CC BY
205
Особенности конверсии каротина и витамина А в организме кур в системе «кровь - печень - яйцо»
Т.И. Середа, к.б.н., М.А. Дерхо, д.б.н, профессор, ЛМ Разумовская, к.б.н., Уральская ГАВМ
Одной из актуальных проблем в промышленном птицеводстве является обеспечение организма кур биологически активными веществами [1], в частности витамином А. В крови и печени птиц уровень витамина А и каротина не достигает физиологической концентрации, что указывает на их низкую усвояемость из витаминных препаратов, которыми обогащаются комбикорма [2]. При этом витамин А влияет на устойчивость кур к действию внешних факторов, яйценоскость и пищевые качества яйца, а обеспеченность их организма витамином позволяет существенно повышать продуктивность за счёт активации обменных процессов и снижения нерациональных затрат на жизнеобеспечение.
У млекопитающих витамин А накапливается главным образом в печени, а его запасы служат критерием А-витаминной обеспеченности организма [3, 4]. Установлено, что у птиц депонирующая ёмкость клеток печени зависит от кросса и направления продуктивности. Так, у несушек кросса Hubbard F-15 уровень витамина А и каротина в ге-патоцитах составлял соответственно 1167,00+87,01 и 1,91+0,09 мг/кг [4], Родонит - 273,91+12,30 и 1,76+0,27 мкг/г [5], бройлерных цыплят — 227,45+12,23 и 1,31+0,07 мкг/г [6]. Концентрация витамина А и каротина в печени сопряжена с их уровнем в крови. При этом в кровь данные соединения попадают не только из гепатоцитов, но и за счёт всасывания из кишечного тракта. У кур кросса Hubbard F-15 уровень провитамина и витамина А в сыворотке крови составлял соответственно 1,55+0,07 и 0,51+0,05 мг/л [3]; Super Nick — 4,89+0,35 и 1,53+0,58 мкмоль/л, Родонит — 4,89+0,35 и 1,53+0,58 мкмоль/л [5], бройлерных цыплят — 28,31+4,34 и 0,99+0,10 мкг/г [6].
В организме несушек витамин А и каротин печени и крови активно используются не только в обменных процессах, но и в синтезе желтка яиц, определяя их пищевую ценность как продуктов питания. Установлено, что у Борковских
мясо-яичных кур новой субпопуляции К (корниш синтетический) концентрация каротина колебалась в пределах 17,8—20,0 мкг/г, а витамина А была почти постоянной (7,2—7,4 мкг/г). Аналогичные данные были получены для кур кросса Беларусь-9 и Ломан белый. В яичном желтке кур-несушек кроссов Родонит-2, Хайсекс коричневый, Хайсекс белый и H&N Super Nick содержание каротина и витамина А было значительно ниже и колебалось соответственно в пределах 7,6—8,0 и 4,21—5,01 мкг/г [7—9].
Известно, что сведения по содержанию витамина А и каротина в печени, крови и яйце кур значительно варьируют. Поэтому выявление особенностей их обмена в организме несушек имеет не только теоретическое, но и практическое значение.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение динамики уровня каротина и витамина А в крови, печени и желтке яиц кур кросса Ломан белый в ходе репродуктивного периода и их биоконверсии в системе «кровь — печень — яйцо».
Материалы и методы. Экспериментальная часть работы выполнена на базе ОАО «Челябинская птицефабрика» и в лаборатории органической, биологической и физколлоидной химии ФГОУ ВПО «Уральская ГАВМ» в 2011—2013 гг. Объектом исследований служили несушки промышленного стада кросса Ломан белый. Комбикорма, используемые для кормления кур, обогащались витамином А с помощью премикса в дозе 2400 ИЕ (26 нед.), 1920 ИЕ (52 нед.) и 1610 ИЕ (80 нед.).
Материал для исследований (кровь, печень и яйцо) получали от кур на 26, 52 и 80-й неделях яйцекладки в ходе первого технологического цикла. Кровь брали из подкрыльцовой вены, печень — после забоя птицы, яйцо — путём равномерного отбора с разных ярусов клеток. Содержание витамина А и каротина в опытных пробах определяли спектрофотометрическим методом.
Экспериментальный цифровой материал статистически обработан на ПК с помощью табличного процессора «Microsoft Ехсе1 2003». Достоверность
различии между группами оценивали с учетом критерия Стьюдента.
Результаты исследования. Хотя комбикорма, используемые для кормления птицы, обогащались витамином А, его содержание в крови несушек достоверно не изменялось и колебалось в пределах 2,04+0,15-3,09+0,1 ммоль/л (табл. 1). Вероятно, полнота всасывания витамина А связана как с его количеством в корме, так и степенью предварительного насыщения им организма птиц. Возможно, регулируя уровень усвоения витамина А, организм кур предохранял себя от А-витаминной интоксикации, что являлось адаптивным механизмом. В правильности данного вывода можно удостовериться, если соотнести между собой содержание витамина в корме и в сыворотке крови. Так, в 26-недельном возрасте суточная доза поступления витамина А с кормом составляла 2400 ИЕ (720 мкг), а в сыворотке крови его циркулировало в среднем 2,5 ммоль/л, что в пересчете на ретинол — 735,3 мкг; в 52- и 80-недельном возрасте соответственно в корме содержалось 1920 (576 мкг) и 1610 (483 мкг) ИЕ, а в крови — 3,09 ммоль/л (880,6 мкг) и 2,04 (581,4 мкг). Следовательно, в сыворотке крови витамина А всегда было больше, чем в суточной дозе корма.
Установлено, что витамина А в крови циркулирует в составе комплекса с ретинолсвязывающим белком (РСБ) и преальбумином (ПР). С целью выяснения доли участия преальбуминов в транспорте витамина А мы рассчитали соотношение их концентраций в крови. Несмотря на то что уровень ПР практически был постоянным в крови кур, величина баланса между витамином и белком варьировала и определялась возрастом кур, периодом яйцекладки и содержанием ретинола в крови (табл. 1). При повышении концентрации витамина А в крови увеличивалась доля ПР, использующихся в его транспорте.
Каротин в крови несушек во все периоды яйцекладки выявлялся в следовых количествах (0,026+0,01—0,086+0,01 ммоль/л) (табл. 1), что было результатом, во-первых, биоконверсии каротина корма в ретинол в клетках кишечника. Во-вторых, транспорта каротина в составе лимфы и, в-третьих, более медленной ресорбции в кишечнике по сравнению с витамином А, который ингибирует его превращение и всасывание.
Известно, что резервы витамина А и каротина в печени составляют около 90% от их общего количества в организме [10]. Мы установили, что в ходе яйцекладки количество витамина А в печени планомерно возрастало с 228,05+11,04 (26 нед.) до 321,41+37,93 (80 нед.) мкг/г. Исходя из того, что уровень витамина А в клетках печени поддерживается, во-первых, за счет биоконверсии каротина, во-вторых, за счет доставки кровеносной системой, мы попытались установить долю участия каждого из этих путей, рассчитав следующие соотношения концентраций.
1. Между содержанием витамина А в крови и печени, характеризующее активность процесса его извлечения из кровяного русла гепатоцитами. Результаты расчетов показали, что в начале и на пике яйцекладки с током крови в печень доставлялся практически одинаковый уровень витамина, о чем
Вит. А крови
свидетельствовала величина ---, состав-
Вит. А печени
ляющая 11,06—11,31 усл. ед. В конце репродуктивного периода гепатоциты более активно извлекали
Вит. А крови
витамин из крови (соотношение ---
Вит. А печени
снижалось в 1,8 раза) (табл. 2).
2. Между уровнем каротина и витамина А в печени, отражающее эффективность перехода провитамина в витамин. В начале и на пике яйцекладки интенсивность биоконверсии каротина была
Каротин печени
примерной одинаковой, отношение —£-
Вит. А печени
колебалось в пределах 6,05—6,83 усл. ед. Конверсия провитамина резко повышалась в конце репродуктивного периода, о чем свидетельствовало снижение величины соотношения до 2,95 усл. ед. Поэтому в клетках печени уменьшался уровень каротина и увеличивался витамина А (табл. 2).
Уровень каротина в гомогенате печени зависел от срока репродуктивного периода. В начале, на пике и в конце яйцекладки он составил соответственно 1,38+0,09, 1,91+0,07 и 0,95+0,025 мкг/г. При этом резервы каротина в печени определялись не только скоростью его распада до витамина А, но и поступления в состав крови. С целью установления доли каротина крови, использующегося для восполнения провитаминных запасов гепатоцитов, мы рассчитали соотношение между их концен-
1. Биохимические показатели сыворотки крови птицы (п=10; Х+Sx)
Возраст, нед.
Показатель 26 (начало яйцекладки) 52 (пик яйцекладки) 80 (конец яйцекладки)
Витамин А, ммоль/л Каротин, ммоль/л Преальбумин, г/л 2,58±0,22 0,040±0,01 4,32±0,11 3,09±0,10 0,086±0,01* 4,32±0,20 2,04±0,15 0,026±0,01* 4,00±0,14
Витамин А усл. ед. Преальбумин 0,54±0,07 0,74±0,04 0,51±0,05
Примечание: * — р<0,05 по отношению к 26-недельному возрасту
2. Биохимические показатели печени птицы (п=10; Х±Sx)
Показатель Возраст, нед.
26 (начало яйцекладки) 52 (пик яйцекладки) 80 (конец яйцекладки)
Витамин А, мкг/г Каротин, мкг/г 228,05±11,04 1,38±0,09 279,3±17,53* 1,91±0,07* 321,41±37,93* 0,95±0,025*
Каротин печени „ „„„ —---1000, усл. ед. Вит. А печени 6,05±0,41 6,83±0,25 2,95±0,08*
Вит. А крови , усл. ед. Вит. А печени 11,31±0,94 11,06±0,38 6,34±0,43*
Каротин крови „ , усл. ед. Каротин печени 31,28±4,48 46,59±5,33 27,19±3,71
Примечание: * — р<0,05 по отношению к 26-недельному возрасту
3. Витамины желтка яйца (п=10; Х±Sx)
Показатель Возраст, нед.
26 (начало яйцекладки) 52 (пик яйцекладки) 80 (конец яйцекладки)
Витамин А, мкг/г Каротин, мкг/г 7,23±0,26 15,60±0,29 7,45±0,23 16,18±0,19 6,01±0,30* 13,94±0,250*
Каротин печени Т, , усл. ед. Каротин желтка 0,09±0,06 0,11±0,05* 0,07±0,01
Каротин крови ТГ , усл. ед. Каротин желтка 2,56±0,77 5,31±0,39 1,86±0,18
Витамин А печени , усл. ед. Витамин А желтка 31,54±1,30 37,48±1,20* 53,49±0,90*
Витамин А крови г , усл. ед. Витамин А желтка 345,78±60,52 419,73±32,75 291,36±26,64
Примечание: * — р<0,05 по отношению к 26-недельном
_ Каротин крови трациями. Динамика величины —- в
Каротин печени
ходе репродуктивного периода свидетельствовала, что увеличение уровня каротина в печени и сыворотке крови в пик яйцекладки до 1,91+0,07 мкг/г и 0,086+0,01 ммоль/л (р < 0,05) соответственно на фоне сохранения скорости его биоконверсии в витамин была результатом повышения степени усвоения провитамина в кишечном тракте и депонирования в гепатоцитах. В конце репродуктивного периода степень извлечения каротина крови клетками печени
Каротин крови
снижалась, величина -уменьшалась
Каротин печени
до 27,19+3,71 усл. ед. При этом увеличивалась скорость перехода провитамина в витамин, что в совокупности обеспечивало снижение запасов каротина в печени (табл. 2).
Одним из требований к качеству пищевого яйца является наличие у желтка ярко-жёлтой окраски, определяющейся в основном содержанием в нём каротиноидов и витамина А. Мы установили, что концентрация провитамина и витамина А в желтке яйца в начале и на пике яйцекладки достоверно не изменялась, но в конце репродуктивного периода снижалась соответственно на 10,6—13,8 и
возрасту
16,8—19,3% (табл. 3). В процессах синтеза яйца используются как витамины крови, так и его резервы, депонированные в гепатоцитах. Для оценки степени вовлечения провитамина и витамина А крови и печени в состав яичного желтка мы рассчитали соответствующие соотношения их концентраций, что позволило сделать следующие выводы:
— для окрашивания желтка яиц в основном используются каротин и витамин А крови;
— в конце репродуктивного периода снижается степень конверсии каротинов крови и печени в состав желтка соответственно в 1,37—2,85 и 1,28—1,57 раза (р < 0,05). Возможно, это является результатом повышения скорости превращения каротиноидного пигмента в витамин А [11, 12];
— степень использования витамина А крови в синтезе желтка достоверно не зависела от возраста птицы и срока репродуктивного периода. Однако уровень вовлечения депонированного в печени витамина в состав яичного желтка планомерно повышался, достигая максимума в конце яйцекладки. Вероятно, это позволяло поддерживать содержание витамина А в желтке яиц.
Таким образом, результаты наших исследований показали, что уровень каротина и витамина А в
сыворотке крови, печени и желтке яиц изменяется в ходе репродуктивного периода, зависит от возраста птицы и содержания в кормах. Во все периоды яйцекладки каротин в крови несушек обнаруживался в следовых количествах, что было результатом его биоконверсии в витамин А в клетках кишечника и печени; степени депонирования в печени и участия в процессах синтеза желтка яиц. Концентрация витамина А в крови птиц была максимальной в пик яйцекладки и минимальной — в конце, что было следствием степени усвоения из корма, скорости образования из каротина, депонирования и извлечения из печени и включения в яичный желток.
Литература
1. Торшков А.А. Гематологические показатели бройлеров при применении «Экостимула-2» // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 3 (35). С. 254—256.
2. Вострикова С.М. Влияние природных каротиноидов на витаминный и минеральный состав тканей и органов кур-несушек, пигментацию желтка: автореф. дисс. ... канд. биолог. наук. Курск: КГСА им. И.И. Иванова, 2010. 26 с.
3. Никулин В.Н. Динамика морфологических и биохимических показателей крови кур-несушек кросса Хайсекс коричневый на фоне применения пробиотика лактомикроцикола в комплексе с иодидом калия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2006. № 3 (11). С. 51—53.
4. Тюркина О. В. Влияние разных ангиоксидангов на обмен веществ и продуктивность кур-несушек: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. М.: РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 2009. 24 с.
5. Рубцов В.В. Коррекция иммунной защиты у кур при селеновой недостаточности селеноорганическими препаратами: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Иваново: ИГСХА, 2007. 21 с.
6. Кощаев А. Г. Особенности накопления и трансформации каротина из люцернового концентрата у цыплят-бройлеров // Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии: матер. междунар. конф. молодых учёных. Тверь, 2003. С. 62—63.
7. Рахматова С.А. Сравнительное изучение яиц различных кроссов кур в условиях Таджикистана: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Душанбе: ТАУ, 2011. 27 с.
8. Шарипкулова Л.Ш., Середа Т.И., Дерхо М.А. Морфологические показатели качества яиц кур кросса Ломан белый в ходе репродуктивного периода // Аграрный вестник Урала. 2012. № 3. С. 56-58.
9. Астраханцев А.А. Продуктивность, качество продукции и биологические особенности кур-несушек кроссов Родонит-2, Хайсекс коричневый и Хайсекс белый: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2009. 24 с.
10. Савченко А.А., Анисимова Е.Н., Борисов А.Г. и др. Витамины как основа иммунометаболической терапии. Красноярск: КрасГМУ, 2011. 213 с.
11. Беляев И.К., Зарайский А.В., Лемберг В.К. Некоторые параметры метаболизма ß-каротина в организме крыс // Вопросы медицинской химии. 1992. № 6. С. 42-44.
12. Дмитровский А.А. Пути превращения ß-каротина в витамин А в организме и его регуляция // Доклады ВАСХНИЛ. 1987. № 96. С. 22-25.
