вони

Знання про значення мікромінералів або мікроелементів у здоров’ї, харчуванні та тваринництві - це далеко не щось нове, що з’явилося за останні роки

Вже в тридцяті роки минулого століття були проведені численні польові роботи, в яких було показано, що в Північній Америці, Австралії та Європі є стада з дефіцитом міді та кобальту.

Згодом численні наукові дослідження з тваринами розширили перелік необхідних мікромінералів для життя тварин до п'ятнадцяти у вісімдесятих роках: залізо, йод, цинк, мідь, марганець, кобальт, молібден, селен, хром, олово, ванадій, фтор, кремній, нікель та миш'як (Андервуд, 1981).

Згодом дієтичні добавки з алюмінію, бору, кадмію, літію, свинцю та рубідію призвели до поліпшення росту чи здоров'я лабораторних тварин, а також забезпеченості, хоча наслідки цих та деяких їх попередників (фтор, нікель, олово та ванадій) необхідно досліджувати у світлі теорії гормезису, згідно з якою одна і та ж речовина може чинити абсолютно протилежні ефекти при низьких дозах і при високих дозах (Calabrese and Baldwin, 1988).

На додаток до згаданих тут мікромінералів, тканини тварин все ще містять ще 20-30 мінеральних елементів, переважно в мінімальних і змінних концентраціях (Suttle, 2010).

Отже, сьогодні добре відомо, що всі тканини тварин містять мінливі кількості та пропорції мікромінералів, які необхідні для нормального функціонування в основному всіх біохімічних процесів, що відбуваються в організмі тварини.

Мікромінерали є важливими та специфічними компонентами структури численних металоферментів, що координують велику кількість біологічних процесів і, отже, є важливими для підтримання здоров'я та продуктивності тварин.

За даними Саттла (2010), основні функції мікромінералів можна згрупувати у чотири категорії:

каталітичний (анаболічний або катаболічний),

фізіологічний,

регуляторні (реплікація та диференціація клітин)

і структурні (стабільність молекул і мембран, частиною яких вони є).

Незважаючи на те, що роль мікромінералів у здоров'ї тварин добре відома, ці поживні речовини все ще в багатьох випадках залишаються дуже забутими в харчуванні тварин.

Його метаболічна та фізіологічна роль часто недооцінюється, а його присутність у раціоні в достатній кількості сприймається як належне. Однак природних інгредієнтів, що використовуються в харчуванні тварин, часто бракує мікромінералів, тому їх додавання за допомогою коректора неминуче.

Оптимальне харчування з достатнім вмістом мікромінералів необхідне для забезпечення нормальної роботи організму тварин.

Як зазначає FEDNA (2010), мікромінералами, які зазвичай надаються в коректорі, є цинк, залізо, мідь, марганець, селен та йод. Іноді додають кобальт, необхідний у кормах для жуйних та кроликів, але не в моногастриці, а в раціоні для жуйних - молібден.

Концентрації, в яких мікромінерали вводяться в раціон, повинні бути оптимальними відповідно до потреб тварин, які будуть різними протягом різних фаз росту тварини та відповідно до виробничого циклу, в якому воно знаходиться.

Однак ці потреби важко встановити, більшість оцінок базуються на мінімальному рівні, необхідному для подолання симптомів дефіциту, і не обов'язково в оптимізації продуктивних урожаїв, на що вказує Лопес-Алонсо (2012) у своєму великому огляді використання, іноді дефіцитні, а іноді надмірні, мікромінералів у харчуванні тварин.

Як уже згадувалося, мікромінерали мають дуже специфічну і часто неоднозначну роль:

Селен

Селен здавна вважався необхідним для росту і родючості у тварин, а також для профілактика різних метаболічних захворювань.

Однак нещодавно захисна роль селену була встановлена ​​як невід'ємна частина ряду ферментів (селенопротеїдів), які функціонують як антиоксиданти в клітинній цитоплазмі (Tame, 2008; Че та ін., 2014).

Цинк необхідний для структурно-функціональна цілісність понад 2000 факторів транскрипції, причому майже кожен метаболічний шлях в організмі тварини залежить від одного або декількох білків, які потребують цинку в своїй структурі (Beattie and Kwun, 2004; Cousins ​​et al., 2006).

Таким чином, цинк, здається, є важливий кофактор антиоксидантних білків і ферменти для відновлення ДНК (Berg, 1990; Webster et al., 2001).

Нещодавно Пірс та співавт. (2015) зазначили, що внесок цинку в раціони для свиней є необхідний для правильної роботи кишкового бар’єру і для регенерація епітелію при його пошкодженні.

Мідь

Мідь необхідна для активність численних реактивних ферментів, кофакторів та білків.

Важливість міді для багатьох метаболічні та фізіологічні процеси як от:

  • відтворення,
  • розвиток кісток і сполучної тканини,
  • пігментація,
  • клітинне дихання,
  • захист від окислювачів або транспортування заліза залежить від цих видів діяльності.

Залізо

Цей мікро мінерал є необхідний при транспортуванні кисню, поряд із процесом клітинного дихання. Плюс:

  • є невід’ємною частиною міоглобіну,
  • діє як запас кисню в м’язі,
  • відіграє фундаментальну роль у синтезі ДНК, у виведенні потенційно токсичних продуктів метаболізму та у утворенні колагену (Саттл, 2010).

Марганець

Функції марганцю пов’язані з різними металоферментами, що активуються цим елементом.

Таким чином, марганець є необхідний для ліпідного обміну і вуглеводи через металофермент піруват-карбоксилазу, що бере участь у глюконеогенезі (Scrutton et al., 1972).

Друга функція марганцю була виявлена, коли з мітохондрій курячої печінки виділяли супероксиддисмутазу (Григорій та Фрідович, 1974), таким чином кажучи, мікромінеральний необхідний для захисту клітин від пошкодження активними формами кисню.

Нарешті, марганець теж є необхідні для синтезу мукополісахаридів хряща через активацію ферменту глікозилтрансферази (Leach and Harris, 1997).

Мікромінерали під різними формами, доступними на ринку, які в даний час зареєстровані для використання в харчуванні тварин в Європейському Союзі, містяться в Додатку I Регламенту 1831/2003 під категорією 3 (харчові добавки) та функціональна група b (мікроелементи або мікроелементи). сполуки елементів).

Вплив мікромінералів на імунну відповідь

Нижче розглянуто низку оглядів щодо харчування та імунної відповіді, що аналізують роль мікроінералів у харчуванні у цій реакції.

Всі тканини тварин містять різну кількість і пропорції мікроелементів

мікромінерали є важливими та специфічними компонентами будови численних молекул, участь у великій кількості біологічних процесів в складних рамках імунної системи і, отже, необхідна для відновлення здоров'я хворих тварин.

Цинк

Цинк - це вирішальний елемент для правильного розвитку та функціонування клітин що опосередковують вроджений та адаптивний імунітет (Prasad, 2005).

Цинк не зберігається в організмі тварини

Клітинні функції цинку можна розділити на три категорії: каталітичні, структурні та регулюючі (Cousins, 2006).

Регулярний прийом цинку важливий для підтримки цілісності імунної системи, оскільки цей мінерал не зберігається в організмі тварини.

Дефіцит цинку

Оскільки регулярний прийом цинку важливий для підтримки цілісності імунної системи, недостатнє споживання може призвести до дефіциту цинку і скомпрометувати імунну відповідь, коли це потрібно (Ibs and Rink, 2004).

З повагою до вроджений імунітет:

Дефіцит цинку впливає на систему комплементу, цитотоксичність клітин "природних кілерів", фагоцитарну активність нейтрофілів і макрофагів, а також загальну антимікробну здатність імунних клітин проти вторгнення збудників (Allen et al., 1983; Kruse-Jarres, 1989; Ibs and Rink, 2003).

З повагою до адаптивний імунітет:

Дефіцит цинку може також порушити адаптивну імунну функцію, особливо кількість та функцію лімфоцитів (Шанкар та Прасад, 1998).

  • Т-лімфоцити особливо вразливі до дефіциту цинку (Бонавентура та ін., 2015). Дефіцит цинку спричиняє атрофію тимусу, що призводить до низької кількості Т-клітин, і створює дисбаланс у різних типах хелперних Т-лімфоцитів із тенденцією до Th2.

Фігура 1. Концентрація PigMAP у сироватці (мг/мл) під час початкової фази (від 42 до 63 днів) у свиней, яких годували підвищеним оксидом ZnO (150 ppm) або оксидом цинку (3000 ppm)

Також дефіцит цинку змінює вироблення цитокінів, сприяння розвитку окисного стресу та запальних процесів (Prasad et al., 2007; Bao et al., 2010; Foster and Samman, 2012).

Крім того, цинк є важливий кофактор антиоксидантних білків і ферменти для відновлення ДНК (Berg, 1990; Webster et al., 2001).

Вплив цинку на дієту

Hu et al (2014) вказали, що захисний вплив ZnO на цілісність кишечника у відлучених поросят тісно пов’язані зі зниженням експресії генів, пов’язаних із запаленням епітелію.

З іншого боку, спосіб введення цинку в дієту може вплинути на вплив цього елемента на імунну відповідь.

  • Так, Піньейро та ін. (2013) спостерігали, що додавання посиленого оксиду цинку в раціон відлучення поросят (150 ppm) суттєво покращив середньодобовий приріст протягом перехідного періоду (424 проти 359 г/день), остаточну живу масу (17,9 проти 16,5 кг) та індекс конверсії (1,44 проти 1,77) порівняно з доповненням раціону звичайним оксидом цинку (3000 ppm).
  • Крім того, у тому ж експерименті концентрація запального білка гострої фази Pig-MAP у віці 63 днів була значно нижчою у тварин, які отримували посилений оксид цинку в раціоні, ніж у тих, хто отримував оксид звичайного цинку ( Фігура 1).

Автори дійшли висновку що продуктивні покращення поросят, які отримували посилений оксид цинку, можна пояснити кращим станом здоров'я тварин, виражається зниженням рівня згаданого запального білка.

Подібним чином, у птиці добавки до їжі хелатів цинку викликають активацію клітинної та гуморальної імунної відповіді, допомагаючи підтримувати баланс між реакцією Th1 і Th2 та підвищуючи стійкість до інфекцій.

На відміну від хелатів, використання цинку в сульфатній формі не має імуномодулюючого ефекту і навіть може сприяти розвитку місцевих запальних процесів у травному тракті, збільшуючи сприйнятливість до інфекцій (Jarosz et al. 2016).

Селен

Адекватне споживання селену має важливе значення для господаря, щоб сформулювати адекватну імунну відповідь, як цей елемент необхідний для функціонування кількох ферментів, відомих як селенопротеїни.

  • Наприклад, глутатіонпероксидази (GPx) - це селенопротеїни, які виконують роль важливих окислювально-відновних регуляторів та клітинних антиоксидантів, зменшуючи потенційно шкідливі реактивні форми кисню, такі як перекис водню та гідропероксиди ліпідів, до нешкідливих продуктів, таких як вода та спирти (Гладишев, 2006). Ці функції матимуть прямі наслідки для імунної функції.

Дефіцит селену

Його дефіцит змінює аспекти вродженого, а також адаптивного імунітету (Arthur et al., 2003; McKenzie et al., 2006), негативно впливаючи як на гуморальний імунітет (тобто вироблення антитіл) як на мобільний телефон (Spallholz et al, 1990).

Добавки селену

Ширсат та ін. (2016) нещодавно зазначив, що активність клітинної та гуморальної імунної відповіді та ферментативних та неферментативних антиоксидантів значно знижується в результаті лікування енрофлоксацином у курей.

Ці самі автори відзначали, що добавки селену у вигляді наночастинок значною мірою відновлюють ці імунологічні показники порівняно з контролем (енрофлоксацин), отримуючи навіть вищі значення, ніж показники контролю.

Таким чином, здається, що несприятливий вплив енрофлоксацину можна запобігти одночасним введенням в раціон наночастинок селену (0,6 мг на кг їжі).

У своїй роботі зі спленоцитами свиней Рен та співавт. (2012) дійшли висновку, що селен сприяє експресії генів глутатіонпероксидази та тіоредоксинредуктази та збільшує антиоксидантну здатність у спленоцитах, що стимулює активацію Т-лімфоцитів. З іншого боку, фундаментальні дослідження показують, що селен також відіграє роль у регуляції експресії цитокінів та ейкозаноїдів, що організовують імунну відповідь (Huang et al., 2012).

Залізо

Залізо - це незамінний компонент сотень білків і ферментів які беруть участь у транспорті та зберіганні кисню, транспорті електронів та генерації енергії, антиоксидантних та корисних функціях прооксиданта та синтезі ДНК (Beard, 2006; Wood та Ronnenberg, 2006).

Залізо потрібно тваринам для коригування ефективних імунних реакцій на вторгнення патогенів, його дефіцит впливає на ці реакції (Doherty, 2007).

Достатня кількість заліза має вирішальне значення для кількох імунних функцій, включаючи диференціацію та проліферацію Т-лімфоцитів та утворення активних форм кисню, які вбивають патогени.

Однак слід зазначити, що більшість інфекційних агентів також потребує заліза для їх реплікації та виживання.

Під час гострої запальної реакції рівень заліза в сироватці крові знижується, тоді як рівень феритину (білка, що зберігає залізо) зростає, що свідчить про те, що секвестрація заліза, щоб запобігти його використанню патогенами, є важливою реакцією господаря на інфекцію (Beard, 2001; 2006; Кассат і Скаар, 2013).

Хоча стандартний спосіб введення заліза у поросят внутрішньом’язово, було помічено, що пероральне введення цього елемента також позитивно впливає на здоров’я тварин (Maes et al., 2011).

Мідь

Мідь - це вирішальний компонент ряду важливих ферментів відомий як купроферменти.

Цей мінерал грає важливу роль у розвитку та підтримці функції імунної системи, хоча точний механізм його дії поки не відомий.

Мідь має антимікробні властивості, накопичується там, де локалізується запалення, і може відігравати певну роль у вродженій імунній відповіді на бактеріальні інфекції (Percival, 1998).

дефіцит міді призводить до нейтропенії, аномально низької кількості нейтрофілів (Failla and Hopkins, 1998), що може збільшити сприйнятливість до інфекції.

Ван та співавт. (2011) зазначив, що дієтичні добавки з наночастинками міді Це може покращити ефективність росту, вплинути на імунну систему, посилити синтез білка та бути корисним для мікрофлори сліпої кишки у бройлерів. Таким чином, ці автори спостерігали, що введення наночастинок міді (100 мг/кг їжі суттєво збільшувало середньодобовий приріст та рівні IgA, IgG, IgM та білків комплементу С3 та С4.

натуральні інгредієнти, що використовуються в харчуванні тварин Вони часто бувають дефіцит мікромінералів, тому його доповнення через коректор не уникнути.

A оптимальне харчування с адекватний рівень певних мікроелементів, як обговорюється в цій статті, необхідний для забезпечення належної імунної функції, серед багатьох інших життєво важливих функцій для тваринного організму.

В даний час зростає інтерес до вивчення ролі різних мінеральних елементів в імунній відповіді як в субклінічних інфекційних процесах, так і в гострих процесах.

Знання, отримані в результаті цього типу досліджень, безсумнівно, сприятимуть розробці майбутніх харчових стратегій, спрямованих на полегшення нестабільних станів здоров'я в майбутньому інтенсивному тваринництві.