Влияние формы минерала на качество корма и здоровье животных
Ричард МЁРФИ, доктор наук
Европейский центр биологических наук Alltech
Из-за большого разнообразия методов производства продукции на основе органических минералов специалисты до сих пор не пришли к единому мнению по вопросу их дифференциации. Например, добавки селена доступны в различных формах — от неорганических минеральных солей до обогащенных селеном дрожжей (в состав продукта входят селенсодержащие аналоги аминокислот, в частности селенометионин (SeMet), в высокой концентрации). В последнее время были описаны и другие полученные химическим путем селеноаминокислоты, а также селенсодержащие органические кислоты. Однако данных, подтверждающих их эффективность, пока недостаточно.
Органический селен: базис антиоксидантного статуса организма
Разные типы антиоксидантов препятствуют образованию свободных радикалов и минимизируют их повреждающее действие. Так, было установлено, что в регуляции антиоксидантной системы клетки селен играет ключевую роль. Он синергически взаимодействует с витамином Е. Это доказали ученые в ходе исследований с использованием разных видов животных, испытывающих дефицит витамина Е. Результаты последующих экспериментов подтвердили, что скармливание кормов, обогащенных селеном, предотвращает развитие многих заболеваний, связанных с недостатком витамина Е.
Распределение и накопление селена в тканях животных в значительной степени зависит от типа применяемой селенсодержащей добавки, причем форма, в которой присутствует селен, определяет его биологическую доступность и эффективность. При попадании в клетку органический селен превращается в различные селенсодержащие промежуточные вещества, которые используются организмом и (или) выводятся из него.
Селен усваивается в тонком кишечнике. Всасывание селенометионина происходит за счет транспорта метионина, а неорганического селена (например, селенита натрия) — путем пассивной диффузии, что менее эффективно.
Селенометионин может неспецифически встраиваться в белки вместо метионина и тем самым выполнять функцию депо селена. Животные мобилизуют его в период выхода на пик продуктивности, при стрессе, а также при возникновении различных болезней.
Селеновые дрожжи: различия между штаммами
Известно, что даже близкородственные штаммы дрожжей обладают собственными уникальными биохимическими и генетическими свойствами. Ученые провели эксперимент, чтобы определить количество селена в разных фракциях обогащенных селеном дрожжей. Оценивали три коммерческих продукта.
Вопреки широко распространенному мнению, что все добавки на основе селенсодержащих дрожжей одинаковы, было установлено, что распределение селена в разных фракциях обогащенных селеном дрожжей существенно различается в зависимости от штамма (рис. 1), а это влияет на такие параметры, как срок годности, биологическая доступность и токсичность. Следовательно, селенсодержащие продукты нужно рассматривать как абсолютно разные препараты.
Усвояемость селеновых дрожжей
Биологическая эффективность продуктов на основе органического селена, в частности обогащенных селеном дрожжей, в значительной степени зависит от доступности и усвояемости белков и пептидов, содержащих селен.
Многие специалисты по кормлению убеждены: чем выше общая концентрация селенометионина в обогащенных селеном дрожжах, тем лучше. Такая уверенность базируется на том, что селенометионин является единственным активным компонентом селеновых дрожжей. Однако это заблуждение.
Научно доказано, что разные продукты различаются между собой не только содержанием селенометионина, но и его усвояемостью, а значит, и биологической доступностью (рис. 2).
Активность тиоредоксинредуктаз (TrxR) в зависимости от источника селена
Уровень усвояемости в желудочно-кишечном тракте селенсодержащих белков и пептидов, входящих в состав селеновых дрожжей, определяли методом in vitro. Ученых удивили результаты исследований: несмотря на то что при переваривании было экстрагировано 90% общего селена, только 34% селена оказалось в форме свободного селенометионина, а остальная доля — в форме низкомолекулярных, среднемолекулярных и высокомолекулярных пептидов, содержащих селенометионин. Это означает, что уровень его биологической доступности будет варьировать в широком диапазоне, причем часть селена окажется недоступной.
Многие исследователи определяли уровень биологической доступности селена, входящего в состав присутствующих на рынке селенсодержащих дрожжей. Эффективность источников селена оценивали методом in vitro (моделировали пищеварительную систему птицы) с использованием пепсина и панкреатина.
Было установлено, что все селеновые дрожжи значительно различались между собой по такому показателю, как усвояемость, а при имитации переваривания — по количеству связанного и свободного селенометионина. Также отмечено, что доля селенометионина, высвобождаемого в желудке или кишечнике, в разных образцах оказалась неодинаковой.
Не так давно различия в биологической доступности селена были подтверждены данными, полученными в другом эксперименте. Клетки кишечника подвергали воздействию химуса, содержащего неорганические и органические источники селена — селенит натрия, селеновые дрожжи и химически синтезированный органический селен. По окончании опыта измерили активность TrxR при наличии и отсутствии кадмия.
Тиоредоксинредуктазы — семейство селенсодержащих ферментов (они защищают клетки организма от повреждения свободными радикалами при окислительном стрессе). Ключевым фактором, определяющим их активность, служит доступность селена.
В клетках кишечника, подвергшихся воздействию химуса, содержавшего селеновые дрожжи, зафиксировали более высокую активность TrxR по сравнению с активностью TrxR при использовании других источников селена, включая химически синтезированные формы этого микроэлемента.
Отмечено, что активность тиоредоксинредуктаз снизилась при применении неорганического селена и химически синтезированного органического селена. Следовательно, такие продукты могут оказывать прооксидантное действие (рис. 3).
Антиоксидантная защита клетки зависит от уровня рециклизации витамина Е. Ведущую роль в этом процессе играют ферменты, содержащие селен. Установлено, что при эффективной рециклизации витамин Е даже в низкой дозировке обеспечивает высокую антиоксидантную защиту.
Использование антиоксидантов — наиболее важный элемент в понимании механизмов антиоксидантной защиты при окислительном стрессе. Различия во влиянии разных источников селена на клеточный баланс антиоксидантов указывают на то, что не все препараты, содержащие органический селен, обладают одинаковыми свойствами, а значит, необходимо обращать внимание на их биологическую доступность.
Прооксидантное действие, обусловленное использованием селенита натрия и химически синтезированного органического селена, свидетельствует о том, что эти источники селена нужно всесторонне изучать, а их эффективность оценивать исходя исключительно из научно подтвержденных фактов.
Выводы
Доказано, что разные источники органического селена различаются между собой по биологической доступности и эффективности. Различия заключаются не только в усвояемости содержащих селен белков и пептидов, но и в их способности выступать в качестве прооксидантов.
Увеличение относительной доли селенометионина не всегда приводит к повышению биологической доступности источника селена и к улучшению его эффективности. Поэтому при выборе продуктов, в состав которых входит селен, необходимо учитывать такие параметры, как биологическая доступность, а также усвояемость и высвобождение аминокислот, в частности селенометионина.
ООО «Оллтек»
105005, Москва, наб. Академика Туполева, д. 15, корп. 2, офис 37
Тел.: +7 (495) 258‑25‑25
E-mail: russia@alltech.com
www.alltech.com/russia
Об авторе
Ричард Мёрфи — директор по науке в Европейском центре биологических наук Alltech в Данбойне (Ирландия). Степень бакалавра по биохимии получил в 1994 г., а докторскую степень — в 1999 г. на кафедре биохимии Ирландского национального университета в г. Голуэй.
Р. Мёрфи поддерживает прочные отношения с многочисленными университетами и научными организациями. Занимает должность адъюнкт-профессора в Городском университете Дублина. Ученый — член правления Национального института биологии клетки при Городском университете Дублина.
Научные интересы Р. Мёрфи разнообразны и включают в себя такие направления, как доступность микроэлементов и минералов, здоровье желудочно-кишечного тракта животных и птицы, борьба с патогенами, устойчивость к антимикробным препаратам, координационная химия и окислительно-восстановительные реакции.
