Acest capitol oferă o introducere și o discuție despre vitaminele solubile în apă, care sunt importante în nutriția animalelor producătoare de alimente.

căile producătoare energie

Termeni noi
Biotina
Colină
Cobalamină
Acid folic
Niacina
Piridoxina
Acid pantotenic
Riboflavina
Tiamina
Vitamina C

Obiectivul capitolului

  • Pentru a introduce și a discuta diferite vitamine solubile în apă, importante în creșterea animalelor, sănătatea și nutriția

Ce sunt vitaminele B?

Vitaminele B (numite și vitamine complexe B) ​​sunt grupate inițial datorită funcțiilor lor metabolice similare. Cele nouă molecule organice fără legătură chimică funcționează ca catalizatori metabolici (coenzime) pentru căile de metabolism energetic, pentru întreținerea celulară sau pentru formarea celulelor sanguine în corpul animalului. O listă de vitamine, coenzime și funcții solubile în apă sunt prezentate în tabelul 14.1. Vitaminele B discutate în această secțiune includ tiamina, riboflavina, niacina, piridoxina, acidul pantotenic, biotina, acidul folic, cobalamina și colina. La animalele rumegătoare și la erbivore, sinteza microbiană îndeplinește cerințele, în timp ce la animalele monogastrice, cum ar fi porcii și păsările de curte, suplimentarea zilnică este esențială. Vitaminele complexului B sunt, de asemenea, predispuse la pierderi în timpul procesării furajelor.

Vitamine solubile în apă

Tiamina

Tiamina constă dintr-o moleculă de pirimidină unită cu una din tiazol. Tiamina este denumită și vitamina B1, deoarece este prima vitamină identificată. Tiamina este o componentă a enzimei tiamin pirofosfat (TPP), care este implicată în mai multe reacții cheie în căile producătoare de energie.

Tiamina dietetică este transformată în TPP în interiorul celulelor pentru a participa la calea producătoare de energie. Reacțiile de decarboxilare prin oxidare, cum ar fi piruvatul dehidrogenază și α-cetoglutaratul dehidrogenază, necesită TPP. Este, de asemenea, utilizat în reacțiile transketolazice pentru producerea fosfatului de nicotinamidă adenină dinucleotidă (NADPH) în ciclul pentozei. Datorită rolului său în metabolismul carbohidraților, necesarul de tiamină al unui animal este influențat de nivelul de carbohidrați din dieta lor. Boabele de cereale sunt surse bune de tiamină. Cu toate acestea, deoarece tiamina este labilă la căldură, procesarea furajelor poate distruge conținutul de tiamină. Necesarul de tiamină este legat de conținutul energetic al dietei (dieta de 0,5 mg/1.000 kcal)

Deficienta: Tiamina joacă, de asemenea, un rol specific în neurofiziologie, deoarece un deficit tipic de tiamină este beriberi, o disfuncție a sistemului nervos. Polinevrita este un alt simptom tipic al deficitului de tiamină la pui. Mai mulți compuși seamănă cu tiamina în structura chimică și pot funcționa ca antagoniști, provocând un deficit de tiamină. Peștele crud și ferigile de pădure (perene) conțin o enzimă, tiaminaza, care distruge tiamina, provocând o deficiență care provoacă o tulburare neurologică numită paralizie Chastek, numită după un fermier care a observat o stare similară la vulpile de argint. Tratamentul termic denaturează tiaminaza și previne problema. Amprolium (coccidiostat) blochează activarea TPP și poate provoca un deficit de tiamină.

Vitaminele B ca coenzime în funcțiile metabolice

  • Tiamina
  • Riboflavina
  • Niacina
  • Piridoxina
  • Acid pantotenic
  • Biotina
  • Riboflavina

Riboflavina

Riboflavina este numită pentru culoarea sa galbenă (flavină) și zahăr (riboză). Riboflavina (vitamina B2) este relativ stabilă la căldură, dar ușor de distrus de lumină. Riboflavina funcționează în organism ca o componentă a două coenzime diferite: flavin mononucleotid (FMN) și flavin adenin dinucleotid (FAD). Ambele enzime sunt implicate în reacții de dehidrogenare/oxidare care funcționează în eliberarea de energie din carbohidrați, grăsimi și proteine ​​(ciclul acidului tricarboxilic [TCA], oxidarea, lanțul de transport al electronilor).

Deficienta: La fel ca în cazul majorității vitaminelor B, deficitul duce la o reducere a creșterii la animalele tinere. Dietele sărace în riboflavină pot provoca leziuni la colțurile gurii și anorexie și pot provoca căderea părului și diaree la animalele tinere.

Niacina

Niacina este descrierea generică acceptată pentru acidul piridinic 3-carboxilic și derivații săi care arată activitatea nutrițională a acidului nicotinic. Niacina funcționează ca un constituent al două coenzime importante nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD) și NADPH. Aceste coenzime servesc ca purtători de hidrogen în mai multe procese metabolice importante care implică metabolismul carbohidraților (glicoliză) și alte căi de derivare a energiei care implică carbohidrați, grăsimi și proteine, precum ciclul TCA și fosforilarea oxidativă.

În dietele de animale, niacina prezentă în boabele de cereale este într-o formă legată și nu este disponibilă biologic pentru animal. De exemplu, una dintre formele legate de niacină din grâu se numește niacitină și nu este disponibilă biologic. Porumbul conține niacinogen, care leagă niacina strâns și îl face indisponibil pentru absorbție. Niacina din surse animale este foarte disponibilă.

În plus față de sursele dietetice, majoritatea animalelor (cu excepția pisicilor) sunt capabile să sintetizeze niacina din aminoacidul esențial triptofan. Ca rezultat, nivelurile de triptofan pot afecta necesarul de niacină. Cu toate acestea, alimentele cu conținut scăzut de niacină sunt, de obicei, de asemenea sărace în triptofan. Pisicile ar trebui să primească întreaga cantitate de niacină din dieta lor.

Deficienta: Acest lucru provoacă o afecțiune numită limbă neagră la câini, iar la găini, provoacă pene slabe în jurul ochilor, numiți și ochi cu ochelari. Cerința este o dietă de 10-90 mg/kg. Pelagra (piele groasă, dermatită) este un simptom tipic de deficit al niacinei la om, asociat cu o dietă săracă (cereale bogate, fără carne) și sărăcie.

Piridoxina

Piridoxina cuprinde trei forme diferite: piridoxină (plantă), piridoxal (animal) și piridoxamină (animal). Piridoxal, care este o componentă a coenzimei piridoxal 5-fosfat, este forma biologic activă. 5-fosfatul piridoxal participă la o mare varietate de reacții biochimice, cele mai multe implicând metabolismul aminoacizilor, cum ar fi transaminarea, reacțiile de dezaminare și reacțiile de decarboxilare. Fosfatul piridoxal este, de asemenea, necesar pentru sinteza hemoglobinei și conversia triptofanului în niacină. Deficitul de vitamina B6 poate precipita deficitul de niacină. Prin urmare, simptomele carenței sunt similare pentru aceste două vitamine.

Deficienta: Simptomele includ convulsii și răspuns imun redus. Cerința este o dietă de 1-3 mg/kg și este legată de nivelul de proteine ​​din dietă.

Acid pantotenic

Acidul pantotenic apare în toate țesuturile corpului. Numele vitaminei este derivat din termenul grecesc pan care înseamnă „toate” sau „pretutindeni”. Acidul pantotenic a fost identificat ca un component al coenzimei A, coenzima necesară pentru acetilarea a numeroși compuși în metabolismul energetic. CoA este necesară în formarea fragmentelor de doi C din grăsimi, aminoacizi și carbohidrați pentru intrarea în ciclul acidului citric și pentru sinteza steroizilor. Deficiența acestei vitamine este extrem de rară și, în cazuri extreme, pe lângă viteza redusă de creștere, la porci, aceasta duce la o afecțiune numită pașii de gâscă, un mers anormal, din cauza degenerării nervilor. Alte semne de deficiență includ un strat dur, anorexie și o productivitate redusă. Sarea de Ca este cea mai comună formă în care vitamina este adăugată în diete.

Biotina

Hrănirea albușurilor de ou crude la șobolani provoacă leziuni ale pielii și căderea părului și au fost vindecați de un factor de protecție găsit în ficat. Denumirea inițială dată acestui compus a fost vitamina H, deoarece proteja haut, un cuvânt german pentru „piele”. Biotina a fost izolată din gălbenușul de ou în 1936, un factor de creștere pentru drojdie.

Biotina este un grup protetic care se leagă de lizina enzimei printr-o legătură peptidică pentru a forma biocitină, care servește ca cofactor în reacțiile carboxilazice, cum ar fi acetil CoA carboxilază carboxilază (primul pas în lipogeneză) și piruvat carboxilază (primul pas în gluconeogeneză). Aceste căi metabolice importante fac ca biotina să fie foarte importantă în metabolismul lipidelor și glucidelor. Biotina acționează ca un purtător de dioxid de carbon (fixarea carbonului) în reacțiile în care lanțurile de carbon sunt prelungite.

Deficienta: Deficitul de biotină este rar. Provoacă dermatită și căderea părului. Acest lucru este cauzat de obicei nu de lipsa de biotină din dietă, ci, în schimb, antivitaminul avidin leagă biotina și o face indisponibilă pentru digestie și absorbție. Ouăle sunt o sursă bogată de biotină. Albușurile conțin însă avidină. Cu toate acestea, gătitul denaturează avidina, făcând biotina disponibilă pentru absorbție. Simptomele de deficiență pot fi găsite la porcine păstrate în țarcuri cu podele cu fante cu acces limitat sau lipsit de acces la materiile fecale, deoarece bacteriile din intestin produc biotină. S-a dovedit că lipsa biotinei provoacă o afecțiune numită dermatită cu tampon la puii hrăniți cu diete pe bază de grâu. Cerințele de biotină sunt o dietă de 0,1-0,3 mg/kg (pe bază uscată). Animalele supuse tratamentului cu antibiotice care determină o scădere a populației bacteriene ar putea avea nevoie de un aport suplimentar de biotină.

Acid folic

Folacina este un termen generic folosit pentru a descrie acidul folic și compușii înrudiți. Forma activă a folacinei din organism se numește acid tetrahidrofolic. Sursele alimentare de folacină sunt transformate în principal în ficat în acid tetrahidrofolic. Vitamina B12 îmbunătățește conversia folacinei în acid tetrahidrofolic. Funcția acidului tetrahidrofolic este ca vehicul de transport pentru unități cu un singur carbon. Acidul tetrahidrofolic este necesar pentru purina, pirimidina, glicina, serina și creatina. Atât sinteza purinei, cât și a pirimidinei sunt necesare pentru sinteza ADN-ului și, astfel, pentru replicarea celulară.

Deficienta: Lipsa acidului folic duce la multiplicarea ADN-ului și a celulelor și afectează toate celulele active mitotic. Acestea includ celule hematopoietice și toate celulele epiteliale. Deoarece celulele care se divid rapid sunt cele mai afectate, aceasta provoacă o afecțiune numită anemie megaloblastică. Deficitul de acid folic este cel mai proeminent deficit de vitamine umane. Până la o treime din toate femeile însărcinate din lume pot prezenta un deficit de acid folic în timpul sarcinii. Acidul folic și vitamina B12 au o relație strânsă - deficitul de vitamina B12 va precipita deficitul de acid folic. Includerea de antimicrobiene crește posibilitatea apariției unui deficit de folat. Cerințele de acid folic sunt o dietă de 0,25 mg/kg.

Vitamine B în întreținerea celulelor și formarea celulelor sanguine

  • Folacin
  • Cobalamină
  • Colină
  • Cobalamina (vitamina B12)

Cobalamina (Vitamina B12), ultima vitamina B, a fost descoperită în 1948. Cianocobalamina este vitamina, iar deoxiadenozil cobalamina este forma coenzimă. Vitamina B12 este unică prin faptul că are un oligoelement mineral (cobalt) ca sit activ. Este, de asemenea, singura vitamină care este sintetizată doar de microorganisme. Similar cu acidul folic, cobalamina este implicată în transferul unităților de carbon unic în timpul diferitelor reacții biochimice. Acidul folic servește ca o coenzimă pentru mai multe sisteme enzimatice care implică transferul de metil în metabolismul grăsimilor și glucidelor și pentru sinteza mielinei. Cobalamina este necesară pentru oxidarea acidului propionic la animalele rumegătoare.

Stomacul joacă un rol important în absorbția vitaminei B12. Stomacul oferă aciditate și pepsină pentru a elibera vitamina B12 strâns legată din sursa alimentară. Stomacul secretă, de asemenea, un factor intrinsec, o glicoproteină de legare specifică. Complexul de vitamina B12-factor intrinsec se deplasează către ileon și este absorbit într-o venă portală. Calciul este necesar pentru absorbția B12 în ileon. Absența glicoproteinei poate duce la deficit de vitamina B12. Simptomele deficitului sunt foarte asemănătoare cu deficiența de acid folic. Cerința este extrem de scăzută: 5-50 µg/kg dietă pentru neruminante. Cobaltul este necesar numai pentru rumegătoare; microbii galbeni vor sintetiza cobalamina.

Deficienta: Aceasta este foarte asemănătoare deficienței de acid folic, provocând anemie și tulburări neuronale. Lipsa vitaminei B12 sau a folacinei interferează cu absorbția nutrienților. Se observă modificări ale celulelor epiteliale ale intestinului, împreună cu vilozitățile scurtate. La speciile de animale, se observă pierderea poftei de mâncare și reducerea creșterii. La rumegătoare, microbii galbeni pot sintetiza toate vitaminele B; prin urmare, nu există nicio cerință. Cu toate acestea, trebuie să aibă cobalt pentru a sintetiza vitamina B12. Cerințele de cobalamină sunt 5-50 µg/kg dietă (nonruminante). La rumegătoare este nevoie doar de cobalt.

Vitamina C

S-a descoperit în 1747 că scorbutul poate fi prevenit prin ingestia de suc de lămâie. Acidul ascorbic (Vitamina C) a fost recunoscut ca vitamină în 1933. Acidul ascorbic are o structură strâns legată de zaharurile monozaharidice. Este sintetizat din glucoză de plante și de majoritatea speciilor de animale. Nu este identificată nicio formă de coenzimă. Acidul ascorbic este necesar pentru reacțiile de hidroxilare ale aminoacizilor prolină și lizină în formarea colagenului, a sintezei elastinei și a sintezei neurotransmițătorului (norepinefrină, epinefrină). Colagenul este important pentru formarea osoasă normală. Funcționează și ca antioxidant, reducând stresul oxidativ. Acidul ascorbic poate fi sintetizat din glucoză de către toate mamiferele, cu excepția primatelor și a cobailor. Prin urmare, nu există nicio cerință pentru speciile de animale. Prolina și OH-prolina sunt necesare pentru sinteza colagenului.

Deficienta: Acest lucru duce la scorbut, o boală care afectează oamenii cu vindecare afectată a rănilor, sângerări capilare, formarea defectuoasă a oaselor și anemie; a fost raportat pentru prima dată la marinari pe mare. În mod normal, niciun simptom de deficiență nu poate fi detectat la toate mamiferele, cu excepția primatelor și a cobailor. Nu este stabilită nicio cerință zilnică pentru animalele de șeptel.

Tabelul 14.1. Vitamine, coenzime/cofactori și funcții solubile în apă
Vitamina Coenzima/cofactorul Funcţie
Tiamina Pirofosfat de tiamină Coenzima în căile producătoare de energie (piruvat dehidrogenază, α-cetoglutarat dehidrogenază)
Riboflavina FAD/FMN Coenzima în căile producătoare de energie (TCA, β-oxidare, lanț de transport al electronilor)
Niacina NAD/NADP Coenzima în căile producătoare de energie (glicoliză, TCA, β-oxidare, lanț de transport al electronilor)
B6 Fosfat piridoxal Coenzima în metabolismul proteinelor (aminoacizilor) (reacții de transaminare)
Acid pantotenic Coenzima A/acil proteină purtătoare Coenzima în căile producătoare de energie (piruvat dehidrogenază, α-cetoglutarat dehidrogenază)
Biotina Biocitină Cofactor în reacțiile carboxilazei (lipogeneză, gluconeogeneză)
Acid folic Acid tetrahidrofolic Transportor pentru unități de carbon, implicat în replicarea celulară (sinteza ADN-ului)
B12 Deoxiadenozil cobalamină Implicat îndeaproape cu acidul folic
C Neidentificat Implicat în sinteza colagenului și neurotransmițătorului și acționează ca un antioxidant

Puncte cheie

Întrebări de revizuire