг/л, При переходе коров со стойлового содержания на пастбищное уровень пиридоксина повышается,.

В нашем эксперименте в молоке коров контрольной и опытной групп в первой серии опыта содержалось 4,97 и 5,31 мг/л соответственно пантотеновой кислоты. Во второй серии эксперимента в молоке коров в первом периоде найдено 3,69 мг/л, а во втором — 4,21 мг пантотеновой кислоты в 1 л. Содержание пиридоксина в первой серии исследований в молоке коров контрольной группы составило 0,36 мг, опытной — 0,38 мг в 1 л. Во второй серии опыта в молоке коров в первом периоде обнаружено 0,31 мг/л, а во втором — 0,34 мг/л. Из приведенных данных следует, что поступление витаминов Вз я В§в молоко в значительной степени зависит от интенсивности их синтеза в рубце.

Куц ев, а (1961) сообщает, что в молоке коровы содержится 4−5 мкг/л витамина В12- По нашим данным в первой серии опыта в молоке коров контрольной группы содержалось 5,56 мкг, в опытной — 6,23 мкг в I л, При этом следует отметить, что коровы как опытной, так и контрольной групп в составе рациона получали по 11 мг кобальта. В молоке коров во второй серии исследований, а первом периоде концентрация витамина Bi2 составила 4,11, во втором-4,48 мкг/л. В этой серии опыта в состав прем икса кобальт не вводился. Таким образом, отмеченные колебания следует отнести как за счет разного уровня кобальта в рационе, так и за счет изменений в микробиологических процессах, протекающих в пищеварительном тракте, зависящих от условий кормления животных.

Потребность в витаминах является величиной относительной и зависит от многих факторов, в первую очередь, от состава рациона. Общепринятая потребность человека в витамине Вз составляет 10 -13 мг (Decker, 1959, Szorady, 1967; Островский, 1973; Березовский, 1973), Человек также нуждается в витамине Вg. Между тем до сих пор в литературе не описаны точные клинические симптомы и патологические нарушения, которые обусловлены только недостатком витамина Вб в питании. Это, возможно, объясняется тем, что пиридоксин содержится в большинстве продуктов, из которых состоит рацион человека и поэтому в обычных условиях мы не встречаем его дефицита, В сентябре 1959 г комиссия по пересмотру суточного потребления витаминов при Министерстве здравоохранения СССР рассмотрела вопрос о потребности в витамине B^ (Ефремов, 1961) и постановила ввести в официальные таблицы, издаваемые Министерством здравоохранения, нормы потребления этого витамина для взрослых в количестве 2 мг.

Ежедневная потребность в витамине В12 составляет 2−3 мкг (Шилов, Яковлев, 1974). Ефремов (1961) считает, что она равна. 10 мкг в сутки.

Молоко является прекрасным биологически полноценным пищевым продуктом и сырьем для молочной промышленности. Поэтому использование его и цельных молочных продуктов в питании людей всех возрастов и молодняка сельскохозяйственных животных имеет первостепенное значение и является одним из факторов повышения благосостояния населения (Беленький, 1982). Биологическая активность молока выражается не только в удовлетворении пищевых потребностей человека за счет молочного белка и жира, но оно обладает специфической активностью в регуляции жизненных процессов за счет содержащихся в нем витаминов и других биологически активных веществ. Ведущими показателями качества молока являются содержание в нем белка и жира, а также витаминов. Эти качественные показатели влияют и на экономическую эффективность производства продукции,.

Витамины молока имеют особое значение для нормального роста и развития детей, а также работоспособности и здоровья населения. Водорастворимые витамины являются простатическими группами ферментов, катализирующих процессы метаболизма. Поэтому значение витаминов группы В весьма велико. В общем молоко является, несомненно, ценным источником питания. По данным Жашуева (1976), при суточном потреблении 0,5 л молока взрослый человек обеспечивает от 2 до 35% средней суточной потребности в различных витаминах. Исходя из представленных вышенорм и данных, полученных нами в результате проведенного исследования, суточная потребность в витамине Вз, Вй и Вj2 при потреблении 0,5 л молока от коров контрольной и опытной групп может быть удовлетворена на 19,2- 9,0- 27,3- 21,2- 9,5- 31,2% соответственно.

Роль витаминов в межуточном обмене. Все стороны жизнедеятельности организма животного связаны с витаминами. Присутствуя в организме в чрезвычайно малых количествах, по сравнению с основными питательными веществами, они оказывают существенное воздействие на белковый, углеводный, жировой и минеральный обмен, улучшают использование всех питательных веществ, состояние здоровья животных и тем самым повышают их продуктивность.

Недостаточность пантотеновой кислоты вызывает снижение интенсив кости обменных процессов, снижение длины цепи и насыщенности жирных кислот, которые увеличиваются, когда в рационе содержится много жира. Следует отметить, что пантетеин — промежуточный продукт биосинтеза КоА, активнее, чем пантотеновая кислота, интенсифицирует процессы ацетилирования, обмен фосфолипидов и содержание холестерина в печени, пониженные при пантотеновой недостаточности (Опое et aL 1965).

По данным Лысова (1998), полученным в комплексном эксперименте с нашим участием, содержание высокомолекулярных жирных кислот в крови, сонной артерии и молочной вене существенно различается (Приложение 1). Содержание жирных кислот в молоке у коров опытной и контрольной группы было практически идентичным (Приложение 2). Изменения касались лишь жирных кислот, процентная доля которых в жирнокислотном составе липидов молока превышала 6%, таких как мириетиновая, пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и частично — линолевая кислота. При этом изменения полностью совпадали с вариациями в содержании общих жирных кислот. Следовательно, уровень поступления пантотеновой кислоты с кормом и синтез ее в предже-лудках в нашем эксперименте находился в пределах физиологической нормы и не оказал существенного влияния на обмен жирных кислот.

В настоящее время витамин Вз обнаружен во всех биологических тканях, различных биологических и кульгуральных жидкостях. Центральным интерме-диатом, содержащим КоА, можно считать ацетил-КоА, при участии которого происходит образование ацетоновых (кетоновых) тел. Ацетоуксуеная кислота образуется в организме с участием ацетоацетил-КоА не только в результате распада жирных кислот, но и в результате их синтеза. Избыток ацетоацетил-КоА превращается в печени в свободную ацетоуксусную кислоту, которая, будучи нормальным метаболитом, окисляется в тканях до СОг и HjO. Однако в ряде случаев ацетоуксуеная кислота может накапливаться и вызывать ацетоне-мию (кетозы), наблюдаемую у высокопродуктивных коров при недостаточности витамина В3 и В>2 (Вальдман, 1977). Согласно данным, полученным в комплексном опыте с нашим участием, концентрация кетоновых тел в крови сонной артерия и молочной вены у коров обеих групп до кормления достоверно не различалась. Через 3 ч после кормления в опытной группе коров изменений метаболита не отмечено. В контрольной группе после кормления при снижения биосинтеза витамина В3 в преджелудках в крови сонной артерии незначительно возрастало содержание кетоновых тел и повысились значения артериовенозной разности до 2,58 мг% против 1,98 мг% в период до кормления, Коэффициент поглощения метаболита из артериальной крови незначительно увеличился (Вострова, 1998),.

Известно, что пиридоксин участвует и в жировом обмене, в образовании жизненно важных жирных кислот. Витамин В6 снижает уровень холестерина в квови, стимулипует ппеввашение углевозов в живы пои недостатке их в оаниоi ' j i J ii-* J r 1 i i f 1 i * не и улучшает качество жира, повышая содержание ненасыщенных жирных кислот за счет снижения уровня насыщенных. Исключение витамина из рациона понижало содержание жирных кислот в теле животных (Huber et al, 1964; Williams et al, 1959). Одним из ферментов, участвующих в превращении углеводов в жиры, является глюкозо-6-фосфат дегидрогеназа, активность которой резко снижается в печени и жировой ткани при недостатке витамина В6. Пониженное образование жира при недостаточности витамина В6 подтверждалось нарушением включения меченого ацетата в жиры и повышенным окислением Сахаров (Furuta, 1968). Недостаточность витамина Вб вызывала повышение содержания мононенасыщенных жирных кислот — пальмитиновой (16:1) и олеиновой (18:1) и понижение — линолеовй (18:2) и арахидоновой (20:4) кислот б плазме и эритроцитах (Greenberg, Мооя, 1961).

В наш ем эксперименте содержание высокомолекулярных жирных кислот в крови сонной артерии и молочной вены по данным Лысова (1998) не выходило зз пределы физиологической нормы, Эти данные позволяют полагать, что в преджелудках коров как контрольной, так и опытной групп происходил синтез пиридоксина в количестве, обеспечивающем оптимальную глюкозо-б-фосмфат дегидрогеназную активность.

Витамину Вj2 отводится немаловажная роль в обмене такого важного метаболита, как пропионовая кислота, У животных, испытывающих дефицит витамина В12, нарушается использование пропионат а, в крови снижается содержание глюкозы н повышается уровень пропноната, а в тканях и в моче и повышается концентрация метилмалоковой кислоты. Недостаточное использование пропионата как глюкогенного соединения может оказаться ограничивающим фактором в период пика лактации, гак как вымя в это время поглощает из крови огромное количество глюкозы, При этом витамин В32 как кофактор фермента, участвующего в превращениях пропионата, будет играть решающую роль в критической для высокопродуктивной коровы ситуации.

В связи с этим особый интерес представляло изучение содержания в крови.

1 i г • 1 1 1 не только витамина В-, 2, но и глюкозы и ее использование молочной железой. При высоком уровне (51,5 57,4 мг%) глюкозы в артериальной крови в молочной железе поглощалось от 12 до 23% от уровня в притекающей крови (Воетрова, 1998), Через 3 ч после кормления содержание глюкозы в крови коров опытной группы несколько повысилось, в сравнении с контролем. Коэффициент поглощения глюкозы из притекающей крови в опытной группе увеличился до 23% или в 1,64 раза по сравнению с контролем (Р< 0,01). Использование глюкозы крови молочной железой в расчете на 1 л надоенного молока у коров опытной группы составляло 71,94 г против 40,96 г в контрольной группе или, с учетом надоенного молока из притекающей крови в вымени использовалось 1175 г глюкозы в опытной группе и 760 г — в контрольной.

Таким образом, использование глюкозы крови молочной железой адекватно отражает концентрацию синтезированного в преджелудках витамина BS2 и метаЙлпнчм ппппнпнлйпн ккг-ялтит я. гняиитйпцнлн Г’тр.тт и чйдмг-лтт пт н нтй и гни. а яЛг v шг л. xjl^J л лх L, k xj ал жл и а. х ими ал им v><*u * ьг* и —i ж, А ил яя л v^ii/ ха w жл w i глл vii (i ^ ыы ri v v >)4 t- 4 ex. 1.* & т.- it v л* ы ностй синтеза кобаламин, а в рубце.

Потребность шктирующих коров в витаминах группы В. Принято считать, птп та аи ь-ипптуыр up Hiri-nauiTrq в йяиапгнппваиин аитяиипипгл СПРтааа i 1 v /iiDuiiii/iv шпйи I Пшу uv и т i v.'l D v — 11/ v D 1 j Ji Г* r, i ifi/i it. ¦¦ —} • -¦' VVV! 1Ш19 пэпипио тагг vav rvnin пптпрй nriPTi в^stli у пршргтвау nun rimcniiau «ппч петвп.

L* Д-Ц X? iJL I*, j '.'Л цип VU V IV IIV 1 VV 5IU Vli' JLJ L j-> r. 5 УШ VV 1 У'.". ! S-' Ti viiVWb-i'i., , — -Г" ' - sou рять за счет микробного синтеза в рубце. Однако питательные вещества, находящиеся в кормах, не всегда в одинаковой степени удовлетворяют потребности животного и симбионтной микрофлоры. Известно, что яри некоторых условиях в растениях может накапливаться недостаточное количество витаминов комплекса В. На синтез витаминов в растениях большое влияние оказывают факторы внешней среды: климатические условия, удобрения, наличие микроэлементов, кислотность почвы и др. Следовательно, витамины могут присутствовать в кормах в различных количествах и не всегда в доступной форме. Нередко их уровень или синтез в организме недостаточен для обеспечения нормальной продуктивности и функциональной деятельности организма.

В условиях интенсивного ведения молочного скотоводства уровень сбалансированности витаминного питания высокопродуктивных коров может быть лимитирующим фактором в реализации их продуктивного потенциала, а также в значительной степени предопределять их физиологическое состояние. В последние годы в странах с развитым животноводством все шире применяют витамины комплекса В в кормлении молочного скота в виде премиксов.

По мнению некоторых исследователей, бактериальный синтез витаминов комплекса В и, в частности, витамина В5 в ряде случаев не может в полной мере обеспечить потребность высокопродуктивных коров в витаминах. Так, установлено, что высокопродуктивные коровы в первые 100 — 120 дней лактации нуждаются в дополнительном поступлении витамина В5. Это связано с тем, что в этот период для повышения концентрации энергии в сухом веществе рациона неизбежен высоко концентр атный тип кормления, что может приводить к нарушениям рубцового пищеварения. С другой стороны, в период раздоя и пика лактации высокопродуктивные коровы в значительных количествах расходуют энергию резервных липидов. При этом, как правило, в организме накапливаются недоокисленные продукты — кетоновые тела, -оксимаедяная, ацетоуксусная кислоты и ацетон (Кирилов, Федорова, 1998), которые подавляют синтез никотиновой кислоты из триптофана, вызывая ее недостаточность (Shastry et al., 1967).

Включение в рацион коров никотиновой кислоты оказывает выраженное реr%J rswnv^n* Р TI И ЛТВ 1Я f" UO ЪЯ тл Лч TfftXJ {ГЛТЛАЛ^ пплав ПарЬТГО Г" ГК11Ц %7 па ITYJfb Й ПАГТ.

1 j Jmp у шщ w ^i'uvxufiv uu ш н Ар и jiu р у — Rui upuv up и/iujI/j v 2^Л v I ii iVi j Jifi Ц и v ii U lr? uбактерий и инфузорий в рубце, изменением соотношений между родами простейших, усилением амилолитической и целлюлозолитической активности (Долгов, и др., 2001).

В опытах на нетелях, проведенных в молочном комплексе АО «Красный» Ленинского района Тульской области, коэнзим В12 (активная форма витамина), вводимый в оптимальной дозе (1 мг/100 кг живой массы), начиная со стельности 4 мес с интервалом 20 дней, способствовал увеличению рождаемости ж изнеспособных телят с 71 до 96 голов в расчете на 100 нет елей (Филипович и др., 2001). При этом от нетелей опытных групп сохранность к 3-месячному возрасту была на 15 голов выше (в расчете на 100 родившихся телят) и составила 85% первоначального поголовья новорожденных. Дальнейшее введение коэнзима телятам, полученным от нетелей, обработанных коэнзимом Вi2 в период стельности, позволило увеличить этот показатель еще на 10 голов и достичь 96% сохранности родившихся телят. Биохимические исследования, выполненные, в лаборатории ВИЖ, показали, что коэнзим Б^ч инъецируемый нетелям, повышает способность их организма синтезировать белки (отмечена тенденция снижения в плазме крови содержания мочевины при одновременном увеличении содержания амияного азота и повышении аспартаттрансферазной акнвнооти). Сыворотка крови у телят, рожденных от нетелей, получавших коэнзим В!3, была богаче белком и альбуминами, чем таковая в контрольной группе. По содержанию иммуноглобулина сыворотка телят опытной группы превосходила контрольную более чем в три раза и соответствовала норме.

В опыте на высокопродуктивных коровах, получавших рацион, богатый концентратами при ограничении грубых кормов, содержание витамина В12 в печени и молоке было более низким, по сравнению с контрольными животными, получавшими сено без ограничения, хотя в рацион первых кобальт был Добавлен, а /F Hint 1 и F"-t *^iv 11 ы л! —а ьг xJa a. &-Lс ¦" -s—г к 4 и 4. г J.

Таким образом, применение витаминов комплекса В. по-видимому, необходимо в случае использования высококонцентратных рационов, при скармливании которых возникает большинство проблем в отношении витаминной недостаточности.

Практические наблюдения во многих странах показывают, что при переводе лактирующих коров со стойлового содержания на весеннее пастбище очень часто наблюдается снижение жирности молока. При этом, как правило, наблюдается снижение рН в рубце, увеличивается концентрация ЛЖК с изменением в сторону повышения уровня пропионата. Метаболизм про пионовой кислоты в значительной мере зависит от обеспеченности животных витаминов! В—?, По данным (Kovac et al, 1993) в первые 6 недель пастьбы концентрация витамина.

ВS2 в плазме крови значительно снижалась, а в последующем увеличивалась до исходного vdobhh. Возможно, эти изменения связаны с адаптацией оубповой.

• • я' 1 ¦* микрофлоры к новому корму и снижением синтеза витамина В12 в пищеварительном тракте. Следует также иметь в виду, что смена рациона отрицательно влияет на жизнедеятельность бактерий рубца, в том числе на активных продуцентов витаминов комплекса В. В период восстановления условий для нормального развития различных вилов мико о организмов ооганизм животных и с.

I г * •" д i 1 пытывает недостаток в этих витаминах. Во всяком случае продуктивность животных в это время, как правило, снижается-. Нет сомнения, что значительную роль при этом играет снабжение животных витаминами, Включение в премиксы витаминов или пробиотиков, приготовленных на основе витаминсинтези-рующих бактерий, именно в этот период, по нашему мнению, будет наиболее эффективным и поможет удержать продуктивность у высокопродуктивных коров. Для получения более веских доказательств в пользу данного предположения предстоит провести специальные эксперименты. Проведенные ранее исследования показали (Шорец, 1995), что комплексное скармливание метионина и ниацина повышает молочную продуктивность коров по сравнению с контролем на 8,3%, а это также является подтверждением необходимости включения водорастворимых витаминов в состав премиксов, в особенности для высокопродуктивных животных.

Таким образом, чтобы обеспечить полноценность кормления животных, необходимо знать не только потребность б витаминах комплекса В и содержание их в корме, но определить оптимальные условия, влияющие на биологическое действие витаминов, их усвоение и биосинтез в пищеварительном тракте.

Поскольку интенсивность синтеза витаминов комплекса В в преджелудках изменяется в зависимости от условий кормления животных, необходимы дальнейшие исследования в этом аспекте с целью разработки способов оптимизации питания жвачных животных. С целью интеграции наших знаний о воздействии различных факторов на биосинтез витаминов комплекса В микрофлорой необходимо изучение многофакторных зависимостей с целью обеспечить в дальнейшем оптимальные условия для ферментативной и б, но синтетической активности микрофлоры рубца и максимально эффективного использования корма.

При нормировании витаминного питания жвачных животных необходимо обязательно учитывать степень обеспечения организма водорастворимыми витаминами за счет эндогенного синтеза их микрофлорой пищеварительного то акта. Установление оптимальной потребности в витаминах для жвачных ж и-вотных — это очень сложная и многогранная задача. Сельскохозяйственная наука находится только на начальном этапе ее решения, Предстоит большая работа для решения этой проблемы, выдвинутой развитием молочного скотоводства в связи с повышением требований к качеству молочных продуктов в соответствии с международными стандартами.