Биологически активные вещества: характеристика витаминов, роль витаминов в питании животных

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Для терапии и профилактики болезней человека и животных широко применяются биологически активные вещества (БАВ), и вряд ли найдется другая группа веществ, так часто применяемая в ветеринарии. Свое название БАВ получили при внедрении в лечебную практику витаминов и антибиотиков. Немного позже в эту группу лекарственных средств включили ферменты, гормоны, минеральные вещества, которые применялись еще до витаминов и антибиотиков. С нозологической точки зрения название и выделение в особую группу «биологически активных» веществ не совсем корректно, поскольку имеется большое количество других веществ, также обладающих высокой физиологической активностью. Однако этот термин настолько устойчиво вошел в обиход в медицине и ветеринарии, что отменять его будет еще более некорректно. В последующем в группу БАВ вошли биологические добавки к пище (в медицине) и к корму (в ветеринарии) – БАДы, которые в медицине подразделяются на три подгруппы: нутрицевтики, парафармацевтики и эубиотики [1].
Цель работы – всесторонне охарактеризовать биологически активные вещества (витамины, антибиотики, гормональные препараты, ферменты) в разрезе их использования в животноводстве и ветеринарии и влиянии на рост и продуктивность.
Цель работы достигается благодаря выполнению следующих задач:
описать роль и использование витаминных препаратов в ветеринарии;
оценить применение антибиотиков в разрезе кормовых антибиотиков и применяемых с медицинской целью;
проанализировать гормональные препараты, используемые в ветеринарии и животноводстве;
охарактеризовать ферментативные препараты.
1 ВИТАМИНЫ
Общая характеристика витаминов
Витамины (от лат.vita жизнь) - низкомолекулярные органические соединения различного химического строения, поступающие в организм с кормами и участвующие в регуляции биохимических и физиологических процессов на уровне ферментов.
Витамины классифицируются на жирорастворимые (A, D, E, K) и водорастворимые – витамины группы В: тиамин (В1), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота (В3), холин (В4), ниацин (другие названия этого витамина: никотиновая кислота, витамин В5 или витамин РР), пиридоксин (В6), биотин (В7 или витамин Н), инозит (В8), фолацин (фолиевая кислота, В9, Вс), цианокобаламин (В12), аскорбиновая кислота (витамин С). Все витамины являются коэнзимами, поэтому играют большую роль в обмене веществ. В кормах они присутствуют в виде предшественников коэнзимов, которые чаще всего связаны в комплексе с другими веществами. В связи с этим процесс переваривания необходим для их освобождения или превращения предшественников в доступные и используемые формы витаминов.
Витамины присутствуют в растениях и животных в микроколичествах. Многие из них являются важными компонентами ферментов. Отличие растений от животных состоит еще и в том, что если растения могут синтезировать все витамины и аминокислоты, которые нужны для обмена веществ, то животные не способны или имеют ограниченную способность их синтеза, в частности, незаменимых аминокислот [6].
Использование в ветеринарии и животноводстве (авитаминозы, гиповитаминозы, и гипервитаминозы у животных)
Гипо-и авитаминозы болезни, обусловленные отсутствием или чаще недостаточностью витаминов и провитаминов в кормах и организме. Между отдельными витаминами существует тесная связь, посредством которой они осуществляют совместные биологические функции (синергизм витаминов А, Е и D, витаминов группы В и др.). Поэтому отсутствие или недостаточность одного витамина приводит к нарушению обмена других витаминов. Недостаточность или полное отсутствие отдельных витаминов приводит к развитию клинического синдрома, свойственного для каждого вида витамина, обусловившего развитие гипои авитаминоза. Гипервитаминозы — патологические состояния, развивающиеся в результате повышенного поступлениям и/или избыточных эффектов витамина в организме
Большинство витаминов содержится в достаточном количестве в кормах растительного и животного происхождения. Частично потребность животных в витаминах, особенно у жвачных, удовлетворяется за счет синтеза микроорганизмами ЖКТ канала.
Животные копрофаги (например, кролики) могут получать некоторые витамины, поедая собственный кал, в котором содержатся витамины, синтезируемые микробами толстой кишки. Потребность животных в витаминах зависит от многих факторов: как внутренних (эндогенных) пол, возраст, вид, физиологическое состояние, продуктивность, патология, состояние ЖКТ, так и внешних (экзогенных) качество кормов, сбалансированность рациона, стрессы, условия содержания животных, моцион, наличие солей тяжелых металов, ядохимикатов, удобрений.
Отсутствие витаминов в кормах или полное их не усвоение приводит к авитаминозам, недостаточное поступление в организм или неполное усвоение к гиповитаминозам, избыток в кормах или чрезмерное усвоение к гипервитаминозам. В практике обычно наблюдаются гиповитаминозы.
Это отрицательно сказывается на обменных процессах, приводит к вялости, сонливости, апатии, задержке роста и развития животных, перерасходу кормов, снижению продуктивности. К недостатку витаминов в кормах особенно чувствителен молодняк.
Явления гипо- и авитаминоза могут быть вызваны присутствием в кормах антивитаминов. Антивитамины вещества, вызывающие снижение или полную потерю биологической активности витаминов. Антивитамины, являющиеся структурными аналогами витаминов, вытесняют витамины из соответствующих реакций обмена веществ и не способны выполнять их функции. Другие антивитамины вызывают либо химическую модификацию, либо препятствуют их всасыванию или транспорту [2].
В настоящее время известно более 30 витаминов. Для обозначения витаминов используют заглавные буквы латинского алфавита и соответствующие цифровые индексы (В1, В2 и т.д.), тривиальные названия, указывающие на способность данного витамина предотвращать или устранять развитие соответствующего заболевания, с приставкой анти (антидерматитный, антиксерофтальмический) и химические (тиамин, никотиновая кислота).
Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический) объединяет группы родственных соединений – ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту. Известны витамин А1 и А2. Биологическая активность витамина А2 для млекопитающих составляет 40% активности витамина А1. Витамин А откладывается в печени.
Витамин А содержится только в животных продуктах. Особенно богаты им рыбий жир, коровье масло, печень. В растениях содержатся каротины, предшественники витамина А. Каротин содержится в больших количествах в желто-оранжевых растениях: зеленом клевере, еже сборной, люцерне, красной и кормовой моркови, пастбищной траве. В организме каротин превращается в витамин А.
Витамин А жизненно важный витамин, витамин роста, витамин продуктивности. Входит в состав родопсина – зрительного пигмента, обуславливающего сумеречное зрение; участвует в окислительно-восстановительных реакциях. При недостатке витамина у животных с наступлением сумерек развивается куриная слепота, в дальнейшем возникает сухость роговицы глаза (ксерофтальмия), размягчение роговицы (кератомаляция) сухость кожи и слизистых оболочек. Все это приводит в дальнейшем к поражению мочеполовых путей, дыхательного и пищеварительного тракта и нарушению репродуктивной функции, развитию легочных и желудочно-кишечных заболеваний, снижению иммунитета, нарушению проницаемости клеточных мембран, барьерной функции кожи. При гипервитаминозе развивается интоксикация организма, появляются судороги, параличи и возможен летальный исход.
Витамин Д (кальциферол, антирахитический) по химической природе представляет производное циклопентанопергидрофенантрена. Известны витамины Д2 (эргокальциферол) и Д3 (холекальциферол). Витамин Д3 образуется в коже под действием УФ из холестерина и поступает с рыбьим жиром, молоком, коровьим маслом, желтком яиц, печенью, рыбной мукой кормовыми дрожжами. Витамин Д откладывается в коже, где его в 2-3 раза больше, чем в крови и печени. В растениях эргостерин под влиянием УФ превращается в витамин Д2. Он содержится в сене люцерны, в луговом и кукурузном силосе, клевере, причем сено естественной сушки более богато витамином Д, чем сено искусственной сушки.
Витамин Д3 преобладает в животном организме (85% всех витаминов) и из него синтезируется (в печени, почках) гормон кальцитриол, регулирующий обмен кальция и фосфора (2:1 или 1:1-норма). При недостатке витамина Д у молодняка развивается рахит, характеризующийся искривлением позвоночника, появлением Х- и О-образной постановки конечностей, западанием грудной клетки, задержкой развития зубов, гипотонией мышц. Куры несут яйца без скорлупы.
У взрослых животных наблюдается остеомаляция, а у старых – остеопороз. При остеомаляции размягчаются и деформируются кости. Остеопороз приводит к рассасыванию костной ткани и спонтанным переломам. Гипервитаминоз сопровождается гиперкальцинемией, диспепсией, резким снижением продуктивности. Витамин Е (токоферол от – «tokos»-потомство и «phero»несу), антистерильный). Источниками витамина являются растительные масла, семена злаков, капуста, салат, шиповник, яичный желток, молоко, мясо, сало, зеленые корма, силос, сенная мука. Витамин Е откладывается во многих тканях (печени, миокарде, скелетных мышцах, жировой ткани).
Витамин Е влияет на репродуктивную функцию, обмен селена в организме, выполняет антиоксидантную роль, защищая мембраны от перекисного окисления липидов, способствует биосинтезу белков, нуклеиновых кислот, защищает витамин А от окисления

. Недостаточность витамина не развивается, если даже в течении нескольких месяцев организм не получает витамин. При недостатке витамина Е наблюдаются дегенеративные изменения клеток репродуктивных органов, мышечная дистрофия, парезы, параличи. У самцов угнетается сперматогенез, половые функции, а у беременных самок нарушается развитие плода, происходят выкидыши и самопроизвольные аборты.
ВитаминК(нафтохинон,филлохинон, антигеморрагический,) по химической природе представляет производное нафтохинонов. Источниками витамина К являются шпинат, томаты, тыква, капуста, ягоды рябины, зеленые корма, арахисовое масло, печень, рыбная и мясокостная мука. Витамин откладывается в печени, селезенке, сердечной мышце. У взрослых животных потребность в витамине удовлетворяется за счет бактериального синтеза в ЖКТ канале. Витамин К участвует в биосинтезе компонентов, необходимых для свертывания крови, в биосинтезе альбумина, глобулина. При недостатке витамина у животных возникают кровоизлияния (подкожные, носовые, внутримышечные), явления анемии, понижается свертываемость крови. Наиболее чувствительны к недостатку витамина птицы [6].
2 Антибиотики
Антибиотики – это химические вещества, вырабатываемые отдельными микроорганизмами, растениями и животными, обладающие антимикробными, антипротозойными и антигельминтными действиями. Антибиотики применяют для профилактики и терапии многих инфекционных, инвазионных и незаразных болезней, а также для роста при откорме животных на мясо, повышения продуктивности и плодовитости животных. Известно более 2000 антибиотических веществ, однако в медицинской и ветеринарной практике применяют около 50 наименований, в кормлении для стимуляции роста животных – еще меньше.
2.1 Кормовые антибиотики
Применение антибиотиков в премиксах, комбикормах и рационах сельскохозяйственных животных открывает большие возможности в улучшении использования питательных веществ кормов и увеличении производства продуктов животноводства.
На основании многолетних исследований и данных практики установлено, что при добавке антибиотиков в малых дозах в рационы животным прирост массы тела возрастает на 10-15 %, затраты корма на единицу прироста снижаются на 5-8 %, отход молодняка сокращается.
Стимулирующий эффект определенных доз антибиотиков на организм животного обусловлен целым рядом факторов, связанных с действием этих препаратов как на бактериальную микрофлору желудочно-кишечного тракта, так и на организм в целом. Ученые и практики пришли к единодушному мнению, что антибиотики как стимуляторы роста более эффективны в хозяйствах с плохими условиями содержания, кормления, ветеринарно-санитарного состояния и при наличии болезней. Это объясняется тем, что фармакологическое действие антибиотиков у больных и ослабленных животных выражено сильнее, чем у здоровых.
В животноводстве зарубежных стран для стимуляции роста животных и повышения использования питательных веществ корма используются кормовые формы пенициллина, тетрациклинов, бацитрацинов, спирамицина, виргиниамицина, тилозина и ряда других антибиотиков.
В нашей стране для этих целей используются кормовые формы тетрациклинов, гризина, бацитрацина и витамицина. В состав кормовых форм антибиотических препаратов, кроме антибиотического вещества, входят остатки компонентов питательной среды, мицелий продуцента антибиотика, побочные продукты биосинтеза (витамины, ферменты, аминокислоты и другие), оказывающие на животных дополнительный стимулирующий эффект.
Тетрациклины. Широко применяются три антибиотика тетрациклинового ряда – хлортетрациклин, тетрациклин и окситетрациклин, подвергающиеся взаимным превращениям. Тетрациклины обладают широким спектром антибактериального действия: подавляют грамположительные, грамотрицательные и кислотоустойчивые бактерии. В животноводстве разрешено использовать следующие промышленные кормовые формы хлортетрациклина: биовит 20, биовит 40, биовит 80. Эти препараты представляют собой однородный порошок от светло-коричневого до коричневого цвета, нерастворимый в воде. Влажность – не более 8 %. В одном грамме препарата содержится 20, 40, 80 мг антибиотика хлортетрациклина и не менее 3,5 и 8 мкг витамина В12. Хранят препараты в сухих помещениях при температуре не выше 30 °С и не ниже 4 °С. Гарантийный срок использования – 2 года.
Гризин – гигроскопичный порошок светло-желтого или коричневого цвета, растворимый в воде. Гризин обладает широким спектром антимикробного действия: угнетает ряд грамположительных и грамотрицательных микробов, некоторые дрожжи и грибы. В животноводстве разрешено использовать промышленные формы гризина – кормогризин-5, кормогризин-10 и кормогризин-40. В 1 г препарата содержится соответственно 5; 10 и 40 мг антибиотика гризина. Хранят препараты гризина в сухих помещениях при температуре +5–25 °С. Гарантийный срок использования – 1 год со дня изготовления.
Бацитрацины представляют смесь антибиотиков, хорошо растворимых в воде. Наибольшей биологической активностью обладает бацитрацин А. Бацитрацины обладают высокой антибиотической активностью к грамположительным бактериям и почти совсем не действуют на грамотрицательные. В животноводстве разрешено использовать следующие промышленные кормовые формы бацитрацина: бациллихин 10, бациллихин 20 и бациллихин 30 – порошок светло-коричневого цвета. В 1 г препарата содержится соответственно 10, 20 и 30 мг бацитрацина.
Витамицин - основную фракцию составляет витамицин А – кристаллы оранжево-красного цвета, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях. Препарат витамицина выпускают в виде мелкого порошка малиновокрасного цвета. Препарат обладает небольшой антибиотической активностью. В 1 г препарата содержится 3 мг витамина А. Хранят препарат в сухом помещении при температуре не выше 25 °С в течение 6 месяцев. Препараты антибиотиков вводят в комбикорма и премиксы. Премиксы с кормовыми антибиотиками вводят в комбикорма из расчета 10 кг на 1 т.
Кормовые антибиотики запрещено давать взрослым жвачным животным, чтобы не вызвать нарушения рубцового пищеварения, и птице всех возрастов в племенных хозяйствах. Длительное применение одного вида кормового антибиотика очень часто приводит к резистентности (устойчивости) микрофлоры пищеварительного канала к действию данного антибиотика. В результате снижается эффективность действия антибиотика на рост и со внесения антибиотиков в премиксы и комбикорма для сельскохозяйственных животных. Поэтому необходима периодическая смена антибиотиков, применяемых в кормлении и лечении сельскохозяйственных животных.
Поступившие в организм для стимуляции роста животных и в лечебных целях антибиотики в последующем в основном выделяются с мочой и калом. Однако определенная часть их может аккумулироваться (накапливаться) в отдельных органах и тканях, что является нежелательным.
Применяемые повседневно в качестве стимуляторов роста животных кормовые антибиотики исключают из рационов за шесть дней до их убоя. Применение кормовых антибиотиков на животноводческих фермах должно осуществляться при постоянном контроле зооветспециалистов [3].
2.2 Применение антибиотиков с медицинской целью
Применение антибиотиков в ветеринарии началось сразу же после их открытия и для медицины, так как эти препараты обладают целым рядом преимуществ, а именно: низкая эффективная дозировка, широкий масштаб антимикробного действия, низкая токсичность. Обладая особенным механизмом действия, антибиотики с высокой точностью подавляют развитие определенных патогенных микроорганизмов, вместе с тем запуская защитные силы животного организма и способствуя повышению продуктивности. Антибиотики с успехом используются при лечении и профилактике многих заболеваний сельскохозяйственных животных
Из антибиотиков, продуцентами которых являются актиномицеты, наиболее успешно в ветеринарии используются: стрептомицин, тетрациклины, синтомицин, неомицин, эритромицин, олеандомицин, тилозин, противогрибковые препараты нистатин, леворин, гигромицин. Помимо применения для лечения многих инфекционных заболеваний, антибиотические препараты используются для стимуляции роста молодняка сельскохозяйственных животных.
Первые опыты по изучению влияния скармливания антибиотиков на интенсивность роста животных были проведены с применением медицинских антибиотиков. Позже для этой цели начали использовать неочищенные антибиотические препараты, содержащие мицелий и культуральную жидкость продуцентов, так как такие препараты были более эффективны.
К продуцентам жизнедеятельности микроорганизмов антибиотических препаратов, влияющим на повышение роста сельскохозяйственных животных, относятся витамины группы В, некоторые незаменимые аминокислоты, гормоноподобные вещества и ряд неидентифицированных факторов роста. Скармливание антибиотиков в рационах молодняка сельскохозяйственных животных, зачастую позволяет повысить их скорость роста до 50 %, сократить затраты кормов на единицу продукции до 30 %, увеличить переваримость питательных веществ до 12 %
Всемирная организация здравоохранения рекомендует использовать для подкормки животных антибиотики, не имеющие медицинской ценности