Các công trình nghiên cứu về các quá trình chuyển hóa trong cơ thể đã và đang tìm ra các hợp chất mới thiết yếu cho các hoạt động sống mà cơ thể vật nuôi không thể tự sản sinh ra được ho
Trang 1MỤC LỤC
1 LỜI NÓI ĐẦU 2
2 NỘI DUNG 3
2.1 Vitamin D 3
2.2 Vitanmin E .13
3 KẾT LUẬN 18
Trang 21 LỜI NÓI ĐẦU
Năng suất và chất lượng tối ưu trong chăn nuôi luôn là mục tiêu hướng tới của các nhà khoa học trên thế giới Các công trình nghiên cứu về các quá trình chuyển hóa trong cơ thể đã và đang tìm ra các hợp chất mới thiết yếu cho các hoạt động sống mà cơ thể vật nuôi không thể tự sản sinh ra được hoặc chỉ có thể dự trữ với số lượng rất nhỏ, đòi hỏi người chăn nuôi phải bổ sung kịp thời và đầy đủ
Trong những năm gần đây, nhờ những tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu về dinh dưỡng làm nền tảng cho việc cải tiến công nghệ sản xuất và chế biến thức ăn trong chăn nuôi, các nhà chăn nuôi đã tạo ra các sản phẩm thức ăn tổng hợp với đầy đủ các loại protein, acid amin, lipit, glucid… đặc biệt là việc bổ sung và cân đối các vitamin theo nhu cầu của từng loại vật nuôi, từ đó góp phần nâng cao năng suất và chất lượng các sản phẩm của vật nuôi như thịt, trứng, sữa
Từ các nghiên cứu này người chăn nuôi đã biết đến sự cần thiết bổ sung các vitamin quan trọng như vitamin D, vitamin E, vitamin B….trong khẩu phần của gia súc, gia cầm nhằm đạt được năng suất ngày càng cao
Chính vì vậy mà việc nghiên cứu các loại vitamin đặc biệt là vitamin D và vitamin E để bổ sung vào thức ăn cho lợn một cách hợp lý, theo nhu cầu của vật nuôi nhằm nâng cao năng suất, chất lượng của vật nuôi, đồng thời làm giảm giá thành của sản phẩm trong chăn nuôi là điều vô cung cần thiết Vậy ta hãy tìm hiểu xem việc thiếu và thừa vitamin D và vitamin E sẽ gây ra những hậu quả gì?
Trang 32 NỘI DUNG
Vitamin là những chất hữu cơ rất cần thiết đối với cơ thể Nó không phải là nguyên liệu để xây dựng cơ thể, cũng không phải là nhiên liệu cung cấp năng lượng, có hàm lượng rất thấp trong sản phẩm nhưng nó có trong thành phần của nhiều enzyme quan trọng và là yếu tố xúc tác cho các phản ứng sinh hoá học trong
cơ thể vật nuôi Phần lớn gia súc không tự tổng hợp được vitamin mà phải được cung cấp từ thức ăn Khi thiếu nó cơ thể sẽ mắc bệnh thiếu vitamin
Nếu thiếu vitamin thì cơ thể sẽ có cảm giác mệt mỏi, ăn không ngon, mờ mắt Trên thế giới, dù người ta dùng đủ thứ thực phẩm nhưng cơ thể vẫn thiếu lượng vitamin cần thiết Vitamin được chia thành 2 nhóm là nhóm vitamin tan trong nước như vitamin B, C và nhóm vitamin tan trong chất béo như vitamin A, D Nhóm vitamin tan trong nước khi thừa đều thải ra theo nước tiểu, vì vậy ít xảy
ra tình trạng ngộ độc các vitamin nhóm này Ngược lại, các vitamin tan trong chất béo được dự trữ ở gan với các mức độ khác nhau Với một lượng vitamin A, D quá cao có thể gây ngộ độc cho cơ thể Trước nay, nhiều người vẫn lầm tưởng vitamin
là loại thuốc bổ, uống bao nhiêu cũng được và dùng càng nhiều càng tốt
Vitamin D và vitamin E đều thuộc nhóm vitamin tan trong chất béo Vậy ta hãy tìm hiểu nguồn gốc, nhu cầu của hai loại vitamin này đối với chăn nuôi lợn như thế nào, và xem việc thiếu và thừa vitamin gây những tác hại gì?
2.1 Vitamin D
Vitamin D là một nhóm các secosteroid tan được trong chất béo, có chức năng làm tăng cường khả năng hấp thu canxi và phosphat ở đường ruột Các hợp chất quan trọng nhất trong nhóm này là vitamin D3 (còn được gọi là cholecalciferol) và vitamin D2 (ergocalciferol) Cholecalciferol và ergocalciferol
có thể đưa vào cơ thể qua việc ăn uống và các biện pháp bổ sung Cơ thể cũng có thể tổng hợp vitamin D (đặc biệt là cholecalciferol) ở da, từ cholesterol, khi da
Trang 4được tiếp xúc đủ với ánh nắng mặt trời (vì thế nó còn được mệnh danh là "vitamin ánh nắng")
Mặc dù vitamin D thường được gọi là một vitamin, nhưng trong một ngữ nghĩa hẹp thì nó không phải là một vitamin thiết yếu trong chế độ ăn, bởi vì hầu hết động vật có vú đều có thể tự tổng hợp nó đủ cho cơ thể khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời Một chất chỉ được phân loại là vitamin thiết yếu khi nó không thể được cơ thể tổng hợp đủ, mà phải nạp vào thông qua việc ăn uống Tuy nhiên, cũng như các vitamin khác, người ta đã phát hiện ra sự thiếu hụt vitamin D trong khẩu phần ăn có thể gây ra bệnh, cụ thể là bệnh còi xương (một chứng loãng xương ở trẻ em) Vì thế, ở các nước phát triển, người ta thêm vitamin D vào khẩu phần ăn thiết yếu, chẳng hạn như sữa, để tránh các bệnh do thiếu hụt
Việc tổng hợp vitamin D khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, cùng với việc hấp thụ từ chế độ ăn uống đều giúp duy trì nồng độ thích hợp của vitamin này trong huyết thanh Bằng chứng cho thấy sự tổng hợp từ ánh nắng mặt trời được điều chỉnh bởi một vòng hồi tiếp ngược (là vòng tự điều chỉnh lượng vitamin D cần tổng hợp tùy theo nhu cầu cần thiết của cơ thể), do đó có thể ngăn chặn ngộ độc, tuy nhiên, do không chắc chắn về nguy cơ gây ung thư từ ánh sáng mặt trời, cho nên viện Y học Hoa Kỳ (IOM) không đưa ra lời khuyên về lượng phơi nắng cần thiết để đáp ứng nhu cầu vitamin D cho cơ thể Vì vậy, khi đưa ra Chế độ ăn tham khảo (Dietary Reference Intake; DRI) thì người ta giả định rằng toàn bộ lượng vitamin D cần thiết là thông qua thực phẩm chứ không phải từ cơ thể tổng hợp thành, mặc dù điều này hiếm khi xảy ra Ngoài việc sử dụng nó để ngăn ngừa loãng xương hoặc còi xương, thì không có bằng chứng gì về những ảnh hưởng tích cực khác đối với sức khỏe của việc bổ sung vitamin D một cách đại trà Bằng chứng về lợi ích tốt nhất là cho sức khỏe của xương và làm giảm tỷ lệ tử vong ở phụ nữ cao tuổi
Trang 5Tại gan, cholecalciferol (vitamin D3) được chuyển hóa thành calcidiol, còn được gọi là calcifediol (INN), 25-hydroxycholecalciferol, hoặc 25-hydroxyvitamin D3 — viết tắt là 25(OH)D3 Ergocalciferol (vitamin D2) được chuyển hóa thành 25-hydroxyergocalciferol, còn được gọi là 25-hydroxyvitamin D2 — viết tắt là 25(OH)D2 Đây là hai chất chuyển hóa đặc trưng của vitamin D được đo nồng độ trong huyết thanh để xác định tình trạng vitamin D của một người Một phần của calcidiol được chuyển hóa qua thận thành calcitriol, một chất hoạt hóa sinh học của vitamin D Calcitriol tuần hoàn như một hormone trong máu, để điều chỉnh nồng
độ canxi và phosphate trong máu và thúc đẩy sự phát triển khỏe mạnh và tái tạo của xương Calcitriol cũng ảnh hưởng đến chức năng thần kinh-cơ và hệ miễn dịch
Francis Glisson, GS người Anh về y khoa và giải phẫu (1596-1677) đã đưa ra ý kiến: nhiều trẻ em nghèo hay bị bệnh còi xương - Rachitisme, thoái hoá cột sống
Do sống trong điều kiện tối tăm, suy dinh dưỡng, thiếu trứng, sữa
Năm 1782, bác sỹ Dale Percval đã thành công trong trị bệnh còi xương bằng dầu gan cá nhưng chưa biết nguyên nhân
Ở thế kỷ thứ 19, 80 % trẻ em nghèo trong các thành phố lớn ở châu Âu, Trung và Bắc Mỹ như Luân Đôn, New york, Glasgow thường bị bệnh còi xương và dùng dầu gan cá trị được bệnh
1890, Palm một bác sỹ đã đưa ra ý kiến: để trị bệnh còi xương, ngoài việc dùng dầu gan cá thì còn dùng phương pháp cho bệnh nhân tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhưng ông lại bị nhiều ý kiến phản bác: trẻ em châu Phi và ấn Độ ở trong điều kiện có nhiều ánh sáng mặt trời vẫn bị bệnh còi xương (người ta không biết là Sắc tố da đen hạn chế khả năng tổng hợp vitamin D Bên cạnh đó là dân Esquimo sống ở vùng thiếu ánh sáng mặt trời lại ít bị bệnh: dân Esquimo lại ăn nhiều dầu gan cá)
Trang 6Vào năm 1865, Bác sỹ armand Trousseau lần đầu tiên đề nghị khi trị bệnh còi xương vừa cho bệnh nhân uống dầu gan cá và cho tắm nắng
Đến năm 1919 người ta dùng tia cực tím để trị bệnh Cùng thời gian này McCollum và Mellanbourg phát hiện ra trong dầu gan cá có chứa vitamin A, D và tiến hành thực nghiệm sử dụng vitamin D trên gia súc
Năm 1925, McCollum đặt tên cho vitamin D
1928, Windaus, nhà hoá học Đức đã nhận được giải thưởng Nobel do đã phân lập được D2, dạng vitamin D trong thực vật và D3 trong thức ăn động vật
Phân loại và cấu tạo hóa học:
Vitamin D tồn tại dưới một số dạng hóa chất (vitamer) khác nhau (xem bảng 1) Hai cấu trúc hóa học chính là vitamin D2 hay còn gọi là ergocalciferol và vitamin D3 hay cholecalciferol; vitamin D có cấu trúc khác với cả 2 loại D2 và D3 được gọi chung là calciferol Cấu trúc hóa học của vitamin D2 được xác định lần đầu vào năm 1931 Vào năm 1935, cấu trúc hóa học của vitamin D3 đã được xác định và chứng minh là nó được tạo thành từ quá trình biến đổi của 7-dehydrocholesterol dưới tác động của tia cực tím
Trong hóa học, các dạng khác nhau của vitamin D là những secosteroid; tức
là, steroid bị gãy một trong những liên kết trong các vòng steroid Sự khác biệt về cấu trúc giữa vitamin D2 và vitamin D3 nằm trong các chuỗi bên của chúng Chuỗi bên của D2 chứa một liên kết đôi giữa cacbon 22 và 23, và một nhóm methyl trên cacbon 24
Bảng 1 Phân loại và cấu tạo hóa học
Vitamin D1 hợp chất của ergocalciferol với
lumisterol, 1:1 Vitamin D2 ergocalciferol (tạo thành từ
ergosterol)
Trang 7Vitamin D3 cholecalciferol (tạo thành từ
7-dehydrocholesterol ở dưới da)
Vitamin D4 22-dihydroergocalciferol
Vitamin D5 sitocalciferol (tạo thành từ
7-dehydrositosterol)
Cholecalciferol (vitamin D3)
Có hơn 10 vạn vitamin nhưng chỉ có hai dạng quan trọng nhất là vitamin D2 (ergocalciferol) và vitamin D3 (cholecalciferol)
Vitamin D2 và D3 bền hơn vitamin A khi bị oxy hóa và D3 bền hơn D2
Nhu cầu và nguồn cung cấp:
Nhu cầu vitamin D3 của động vật nuôi ghi ở Bảng 2 Trong chăn nuôi tự nhiên, con vật được chăn thả ngoài trời, nhờ tác dụng của ánh sáng mặt trời mà chất 7dehydro -chlesterol biến đổi thành vitamin D3, thoả mãn được nhu cầu cho chúng Trái lại trong chăn nuôi công nghiệp, con vật bị nuôi nhốt, khả năng tự tổng hợp vitamin D3 không thực hiện được Vì thế cần phải bổ sung vitamin D3 vào
Trang 8khẩu phần Tuy nhiên cần chú ý lượng bổ sung quá dư thừa sẽ gây độc: lượng Ca hấp thu nhiều, tích luỹ khắp nơi trong cơ thể (trên thành mạch máu làm mạch ròn
dễ vỡ, trong bể thận làm suy thận)
Vitamin D3 thường có nhiều ở cá biển, dầu gan cá, sữa, lòng đỏ trứng Trong lá, rễ, củ, quả, nấm và men bia có tiền vitamin D2
Bảng 2 Nhu cầu vitamin A, D3 và E của lợn, gà và bò sữa
(Đơn vị: UI/kg thức ăn)
Lợn con
Lợn thịt
Lợn nái sinh sản
Gà thịt 0 - 8 tuần
Gà mái đẻ
- Mức ăn 80g/ngày
- Mức ăn 100g/ngày
- Mức ăn 120g/ngày
Bò sữa (UI/ngày)
2200
1750 - 1300 4000
3750 3000 2500 55.000
220
200 - 150 200
375 300 250 5.500
16 11 44
6 5 4 330
Vitamin D ít có trong thức ăn trừ trường hợp như cỏ được phơi nắng và lá
úa của cây còn non Dầu gan cá là nguồn vitamin D3 tốt và trứng cũng chứa nhiều vitamin D3 Sữa thường thì rất ít còn sữa non chứa nhiều gấp 6- 10 lần sữa thường
Ở tuyến phao câu của gà là nơi hình thành và dự trữ vitamin D Nếu cắt bỏ tuyến này gà sẽ bị bệnh còi xương (Rickets)
Các tiền vitamin D gồm:
Ergosterol là tiền vitamin của vitamin D2
7-Dehydrocholesterol là tiền vitamin của vitamin D3
Trang 9Colesterol (động vật) 7-Dehydrocholesterol (C27H43OH)
O
CH3
C
H3
CH3
CH3
CH3
CH3
7-Dehydrocholesterol
Tia cực tím, bước sóng 0,001 mm
O
CH3
C
CH3
CH3
CH2
Vitamin D3 (Colecanciferol - C27H43OH)
Các tiền vitamin không có giá trị vitamin, các sterol này phải chuyển thành canxiferol thì mới được gia súc sử dụng Sự chuyển đổi này cần phải có sự tác động của bức xạ mặt trời hoặc một số yếu tố vật lý khác Hiệu suất chuyển đổi tốt nhất ở độ dài bước sóng 290-315 nm
Sự vận chuyển hóa học xảy ra ở da và sự bài thải cũng xảy ra ở da là nơi dự trữ các tiền vitamin, bệnh còi xương cũng có thể chữa trị khỏi bằng cách bôi dầu gan cá lên da
Trao đổi chuyển hóa, vai trò sinh học
Vitamin D tham gia vào sự chuyển hóa Ca, P
Tầm quan trọng của vitamin D trong sự trao đổi Ca, P đã được biết đến từ lâu Đáng chú ý là các công trình nghiên cứu của 2 nhóm các nhà khoa học Mỹ tiến hành: nhóm thứ nhất do Wasserman và Taylor ở trường đại học Cornell và nhóm thứ hai do De Luca ở trường đại học Wiscosin
Trang 10Ergosterol ( C28H43OH) (thực vật) Vitamin D2 (Ergocanciferol - C28H43OH)
O
CH3
CH3
C
CH3
CH3
H O
CH2
CH3
C
CH3
CH3
Tia cực tím, bước sóng 0,001 mm
Năm 1966, Wasserman và CS đã tách được một protein liên kết với Ca ở vách ruột của gia cầm, chuột, chó, lợn, bò Protein liên kết này hình thành 60 h sau khi bổ sung vitamin D và làm tăng hấp thu Ca
De Luca (1966) đã chứng minh rằng: nhiều hoạt động sinh học của vitamin
D tiến hành thông qua các sản phẩm trao đổi được hình thành trong gan và thận Vitamin D3 (cholecalciferol) hấp thu vào máu đến gan, ở gan được thuỷ phân thành hydroxy cholecalciferol (viết tắt 25(OH)-vitamin D3) nhờ 25-hydroxylaza Tổng số lượng 25-OH-D3 được hình thành nhiều hay ít do gan điều khiển Giá trị sinh học của 25-OH-D3 lớn hơn vitamin D3 1,5 – 5 lần, khi dùng nó
để phòng hay chữa bệnh còi xương có hiệu quả hơn dùng vitamin D3 vì 25-OH-D3 xúc tiến nhanh việc hấp thu Ca ở ruột và huy động Ca ở xương 25-OH-D3 khi đến thận nó lại bị thuỷ phân tiếp để biến thành 1,25(OH)2-vitamin D3 hoặc 24,25(OH)2-vitamin D3 Sản phẩm thuỷ phân 1,25(OH)2-vitamin D3 được coi như hormon sterol kích thích niêm mạc ruột hình thành các ARNm để tổng hợp protein liên kết với Ca++, tạo pH thích hợp giúp Ca hấp thu vào máu cũng như vận chuyển
Ca vào xương cùng với phospho Hoạt tính sinh học của 1,25-(OH)2-D3 có hoạt tính mạnh nhất, gấp 3,6 lần 25-OH-D3
Vitamin D3 (Da)
Trang 11Vitamin D3-25-hydroxylaza
25-OH-D3
PO4 và yếu tố khác 25-OH-D3-1-hydroxylaza
1,25-(OH)2-D3 1,25-(OH)2-D3 PTH
CaBP
PTH
Khoáng hóa
xương Ca++ HPO4+ Ca++ HPO4+
Như vậy vitamin D đã tham gia vào quá trình hấp thu Ca ở niêm mạc ruột thông qua các thông tin di truyền
1,25-(OH)2-D3 điều tiết Ca huyết tương giống như hormon parathyroit (hormon tuyến cận giáp) và canxitonin Khi khẩu phần có lượng Ca bình thường hoặc cao thì thận giảm sự tổng hợp 1,25-(OH)2-D3 và ngược lại khi khẩu phần nghèo Ca thì sự tổng hợp 1,25-(OH)2-D3 được tăng cường Xem sơ đồ chuyển hóa vitamin D)
Ở xương 1,25-(OH)2-D3 kích thích sự hòa tan của khoáng xương để chuyển vào máu và nó còn tăng cường quá trình cốt hóa, khoáng hóa xương, giúp cho quá trình tái hấp thu muối phosphat ở ống thận
Khi thiếu vitamin D ảnh hưởng đến quá trình hấp thu Ca, P làm quá trình khoáng
hóa cốt hóa kém, động vật non bị còi xương (rickets); động vật trưởng thành
Gan
Thận
Ruột
Tuyến cận giáp Xương
8,8-10,4mg%
Ca máu
Trang 12bị mềm xương (osteomalasia) xốp xương, loãng xương, gia cầm đẻ trứng thiếu Ca đưa đến vỏ trứng làm cho vỏ mỏng dễ vỡ
Gia súc còn non mắc bệnh còi xương Gia súc lớn gọi là bệnh mềm xương (Osteomalacia) Cả hai bệnh trên có thể xảy ra do thiếu Ca và P
Gan là nơi thực hiện chuyển đổi vitamin D2 và D3 thành 25-hydroxycholecalciferol, đây là dạng hoạt động sinh học mạnh nhất của vitamin Tuyến phó giáp trạng điều tiết sự sản xuất 1,25-dihydroxycholecanxiferol hơn là làm tăng tỷ lệ hấp thu ở ruột
Đơn vị tính của vitamin D:
1 Đơn vị quốc tế (IU): 1 IU vitamin D là hoạt động của 0,025 r (roentengen) của vitamin D3 (1 roentengen là lượng bức xạ để sản sinh một đơn vị tĩnh điện của ion trong mỗi mililit)
2 Đơn vị gà quốc tế ( I.CU) = 0,025r vitamin D3
Triệu chứng do sự thiếu vitamin D:
Bổ sung vitamin D cho lợn và gà quan trọng hơn là trâu bò bởi vì trâu bò có thể nhận đầy đủ vitamin trong khi chăn thả hoặc từ cỏ khô Có một vài loại thức ăn như ngũ cốc và men bia sống có thể gây ra bệnh còi xương cho động vật có vú, prôtein đậu nành sống và gan tươi cũng gây ảnh hưởng tương tự trên gia cầm Để khắc phục nên gia tăng bổ sung lượng vitamin D gấp 10 lần khi có mặt toàn bộ hạt đậu nành sống
Thức ăn nếu thiếu vitamin D thì có khoảng 20% Ca được hấp thu Nếu có vitamin D thì lượng hấp thu lên đến 50-80% Mức độ hấp thu P cũng tùy thuộc vào
Ca Ca được dự trữ trong các mô mềm dưới dạng kết hợp với protein thành một chất gọi là protein liên kết Ca Ca rất có ái lực với protein này, do đó mức độ hấp thu Ca liên hệ rất chặt chẽ với loại protein này vì có hệ số liên hệ lớn (r = 0,99) Sự hấp thu và sử dụng vitamin D2,, D3 gần như nhau ở bò, cừu và heo, gà thì chỉ sử dụng được vitamin D3 (vitamin D2 chỉ sử dụng được 1/35 vitamin D3)