МЕТАБОЛІТИ ВІТАМІНУ D3 У ГОДІВЛІ ТВАРИН
ХАРАКТЕРИСТИКИ І ВЛАСТИВОСТІ ВІТАМІНУ D3 (холекальциферол)
Вітамін D3 (холекальциферол) – важливий мікронутрієнт потрібний для кальцифікації кісток і в решті решт для оптимального розвитку і стійкості кістяка. Цей вітамін регулює гомеостаз кальцію і фосфору в крові, тобто збільшує їх всмоктування з тонкої кишки, а також їх реабсорбцію у ниркових канальцях, коли відповідна концентрація в крові падає нижче критичного рівня. Коли ж рівень кальцію і фосфору у плазмі крові перевищує максимальний поріг, то навпаки, він зменшує їх всмоктування і підвищує екскрецію. Вітамін D3 впливає на процес кальцифікації сприяючи відкладанню мінеральних речовин у кістках. У вищих тварин критичним кінцевим наслідком недостатнього надходження вітаміну D3 є рахіт. До інших клінічних проявів браку вітаміну D3 у тварин з однокамерним шлунком відноситься пригнічення росту, зниження ваги, втрата апетиту , висока смертність. Надійним джерелом, що задовольняє потребу сільськогосподарських тварин у вітаміні D3 є харчовий холекаьциферол. Для здійснення своєї важливої фізіологічної функції холекаьциферол повинен бути активований шляхом двох послідовних етапів гідроксилірування. Спочатку холекаьциферол перетворюється у печінці у 25-гідроксихолекаьциферол або кальцифедиол (25-ОН- D3).Ця форма вивільнюється у кровоток і являє собою транспортну форму вітаміну D. Другий етап гідроксилірування відбувається у нирках з утворенням 1,25 дигідроксихолекальциферолу або кальцитриола (1,25-(ОН)2-D3). Ця остання трансформація у активну гормональну форму вітаміну D регулюється інгібіруванням продукту через систему короткого зворотнього зв’язку і рівнем кальцію з фосфором у крові шляхом системи довгого зворотнього зв’язку під контролем паратиреоїдного гормону (ПТГ). Підвищення концентрації кальцію у плазмі інгібірує секрецію ПТГ, одночасно знижуючи трансформацію 25-ОН- D3 у 1,25-(ОН)2-D3. Крім того кальцитріол безпосередньо інгібірує 1а-гідроксилазу і тим самим зменшує подальше утворення 1,25 дигідроксихолекальциферолу ( 1,25-(ОН)2-D3).
ВІТАМІН D3 і 25-ГІДРОКСИХОЛЕКАЛЬЦИФЕРОЛ (25-ОН- D3)
Вже декілька років 25-гідроксихолекальциферол виготовляється як кормова добавка для сільськогосподарської птиці і свиней. Дослідженнями доведено, що вона виявляє активність подібну до активності вітаміну D3 в формі холекальциферолу і тому може використовуватися у комбінації з вітаміном D3 або повністю заміняти в кормах цей життєво важливий нутрієнт. Для визначення його оптимального рівня в раціоні реєструючі органи прийняли коефіцієнт перетворення: 1МО вітаміну D3 дорівнює 0,025 мкг 25-гідроксихолекальциферолу. Рекомендований рівень вводу у комбікорми для птиці складає 69 мкг 25-OH-D3 на 1 кг. Було доведено, що всмоктування 25-OH-D3 у курчат значно вище, ніж вітаміну D3, швидше за все через те, що відбувається способом пасивної дифузії незалежної від поглинання жиру, а не через активний процес як при всмоктуванні вітаміну D3 в кишечнику. Відповідно ця сполука має переваги, коли всмоктування вітаміну D3 зменшується внаслідок мальабсорбції та інших кишечних розладів або у випадку порушення функції печінки. Тим не менш, при використанні 25-гідроксихолекальциферолу не виключено важливий механізм регулювання активації вітаміну D3, через те, що індукція ферменту 1а-гідроксилаза (яка опосередковує перетворення 25-OH-D3 в 1,25-(OH)2-D3 для корегування гомеостазу кальцію-фосфору) відбувається тільки при низькому рівні кальцію в плазмі
КАЛЬЦИТРИОЛ (1,25-(ОН)2-D3)
За своєю молекулярною структурою і метаболічною функцією кальцитріол або 1,25-(ОН)2-D3 вважається секостероїдним гормоном. Він регулює експресію генів і клітинних елементів, які беруть участь у всмоктуванні і гомеостазі кальцію і фосфору, а також генів інших факторів росту, що регулюють клітинну поліферацію, диференцировку і гіпертрофію. Кальцитріол спочатку зв’язується з молекулою рецептора вітаміну D (VDR), яка у свою чергу зв’язується з елементами відповіді на генах, проявляючи поведінку типову для гормону. Двоетапний каскад активації вітаміну D3 фізіологічно важливий для забезпечення вивільнення 1,25-(OH)2-D3 тільки тоді, коли це необхідно, тобто коли рівень кальцію в плазмі низький. При нормальному рівні кальцію в крові постійне надходження кальцитріолу з кормом може активізувати всмоктування кальцію в кишечнику і знизити екскрекцію кальцію в нирках і це приведе до гіперкальциємії. При таких умовах кальцій може відкладатися у м’яких тканинах і утворювати джерела кальцинозу у нирках, серці, порушуючи їх фізіологічну функцію. При помірній гіпокальціємії надлишкове надходження 1,25-(ОН)2- D3 призводить до повторної мобілізації кальцію з кісток шляхом стимуляції диференцировки остеоклостів. Це послабить структуру кістяка. Кальцитріол – дуже активна сполука, він проявляє метаболічні функції. Його терапевтичний діапазон досить вузький: від 2 мкг до 3мкг, тобто різниця між дозами з позитивним і з токсичним ефектом мала. В фізіологічних умовах перетворення 25-OH-D3 в 1,25-(OH)2-D3 являє собою процес, що суворо контролюється, гарантуючи не перевищення максимально допустимого рівня. Якщо 1,25-(OH)2-D3 надходить з кормом, то його концентрація може перевищити допустимий поріг, що призведе до пригнічення росту, зниження ваги, втрати апетиту і врешті решт – смерті. Враховуючи ці потенціальні ризики, які були підтверджені дослідами птахівників, вважається більш безпечним не використовувати кальцитріол для племінних курей.
В більшості країн реєстрація кормової добавки вимагає надання повного досьє для доведення ефективності і безпечності речовини, а також рекомендованого і максимального рівнів застосування. Для джерел вітаміну D це важливо знати, особливо в країнах, де регламентується максимальний рівень D3 в кормах, окремо або у сполученні з іншими затвердженими його метаболітами, такими як 25-ОН-D3. Вітамін D3 являє собою необхідну поживну речовину перш за все для забезпечення здорового стану кісток і скелету. Нещодавні дослідження виявили вплив деяких джерел вітаміну D3, таких як 25-ОH-D3 на формування м’язових клітин. Такий ефект разом з активацією імунної системи виявляє подальші перспективи для вивчення.
Оптимальне і безпечне використання джерел вітаміну D3 в кормах ось правильна стратегія для досягнення повного потенціалу цього необхідного нутрієнта.
Джерело: Х.-М Эрнандес, та ін., компанія DSM