Proprietăți și metabolism

Folacina este descriptorul generic nu numai pentru vitamina originală, acidul folic, ci și pentru compușii înrudiți care arată calitativ activitatea acidului folic (Belic și Friesecke, 1979). Substanța pură este denumită acid pteroilmonoglutamic. Structura sa chimică conține trei părți distincte: constând din acid glutamic, un reziduu de acid para-aminobenzoic (PABA) și un nucleu de pteridină (Illus. 12-1). Porțiunea PABA a structurii vitaminelor a fost considerată odată a fi o vitamină. Cercetările au arătat că, dacă cerința de acid folic a organismului este îndeplinită, nu este nevoie să adăugați PABA în dietă.

porcine

Ilustrația 12-1

Folații dietetici, după hidroliză și absorbție din intestin, sunt transportați în plasmă ca derivați de monoglutamat, predominant ca 5-metil-tetrahidrofolat. Derivații monoglutamatului sunt apoi preluați de celule din țesuturi prin sisteme de transport specifice. Acolo, pteroilpoliglutamații, forma principală a acidului folic din celule, sunt construiți din nou în mod treptat de către o enzimă, foliat poliglutamat sintetază. Poliglutamații servesc la reținerea acidului folic în interiorul celulelor, deoarece numai formele monoglutamate sunt transportate peste membrane și numai monoglutamații se găsesc în plasmă și urină (Wagner, 1995). Tactacan și colab. (2010b) raportează că există un sistem de transport al acidului folic în întregul intestin al găinii ouătoare. Absorbția acidului folic în cecum crește probabilitatea de absorbție a acidului folic derivat din bacterii. Același lucru ar fi sugerat și pentru porcine, deoarece există un bazin mare de acid folic disponibil în intestinul gros (Kim și colab., 2004). La purcei, conținutul de acid folic al fecalelor a fost de 301,3 nmol pe zi, reprezentând 36% din aportul lor de acid folic din dietă. Acidul folic fecal purceluș avea un conținut ridicat de 5-metil-tetrahidrofolat, o formă disponibilă de acid folic.

Funcții

Figura 12-1: Metabolismul acidului folic care necesită unități cu un singur carbon

Adaptat de la Scott și colab., (1982) și McDowell (1989)

Reacțiile specifice care implică transferul cu un singur carbon de către compușii acidului folic sunt:

  1. sinteza purinei și pirimidinei,
  2. interconversia serinei și glicinei,
  3. glicină-carbon ca sursă de unități C1 pentru multe sinteze,
  4. degradarea histidinei și
  5. sinteza grupărilor metil pentru compuși precum metionină, colină și timină.

La șobolani, o cantitate adecvată de acid folic și donatori de metil înrudiți poate beneficia direct de dezvoltarea fetală prin îmbunătățirea metabolismului lipidic în țesuturile fetale și materne (McNeil și colab., 2009). Mai mult, acidul folic este o vitamină din complexul B implicată ca co-factor al timidilat sintetazei, care este o enzimă esențială pentru sinteza ADN-ului și ARN-ului (Davis și Nicol, 1988).

Bazele purinice (adenină și guanină), precum și timina (o bază pirimidinică), sunt constituenți ai acizilor nucleici. Cu un deficit de acid folic, există o reducere a biosintezei acizilor nucleici esențiali pentru formarea și funcționarea celulelor. Prin urmare, deficiența vitaminei duce la afectarea diviziunii celulare și modificări ale sintezei proteinelor; aceste efecte se observă cel mai mult în țesuturile cu creștere rapidă, cum ar fi celulele roșii din sânge, leucocitele, mucoasa intestinală, embrionii și fetușii. În absența nucleoproteinelor adecvate, maturizarea normală a globulelor roșii primordiale nu are loc și hematopoieza este inhibată în stadiul de megaloblast. Ca urmare a acestei opriri megaloblastice a maturizării normale a globulelor roșii în măduva osoasă, rezultă o imagine tipică a sângelui periferic și se caracterizează prin anemie macrocitară. Este afectată și formarea de celule albe din sânge, rezultând trombopenie, leucopenie și neutrofile vechi, multi-lobate. Datorită relației dintre acidul folic și defectele tubului neural, S.U.A. Serviciul de sănătate publică a recomandat femeilor însărcinate să consume cel puțin 0,4 mg de acid folic zilnic pentru a reduce riscul apariției spinei bifide sau a altor defecte ale tubului neural în timpul sarcinii (Anonymous, 1996).

Vitamina B12 este necesară în reducerea compușilor cu un singur carbon în stadiul de oxidare a formatului și formaldehidei. În acest fel, participă cu acidul folic la biosinteza grupărilor metil labile. Metabolizarea grupărilor metil labile joacă un rol important în biosinteza metioninei din homocisteină și a colinei din etanolamină. Acidul folic are un efect cruciale asupra cerințelor colinei. Rolul critic al acidului folic și al vitaminei B12 asupra sintezei colinei este discutat în secțiunea colină.

În plus, acidul folic a fost raportat pentru a ajuta la menținerea sistemului imunitar. Sistemul imunitar a fost sever inhibat de deficiența de acid folic la șobolani (Kumar și Axelrod, 1978), care este probabil mediată printr-o reducere a sintezei ADN, rezultând o divizare nucleară afectată. Grieshop și colab. (1998) au raportat că suplimentarea cu acid folic gestațional în dietele de scroafă a îmbunătățit răspunsul imun secundar postnatal al purceilor la o provocare de celule roșii din sânge.

Cerințe

Conținutul de acid folic al ingredientelor furajere utilizate în mod obișnuit în dietele porcine, plus sinteza bacteriană în tractul intestinal, pare adecvat pentru a satisface nevoile tuturor claselor de porcine. Cu toate acestea, numeroase rapoarte au arătat beneficiile suplimentării cu acid folic în creșterea fertilității (Ensminger și colab., 1951; Easter și colab., 1983; Matte și colab., 1984a, b; Tremblay și colab., 1986; Lindemann și Kornegay, 1989; Tremblay și colab., 1989; Matte și colab., 1990a) și rata de creștere (Lindemann și Kornegay, 1986a) pentru porcele care consumă diete de făină de porumb-soia.

S-a raportat că deficitul de acid folic la speciile politocoase (care naște mai mulți descendenți la un moment dat), cum ar fi șobolanul, scade greutatea conceptelor, placentelor, a țesutului cerebral și a concentrației ADN în creier. Diferenți cercetători (Morgan și Winick, 1978; Thenen, 1979) au raportat dimensiunea redusă a așternutului. Habibzadeh și colab. (1986) au raportat că suplimentarea cu acid folic la cobai a scăzut mortalitatea embrionilor și a crescut numărul făturilor vii la 36 de zile de gestație.

Au fost cercetate posibilele efecte ale acidului folic asupra performanței de creștere, a obținerii pubertății și a capacității de reproducere a scrofelor (Matte și colab., 1992). Administrarea pe termen lung a acidului folic nu a afectat vârsta la pubertate sau capacitatea de reproducere a scrofelor, deși au existat unele indicații că 15 mg pe kg (6,8 mg pe lb) de acid folic alimentar au influențat performanța de creștere a scrofelor până la sfârșitul perioadei de creștere.

Sinteza țesuturilor în timpul gestației este atât rapidă, cât și intensă (Matte și Girard, 1990). O cantitate crescută de substanțe nutritive, inclusiv acid folic, este esențială pentru metabolismul îmbunătățit în timpul gestației, inclusiv cel necesar pentru creșterea și dezvoltarea conceptelor și structurilor placentare (Pond și Houpt, 1978) și creșterea activității secretoare uterine. Harper și colab. (1989) au raportat recent că numărul de fături vii și procentul de supraviețuire fetală au crescut cu 2,0 mg acid folic suplimentar pe kg (0,91 mg pe lb) de dietă la scrofele hrănite cu o dietă din făină de porumb și soia. Cu toate acestea, greutatea și lungimea fetală, greutatea și lungimea placentară, greutatea uterină goală și volumul de lichid amniotic și alantoic nu au răspuns la suplimentarea cu acid folic.

Ensminger și colab. (1951) au observat că acidul folic suplimentat cu o rată de 2,1 mg pe kg (0,95 mg pe lb) de dietă a îmbunătățit performanța reproductivă la scroafe; nu s-a observat nicio îmbunătățire suplimentară cu adăugarea de 211 mg per kg (96,0 mg per lb) de PABA (un constituent al acidului folic). S-a raportat că injectarea acidului folic la împerechere și la nouă zile după împerechere (Otelet al., 1972) a mărit dimensiunea așternutului de la 8,3 la 10,0 porci pe litru. Easter et al. (1979; 1983) au evaluat adăugarea de biotină, piridoxină, tiamină și acid folic la făina de porumb-soia gestând diete de scroafă primipare. Sămânțele încrucișate au primit dietele de tratament respective de la trei zile după împerechere până la naștere, după care toate sămânțele au primit o dietă comună de alăptare. Acidul folic a fost suplimentat la dieta bazală la o rată de 0,2 mg pe kg (0,09 mg pe lb). Total porci născuți pe așternut, porci născuți vii pe așternut și porci înțărcați pe așternut au crescut cu aproximativ 0,5 porci.

Deși nu este cunoscută acțiunea specifică a implicării acidului folic în îmbunătățirea diferiților parametri de reproducere, s-a sugerat (Scherf și Scott, 1989) că acidul folic poate acționa prin influența sa asupra transferului de unități cu un singur carbon, care este necesar pentru purină și sinteza bazei pirimidinei și, prin urmare, sinteza acidului nucleic. Rata de proliferare celulară în timpul dezvoltării fetale este mare, iar concentrația acidului ribonucleic intracelular este puternic corelată cu supraviețuirea embrionară. Deși numărul fetușilor vii în ziua 45 + 3 de gestație nu a fost afectat de aportul de 2 ppm de acid folic suplimentar alimentar, Harper și colab. (1996) au determinat că greutatea, lungimea, conținutul de proteine ​​și ARN al porcului fetal au fost crescute peste controale. Autorii au sugerat că aceste efecte, care au avut loc în ziua 45 de gestație și sunt asociate cu creșterea placentară și fetală, pot promova dimensiunea îmbunătățită a așternutului la naștere. Răspunsul la suplimentarea cu acid folic asupra conținutului de ARN și ADN al embrionilor de 25 de zile este influențat de rasa de scroafe studiate (Guay și colab., 1998).

Matte și colab. (1986) au sugerat, de asemenea, că acidul folic poate fi implicat cu un factor de creștere a embrionilor. Matte și colab. (1993) au indicat că acidul folic matern poate fi transferat la fetuși în uter. În plus, Matte și colab. (1996) au raportat o creștere semnificativă a prostaglandinei uterine totale E2 (PGE2) în ziua 12 și ziua 15 și o creștere numerică (60%) a PGF2 pentru scroafele hrănite cu 15 mg acid folic din două săptămâni înainte de estrus, fie cu 12, fie cu 15 zile după împerechere. Deși un mecanism mai precis rămâne de elucidat, Matte și colab. (1996) au concluzionat că influența acidului folic în timpul gestației timpurii pare să fie parțial legată de modificarea mediului uterin. În special, acidul folic poate afecta secrețiile exocrine ale prostaglandinelor, care pot reduce răspunsul imun al mamei la conceptus și le pot îmbunătăți șansele de supraviețuire. Giguere și colab. (1999) au raportat că frecvența scroafelor cu PGE2 alantoic crescut a fost mai mare la scroafele nulipare care au primit 15 ppm de acid folic suplimentar.

Sunt necesare mai multe cercetări pentru a determina necesarul de acid folic pentru porcine și condițiile care generează cel mai mare răspuns.

Surse

Acidul folic este larg distribuit în natură, aproape exclusiv ca derivați ai acidului THF, cei stabili având o grupare metil sau formil în poziția 5 și posedând în general trei sau mai multe reziduuri de acid glutamic în legăturile glutamil. Numai cantități limitate de acid folic liber apar în produsele naturale, majoritatea surselor de furaje conținând predominant acid folic poliglutamil. Acidul folic este abundent în materialele cu frunze verzi și în carnea de organe. Soia, alte fasole, nuci, unele produse de origine animală și citrice sunt surse bune. Boabele de cereale, laptele și ouăle sunt în general surse slabe de vitamină.

O pierdere considerabilă de acid folic (50% până la 90%) apare în timpul gătitului sau procesării alimentelor. Acidul folic este sensibil la lumină și încălzire, în special în soluțiile acide. În condiții aerobe, distrugerea prin încălzire este semnificativă în majoritatea formelor de acid folic, cu acid folic redus mai stabil în alimente datorită condițiilor relativ anaerobe și deoarece acidul folic este protejat de lumină (Brody și colab., 1984).

S-a constatat că biodisponibilitatea acidului folic într-o varietate de alimente depășește în general 70% (Clifford și colab., 1990). Biodisponibilitatea acidului folic monoglutamat este substanțial mai mare decât formele de poliglutamil (rtilifford și colab., 1990; Gregory și colab., 1991). Disponibilitatea acidului folic alimentar poate varia de la 30% la 80% față de forma monoglutamatului, fiind în general mai puțin bine utilizată din alimente derivate din plante decât din produsele de origine animală. S-a constatat că biodisponibilitatea acidului 5-metil folic și 5-formil folic administrat oral, comparativ cu acidul folic, este egală pentru șobolani (Bhandari și Gregory, 1992).

Acidul folic cristalin, produs prin sinteză chimică, este disponibil pentru furaje, alimente și produse farmaceutice. Mai multe linii de dovezi indică o biodisponibilitate mai mare a acidului folic adăugat decât folii naturali în multe alimente (Gregory, 2001). Deși folacina este doar puțin solubilă în apă, sarea de sodiu este destul de solubilă și este utilizată în injecții, precum și în suplimente alimentare (McGinnis, 1986; Tremblay și colab., 1986). Acidul folic uscat prin pulverizare și diluțiile de acid folic cristalin USP sunt cele mai utilizate forme de produse în hrana animalelor. Suplimentele de folacină sintetică sunt foarte disponibile, formele naturale sunt cu aproximativ 50% mai puțin disponibile.

Deficienta

În plus față de medicamentele cu sulf și alți antagoniști ai acidului folic, furajele cu mucegai pot crește nevoia de vitamină. În șapte studii de hrănire a porcinelor care au implicat mai mult de 1.000 de porci hrăniți cu porumb cu infestare cu mucegai, acidul folic suplimentar a crescut rata de creștere cu până la 15% și a îmbunătățit eficiența hranei cu până la 9% (Purser, 1981). Suplimentarea cu acid folic nu a avut nicio valoare atunci când s-a hrănit porumb normal.

Efectul suplimentării acidului folic și glicinei (pentru a furniza o grupare metil acidului folic) a fost studiat asupra dezvoltării embrionilor la începutul sarcinii (Guay și colab., 2002). Acidul folic sa dovedit a fi adecvat în primele 25 de zile de gestație, dar la scroafele multipare din Yorkshire-Landrace, acidul folic + suplimentul de glicină păreau să optimizeze dezvoltarea embrionilor. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina dacă acidul folic alimentar suplimentar va reduce pierderile de deces embrionare în cadrul diferitelor sisteme de management pentru a îmbunătăți eficiența generală a producției (adică pentru a optimiza supraviețuirea porcilor și dimensiunea așternutului).

Considerații de fortificare

Gadient (1986) a considerat că acidul folic este foarte sensibil la căldură și lumină, ușor sensibil la umiditate și insensibil la oxigen. Acidul folic poate fi pierdut în timpul depozitării premixurilor, în special la temperaturi ridicate (Frye, 1978). După trei luni de stocare la temperatura camerei, 43% din activitatea originală a acidului folic s-a pierdut. Verbeeck (1975) a constatat că acidul folic este stabil în premixurile fără urme de minerale, dar că poate exista o pierdere de până la 50% într-un premix cu urme de minerale păstrate la temperatura camerei timp de trei luni. Adams (1982) a raportat doar 38% retenție a activității acidului folic într-un premix fără urme de minerale după trei săptămâni la 45 ° C. Cu toate acestea, el a raportat 57% retenție de activitate după trei luni la temperatura camerei.

Siguranța vitaminelor

Acidul folic a fost în general considerat ca o vitamină netoxică (NRC, 1998). Nu au fost documentate răspunsuri adverse la ingestia de acid folic la porcine. Fuchs și colab. (1995) au raportat că furnizarea unei doze de șoc de 30 mg pe kg la fiecare șapte zile, care oferă niveluri mult mai mari decât cerința de acid folic, nu a avut niciun efect negativ asupra modificărilor indicilor biochimici și hemologici selectați la scroafele gravide.