Производство биологически активных веществ должно
advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ Документ СМК 3 уровня УМКД УМКД УМКД 042-18.1.99/01 -2013 Программа дисциплины Редакция № __ «Биологически активные от________ 20___г вещества» для преподавателя УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «Биологически активные вещества» для специальности 050607- «Биология» ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Семей 2013 Тема № 1Введение. Общее представление о биологически активных веществах. Биологически активные вещества их взаимодействие Препараты применяемые в животноводстве К биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма. Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Впрочем, и любое функциональное проявление живого организма - дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. - тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для животного организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов. Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д. Гормоны - это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект. Сами гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция. Нередко гормонами называют и некоторые другие продукты обмена веществ, образующиеся во всех (напр. углекислота) или лишь в некоторых (напр. Ацетилхолин) тканях, обладающие в большей или меньшей степени физиологической активностью и принимающие участие в регуляции функций организма животных. Однако такое широкое толкование понятия " гормоны" лишает его всякой качественной специфичности. Термином " гормоны" следует обозначать только те активные продукты обмена веществ, которые образуются в специальных образованиях - железах внутренней секреции. Биологически активные вещества, образующиеся в других органах и тканях, принято называть " парагормонами","гистогормонами","биогенными стимуляторами". Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к гормонам совершенно не правильно. Нарушения в обмене биологически активных веществ из-за присущих им особенностей часто остаются незамеченными и становятся очевидными лишь при явно выраженных и часто уже необратимых патологических изменений. Поэтому контроль обеспеченности животных биологически активными веществами приобретает большое значение, особенно в комплексах промышленного типа. Добавки химических веществ в условиях современного животноводства стали необходимыми, но при этом требуется строгий научный контроль, исключающий возможность вредного их влияния на здоровье животных. Изготовление комбикормов на межхозяйственных комбикормовых заводах требует детального изучения и освоения технологии этого производства, в первую очередь вопросов эффективного использования кормовых добавок. Тема № 2 Биологическая роль ферментов, витаминов. Роль ферментов, витаминов Классификация витаминов и ферментов Витамины - используют в рационах племенных, высокопродуктивных животных, сельскохозяйственной птицы. Особенно высока потребность в витаминах в стойловый период, при стрессовых ситуациях, простудных заболеваниях. Ассортимент витаминов, выпускаемых в РК и за рубежом, в настоящее время очень разнообразен; наиболее широко используют следующие витамины: -кормовой препарат каротина - сухой порошок оранжево-красного цвета с содержанием 0,7 - 1% каротиноидов, а также витамины группы В, 5556% липидов, 25-30% белка с содержанием в нем 9,2 - 22,8% лизина; масляный раствор ретинола - ацетата в рафинированном соевом масле. В 1 мл препарата содержится 90 - 275 тыс. МЕ ретинола; масляный раствор вит. Д2 . Получают облучением провитамина Д, полученного из дрожжей. В 1 мл содержится в среднем 5000 МЕ вит. Д2; видеин (вит.Д3) - порошок, представляющий собой комплекс вит.Д3 с казеином. В 1 г видеина Д3 содержится 2 млн. МЕ витамина Д3; токоферолы - концентраты вит. Е - масляные растворы - токоферола с концентрацией 5 - 15% -токоферола - ацетата для внутримышечных инъекций; никотиновая кислота - белый кристаллический порошок.хорошо растворимый в холодной воде. Используется для обогащения комбикормов для свиней и птицы; препараты витамина В1. Применяют при выращивании бройлеров, поросят в форме тиамин - бромидов и тиамин - хлоридов; витамин В3 (пантотеновая кислота).Белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде - кальция пантотенат; перспективным направлением в птицеводстве является использование комплексов витаминов и микроэлементов, вводимых в питьевую воду – в частности «Гидро Рекс Минерал» производства Испании. Будучи белками, ферменты обладают всеми их свойствами. Вместе с тем биокатализаторы характеризуются рядом специфических качеств, тоже вытекающих из их белковой природы. Эти качества отличают ферменты от катализаторов обычного типа. Сюда относятся термолабильность ферментов, зависимость их действия от значения рН среды, специфичность и, наконец, подверженность влиянию активаторов и ингибиторов. Термолабильность ферментов объясняется тем, что температура, с одной стороны, воздействует на белковую часть фермента, приводя при слишком высоких значениях к денатурации белка и снижению каталитической функции, а с другой стороны, оказывает влияние на скорость реакции образования фермент- субстратного комплекса и на все последующие этапы преобразования субстрата, что ведет к усилению катализа. Зависимость каталитической активности фермента от температуры выражается типичной кривой. До некоторого значения температуры (в среднем до 5О°С) каталитическая активность растет, причем на каждые 10°С примерно в 2 раза повышается скорость преобразования субстрата. В то же время постепенно возрастает количество инактивированного фермента за счет денатурации его белковой части. При температуре выше 50°С денатурация ферментного белка резко усиливается и, хотя скорость реакций преобразования субстрата продолжает расти, активность фермента, выражающаяся количеством превращенного субстрата, падает. Детальные исследования роста активности ферментов с повышением температуры, проведенные в последнее время, показали более сложный характер этой зависимости, чем указано выше: во многих случаях она не отвечает правилу удвоения активности на каждые 10°С в основном из-за постепенно нарастающих конформационных изменений в молекуле фермента. Температура, при которой каталитическая активность фермента максимальна, называется его температурным оптимумом. Температурный оптимум для различных ферментов неодинаков. В общем для ферментов животного происхождения он лежит между 40 и 50°С, а растительного между 50 и 60°С. Однако есть ферменты с более высоким температурным оптимумом, например, у папаина (фермент растительного происхождения, ускоряющий гидролиз белка) оптимум находится при 8О°С. В то же время у каталазы (фермент, ускоряющий распад Н2О2 до Н2О и О2) оптимальная температура действия находится между 0 и -10°С, а при более высоких температурах происходит энергичное окисление фермента и его инактивация. Зависимость активности фермента от значения рН среды была установлена свыше 50 лет назад. Для каждого фермента существует оптимальное значение рН среды, при котором он проявляет максимальную активность. Большинство ферментов имеет максимальную активность в зоне рН поблизости от нейтральной точки. В резко кислой или резко щелочной среде хорошо работают лишь некоторые ферменты. Переход к большей или меньшей (по сравнению с оптимальной) концентрации водородных ионов сопровождается более или менее равномерным падением активности фермента. Влияние концентрации водородных ионов на каталитическую активность ферментов состоит в воздействии ее на активный центр. При разных значениях рН в реакционной среде активный центр может быть слабее или сильнее ионизирован, больше или меньше экранирован соседними с ним фрагментами полипептидной цепи белковой части фермента и т.п. Кроме того, рН среды влияет на степень ионизации субстрата, фермент-субстратного комплекса и продуктов реакции, оказывает большое влияние на состояние фермента, определяя соотношение в нем катионных и анионных центров, что сказывается на третичной структуре белковой молекулы. Последнее обстоятельство заслуживает особого внимания, так как определенная третичная структура белка-фермента необходима для образования фермент-субстратного комплекса. Специфичность - одно из наиболее выдающихся качеств ферментов. Эго свойство их было открыто еще в прошлом столетии, когда было сделано наблюдение, что очень близкие по структуре вещества - пространственные изомеры (?- и ?-метилглюкозиды) расщепляются по эфирной связи двумя совершенно разными ферментами. Таким образом, ферменты могут различать химические соединения, отличающиеся друг от друга очень незначительными деталями строения, такими, например, как пространственное расположение метоксильного радикала и атома водорода при 1-м углеродном атоме молекулы метилглюкозида.По образному выражению, нередко употребляемому в биохимической литературе, фермент подходит к субстрату, как ключ к замку. Это знаменитое правило было сформулировано Э. Фишером в 1894 г. исходя из того, что специфичность действия фермента предопределяется строгим соответствием геометрической структуры субстрата и активного центра фермента.В 50-е годы нашего столетия это статическое представление было заменено гипотезой Д. Кошланда об индуцированном соответствии субстрата и фермента. Сущность ее сводится к тому, что пространственное соответствие структуры субстрата и активного центра фермента создается в момент их взаимодействия друг с другом, что может быть выряжено формулой "перчатка - рука". При этом в субстрате уже деформируются некоторые валентные связи и он, таким образом, подготавливается к дальнейшему каталитическому видоизменению, а в молекуле фермента происходят конформационные перестройки. Гипотеза Кошланда, основанная на допущении гибкости активного центра фермента, удовлетворительно объясняла активирование и ингибирование действия ферментов и регуляцию их активности при воздействии различных факторов. В частности, конформационные перестройки в ферменте в процессе изменения его активности Кошланд сравнивал с колебаниями паутины, когда в нее попала добыча (субстрат), подчеркивая этим крайнюю лабильность структуры фермента в процессе каталитического акта.В настоящее время гипотеза Кошланда постепенно вытесняется гипотезой топохимического соответствия. Сохраняя основные положения гипотезы взаимоиндуцированной настройки субстрата и фермента, она фиксирует внимание на том, что специфичность действия ферментов объясняется в первую очередь узнаванием той части субстрата, которая не изменяется при катализе. Между этой частью субстрата и субстратным центром фермента возникают многочисленные точечные гидрофобные взаимодействия и водородные связи. 3. Классификация ферментов и характеристика некоторых групп. По первой в истории изучения ферментов классификации их делили на две группы: гидролазы, ускоряющие гидролитические реакции, и десмолазы, ускоряющие реакции не гидролитического распада. Затем была сделана попытка разбить ферменты на классы по числу субстратов, участвующих в реакции. В соответствии с этим ферменты классифицировали на три группы. 1. Катализирующие превращения двух субстратов одновременно в обоих направлениях: А+В)С+D. 2. Ускоряющие превращения двух субстратов в прямой реакции и одного в обратной: А+В)С. 3. Обеспечивающие каталитическое видоизменение одного субстрата как в прямой, так и в обратной реакции: А)В. Одновременно развивалось направление, где в основу классификации ферментов был положен тип реакции, подвергающейся каталитическому воздействию. Наряду с ферментами, ускоряющими реакции гидролиза (гидролазы), были изучены ферменты, участвующие в реакциях переноса атомов и атомных групп (феразы), в изомеризации (изомеразы), расщеплении (лиазы), различных синтезах (синтетазы) и т. д. Это направление в классификации ферментов оказалось наиболее плодотворным, так как объединяло ферменты в группы не по надуманным, формальным признакам, а по типу важнейших биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности любого организма. По этому принципу все ферменты делят на 6 классов. 1. Оксидоредуктазы - ускоряют реакции окисления - восстановления. 2.Трансферазы - ускоряют реакции переноса функциональных групп и молекулярных остатков. 3. Гидролазы - ускоряют реакции гидролитического распада. 4. Лиазы - ускоряют не гидролитическое отщепление от субстратов определенных групп атомов с образованием двойной связи (или присоединяют группы атомов по двойной связи). 5. Изомеразы - ускоряют пространственные или структурные перестройки в пределах одной молекулы. 6. Лигазы - ускоряют реакции синтеза, сопряженные с распадом богатых энергией связей. Эти классы и положены в основу новой научной классификации ферментов. К классу оксидоредуктаз относят ферменты, катализирующие реакции окисления - восстановления. Окисление протекает как процесс отнятия атомов Н (электронов) от субстрата, а восстановление - как присоединение атомов Н (электронов) к акцептору. В класс трансфераз входят ферменты, ускоряющие реакции переноса функциональных групп и молекулярных остатков от одного соединения к другому. Это один из наиболее обширных классов: он насчитывает около 500 индивидуальных ферментов. В зависимости от характера переносимых группировок различают фосфотрансферазы, аминотрансферазы, гликозилтрансферазы, ацилтрансферазы, трансферазы, переносящие одноуглеродные остатки (метилтрансферазы, формил-трансферазы), и др. Например, амидазы ускоряют гидролиз амидов кислот. Из них важную роль в биохимических процессах в организме играют уреаза, аспарагиназа и глутаминаза. Уреаза была одним из первых белков-ферментов, полученным в кристаллическом состоянии. Это однокомпонентный фермент (М=480000), молекула его глобулярна и состоит из 8 равных субъединиц. Уреаза ускоряет гидролиз мочевины до NН3 и СО2. Характерные черты действия ферментов класса лигаз (синтетаз) выявлены совсем недавно в связи со значительными успехами в изучении механизма синтеза жиров, белков и углеводов: Оказалось, что старые представления об образовании этих соединений, согласно которым они возникают при обращении реакций гидролиза, не соответствуют действительности. Пути их синтеза принципиально иные. Главная их особенность - сопряженность синтеза с распадом веществ, способных поставлять энергию для осуществления биосинтетического процесса. Одним из таких природных соединений является АТФ. При отрыве от ее молекулы в присутствии лигаз одного или двух концевых остатков фосфорной кислоты выделяется большое количество энергии, используемой для активирования реагирующих веществ. Лигазы же каталитически ускоряют синтез органических соединений из активированных за счет распада АТФ исходных продуктов. Таким образом, к лигазам относятся ферменты, катализирующие соединение друг с другом двух молекул, сопряженное с гидролизом пирофосфатной связи в молекуле АТФ или иного нуклеозидтрифосфата. Механизм действия лигаз изучен еще недостаточно, но, несомненно, он весьма сложен. В ряде случаев доказано, что одно из участвующих в основной реакции веществ сначала дает промежуточное соединение с фрагментом распадающейся молекулы АТФ, а вслед за этим указанный промежуточный продукт взаимодействует со вторым партнером основной химической реакции с образованием конечного продукта. По строению ферменты могут быть однокомпонентными, простыми белками, и двухкомпонентными , сложными белками. Во втором случае в составе ферментов обнаруживается добавочная группа небелковой природы. В разное время возникли различные наименования белковой части и добавочной группы в двухкомпонентных ферментах. Добавочную группу, прочно связанную, не отделяемую от белковой части, называют простетической группой; в отличие от этого добавочную группу, легко отделяющуюся от апофермента и способную к самостоятельному существованию, обычно именуют коферментом. Химическая природа важнейших коферментов была выяснена в 30-е годы нашего столетия благодаря трудам О. Варбурга, Р. Куна, П. Карра и др. Оказалось , что в основном роль коферментов в двухкомпонентных ферментах играют большинство витаминов ( Е, К, В1, В2, В6, В12, С и др. ) или соединений, построенных с участием витаминов. II. Витамины. 1.Общая характеристика. Витамины ( от лат. VITA - жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека и животных и имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма Витамины выполняют в организме те или иные каталитические функции и требуются в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами ( белками, жирами, углеводами и минеральными солями.) Поступая с пищей, витамины усваиваются ( ассимилируются ) организмом, образуя различные производные соединения ( эфирные, амидные, нуклеотидные и др.) которые в свою очередь , могут соединяться с белками. Наряду с ассимиляцией, в организме непрерывно идут процессы разложения(диссимиляции). Витамины, причем продукты распада ( а иногда и мало измененные молекулы витаминов ) выделяются во внешнюю среду. Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называться авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, ее называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина ; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов. Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом. В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментативных систем. Многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния, возникающие на почве выпадения функций тех или других коферментов. Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё не ясен, поэтому пока ещё не представляется возможность трактовать все авитаминозы как состояния, возникающие на почве нарушения функций тех или иных коферменты систем. История открытия витаминов. Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Однако, практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга. История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои. Практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище. Основоположником учения о витаминах, является русский учёный Николай Иванович Лунин, который ещё в 1880 году провёл весьма показательные опыты, изучая пищевые потребности животного организма. Подопытных животных (мышей) Лунин разделил на две группы. В одной из них мышей кормили обычным молоком, во второй -искусственным, т. е. изготовленным из очищенных веществ, входящих в состав молока. В результате во второй группе мыши погибли, а в первой оставались вполне здоровыми. На основании этого Лунин заключил, что: “...если невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке помимо козьего жира, молочного сахара и солей, содержаться ещё и другие вещества, незаменимые для питания». Лишь в 1905-1912 годах за рубежом были проведены аналогичные опыты, полностью подтвердившие вывод Лунина. Доказательство существования витаминов завершилось работой польского учёного Казимира Функа. В 1911 году он выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов);оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%- ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н.И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов,Функ (1912) предложил назвать весь этот класс веществ витаминами (лат. vita - жизнь, vitamin - амин жизни). Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла. В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения, которые, являясь необходимой составной частью пищи, присутствуют в ней в чрезвычайно малых количествах посравнению с основными её компонентами. Витамины-необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов потому, что они не синтезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом. Витаминыэто вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Первоисточником всех витаминов являются растения и особенно зеленый лист, где преимущественно образуются витамины, а также провитамины, т.е. вещества, из которых витамины могут образовываться в организме животного. Человек получает витамины или непосредственно из растений, или косвенно - через животные продукты, в которых витамины были накоплены из растительной пищи во время жизни животного. В последнее время все более выясняется важная роль микроорганизмов, синтезирующих некоторые витамины и снабжающих ими животных. Так, взрослые жвачные животные не нуждаются в витаминах группы В потому, что этими витаминами их в достаточной мере снабжает микрофлора пищеварительного тракта. Тема № 3 Биологическая роль гормонов и минеральных веществ. Гормоны – БАВ выделяемые в кровь и межтканевую жидкость железами внутренней секреции. Биологическая роль минеральных веществ 1.Общая характеристика. Гормоны- специфические вещества, которые вырабатываются в организме и регулируют его развитие и функционирование. В переводе с греческого – гормоны- означают двигаю, возбуждаю. Гормоны образуются специальными органами – железами внутренней секреции ( или эндокринными железами ) .Эти органы названы так потому, что продукты их работы не выделяются во внешнюю среду ( как, например, у потовых или пищеварительных желез) , а “ подхватываются “ током крови и разносятся по всему организму. “Истинные” гормоны ( в отличии от местных регуляторных веществ ) выделяются в кровь и действуют практически на все органы, в том числе значительно удаленные от места образования гормона. Биологически активные вещества, образующиеся в других, отличных от желез внутренней секреции, органах и тканях, принято называть “ парагормонами”, “гистогормонами”, “биогенными стимуляторами”. На участие этих веществ в регуляции функций организма впервые указал русский физиологВ.Я. Данилевский ( в 1899г. На 7- м съезде общества русских врачей в памятьН.И.Пирогова). Термин “гормоны” впервые был применен У. Бейлиссом и Э.Старлингом в 1902г. По отношению к специфическому продукту секреции слизистой оболочки верхней части кишечника – т.н. секретину, стимулирующему отделение сока поджелудочной железы. Однако секретин следует отнести к гистогормонам. Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к “гормонам” совершенно не правильно. Беспозвоночные животные не имеют сформировавшейся эндокринной системы(т.е. функционально взаимосвязанных желез внутренней секреции). Так, у насекомоядных обнаружены лишь отдельные железистые образования, в которых по-видимому, и происходит выработка гормональных веществ ( напр. вызывающих линьку, окукливание и пр.) У кольчатых червей существует только зачаток адреналовой системы в форме хромафинных клеток, а у переходных форм от безпозвоночных к позвоночным – асцидий( оболочников) – имеются гомологи гипофиза и щитовидной железы. Эндокринная система со специфическими физиологическими функциями достигает полного развития лишь у позвоночных животных и человека. У высших позвоночных животных и человека эндокринная система начинает функционироватьна довольно на ранних этапах зародышевого развития. У человека напр. , гормон щитовидной и поджелудочной желез, отдельные гормоны гипофиза обнаружены уже на 3-4-м месяце у эмбриона. Первоначально термином “гормон” обозначали химические вещества, которые секретируются железами внутренней секреции в лимфатические или кровеносные сосуды, циркулируют в крови и оказывают действие на различные органы и ткани, находящиеся на значительном расстоянии от места их образования. Оказалось, однако, что некоторые из этих веществ (например, норадреналин), циркулируя в крови как гормоны, выполняют функцию нейропередатчика (нейротрансмиттера), тогда как другие (соматостатин) являются и гормонами, и нейропередатчиками. Кроме того, отдельные химические вещества секретируются эндокринными железами или клетками в виде прогормонов и только на периферии превращаются в биологически активные гормоны (тестостерон, тироксин, ангиотензиноген и др.). Гормоны, в широком смысле слова, являются биологически активными веществами и носителями специфической информации, с помощью которой осуществляется связь между различными клетками и тканями, что необходимо для регуляции многочисленных функций организма. Информация, содержащаяся в гормонах, достигает своего адресата благодаря наличию рецепторов, которые переводят ее в пострецепторное действие (влияние), сопровождающееся определенным биологическим эффектом. 2.Варианты действия гормонов.В настоящее время различают следующие варианты действия гормонов: 1) гормональное, или гемокринное, т.е. действие на значительном удалении от места образования; 2) изокринное, или местное, когда химическое вещество, синтезированное в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой, и высвобождение этого вещества осуществляется в межтканевую жидкость и кровь; 3) нейрокринное, или нейроэндокринное (синаптическое и несинаптическое), действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейротрансмиттера или нейромодулятора, т.е. вещества, изменяющего (обычно усиливающего) действие нейротрансмиттера; 4) паракринное — разновидность изокринного действия, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости; 5) юкстакринное – разновидность паракринного действия, когда гормон не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передается через плазматическую мембрану рядом расположенной другой клетки; 6) аутокринное действие, когда высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность; 7) солинокринное действие, когда гормон из одной клетки поступает в просвет протока и достигает таким образом другой клетки, оказывая на нее специфическое воздействие (например, некоторые желудочно-кишечные гормоны). Синтез белковых гормонов, как и других белков, находится под генетическим контролем, и типичные клетки млекопитающих экспрессируют гены, которые кодируют от 5000 до 10 000 различных белков, а некоторые высокодифференцированные клетки – до 50 000 белков. Любой синтез белка начинается с транспозиции сегментов ДНК, затем транскрипции, посттранскрипционного процессинга, трансляции, посттрансляционного процессинга и модификации. Многие полипептидные гормоны синтезируются в форме больших предшественников-прогормонов (проинсулин, проглюкагон, проопиомеланокортин и др.). Конверсия прогормонов в гормоны осуществляется в аппарате Гольджи. 3.Классификация гормонов по химической природе. По химической природе гормоны делятся на белковые, стероидные (или липидные) и производные аминокислот. Белковые гормоны подразделяют на пептидные: АКТГ, соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин, глюкагон, и протеидные – глюкопротеиды: тиротропный (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), тироглобулин. Гипофизотропные гормоны и гормоны желудочно-кишечного тракта принадлежат к олигопептидам, или малым пептидам. К стероидным (липидным) гормонам относятся кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечника и половыми железами. К этой группе можно отнести и стеролы витамина D – кальцитриол. Производные арахидоновой кислоты являются, как уже указывалось, простагландинами и относятся к группе эйкозаноидов. Адреналин и норадреналин, синтезируемые в мозговом слое надпочечника и других хромаффинных клетках, а также тироидные гормоны являются производными аминокислоты тирозина. Белковые гормоны гидрофильны и могут переноситься кровью как в свободном, так и в частично связанном с белками крови состоянии. Стероидные и тироидные гормоны липофильны (гидрофобны), отличаются небольшой растворимостью, основное их количество циркулирует в крови в связанном с белками состоянии. Гормоны осуществляют свое биологическое действие, комплексируясь с рецепторами – информационными молекулами, трансформирующими гормональный сигнал в гормональное действие. Большинство гормонов взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматических мембранах клеток, а другие гормоны – с рецепторами, локализованными внутриклеточно, т.е. с цитоплазматическими и ядерными эффектом. 4.Свойства гормонов.Особый интерес представляет способность организма сохранять гормоны в иноктивированном( недеятельном) состоянии.Гормоны, являясь специфическими продуктами желез внутренней секреции, не остаются стабильными, а изменяются структурно и функционально в процессе обмена веществ. Продукты превращения гормонов, могут обладать новыми биокаталитическими свойствами и играть определенную роль в процессе жизнидеятельности: напр., продукты окисления адреналина – дегидроадреналин, адренохром, как это показал А.М. Утевский, являются своеобразными катализаторами внутреннего обмена. Работа гормонов осуществляется под контролем и в теснейшей зависимости с нервной системой. Роль нервной системы в процессах гормонообразования впервые была доказана в начале 20в. русским ученым Н.А. Специфичность физиологического действия гормонов является относительной и зависит от состояния организма как целого. Большое значение имеет изменение состава среды, в которой действует гормон, в частности, увеличение или уменьшение концентрации водородных ионов, сульфгидрильных групп, солей калия и кальция, содержание аминокислот и прочих продуктов обмена веществ, влияющих на реактивность нервных окончаний и взаимоотношения гормонов с ферментными системами. Так, действие гормона коры надпочечника на почки и сердечно-сосудистую систему в значительной степени определяется содержанием хлористого натрия в крови. Соотношение между количеством активной и неактивной формы адреналина определяется содержанием аскорбиновой кислоты в тканях. Доказано, что гормоны находятся в тесной зависимости от условий внешней среды, влияние которой опосредуется рецепторами нервной системы. Раздражение болевых, температурных, зрительных и др. рецепторов оказывает влияние на выделение гормона гипофиза, щитовидной железы, надпочечника и др. желез. Составные части пищи могут служить , с одной стороны источником структурного материала для построения гормонов ( йод, аминокислоты, стерины), а с дугой стороны – путем изменения внутренней среды и влияние на интерорецепторы, воздействовать на функцию желез, образующих гормоны. Так, установлено, что углеводы, преимущественно влияют на выделение инсулина; белки – на образования гормона гипофиза, половых гормонов, гормона коры надпочечника, гормона щитовидной железы; витамин С – на функцию щитовидной железы и надпочечника и т.д. Некоторые химические вещества , вводимые в организм, могут специфически нарушать гормонообразование. IIВ животном организме найдено около 40 минеральных веществ; большая часть их не играет роли в обмене и перешла в организм с составными веществами корма. Жизненно необходимыми принято считать те минеральные вещества, которые выполняют роль структурных компонентов, действуют как активаторы ферментов или участвуют в клеточном обмене. Кобальт. Значение кобальта в питании всех животных непосредственно связано с физиологической функцией витамина В12, в состав которого он входит. При недостаточном поступлении кобальта с кормом у животных возникает тяжелая форма анемии вследствие сильного угнетения бактериального синтеза витамина В12 в желудке. Для животных с простым желудком, у которых возможность образования витамина B12 микрофлорой желудочно-кишечного канала весьма ограниченна, кобальт, согласно сложившимся представлениям о его, роли в организме, не может иметь существенного значения. Поэтому у пушных зверей явления понижения плодовитости, анемии и задержки роста, вызываемые недостаточностью витамина B12, должны предупреждаться введением витамина, а не кобальта. Все попытки вызвать кобальтовую недостаточность у животных с простым желудком, получавших в кормах витамин В12, терпели неудачу. Марганец входит в состав тканей организма. При дефиците этого элемента наблюдается снижение активности щелочной фосфатазы костяка. На лабораторных животных показано, что марганец влияет на их воспроизводительную способность. При недостаточном введении этого элемента задерживается половое созревание, овуляция на? ступает нерегулярно, детеныши рождаются мертвыми и нежизнеспособными. У самцов рацион с дефицитом марганца вызывал дегенерацию зародышевого эпителия. В обычных кормовых средствах содержание марганца достаточно, чтобы удовлетворить потребность всех сельскохозяйственных животных, за исключением птицы. Пока не изучена потребность пушных зверей в марганце, представляет интерес испытание подкормки этим элементом норок, лисиц и песцов там, где имеются нарушения в их размножении. Зверям можно давать в виде подкормки сернокислый и углекислый марганец от 0,5 до 1 мг на 100 г сухого вещества корма. Это значит, что взрослой самке норки можно скормить до 0,5 мг, а самке песца и лисицы до 1 мг этих солей в день. Вводят марганцовую подкормку с кормовой смесью в виде 1%-ного водного раствора. Через каждые 14 дней скармливания делают 2-недельный перерыв. Следует избегать избыточных дач марганца в связи с тем, что он оказывает определенное отрицательное влияние на баланс витаминов (в частности, тиамина и рибофлавина) в организме. Цинк. Он входит в простетическую группу энзима эритроцитов угольной ангидразы. Недостаток его оказывает влияние на рост животного и его воспроизводительные способности. Принято считать, что в обычных кормовых средствах количество цинка значительно превышает любую вероятную потребность организма в нем, и поэтому нет необходимости давать домашним животным дополнительную подкормку. Поскольку не исключено влияние добавок цинка на обмен и имеются наблюдения о благоприятном действии цинковой подкормки в период размножения зверей, имеется необходимость дальнейшего изучения полезности применения элемента в звероводстве. Йод является обязательной составной частью гормона щитовидной железы - тироксина. При недостаточном поступлении йода в организм прекращается образование тироксина и животные заболевают так называемой зобной болезнью. У таких самок рождаютея слабые или мертвые детеныши с очень редким покровом шерсти или полностью безволосые. Выживший молодняк с гипофункцией щитовидной железы остается слабым и плохо развивающимся. Количество йода в зерновых, мясных и молочных кормах чрезвычайно мало и зависит от содержания элемента в почве и воде. Существуют районы, где йод поступает в количествах, не покрывающих минимальные потребности животных в нем. В таких местах для поддержания нормального состояния и продуктивности животных, особенно в период размножения, необходимо давать йодную подкормку. Имеются указания, что в местах с известковым грунтом, где вода жесткая (высокое содержание кальция и магния), йодная недостаточность вследствие плохого усвоения элемента организмом наступает быстрее. В районах, где зоб является эндемическим заболеванием животных, следует применять добавки йода и к рационам зверей. Поскольку потребность в йоде пока неизвестна, то нужно применять те дозы, которые в практических условиях предупреждали недостаточность в этом элементе. Считается достаточным введение норке в сутки по 0,03-0,05 мг, лисице и песцу по 0,1 мг йодистого калия. Йодную подкормку надо вводить зверям прежде всего в период беременности. Щитовидная железа обладает способностью накапливать йод, и поэтому подкормку можно производить не ежедневно, а через 3-5 дней. Она не должна превышать 10 миллионных частей (Aulerich и др., 1978). Данных о необходимости добавления к обычным рационам зверей других минеральных веществ, например калия и магния, нет. При применении подкормок микроэлементами необходимо помнить: большая часть их - сильные окислители и в кормовой смеси могут ускорить разрушение некоторых витаминов. Поэтому их надо вводить с кормом не каждый день, а периодически или с перерывами. Основные источники витаминов (рыбий жир, дрожжи, печень, витаминные препараты) нужно давать в кормежки без минеральных подкормок. Тема № 4 Взаимодействие БАВ в животном организме Основные биологически активные вещества Участие БАВ в обменных процессах Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны – жизненно важные и необходимые компоненты животного организма . Находясь в малых количествах , они обеспечиваютполноценную работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов. Эти белковые катализаторы способны не только осуществлять самые удивительные превращения веществ, но и делают это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении. В отличии от катализаторов неорганической природы ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый данный фермент катализирует лишь определенную химическую реакцию, т.е. действует на вполне определенное вещество или на вполне определенный тип химической связи, обеспечивая строгую согласованность работы аппарата живой клетки. Эта высокая специфичность действия фермента заключена в архитектуре его молекулы. За последние годы достигнуты заметные успехи в изучении пространственного строения большого числа ферментов. Например, используя метод рентгеноструктурного анализа, удалось определить строение и создать модель молекулы – лизоцима. Лизоцим – это фермент, содержащийся в слезах, слизи из полости носа и т. д. Он способен расщеплять молекулу сложного полисахарида, входящего в состав оболочки некоторых бактерий. Анализируя модель молекулы лизоцима, исследователи пришли к выводу о существовании явной связи между формой и функцией этого фермента. Полипептидная цепь лизоцима свернута очень сложным способом и образует компактную, почти глобулярную молекулу. Одной из примечательных особенностей строения этого фермента является наличие “ кармана” , расположенного примерно посредине молекулы. Субстрат (полисахарид) укладывается (встраивается) в этот “карман”, в котором, как полагают, расположен активный центр фермента. В процессе образования фермент- субстратного комплекса “карман” несколько сужается. В результате субстрат приобретает большую, чем обычно, реакционную способность. Можно предполагать, что особые группы ферментов оказываются в непосредственной близости к определенным участкам молекулы субстрата, вызывая изменения в распределении электронов, что, в свою очередь, приводит к ослаблению и разрыву связи. В последние годы удалось добиться существенных успехов ив разрешении вопроса о регуляции активности ферментов. Как уже отмечалось, существуют две возможности ее регуляции: изменение активности «готовых» молекул фермента и регулирование на генетическом уровне, которое реализуется в изменении скорости биосинтеза ферментного белка. Различают также наличную(имеющуюся) и потенциальную (регулируемую) активность ферментов. Наличная – характеризуется активностью фермента в исходном состоянии ткани, потенциальную – возможным изменением активности фермента в различных жизненных ситуациях, когда к системе предъявляются повышенные требования. В этой связи небезынтересно отметить, что к старости в первую очередь снижается потенциальная (регулируемая) активность ферментов. При старении уже в обычных условиях могут быть мобилизованы приспособительные возможности многих ферментных систем, диапазон дальнейшего приспособления систем резко сужается, т.е. первичные механизмы старения, по-видимому, в значительной мере связаны с изменением (ослаблением) потенциальной активности ферментов. Можно предположить , что дальнейшее бурное развитие энзимологии уже в недалеком будущем принесет самые неожиданные возможности контроля над процессом старения, удлинит период высокой творческой активности человека. Тема № 5 Содержание БАВ в почве и в воде. Почва – растения – корм – животный организм – это неразрывно связанные звенья, миграции БАВ. Почва — это сложная система, состоящая из минерального и органического компонентов. Она служит субстратом для развития растений. Для успешного земледелия необходимо знать особенности и пути формирования почвы — это помогает повысить ее плодородие, т. е. имеет большое экономическое значение. В состав почвы входят четыре основных компонента: 1) минеральное вещество; 2) органическое вещество; 3) воздух; 4) вода, которую правильнее называть почвенным раствором, поскольку в ней всегда растворены те или иные вещества. Почва состоит из минеральных компонентов разного размера: камней, щебня и «мелкозема». Последний принято подразделять в порядке укрупнения частиц на глину, ил и песок. Механический состав почвы определяется относительным содержанием в ней песка, ила и глины. Механический состав почвы сильно влияет на дренаж, содержание питательных веществ и температурный режим почвы, иными словами, структуру почвы с агрономической точки зрения. Средне- и мелкоструктурные почвы, такие как глины, суглинки и алевриты, обычно более пригодны для роста растений, так как содержат достаточно питательных веществ и способны лучше удерживать воду с растворенными в ней солями. Песчанистые почвы быстрее дренируются и теряют питательные вещества в результате выщелачивания, но их выгодно использовать для получения ранних урожаев; весной они быстрее, чем глинистые, просыхают и прогреваются. Присутствие камней, т. е. частиц диаметром более 2 мм, важно с точки зрения износа сельскохозяйственных орудий и влияния на дренаж. Обычно с увеличением содержания камней в почве уменьшается ее способность удерживать воду. Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась, чем старше почва, тем сильнее это отличие. Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась, чем старше почва, тем сильнее это отличие. Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. В зоне гипергенеза большинство из них неустойчиво и с той или иной скоростью разрушается. Одними из первых разрушаются оливин, амфиболы, пироксены, нефелин. Более устойчивыми являются полевые шпаты, составляющие до 10—15 % массы твёрдой фазы почвы. Чаще всего они представлены относительно крупными песчаными частицами. Высокой стойкостью отличаются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Содержание их обычно незначительно, однако позволяет судить о происхождении материнской породы и времени почвообразования. Наибольшую устойчивость имеет кварц, который выветривается за несколько миллионов лет. Благодаря этому в условиях длительного и интенсивного выветривания, сопровождающегося выносом продуктов разрушения минералов, происходит его относительное накопление. Почва характеризуется высоким содержанием вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т. д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие. Высоко содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы — они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит). В аридных регионах в почве нередко накапливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса. Почва обладает плодородием — является наиболее благоприятным субстратом или средой обитания для подавляющего большинства живых существ — микроорганизмов, животных и растений. Свойство различных почв по-разному аккумулировать разнообразные химические элементы и соединения, одни из которых необходимы для живых существ (биофильные элементы и микроэлементы, различные физиологически-активные вещества), а другие являются вредными или токсичными (тяжёлые металлы, галогены, токсины и пр.), проявляется на всех живущих на них растениях и животных, включая и человека. В агрономии, ветеринарии и медицине такая взаимосвязь известна в виде так называемых эндемических болезней, причины которых были раскрыты только после работ почвоведов. Почва оказывает существенное влияние на состав и свойства поверхностных, подземных вод и всю гидросферу Земли. Фильтруясь через почвенные слои вода извлекает из них особый набор химических элементов, характерный для почв водосборных территорий. А поскольку основные хозяйственные показатели воды (её технологическая и гигиеническая ценность) определяются содержанием и соотношением этих элементов, то нарушение почвенного покрова проявляется также в изменении качества воды. Тема № 6 БАВ применяемые в животноводстве. 1. Использование БАВ в животноводстве и птицеводстве. 2. Минеральные подкормки 3. Синтетические азотсодержащие вещества. Антиоксиданты Технология производства животноводческой продукции на промышленной основе рассчитана на разведение высокопродуктивных животных, которые имеют повышенную потребность в биологическики активных веществах. Содержание животных на комплексах не позволяет им компенсировать недостатокминеральных веществ и витаминов путем изберательного потребления кормовых растений, минералов, почвы, они часто бывают лишены солнечного света. Дифицит или избыток биологически активных веществ в отдельных кормах – явление обычное. Частично оно может быть устранено комбинированием кормов в рационе, разнообразием их. Однако эти возможности ограничены. В промышленнос животноводстве все шире находят применение корма, приготовленные из одной культуры – монокорма. Поэтому применение в промышленном животноводстве кормовых добавок, содержащих полный набор дефицитных биологически активных веществ, - непременное и обязательное условие для получения большого количества дешовой и высококалорийной продукции, проявления генетического потенциала, профилактики неинфекционных и инфекционных заболеваний и борьбы с ними. Наиболее распространено применение биологически активных веществ в птицеводсвте, а также в свиноводстве, где кормление осуществляется, как правило, с использованием специальных комбикормов, сбалансированных по питательным и биологически активным веществам, с дифференциацией по видам животных, их возрасту и направлению продуктивности. Не всякий препарат, содержащий нужное вещество, может быть использован для удовлетворения потребностей животных. Для этого он должен отвечать определным требованиям. В качестве кормовых добавок, стимулирующих повышение продуктивности животных, допустимы к применению только те биологически активные вещества и препараты, их содержащие, которые разрешены Министерством Сельского хозяйтсва. Они предварительно апробированны в соответствии с существующими требованиями в опытах на животных. Препарат должен быть стандартным, то есть обладать постоянным и строго установленным физико-химичесикими и биологическими свойствами. Должны быть выявлены механизм и особенности дейтсвия препарата в зависемости от вида, пола, возроста животного и физиологического состояния, а также возможные противопоказания и ограничения; условия, усиливающие или ослобляющие дейтсиве; тип кормления, синергисты и антогонисты препарата и т.д. Необходимо конкретно указать способ применения препарата, особенности дейтсвия при однократном и многократном рименении, а также токсичность, меры предупреждения отравлений и способы их лечения; сроки выведения из организма и сроки убоя животных после последнего применения препарата; допустимость сочетания с другими препаратами. Новые препараты и кормовые добавки испытывают в производственных условиях и внедряют в практику животноводство в соотвествии с «Положением о порядке апробации новых ветеринарных препаратов». Минеральные подкормки. По составу различают: кальциевые (мел, известняки, мергель (доломитовый известняк), травертины, известковый туф) фосфорные (моноаммонийфосфат, диаммонийфосфат, динатрийфосфат); смешанные (дикальцийфосфат, трикальцийфосфат, дефторированный фосфат, натрий фосфорнокислый, древесная зола и др.); магниевые (окись магния, карбонат магния, сульфат магния); соль поваренная, микроминеральные добавки. По происхождению минеральные добавки подразделяются на: - природные (известняки, глины, травертины, ракушка, мука костная, цеолиты - клиноптилолит, морденит, сапропель, тереклит - вулканоидная грязь - серо-голубоватый сланец, бишофит; -синтетические (окислы и соли макро- и микроэлементов). По физической форме - чаще всего сыпучие порошки, иногда в форме таблеток или солевых брикетов. Мел - белый аморфный порошок, нерастворим в воде; содержит в среднем 37% кальция в форме карбоната. Известняки - имеют одинаковую эмпирическую формулу с мелом и содержат в среднем 33% кальция, 2-3% - магния, 3-4% - кремния и примеси фосфора, серы. Добыча известняков осуществляется повсеместно, в том числе в Ленинградской, Псковской и Новгородской областях. Известь гашеная - можно скармливать вместо мела через 5 - 6 месяцев после гашения. Мука ракушки - применяется в птицеводстве в качестве источника кальция и гастролита. Чаще всего это размолотые створки двухстворчатых моллюсков - мидии, устриц. Из ассортимента фосфорных подкормок чаще всего применяют следующие: моноаммонийфосфат и диаммонийфосфат - содержит по 22% и 23% фосфора соответственно. мононатрийфосфат и динатрийфосфат - содержит по 25% и 20% фосфора соответственно и натрий. натрий фосфорнокислый - хорошо растворимый в воде белый аморфный порошок; содержит 10% натрия и около 8% фосфора. Смешанные (кальциево-фосфорные подкормки) представлены большим ассортиментом подкормок, в том числе : костная мука - приготавливается из обезжиренной и обесклеенной пищевой кости; по внешнему виду представляет собой белый порошок с сероватым оттенком. Содержит в среднем 31,6% кальция и 14,6% фосфора. Минеральные вещества из костной муки хорошо усваиваются животными; костная зола - получают сжиганием обезжиренных костей. Содержит около 35% кальция и 16% фосфора. Порошок светло-серого цвета. Широко используют в фермерских хозяйствах, особенно в кормлении птицы и крупного рогатого скота; монокальцийфосфат кормовой (ГОСТ 18660-73)- содержит 16% кальция и 23% фосфора. Ценная подкормка при одновременном дефиците обоих макроэлементов в основном для жвачных; преципитат кормовой (МРТУ 6-17-27-68) - комплексная подкормка, содержащая 25% кальция и 19% фосфора; сыпучий кристаллический порошок бело-серого цвета. Применяют в основном при балансировании рационов поросят-отъемышей и птицы; фосфат обесфторенный (дефторированный) (ГОСТ 10516-75)приготовляют гидротермической обработкой из апатитов месторождения Кольского полуострова. Может быть приготовлен из фосфоритов. Содержание фтора не должно превышать 0,1%. В зависимости от исходного сырья содержание минеральных элементов значительно варьирует, в среднем кальция- 36%, фосфора - 16% (в виде фосфатов). В качестве примесей входит магний, железо, кремний и другие элементы. В ряде случаев жвачные животные испытывают дефицит магния. Чаще всего это происходит в начале пастбищного периода; при сильнойгипокальциемии возможна “пастбищная тетания”. Окись магния (жженая магнезия). Белый аморфный порошок, почти нерастворим в воде. Содержит около 60% магния, 0,15% - кальция. Магния карбонат (углекислый магний, жженая магнезия). Рыхлый аморфный порошок, мало растворим в воде. Содержит 23 - 25% магния. Магния сульфат. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимы в воде. Содержит около 9% магния и 13% серы, ценная подкормка для овец. Соль поваренная. Белые кубические кристаллы, хорошо растворимые в воде; содержит 30% натрия и 57% хлора. Используют как каменную соль, так и выварочную, в том числе в виде крупных кусков - лизунцов. Вводят в состав комбикормов, кормосмесей, подсаливают пойло. Применяют при силосовании. В ряде регионов страны и мира ( в основном степные и пустынные районы) при поении овец и верблюдов используют природную соленую (минерализованную) воду. Соль йодированная. В условиях хозяйств часто готовят соль йодированную; для стабилизации йода применяют гипосульфит натрия или питьевую соду. Брикеты-лизунцы - изготовляют для жвачных животных заводским путем. Для крупного рогатого скота рекомендуют следующую рецептуру солевых брикетов. Рецептура солевых брикетов для жвачных, % Ингредиент Соль поваренная Диаммонийфосфат Аммония сульфат Марганца сульфат Меди сульфат Железа сульфат Кобальта хлорид Рецепт №1 49,8 45,0 5,0 0,06 0,08 0,04 0,02 Рецепт №2 69,8 25,0 5,0 0,06 0,08 0,04 0,02 В территории РК выделяют несколько биогеохимических провинций по ряду микроэлементов, поэтому часто возникает необходимость использовать микроэлементные подкормки, чаще всего в виде солей серной и угольной кислот – они легко гидролизуются, а сульфаты – дополнительно обогащают рационы серой. В городе Белгороде заводом Цитробел» освоено производство цитратных витаминно - минеральных комплексов (цитраты (соли лимонной кислоты) цинка, железа, марганца, кобальта). В Новгородской области отмечают недостаточный уровень меди, кобальта, йода в воде, почве, кормах. При дефиците железа, а это характерно для поросят ранних периодов выращивания, так как они появляются на свет с недостатком железа в организме, используют такие железосодержащие подкормки, как: - железо сернокислое (железный купорос); - железа глицерофосфат; - препараты “Ферродекс” и “Ферродекстрин”; - ферросил - с содержанием в составе подкормки восстановленного карбонильного железа. В качестве биогенной добавки в рационы ремонтных свинок рекомендуется вводить ферросил в дозе 6 мг/кг живой массы (Кандрашкина Т.Н., 2006). В фермерских хозяйствах допустимо применять в качестве источника железа природную красную глину – в отдельных корытцах. В ряде регионов страны имеет место дефицит селена, поэтому разработаны ряд селенсодержащих препаратов, таких как натрия селенит , «Селекор» и “Селплекстм” - органическая форма селена. В кормлении гусынь-несушек данные препараты рекомендуется использовать в дозировке 660 мг/т и 300 г/т корма соответственно (С.Ф. Суханова, 2004). При дефиците микроэлементов в рационах, а также с профилактической целью применяют, чаще всего в составе комбикормов или премиксов, сульфаты, карбонаты и глицерофосфаты меди, цинка, марганца, кобальта, а также йодистый и йодоватокислый калий, молибденовокислый натрий и натрия селенит . Имеется информация по положительному влиянию на организм животных микроэлементов – железа и цинка в форме солей янтарной кислоты – сукцинатов (М. Суяров, 2007). При расчетах по введению макро- и микроэлементов в состав рационов и комбикормов расчеты ведут по содержанию чистого элемента, для чего используют таблицу коэффициентов пересчета элементов в соединения и наоборот. Из природных комплексных минеральных подкормок широко применяют: цеолиты- кристаллические пористые алюмосиликаты. Известно свыше 30 алюмосиликатов, наиболее часто используют в практике кормления клиноптилолит и морденит. Цеолиты являются хорошими сорбентами и ионообменниками, способны связывать и выводить из организма тяжелые металлы и радионуклиды; замедляя скорость передвижения пищевых масс в желудочно-кишечном тракте, способствуют улучшению пищеварения. В состав комбикормов для птицы вводят в количестве 3 - 6%, для свиней - 5%. Крупному рогатому скоту рекомендуют скармливать цеолиты при использовании в рационах мочевины; при этом снижается опасность отравления животных. Дойным коровам рекомендуемая добавка цеолитов составляет 50 г на 100 кг живой массы. Месторождения цеолитов встречаются повсеместно, наиболее известны цеолиты, добываемые на территории Башкортостана, Читинской области, Орловской области и другие. Также цеолиты используют в качестве дезодорантов в составе подстилки для птицы и при гидросмыве навоза в свиноводстве; сапропель - озерный ил; добывают со дна озер и медленно текущих рек повсеместно в стране. Обычно землечерпалками добывают сапропель с осени, за зиму он вымерзает и из студневидной формы превращается в рассыпную. Состав значительно различается по зонам добычи. В среднем содержит 7 - 25% кальция, 0,5 - 1% - магния, 3 - 4% - кремния, фосфор, серу. Свиньям скармливают или в чистом виде из кормушек или в составе мешанок, для птицы - в составе комбикорма или гранул с другими кормами. В частности, при скармливании сапропеля из оз. Чептыкуль (Республика Башкирия) лучшие результаты получены при введении сапропеля из расчета 4,5 – 6,0 % от массы корма (С.Булатов, А. Фаррахов, 2006). Антиоксиданты - добавки специального назначения - применяют для снижения процессов окисления жиров в составе кормов животного происхождения и разрушения каротина в растительных кормах. Особенно актуально использование антиоксидантов при хранении жирной рыбной муки, мясо -костной муки, травяной муки и комбикормов с наличием данных кормов в составе. Чаще всего используют дилудин и сантохин. Синтетические азотсодержащие вещества (САВ) - ряд кормовых средств химического синтеза, призванных частично восполнять дефицит протеина в составе рационов жвачных животных. Мочевина (ГОСТ 3081-63) - кристаллическая соль белого цвета, без запаха, хорошо растворима в воде. В расчете на сухое вещество в мочевине содержится 44 - 46% азота, что учитывается при вводе мочевины в состав рациона. Лактирующим коровам следует давать карбамида до 15 - 20% от потребности в переваримом протеине - не более 150 г/гол/сут; овцам - 30 35% - не более 15-18 г/гол/сут. Аммонийные соли - бикарбонат аммония содержит 17% азота, обычно в зимний период. Дойным коровам дают до 200 - 300 г/гол/сут., овцам - 30 40 г/гол/сут. Сульфат аммония - содержит 21,2% азота и 25,9% серы. Используют чаще всего с карбамидом в сочетании 2-3:1. При скармливании синтетических азотсодержащих веществ следует жестко соблюдать ряд правил: - скармливать САВ молодняку не ранее 6-месячного возраста; - не использовать САВ в рационах племенных животных, производителей, сухостойных коров; - не скармливать животным САВ с питьевой водой; - при скармливании мочевины в составе амидо - минеральных и амидоконцентратных добавок строго соблюдать дозировку и технологический процесс; - хорошей профилактикой предупреждения отравления аммиаком при скармливании САВ является ввод в рацион цеолитов. Чаще всего используют при откорме молодняка и взрослого крупного рогатого скота и овец. Тема № 7 Основные требования к препаратам. Основные требования предъявляемые БАВ, основные препараты. По своему происхождению лекарственные средства делятся на две основные группы: I. Природные сырьевые материалы растительного, животного и минерального происхождения, прошедшие первичную обработку (очистка от примесей, сушка, сортировка). Относятся: лекарственное растительное сырье – валерьяновый корень, цветы ромашки, ягоды малины, камеди (абрикосовая камедь), бальзамы (терпентин); лекарственное сырье животного происхождения – железы внутренней секреции домашних животных. II. Лекарственные вещества, полученные в результате переработки природных сырьевых материалов или целенаправленного синтеза. II группа делится на следующие группы: 1. Химические препараты. По своей природе это индивидуальные химические вещества, а по своему происхождению – продукты синтеза или очищенные природные вещества, которые являются лекарственными веществами – натрия хлорид, натрия сульфат, серебра нитрат, соляная и серная кислоты, натрия гидрокарбонат, калия перманганат, натрия тиосульфат и т.д. 2. Химико-фармацевтические препараты. По своей природе это также индивидуально химические вещества. Получаются в результате органического синтеза, иногда весьма сложного. Входят: сульфаниламидные препараты (стрептоцид, норсульфазол), противотуберкулезные средства (фтивазид), снотворные и анестезирующие вещества, противомалярийные средства (бигумаль). К ХФП относятся также биологически активные вещества, выделенные в чистом виде из сырьевых материалов растительного и животного происхождения (алкалоиды и гликозиды). Отдельную группу представляют препараты радиоактивных изотопов, например препараты радиоактивного йода. 3. Препараты антибиотиков. Антибиотики являются продуктами жизнедеятельности различных микроорганизмов и получаются в результате биологического синтеза при выращивании микроорганизмов на питательных специальных средах. Широко известны антибиотики микробного происхождения (пенициллин, стрептомицин, биомицин, грамицидин). Некоторые из антибиотиков получают синтетически (метициллин, оксациллин). Широким спектром антибактериального действия обладают антибиотики группы цефалоспоринов. 4. Витаминные препараты. Среди них имеются как химически индивидуальные синтетические вещества (аскорбиновая кислота, тиамин, никотиновая кислота, цианокобаламин и др.), так и сложные комплексы веществ (концентраты, экстракты, сиропы). 5. Органопрепараты. Получаются их органов, тканей и соков животного организма. Являются сложными комплексами веществ, содержащими в качестве биологически активных соединений гормональные вещества. Некоторые из них удалось выделить в чистом виде (например, адреналин). Ряд гормонов получают синтетически (половые гормоны). К органопрепаратам относятся также ферменты (пепсин). 6. Вакцины и сыворотки. Это иммунобиологические препараты, вырабатываемые институтами вакцин и сывороток, институтами эпидемиологии, микробиологии и гигиены, а также рядом СЭС. 7. Продукты первичной переработки лекарственного сырья. Относятся: эфирные масла, жиры и жирные масла, получаемые из частей растений и животных. 8. Галеновые препараты. К ним относятся препараты сложного химического состава, приготовляемые путем извлечения из природных лекарственных сырьевых материалов растительного и животного происхождения и содержащие БАВ с др. веществами. Это разные экстракты, настойки, настойки, некоторые сиропы, ароматные воды и т.д. Особую подгруппу составляют новогаленовые препараты, представляющие собой извлечения (экстракты и настойки), но освобожденные от балластных веществ. Лекарственные вещества (субстанции, действующие вещества) – биологически активные вещества – биологически активные вещества, которые могут изменять состояние и функции организма или имеют профилактическое, диагностическое или лечебное действие и используются для производства ГЛС. Тема № 8 Обмен БАВ в организме животных. Регуляция обмена в организме животных, участие пищеварительного тракта в обмене веществ. Биологически активное вещество - в широком смысле - вещество, вырабатываемое организмом или получаемое им извне и оказывающее либо стимулирующее, либо подавляющее воздействие на происходящие в организме процессы. К биологически активным веществам относятся биолины, гормоны, ингибиторы, ферменты, фитогормоны и др. Жизнь, функции и структура каждой клетки на Земле зависят от действия химических элементов. Из существующих в природе 110 элементов более 13 не имеют никакого значения для функционирования живых организмов, зато 81 элемент в большей или меньшей степени принимает участие и в построении живого организма, и в процессах, в нем происходящих. Основным строительным материалом являются четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот, а остальные, часто находясь совсем в микроскопических количествах в организме, влияют на здоровье, и дефицит или избыток какого-либо элемента часто является причиной того или иного заболевания. К биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма. Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Впрочем, и любое функциональное проявление живого организма - дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. - тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для человеческого организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов. Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д. Гормоны - это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект. Сами гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция. Нередко гормонами называют и некоторые другие продукты обмена веществ, образующиеся во всех [напр. углекислота] или лишь в некоторых (напр. Ацетилхолин) тканях, обладающие в большей или меньшей степени физиологической активностью и принимающие участие в регуляции функций организма животных Однако такое широкое толкование понятия " гормоны"лишает его всякой качественной специфичности. Термином " гормоны" следует обозначать только те активные продукты обмена веществ, которые образуются в специальных образованиях - железах внутренней секреции. Биологически активные вещества, образующиеся в других органах и тканях, принято называть " парагормонами","гистогормонами","биогенными стимуляторами". Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к гормонам совершенно не правильно. Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны – жизненоважные и необходимые компоненты человеческого организма . Находясь в малых количествах , они обеспечивают полноценную работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов. Эти белковые катализаторы способны не только осуществлять самые удивительные превращения веществ, но и делают это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении. В отличии от катализаторов неорганической природы ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый данный фермент катализирует лишь определенную химическую реакцию, т.е. действует на вполне определенное вещество или на вполне определенный тип химической связи, обеспечивая строгую согласованность работы аппарата живой клетки. Эта высокая специфичность действия фермента заключена в архитектуре его молекулы. За последние годы достигнуты заметные успехи в изучении пространственного строения большого числа ферментов. Например, используя метод ренгеноструктурного анализа, удалось определить строение и создать модель молекулы – лизоцима. Лизоцим – это фермент, содержащийся в слезах, слизи из полости носа и т. д. Он способен расщеплять молекулу сложного полисахарида, входящего в состав оболочки некоторых бактерий. Анализируя модель молекулы лизоцима, исследователи пришли к выводу о существовании явной связи между формой и функцией этого фермента. Полипептидная цепь лизоцима свернута очень сложным способом и образует компактную, почти глобулярную молекулу. Одной из примечательных особенностей строения этого фермента является наличие “ кармана” , расположенного примерно посредине молекулы. Субстрат (полисахарид) укладывается (встраивается) в этот “карман”, в котором, как полагают, расположен активный центр фермента. В процессе образования фермент- субстратного комплекса “карман” несколько сужается. В результате субстрат приобретает большую, чем обычно, реакционную способность. Можно предполагать, что особые группы ферментов оказываются в непосредственной близости к определенным участкам молекулы субстрата, вызывая изменения в распределении электронов, что, в свою очередь, приводит к ослаблению и разрыву связи. В последние годы удалось добиться существенных успехов ив разрешении вопроса о регуляции активности ферментов. Как уже отмечалось, существуют две возможности ее регуляции: изменение активности «готовых» молекул фермента и регулирование на генетическом уровне, которое реализуется в изменении скорости биосинтеза ферментного белка. Различают также наличную (имеющуюся) и потенциальную (регулируемую) активность ферментов. Наличная – характеризуется активностью фермента в исходном состоянии ткани, потенциальную – возможным изменением активности фермента в различных жизненных ситуациях, когда к системе предъявляются повышенные требования. В этой связи небезынтересно отметить, что к старости в первую очередь снижается потенциальная (регулируемая) активность ферментов. Тема № 9 Регулирующее влияние БАВ в организме животных. Процессы биологического регулирования имеют автоматический характер. Регуляция осуществляется с помощью прямых и обратных связей. Сложный и многоуровневый процесс регуляции обмена веществ в организме осуществляется при участии нервной и эндокринной систем. Это происходит как на уровне клетки и отдельных ее органелл, так и на физиологическом уровне, где задействованы центральные и периферические звенья регуляции. Такая сложная система и обеспечивает поддержание гомеостаза организма. С точки зрения биохимии важно рассмотреть молекулярные механизмы этой регуляции, т.е. что происходит на уровне отдельных клеточных молекул, как меняются направления и скорости химических реакций, а самое главное, какие вещества за это ответственны. Гормоны - от герческого (hormaino - побуждаю) - БАВ, выделяемые железами внутренней секреции в кровь или лимфу и оказывающие регуляторное влияние на метаболизм других клеток. Основными их свойствами являются следующие: действие на расстоянии от места продукции; специфичность действия - эффект каждого из них не адекватен эффекту другого гормона; высокая скорость образования и инактивации, с чем и связана кратковременность их действия; высокая биологическая активность - нужный эффект достигается при очень малой концентрации вещества; роль посредника (месенджера) в передаче информации от нервной системы к клетке. Помимо гормонов известны еще гормоноиды или гормоноподобные вещества. Они синтезируются не железами внутренней секреции, а клетками желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), тучными клетками соединительной ткани, клетками почек и т.д. Их особенность - они не секретируются в кровь, а действуют в месте образования. Гормоны действуют на органы избирательно, это объясняется тем, что клетки определенных органов содержат специальные образования - рецепторы. Органы или клетки, на которые действует конкретный гормон, называют органами-мишенями или клетками-мишенями. Рецепторы - это очень большие по молекулярной массе гликопротеины, которые встроены в клеточные мембраны. Их специфичность обусловлена углеводным компонентом белка, в составе мембраны, или углеводным компонентом липидного слоя мембраны. Витамины К этой группе веществ относятся низкомолекулярные органические соединения, которые не выполняют пластической функции и не синтезируются в организме вообще или синтезируются в ограниченном количестве микрофлорой кишечника. Эти вещества проявляют активность в малых количествах, но с ними связаны многие метаболические процессы, которые протекают при участии ферментов. Существуют также витаминоподобные вещества, которые не отвечают всем вышеперечисленным признакам. Номенклатура основана на использовании заглавных букв латинского алфавита и по систематике ИЮПАК используют названия, отражающие химическую природу и функцию витаминов. Классифицировать витамины по химической природе невозможно, т. к. большинство из них относится к разным классам химических соединений. Но по отношению к растворителям их разделяют на водо- и жирорастворимые. По физиологическому действию на организм различают: повышающие общую сопротивляемость организма (А, С, В1, В2, РР) антигеморрагические (С, Р, К) антианемические (С, В12, фолиевая кислота) антиинфекционные (А, С); регуляторы зрения (А, В2, С) Обеспеченность организма витаминами выражается в трех формах: 1. Авитаминоз - полный дефицит какого-либо витамина. Основная причина - нарушение всасывания его в кишечнике, воспаления и дистрофические изменения печени, дисбактериозы, 2. Гиповитаминоз - частичный дефицит витамина, полигиповитаминоз - нескольких витаминов, 3. Гипервитаминоз - избыток витамина (чаще А, Д, С). Тема № 10Технология использования премиксов. Классификация премиксов Способы использования и роль в обмене веществ По назначению премиксы делятся на профилактические и лечебные, могут быть комплексными. Для балансирования рационов животных в настоящее время используют аминокислоты, витамины, макро- и микроэлементы, пигменты, ферменты, консерванты, антиоксиданты, эмульгаторы, транквилизаторы, противобактериальные вещества и антигельминтики, кокцидиостатики и многие другие компоненты. Такие препараты вводят в корма в виде предварительных смесей, которые получили названия премиксов. Под премиксами понимают однородные смеси биологически активных веществ с наполнителем. В качестве наполнителя обычно используют кормовые средства, такие, как пшеничные отруби, шроты, кукурузная, костяная и даже травяная мука, кормовые дрожжи многие другие. Одно из условий получения дешевой высококачественной продукции – применение в кормлении животных рационов, сбалансированных по большому ряду питательных, минеральных и биологически активных веществ. Особое место при этом отводят премиксам, минеральным и витаминным смесям. В практике кормления животных с каждым годом значительно расширяется объем различных кормовых добавок и особенно премиксов, минеральных и витаминных смесей. Витамины и минералы выполняют самые разнообразные функции, участвуя в биосинтезе и обеспечении жизнедеятельности организма. Высокопродуктивные животные чаще испытывают дефицит кальция, фосфора, магния, натрия, серы, железа, меди, цинка, марганца, кобальта, йода, селена, а также витаминов А, D, Е, К и гр. В. Вместе с тем ощутимый вред приносит организму избыточное поступление некоторых минеральных элементов, таких, как ртуть, свинец, кадмий, фтор, мышьяк, хром и др. Недостаток или избыток минеральных элементов и витаминов в кормах наносит значительный ущерб животноводству, снижает ответные иммунные реакции, плодовитость и продуктивность, эффективное использование питательных веществ, вызывает заболевания и падеж, ухудшает качество продукции. Премиксы предназначены для производства белково-витаминноминеральных добавок (БВМД), гарантированного обогащения комбикормов, кормосмесей. Готовят премиксы по специальным рецептам для животных всех видов и обозначают буквенными литерами в соответствии с кодом рецепта. Рецепт премикса представляет собой набор биологически активных веществ (БАВ) и наполнителя, выраженный в массовой доле отдельных компонентов в составе готовой смеси. Премиксы способствуют предупреждению заболеваний, связанных с недостатком витаминов и микроэлементов. Они повышают переваримость питательных веществ корма, улучшают пищевую и технологическую ценность молока, мяса, яиц, качество шкурок пушных зверей, повышают прочность костей и скорлупы яиц. Применение в кормлении животных премиксов повышает мясную, молочную, яичную, шерстную продуктивность в среднем на 10-25%. При этом сокращается расход кормов на единицу продукции на 8-15%, заболеваемость и падеж животных на 20-40%. Повышение интенсивности роста на 15% дает дополнительно 30-40кг мяса при откорме бычков и 10-15кг при откорме свиней. За счет добавок премикса можно дополнительно получить 200-400кг молока от коровы за лактацию и 20-30 яиц в год от одной курицы. Премиксы различаются по концентрации биологически активных веществ и проценту ввода премиксов в комбикорма. Наиболее распространен так называемый 1%-й премикс, в котором массовая доля БАВ в 1т готового продукта составляет от 100 до 200кг для животных разных видов, а массовая доля наполнителя соответственно 900-800кг. Часто используют премиксы повышенной концентрации (0,2-0,5%-е). Они представляют собой смесь БАВ с небольшим количеством наполнителя. При вводе малых доз высококонцентрированного премикса в комбикорм следует убедиться в способности смесителя обеспечить равномерное его распределение в готовом продукте. Назначение премикса указывается производителем в удостоверении качества и безопасности на этикетке. Премикс можно вводить в комбикорм только для той группы животных, для которой он предназначен. По полноте содержания БАВ премиксы могут быть витаминные, содержащие полный набор только витаминов, или минеральные, содержащие только соли микроэлементов. Для полного удовлетворения потребности животных в БАВ в комбикорм должны вводиться оба вида премикса. В Республике Казахстан вырабатывают в основном 1%-е витаминноминеральные премиксы со стабилизированными (защищенными) формами витаминов и ферментов. Премиксы повышенной концентрации (0,2-0,5%-е) следует вырабатывать как витаминные концентраты без ввода в них солей микроэлементов. Контакт витаминов между собой не приводит к отрицательным последствиям (кроме контакта холина-хлорида с витаминами А, В1, В6,К3 и С, у которых он может вызвать снижение активности). Минеральные премиксы можно готовить любой концентрации, однако йодид калия несовместим с солями меди. При контакте этих веществ образуется йодид меди, который не усваивается в организме. Несовместимые добавки должны быть в стабилизированной форме. Тема № 11 Использование БАВ в зарубежных странах. В настоящий момент сложилось мнение, будто биологически активные вещества очень важны, но выполняют лишь частные, вспомогательные функции. Это ошибочное мнение обязано своим появлением тому, что в специальной и научно-популярной литературе функции каждого БАВ рассматривались в отдельности друг от друга. Этому содействовал и преимущественный акцент на специфических функциях микронутриентов. В результате появились «штампы» (например, что витамин С служит для профилактики цинги и только). Биологически активные вещества; неправильное название(БАД) к пище — композиции натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приёма или с пищей. А для введения в состав пищевых продуктов существуют такие БАДы: уксус,соль,горький перец,майонез,хрен,приправы... Их не едят самостоятельно ложами или стаканами их действительно добавляют в пищу с целью обогащения рациона отдельными пищевыми или биологически активными веществами и их комплексами. Биологически активные вещества предназначены для пополнения организма человека витаминами, микро и макроэлементами и предназначены для самостоятельного применения а иногда вместо еды. Биологически активные вещества в большинстве случаев относятся к классу естественных компонентов пищи и обладают выраженными физиологическими и фармакологическими влияниями на основные регуляторные и метаболические процессы человеческого организма. Изучением фармакологических свойств биологически активных веществ и, в конечном итоге, созданием новых видов биологически активных веществ, занимается микронутриентология. Поскольку БАВ стали объектом деятельности множества коммерческих фирм и поначалу не были востребованы официальной медициной, их толкование было двусмысленным как среди потребителей, так и среди медицинского персонала. Это зачастую приводило к серьёзным заблуждениям и неправильным действиям. На данный момент большинство образованных граждан активно используют БАВ для коррекции и укреплении своего здоровья. Для человека в древности лекарствами являлись те вещества и продукты, которые он употреблял в пищу. То есть корни, плоды, кора, листья и стебли растений, части тела и органы различных животных (включая тех, которые с современной точки зрения вообще считаются несъедобными), почва и минералы. Сведения о лечебном и оздоровительном действии пищевых веществ сохранились в древневосточной медицине (древнекитайской, древнеиндийской, тибетской), дошедшей до наших дней. Рецептуры лечебнопрофилактических средств того времени имеют естественное, природное происхождение. В то же время широкое применение фармакологических средств в последние десятилетия привело к росту числа токсических и аллергических осложнений, что заставило науку искать компромисс между западной(химической) и восточной(натуропатической) медициной. Одним из следствий этого интегративного процесса стало широкое применение биологически активных веществ, являющихся, как правило, производными современных технологий. Так, до 90 % населения Японии в настоящее время употребляют БАВ (БАД), в США — это 80 %, в Европе — 65 %. В России на сегодняшний день эта цифра еще ниже, но она постепенно растет, так как люди стали задумываться о своем питании и здоровье, которое легче поддерживать, чем потом заниматься лечением с помощью химии. Недостаток потребляемых нутриенов в пище может привести к различным заболеваниям — остеопорозу, анемии, заболеванию щитовидной железы и т. д. Если еще 50 лет назад суточную дозу витамина С можно было удовлетворить одним апельсином, то теперь для этого нужно съесть около 2 кг апельсинов. Беднеют почвы, беднеет и содержание БАВ в продуктах питания. Российские производители, такие как: Тенториум, Арго, Станапроизводят и поставляют на рынок высококачественную продукцию мирового уровня. С пищевыми дефицитами (не связанными с голоданием), сезонными и эндемическими, люди сталкивались всегда, издревле же делались эмпирические попытки справиться с их последствиями. Консервировали на зиму растительную пищу(сушили,солили,мариновали...); белковую пищу консервировали на лето(солили,сушили,закладывали в погреб мясо). Но первые письменные описания странных «болезней», вызванных пищевыми дефицитами, как и попытки борьбы с ними относят ко времени великих географических открытий. Так, кровоточивость десен в сочетании с малокровием и ломкостью, деформированностью ногтей, получившая название цинга, наблюдалась у вынужденно отказавшихся от свежей растительной пищи. Спасением оказывались лимон и дикорастущие луковичные (традиционно используемые аборигенами в пищу). От характерного болевого и судорожного синдрома, частого у моряков- европейцев, осваивавших прибережные воды Индокитая, спасались дрожжевой закваской; деформация скелета у детей (рахит) наблюдалась в семьях, вынужденно экономящих на продуктах животного происхождения, а средством профилактики, зарекомендовавшим себя, была паровая вытяжка жира из печени трески или кита — рыбий жир В странах с развитым животноводством предпочтительной формой является приготовление премиксов как комплексных и содержащие только витамины и минеральные вещества. В зарубежной косметологии широко используются гидролизаты различных протеинов: кератина, коллагена, гемоглобина, лактоальбумина и др., которые в концентрации 2,5–10% обладают поверхностно-активными свойствами, способствуют образованию тонкой защитной пленки на коже, оказывают увлажняющий, смягчающий и пластифицирующий эффект, восполняя недостаток аминокислот и нормализуя водно-солевой обмен. Установлено, что питательное, регенерирующее и гидратирующее действие гидролизатов протеинов обусловлено наличием в их составе разнообразных аминокислот. Имеются многочисленные данные об успешном применении в составе косметических средств индивидуальных аминокислот, к которым возрос интерес в связи с их высокой гидратирующей способностью. Пироглютаминовая, пирролидонкарбоновая, гиалуроновая кислоты являются натуральным увлажняющим фактором кожи. Отличительной чертой данных аминокислот является их высокая гигроскопичность. В частности, пироглютаминовая кислота адсорбирует до 60% воды, в то время как традиционный гидратант глицерин — только 35%. В составе косметических средств, как эффективный гидратирующий агент, аминокислоты используются в основном в виде солей: натриевая соль пироглютаминовой кислоты (2%), натриевая соль пирролидонкарбоновой кислоты (0,5%), магниевые соли аспарагиновой и других аминокислот (0,3–3%), гиалуроновая кислота (0,01%). Существуют данные о том, что соли некоторых аминокислот не только повышают тонус и нормализуют водный баланс кожи, но и активируют ферментативные процессы. Тема № 12Технология использования некоторых кормовых добавок Ферментные препараты Антибиотики Аминокислоты Кормовые дрожи Ферментные препараты. Ферменты по своей сути являются биологическими катализаторами и применяются для более интенсивного процесса гидролиза питательных веществ кормов, поступающих в желудочно-кишечный тракт животных, и, следовательно, для более эффективного использования питательных веществ кормов рациона в процессе их продвижения в пищеварительной системе. Производством ферментных препаратов занимается микробиологическая промышленность; в зависимости от степени очистки бывают технические (нативные) и очищенные (степень очистки обозначается 3Х - 10Х). В зависимости от способа выращивания продуцента препараты делятся на поверхностные (П) и глубинные (Г), что указывается в названии. Наиболее часто ферментные препараты применяют в кормлении молодняка свиней и птицы. В состав комбикормов для птицы обычно включают смесь нескольких ферментных препаратов, называемых мультиэнзимная композиция (МЭК), особенно при наличии в комбикорме больших количеств ячменя и травяной муки обычно в количестве 1% по массе. Помимо включения непосредственно в состав комбикормов ферментные препараты могут быть использованы при силосовании трудносилосуемых растений и подготовке к скармливанию грубых кормов. В РФ выпускают следующие ферментные препараты: глюкаваморин П10Х (аваморин ПК) амилолитического, декстринолитического и мальтазного действия. Оптимальными условиями для проявления активности ферментных препаратов являются рН 4,5 и температура 36-400С; пектаваморин П10Х протеолитического действия, максимальная активность отмечается при рН 3,5 - 4,5 и температуре 37-400С; амилосубтилин Г3Х амилолитической активности - порошок светлосерого цвета, хорошо растворим в воде. Повышение удоя коров симментальской породы на 2-3 месяце лактации на 6,1 - 12,3% отмечено при скармливании амилосубтилина ГЗХ в течение месяца в дозе 300 г/т корма (В.А. Блинов, Р.В. Мулинов, 2004); пектофоетидин П10Х - очищенный ферментный препарат; содержит пектинэстеразу, гемицеллюлазу, целлобиазу. Хорошо растворим в воде, совместим с витаминами, входящими в состав премиксов и комбикормов; целловиридин Г3Х - содержит экзо- и эндоглюканазу, целлобиазу и ксиланазу. Мелкий порошок от светло-желтого до светло-коричневого цвета, хорошо растворим в воде, практически без запаха; роксазим G-2 - содержит целлюлазу, бета-глюканазу, ксиланазу; ронозимVРСТ - содержит целлюлазу, бета-глюканазу; авизимы - группа ферментных добавок комплексного действия. Последние 3 ферментных добавки широко используют в рационах птицы с высоким удельным весом ячменя и подсолнечникового шрота, а также при вводе в состав комбикормов травяной муки (В. Рядчиков, 2004). Использование ферментных препаратов позволяет широко использовать в рационах свиней на откорме зерна ржи, что ранее не практиковалось. Ферментные препараты МЭК СХ-1 (2,3) выпускаются в ПО «Сиббиофарм» г. Бердск Новосибирской области. МЭК СХ-3 веден в состав премикса КС-6. – «Глюко-люкс-F” и «Кормозим». Бердский завод по производству биологически активных веществ производит более 30 наименований продукции, в том числе новая разработка – комплексный ферментный препарат «Кормозим» и «Глюко-люкс-F”. При кормлении коров рационами с удельным весом грубых и консервированных кормов (65 – 70% в структуре рациона) рекомендуется вводить в состав премиксов «Кормозим» из расчета 0,5 кг/кг сухого вещества рациона (Шадрин С.В.,2006). Комплекс «Кемзайм В» выпускают в г. Москва группой компаний «Стар». ЗАО «Премикс» Краснодарского края выпускает ферментный препарат «БиоФид Бета». В Европе выпуском ферментным препаратов активно занимаются: фирма «Авантис» Франция (ферментные препараты «Ровабио»); фирма «Ла Рош» Швейцария («Роксазим», «Ронозим»); фирма «ХехстРуссельВет» Германия («Хостизим); фирма «Финфидс»Финляндия (авизим, норзим). Фирма «Кемен» США в больших объемах производятся комплексы «Кемзайм». Ассортимент ферментных препаратов постоянно пополняется, их производство стало практически целой отраслью. Аминокислоты. Для восполнения дефицита лизина и метионина в рационах животных применяют синтетические аминокислоты, чаще всего в составе комбикормов или смеси концентратов. Технический препарат лизина (ВТУ 38-6-3- 35) - порошок песочного цвета, горького вкуса, хорошо растворим в воде; содержит 80-85% монохлоргидрата L-лизина. Упаковывают по аналогии с заменителями цельного молока в полиэтиленовые пакеты по 20 - 25 кг, помещенные в многослойные бумажные мешки. Кормовой концентрат лизина - серо-коричневый порошок с содержанием от 9 до 18 % монохлоргидрата лизина; в качестве наполнителя используют отруби пшеничные. Упаковывают и расфасовывают как технический препарат лизина. Жидкий кормовой лизин (ЖКЛ) содержит 20 40 г чистого лизина в 1 кг препарата. DL-метионин - кристаллический порошок белого цвета сладковатого вкуса, плохо растворим в воде. Из новых препаратов следует отметить «Липрот» -комплексную кормовую добавку, в составе которого присутствует лизин – 15%, до 25 % протеина. Тема № 13 Нормы и потребности животных в витаминах и минеральных веществах. Примерные нормы и потребность животных в витаминах Нормы потребности животных в минеральных добавках. По химическому составу многие корма и их смеси не всегда могут удовлетворять потребности животных в отдельных минеральных веществах. Растительные корма, полученные на незасоленных почвах, бедны хлористым натрием, и поэтому все сельскохозяйственные животные должны регулярно получать подкормки в виде поваренной соли. Поваренную соль скармливают свиньям и птице в измельченном кристаллическом виде, строго нормируя при добавлении к комбинированным кормам. Жвачным животным и лошадям, кроме дачи полной нормы соли с комбикормами, обеспечивают свободный доступ к лизунцам. Крупный рогатый скот, овцы и лошади охотнее поедают солому, мякину и другие грубые корма, сдобренные раствором поваренной соли. Потребность в соли у жвачных возрастает при скармливании силосованных кормов; при даче силоса слюнные железы вырабатывают значительно больше бикарбоната натрия для нейтрализации кислот, чем при кормлении травой или сеном. Коровам с суточными удоями свыше 18кг полная норма соли (5г на 1 корм.ед. рациона) должна быть введена в смесь концентрированных кормов, так как высокопродуктивные животные полностью удовлетворить потребность в соли из лизунцов, по существу, не могут. Телятам обеспечивают доступ к соли с первого же дня их жизни. Чистые лизунцы и измельченный мел, поставленные в деревянных кормушках в клетках, охотно поедаются телятами на 2-3-й день жизни, и они не трогают грязную подстилку. При такой организации подкормки у телят не наблюдается расстройств пищеварения и улучшается аппетит. Химическая промышленность выпускает лизунцы-брикеты с добавкой микроэлементов; они предназначены для использования в животноводстве тех районов, в которых почвы и корма бедны этими веществами. Там, где в кормах и питьевой воде недостает йода, кормовая соль подлежит йодированию – к 1кг соли добавляют около 2мг йодистого калия. При правильной организации кормления сельскохозяйственных животных они должны получать следующее количество поваренной соли, кг на одну голову в год: дойные коровы – 26, молодняк крупного рогатого скота-11, овцы и козы – 3,7, свиньи – 11, взрослые лошади – 18кг. В ряде районов страны, где почвы, корма и вода содержат недостаточное количество отдельных микроэлементов, их приходится добавлять к кормам, питьевой воде или лизунцам в виде солей со строгим учетом видовой потребности в этих веществах у различных животных. Для профилактики и лечения алиментарной анемии у поросят-сосунов, реже у телят и ягнят, применяют микродобавки сернокислой меди (медный купорос – 25% меди и около 12% серы) и закисное сернокислое железо (железный купорос – 20% железа и около 11% серы). Для поросят готовят раствор (0,5% медного и 0,5% железного купороса), которым слегка увлажняют соски свиноматки перед каждым кормлением поросят. Животных других видов можно подкармливать медью и железом путем введения соответствующего количества солей этих металлов в питьевую воду или в комбинированные корма. Обеспечить животных кобальтом можно путем добавления к комбинированным кормам хлористого кобальта (24% кобальта) или углекислого кобальта (40-50% кобальта). Промышленность выпускает дозированные кобальтовые таблетки, хорошо растворимые в воде. Источниками йода могут служить йодистый калий, йодистый натрий и йодноватокислый калий. Соли йода в растворах нельзя смешивать с медным купоросом, их применяют для йодирования поваренной соли. Для обеспечения животных марганцем используют сернокислый марганец (23% марганца) и его окислы. Сернокислый цинк (22% цинка и около 11% серы), хлористый цинк и окись цинка применяют для восполнения дефицита этого микроэлемента при приготовлении комбинированных кормов для всех видов сельскохозяйственных животных. Применение макро- и микроэлементов в кормлении животных дает наибольший эффект в том случае, когда их вводят в промышленных условиях в комбинированные корма, кормосмеси и белково-витаминные добавки в виде комплекса различных солей. Потребность зверей в кальции и фосфоре. Эти вещества встречаются во всех тканях организма, но подавляющая часть их содержится в костях (кальций 99%)- Кальций необходим как структурное вещество опорной ткани, участвует в регулировании возбудимости нервной системы, в свертывании крови и в других физиологических процессах. Фосфор в организме животных тесно связан с кальцием, около 80% общего количества его сосредоточено в костях и зубах. Он содержится также в протеинах, нуклеиновых кислотах и фосфолипидах. Фосфор играет важную роль в углеводном обмене. При недостатке кальция и фосфора или каждого из них в отдельности у молодых животных нарушается формирование костей и возникает заболевание, называемое рахитом. У взрослых животных недостаток этих веществ приводит к остеомаляции - заболеванию, при котором кости становятся слабыми и ломкими. При рахите трубчатые кости и ребра деформируются, суставы утолщаются и молодняк плохо растет. Дефицит кальция и фосфора отрицательно сказывается на молочности самок, на развитии щенков в молочный период, роды у самок бывают затрудненными и неблагополучными. Исследования влияния разных уровней кальция и фосфора и витамина D на формирование костяка у норок показали, что важное значение имеет соотношение кальция и фосфора в рационе. Наилучший эффект дает соотношение кальция и фосфора в пределах 1:1 - 1,7: 1. При таком соотношении этих минеральных веществ и содержании 0,82 ME витамина D на 1 г сухого вещества достаточно было 0,3% кальция к сухому веществу корма и столько же фосфора для нормального развития костяка и получения хорошего меха у молодняка норок (Bassett, Harris и Wilke, 1951). В практических условиях эти авторы рекомендуют давать кальция и фосфора в количестве 0,4% к сухому веществу корма. К аналогичным выводам пришла и Аргутинская (1954), исследовавшая потребность норок в этих элементах. Она нашла, что молодняку норок требуется кальция в количестве 0,5-0,6% и фосфора 0,4-0,5% к сухому веществу корма. Эти дачи обеспечивают не только нормальный рост, но и достаточно высокое отложение минеральных веществ в теле. Потребность лактирующих самок норок, по данным Аргутинской, составляет 0,8% кальция и 0,55% фосфора к сухому веществу рациона. Исходя из того, что в применяемых рационах для зверей 100 ккал эквивалентны 30 г сухого вещества, можно считать, что потребность молодняка норок в кальции составляет 0,15-0,18 г и фосфоре 0,12-0,15 г на 100 ккал. Потребность лактирующей самки может быть принята равной 0,24 г кальция и 0,17 г фосфора на каждые 100 ккал корма. Для взрослых норок во все производственные периоды, за исключением лактации, и для молодняка, выращиваемого на мех, достаточной нормой можно считать рекомендуемую Bassett с соавт. - 0,12 г кальция на 100 ккал корма. Harris, Bassett и Wilke (1951), испытывая влияние различных уровней кальция и фосфора на развитие молодняка лисиц, нашли, что для нормального формирования костяка и хорошего роста волоса нужно давать этих минеральных веществ не менее 0,6% к сухому веществу корма. В другом, более раннем опыте, выполненном на растущих лисицах, Harris, Bassett и др. (1945) установили, что на рационе, содержащем 0,5% фосфора и 0,2-0,4% кальция к сухому веществу корма, щенки проявляли признаки рахита. Доведение уровня кальция до 0,51 % не полностью устраняло хромоту у щенков. Опыты на лисицах и норках показали, что дефицит кальция при избытке фосфора или избыточные дачи кальция по отношению к фосфору, то есть при несбалансированном отношении этих элементов, рахит наиболее быстро поражает зверей. Беременным и лактирующим самкам лисиц требуется давать в корм такое же количество кальция и фосфора, что и самкам норок в эти периоды, а именно около 0,8% кальция и 0,55% фосфора от сухого вещества рациона. Минимальная потребность взрослых лисиц в кальции до периода размножения может быть принята в 0,3% к сухому веществу, или 0,1 г на 100 ккал. Количество фосфора может быть таким же или в 1,5 раза меньше. Нормы кальция и фосфора, приведенные для лисиц, могут быть распространены и на голубых песцов. В хозяйственных условиях потребность зверей в фосфоре полностью удовлетворяется скармливанием мясных и рыбных кормов без костей. Расчеты показывают, что на 100 ккал корма в типовых рационах зверей без костей содержится около 0,17 г фосфора, то есть столько, сколько требуется самкам в период лактации. Таким образом, обычные рационы нуждаются лишь в добавке кальция до рекомендуемого соотношения этих элементов. Свежая кость, костная мука, трикальцийфосфат содержат не только кальций, но и фосфор, и, чтобы эти элементы входили в состав корма в нормальном соотношении, приходится давать минеральные добавки в несколько больших количествах, чем рекомендуется. Нормальное соотношение кальция и фосфора достигается при введении в корм на 100 ккал 5 г свежедробленой кости или 1,5 г костной муки, 1,4 г трикальцийфосфата или 0,5 г мела. При введении каждой из первых трех подкормок в указанных размерах содержание кальция повышается почти в 3 раза, а фосфора в 2 раза по сравнению с потребностью. Широко применяемые в звероводческих хозяйствах рационы с рыбой, особенно с костными мясными субпродуктами (фарш из голов и ног сельскохозяйственных животных, головки и лапки птиц), содержат кальция и фосфора в количестве, во много раз превосходящем потребность зверей в этих веществах. Так, Nielsen (1970), исследовав состав выпускаемого центральными кормокухнями Дании свежего корма для зверей, нашел, что кальция в нем содержалось в 8-12 раз больше и фосфора в 6-7 раз больше минимальной потребности. Leoschke (1969) указывает, что применяемые на фермах рационы, в состав которых входит 35-40% мясо-рыбных кормов с костями (к массе всех кормов), полностью обеспечивают зверей в кальции и фосфоре. Хозяйственные рационы с 6% золы удовлетворяют норок в кальции и фосфоре (20% золы составляет кальций). Для лактирующих самок Leoschke считает необходимым наличие в корме 7% золы. Приводим содержание этих веществ в некоторых минеральных подкормках (%): Из подкормок предпочтение заслуживают фосфорнокислые соли кальция, так как они лучше усваиваются, легко ощелачивают мочу и резко не изменяют отношение кальция к фосфору. Потребность зверей в натрии и хлоре. Натрий и хлор наряду oс калием и ионами бикарбонатов играют важную роль в регулировании осмотического давления в жидкостях тела. Натрий участвует также в регулировании кислотно-щелочного баланса. Дефицит натрия вызывает у животных потерю аппетита, ухудшение использования протеина и энергии, задержку роста и нарушение функций размножения. Хлор имеет отношение к желудочной секреции, входя в oсостав соляной кислоты и хлористого натрия. Мясные и рыбные продукты в отличие от большинства кормов растительного происхождения содержат довольно много натрия и хлора. Пушные звери поэтому чувствуют себя здоровыми и сохраняют высокую продуктивность на рационах без добавки этих элементов. По указаниям американских исследователей, лактирующие самки норок могут ощущать дефицит в этих элементах. Недостаточность выражается в том, что самки с большим приплодом к концу лактации теряют аппетит, худеют и нередко погибают от истощения. Гибель животных объясняют обезвоживанием организма и расстройством желудочной секреции. Чаще всего наблюдаются эти явления при кормлении по рационам с малым содержанием мускульного мяса, крови и морской рыбы. Hartsough (1961) показал, что введение в рацион лактирующих самок с 15 мая по 1 июля хлористого натрия (поваренной соли) в количестве 0,5% к массе сырого корма при регулярном снабжении питьевой водой предохраняет самок от после-лактационного истощения. Потребность норок в поваренной соли во все периоды, за исключением периода лактации, равна, по Ahman (1969), 0,21% массы сырого корма и обеспечивается содержанием ее в обычных хозяйственных рационах (Nielsen, 1970). Большие дачи соли вызывают отравления зверей. Особенно чувствительны к избыточным дачам соли норки и голубые песцы. При солевом отравлении звери вначале бывают возбужденными и у них наблюдается обильное слюноотделение и нередко рвота. Затем норки впадают в коматозное состояние и погибают от удушья. При вскрытии у павших от солевого отравления обнаруживается гиперемия сосудов мозга, легких, почек и слизистой кишечника. В сердечной мышце и почках иногда отмечают точечные кровоизлияния. Печень бывает дряблой консистенции и неравномерно окрашенной. При достаточном обеспечении водой норки и другие звери безболезненно переносят избыточные дозы поваренной соли (до 4,5 г на 1 кг живой массы). При отсутствии же питьевой воды введение норкам с кормом 1,8-2 г соли на 1 кг живой массы уже приводит к солевому отравлению зверей. По данным Ерина (1962), исследовавшего токсические дозы поваренной соли, регулярное включение ее в корм норок в продолжение года в количестве 0,5% к массе сырого корма угнетает половые функции зверей, в результате чего у них бывает пониженный выход молодняка. Эти отклонения от нормы клинически ни в чем не проявляются. Потребность в железе. Железо - составная часть всех клеток живого организма, особенно гемоглобина и миоглобина, и ряда окислительных ферментов. Около половины всего железа в организме входит в состав гемоглобина и эритроцитов и около половины содержится в ферритине и гемосидсрине - белковых соединениях, играющих роль хранилища железа. В связи с тем, что основная масса железа в организме постоянно пополняется в результате физиологического распада эритроцитов-и гемоглобина, потребность в железе у здоровых животных невелика. Она наиболее высока у интенсивно растущих животных, особенно в период подсоса, поскольку содержание железа в молоке очень низкое. Недостаточность железа может наступить у растущих животных при нарушении всасывания его из корма в кишечнике. Недостаточность железа такого характера наблюдается в практических условиях у норок при кормлении их сырой рыбой определенных видов. Многими исследователями (Helgebostad, Martinsons, 1958; Sfout, Oldfield и Adair, 1960; Helgebostad, 1961; Helgebostad, Gjonnes и Svenkerud, 1961; Федоров, 1967; Kangas, 1967, и др.) установлено, что некоторые виды рыб, большей частью тресковые (сайда, мерланг, мерлуза, пикша, минтай и др.), содержат вещества, которые связывают железо кормовой смеси и превращают его в неусвояемую форму. Варка устраняет полностью, а потрошение уменьшает частично железосвязывающее действие рыбы. Щенки норки, получающие значительные количества одной из этих рыб, перестают расти, и у них развивается тяжелая форма анемии. Особенно страдает от анемии-молодняк, которому дают эти виды рыб в первые месяцы после перевода на самостоятельное кормление. Клинически анемия проявляется в том, что видимые слизистые и безволосые участки кожи на носу и лапках становятся бледными и количество гемоглобина в крови-падает. У анемичных щенков, у которых процент гемоглобина в период закладки и роста зимнего волоса бывает ниже 13, подпушь обесцвечивается, и в результате цена шкурки сильно снижается. Волос на белопухих шкурках обычно вялый, неупругий, легко сминается и сваливается. Подпушь бывает обесцвечена по всей длине, а иногда только на отдельных участках. Обесцвечивание волоса может охватить до половины всех щенков, но при том же кормлении у многих оно может совсем не проявляться или проявляться в незначительной степени. Это связано с тем, что подверженность анемии является отчасти наследственной. Выбраковкой из года в год норок, заболевающих анемией, можно с каждым годом повысить резистентность стада к этому заболеванию и приспособить его к кормлению рыбой. Исследования Рапопорта (1972) показывают, что норки при преимущественном кормлении рыбой нуждаются в экзогенном железе даже в случае отсутствия в рационе рыбы, содержащей железосвязывающий фактор. По его данным, в рыбе большинства видов содержание железа чрезвычайно низкое - от 0,05 до 0,1%, то есть в 30- 50 раз меньше, чем в мясных кормах. Введение в рыбный рацион солей железа оказывает положительное влияние как на выход щенков, так и на их состояние. Добавка железа к рыбным рационам в период беременности повышала выход щенков у песцов на 1,5 щенка и у норок на 0,4 щенка на каждую самку. Его вводят зверям в корм в виде препаратов двух- или трехвалентного железа из такого расчета, чтобы на норку в день его приходилось 2-3 мг. Сернокислого железа рекомендуется давать беременным самкам по 20-30 мг через день. Поскольку подсосные щенки получают с молоком мало железа, то для нормального развития они должны иметь определенный его запас при рождении, который создается, если беременных самок снабжают этим элементом. Норочьим щенкам целесообразно давать по 5-7 мг сернокислого железа в день. Скармливать железо можно 2 раза в неделю, соответственно увеличив его дозу. Применяют сернокислое железо в виде 1%-ного раствора. Хорошие результаты дают и другие препараты за кисного железа, например лактат железа, добавляемый в тех же дозах, что и сернокислое. В опытах Рапопорта (1972) получены положительные результаты при добавлении к корму глицерофосфата железа в дозе 50 мг на 1 кг живой массы. Необходимо иметь в виду, что препараты железа добавляют к кормовым смесям, не содержащим рыбу с железосвязывающим фактором, так как иначе оно не будет усвоено зверями. Для лучшего использования препараты вводят зверям 2 раза в неделю в кормежки без тресковой рыбы. Эффективно предохраняет от анемии парентеральное введение органических соединений железа - ферроглюкина я др. Ферроглюкин рекомендуется вводить норкам внутримышечно в дозе 3050 мг железа в начале июля и в конце августа (Абрамов, Юдин, Худякова, 1973). Ender предложил препарат - глютамат железа (хемакс), представляющий собой комплексное соединение трехвалентного железа с глютаминовой или рибонуклеиновой кислотой. Железо в этом препарате не вступает в реакцию с триметиламиноксидом, что позволяет для предохранения норок от анемии включать глютамат железа в кормовую смесь с рыбой (Ender, Helgebostad, 1972). Глютамат железа служит эффективным противоанемическим средством при условии его скармливания в кормовой смеси с низкой рН. Закисление корма Эндер рекомендует готовить путем добавления соляной кислоты или органических кислот - молочной или лимонной. В Советском Союзе испытан с положительными результатами препарат ферроанемин - железный комплекс диэтилентриаминпента-уксусной кислоты, динатриевая соль, включаемый в кормовую смесь, с рыбой из расчета 20 мг железа на норку через день. Наиболее богаты железом дрожжи, печень, сердце, яичный желток, горох, овсяная мука. Препятствуют возникновению анемии у зверей скармливание им, селезенки в количестве 3-8% или крови-12-14% от массы корма (Skrede, 1973). Бедны этим элементом молоко и молочные продукты,, рыбные корма, а также жиры и овощи. Потребность зверей в меди, кобальте, марганце, цинке, йоде. В Советском Союзе выполнен ряд исследований, направленных на выяснение роли микроэлементов в питании пушных зверей. Во всех указанных работах отмечалось положительное действие подкормки микроэлементами на выживаемость, рост молодняка, а также на воспроизводительные способности самок в разных зонах страны. Однако имеются данные о том, что применяемые в звероводстве рационы не нуждаются в дополнении микроэлементами. Так, Перельдик и Жукова (1974), Kiiskinen, Makela (1977) не обнаружили положительного влияния на рост, качество волоса и воспроизводительные способности норок разных расцветок добавления меди, марганца и цинка к рационам с морской рыбой. Поскольку в большинстве исследований применяли смеси микроэлементов, то влияние одних, элементов на продуктивность и состояние животных трудно во многих случаях отделять от других. Поэтому по результатам опытов, нельзя судить, в каких минеральных веществах звери ощущали дефицит в том или другом случае. Вопрос осложняется тем, что у большинства авторов исследований неполно описан состав рационов хотя бы по количественному содержанию испытуемых элементов. Несмотря на то, что потребность зверей в микроэлементах еще далеко не расшифрована, им следует уделять внимание, особенно при возникновении нарушений в состоянии здоровья и размножения животных. При назначении зверям подкормки надо учитывать условия, прв которых потребность в тех или иных микроэлементах повышена и не, может быть удовлетворена обычными кормами. Медь. Физиологическое значение этого элемента состоит в том, что он входит в состав многих ферментных систем, необходим для образования гемоглобина и нужен для нормальной пигментации волоса. Недостаток меди в пище вызывает анемию, плохой рост, желудочно-кишечные расстройства и обесцвечивание волоса. Медь широко распространена в кормах, и дефицит ее может лишь ощущаться в районах, где почва и вода бедны ею. В молоке меди мало, и поэтому в подсосный период молодняк, родившийся с небольшими запасами ее, может страдать от недостаточности этого элемента. Имеются наблюдения (Панова, 1976), что у норок, больных гепатозом, содержание меди в печени на 19,1% ниже по сравнению со здоровыми животными. Белопухость - одна из клинических признаков анемии - у норок также сопровождается снижением количества меди в печени и селезенке в 2,5-3 раза соответственно. В звероводческих хозяйствах, где наблюдаются случаи анемии у молодняка зверей, в корм ему вводят, кроме солей железа, и сульфат меди. Сернокислой меди добавляют в корм в 10 раз меньше, чем сернокислого железа. Ее вводят в количестве 1-1,5 мг на норку в. день. Обычно сульфат меди дают в растворенном виде вместе с сульфатом железа. На 10 весовых частей сульфата железа берут одну часть сульфата меди, и из этой смеси составляют 1%-ный водный, раствор для введения в кормовую смесь зверям. Необходимо помнить, что избыточные дозы меди токсичны № скармливание солей ее сверх потребности ведет к накоплению элемента в тканях, особенно в печени, и может вызвать хроническое отравление. Тема № 14Контроль обеспеченности в БАВ. Организация контроля позволяет своевременно и обоснованно вносить коррективы в дозы применяемых препаратов.Норма кормления - количество энергии, питательных и биологически активных веществ, удовлетворяющих потребность животных на поддержание жизни, образование продукции, проявление воспроизводительной функции и сохранения здоровья животных в условиях конкретной технологии производства. Рацион - количество кормов каждого вида в отдельности, скормленное животному на голову в сутки - при многокомпонентном типе кормления. При скармливании животным полнорационныхкормосмесей (откармливаемый скот, овцы, пушные звери) или концентратном типе кормления (свиньи, птица) указывают количество скармливаемой кормосмеси (комбикорма) и состав. Эффективное использование питательных веществ кормов возможно лишь при правильном соотношении отдельных групп и видов кормов в рационе и правильной подготовкой их к скармливанию. Важным фактором эффективного использования кормов является создание для животных оптимальных зоогигиенических условий, так как при пониженной или повышенной влажности или температуре воздуха животное тратит достаточно много энергии на теплорегуляцию. При подготовке кормов к скармливанию основными задачами являются: - инактивацияантипитательных веществ (в зерне сои, горчичных жмыхах и др.); - изменение физической формы корма для более удобного потребления животными (измельчение корне- клубнеплодов, тыквы, грубых кормов, зерновых); - предупреждение быстрой порчи кормов (варка кормов животного происхождения); - придание влажной кормосмеси или комбикорму однородной структуры, чтобы животные не выбирали наиболее лакомые для них ингредиенты кормосмеси; - улучшение органолептических свойств кормов. Вид корма и животного определяет выбор способа подготовки кормов к скармливанию. Обязательной подготовке к скармливанию подвергают все зерновые корма. Корма данной группы достаточно дорогие (в рационах для свиней концентраты занимают не менее 75 % по питательности, а в птицеводстве часто используют концентратный тип кормления), поэтому при подготовке к скармливанию эффективность их использования значительно возрастает. Существует большой арсенал способов подготовки зерновых кормов к скармливанию в зависимости от вида и возраста животных. Среди этих способов выделяют: - термические (поджаривание, тостирование жмыхов, варка); - баротермические (экструдирование, экспандирование); - барогидротермические (варка в автоклавах); - механические (дробление и плющение); - дрожжевание (зерновых кормов и соломы); - проращивание зерна; - микронизация зерна (обработка ИК-излучением). Не требуют никакой подготовки к скармливанию комбикорма, особенно имеющие в составе ферментные препараты. Одним из важнейших факторов, определяющих состояние здоровья населения, является рациональное питание, которое необходимо для поддержания нормального функционирования здорового организма, создаёт условия для физического и умственного развития, поддерживает высокую работоспособность, способствует профилактике заболеваний и повышает способность организма противостоять воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Ценность пищи состоит в том, что она является источником энергетических и пластических материалов, а также биологически активных веществ. В основу рационального питания положен принцип сбалансированности потребляемой пищи, благодаря чему обеспечивается оптимальная потребность организма в пищевых и биологически активных веществах, способных проявлять в организме максимум своего полезного действия. Сбалансированное питание предусматривает наилучшие количественные и качественные взаимосвязи основных пищевых веществ: белков, углеводов, жиров, витаминов и минеральных веществ. Особое значение, по мнению основоположника современных принципов рационального питания академика А.А. Покровского (1964), имеет сбалансированность эссенциальных составных частей пищевых веществ: незаменимых аминокислот, жирных кислот, крахмала и сахаров, взаимосвязи отдельных витаминов между собой и другими компонентами пищи, а также связь и влияние минеральных элементов на проявление биологических свойств в организме других пищевых веществ и их составных частей. Длительное нарушение питания может привести к разнообразным изменениям, в основе которых лежат изменения метаболизма клеток, связанные либо с повреждением генетического аппарата, либо с недостаточностью незаменимых компонентов пищи или с их избыточностью. Эпидемиологические исследования, проводимые экспертной комиссией ВОЗ в 1993 году (Доклад исследовательской группы:Рацион, питание и предупреждение хронических заболеваний), продемонстрировали самую непосредственную стабильную взаимосвязь между пищевыми рационами и возникновением ряда заболеваний, в том числе патологии сердечнососудистой системы и злокачественных новообразований. Хронические заболевания, возникновение которых тесно связано с нарушением питания подразделяются на две группы: обусловленные нехваткой продуктов питания и избыточным потреблением определённых пищевых продуктов. Посредством организации рационального питания можно предотвратить развитие этих патологий. Широко распространены патологические состояния, связанные с недостаточным поступлением в организм микроэлементов, витаминов, а также белков и энергии, приводящие в первую очередь к отставанию в росте и развитии, снижению сопротивляемости организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Так, в районах с низким содержанием йода в воде и продуктах питания у части населения развивается эндемический зоб – заболевание, предотвратить которое можно путём повсеместного применения йодированной пищевой соли. Недостаточное употребление продуктов, содержащих железо (например, мясных продуктов), приводит к развитию алиментарной железодефицитной анемии. Вторую группу патологических состояний составляют заболевания, связанные с обильным питанием, однако избыточность питания не существует в чистом виде: обильная диета в настоящее время характеризуется избытком жиров, свободных сахаров и недостатком продуктов, содержащих сложные углеводы и полиненасыщенные жирные кислоты. Так, в возникновении сердечно-сосудистых заболеваний, являющихся одной из самых распространённых причин преждевременной смертности в развитых странах, важную роль играет нарушение соотношения питательных веществ в пищевом рационе, а именно: избыточное потребление насыщенных жиров и недостаток полиненасыщенных жирных кислот способствуют увеличению в крови атерогенных липопротеидов и развитию атеросклероза (Доклад исследовательской группы ВОЗ, 1993). Кроме того, рациональное питание является немаловажным фактором, предотвращающим прогрессирование многих хронических заболеваний. Основу лечебного питания составляют исключение из рационов пищевых веществ, способствующих ухудшению функционирования определённых систем организма, и включение компонентов, оказывающих лечебное действие. Например, пациентам с патологией сердечно-сосудистой системы рекомендуется уменьшить в составе рациона содержание животных жиров, являющихся основным источником холестерина, и увеличить долю растительных масел, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты. Таким образом, сбалансированное питание является как необходимым фактором поддержания нормальной жизнедеятельности здорового организма и предотвращения развития хронических заболеваний, так и составным элементом комплексной терапии при различных патологических состояниях. Тема № 15 Основные положения проведения экспериментов на животных при использовании БАВ. Методика проведения исследований по использованию кормовых добавок в животноводстве. Первые законодательные акты, защищающие животных от жестокости, появились в Европе в начале прошлого века. Первый закон Был принят в Великобритании в 1822 г., затем во Франции и в Германии. Во второй половине XIX и начале XX века такие законы пришли почти все европейские страны и США. Законы о защите животных от жестокостей легли в основу сложной системы нормативных и законодательных актов, регламентирующих использование животных в биомедицинских экспериментах во многих странах мира. Законы были приняты под давлением общественных движений против вивисекции и обществ по защите животных. Многие выдающиеся ученые, писатели и общественные деятели активно поддерживали борьбу за гуманное отношение к экспериментальным животным. Среди них Ч.Дарвин, Б.Шоу, В.Гюго, Э.Сетон-Томпсон, И.Бентам, Р.Бернс, Д.Меридит, Д.Голсуорси. Л.Н.Толстой и многие другие. Великобритания и здесь стала первой страной в мире, принявшей в 1876 г. закон о защите экспериментальных животных. В начале 1986 г. Совет Европы принял Европейскую конвенцию защите животных, используемых в экспериментах и для других научных целей, в которой отражены все основные положения Этического кодекса СММНО. В конце этого же года принимается еще один закон - директива Совета Европейского Экономического Сообщества по защите животных в экспериментах (86/609/ЕЕС). Это потребовало от государств Европы внесения изменений в собственное законодательство или принятие новых законов, регламентирующих эксперименты на животных. В 1993 г. Европейский Союз постановил снизить на 50% к 2000 г. число позвоночных животных, используемых в экспериментах (Straughan, 1995). Принято также решение о публикации ежегодно отчета о количестве животных, использованных в экспериментах в странах ЕС. Первый отчет по ЕС был опубликован в 1994 г. (Straughan, 1994). В новых законах Европейского Сообщества стал применяться термин "компетентность" по отношению к лицам, которые могут быть допущены к работе с животными. Под этим термином понимаются лица, имеющие соответствующее образование и практические навыки, подтвержденные соответствующими документами. Исходя из этих требований, Федерация Европейских научных ассоциаций по лабораторным животным (FELASA) предложила создать в Европе соответствующую систему специального образования для желающих работать с экспериментальными животными (Фоссе, 1991). Предложенная программа включает такие разделы, как методы анестезии и анальгезии, хирургическая техника, альтернативы экспериментам на животных, законодательные и нормативные документы, регламентирующие эксперименты на животных, этика использования животных в опытах. Система такого интернационального образования была создана и успешно функционирует в Нидерландах (vanZutphen, vanderValk, 1995). В мае 1986 г. парламент Великобритании принял новый закон о защите экспериментальных животных. Рассмотрим некоторые его важные положения, поскольку данный закон во многих отношениях можно считать одним из самых лучших законов в этой области в мире (Hampson, 1990). Закон требует и вводит стандартизацию содержания лабораторных животных в научных учреждениях и питомниках; накладывает определенные требования на разведение животных и перевозку их специальным транспортом. В законе определяются условия приме' нения наркоза и анестезии в процессе проведения экспериментов и устанавливаются допустимые методы эвтаназии животных. Закон очерчивает круг исследований и научных направлений, в которых можно использовать экспериментальных животных; требует от исследователей обоснования необходимости проведения экспериментов с точки зрения затрат и вреда для животных и выгоды для человечества, а также здоровья животных. В соответствии с законом любой работе должны предшествовать анализ и обсуждение альтернативных методов доказательств, что они не могут заменить эксперименты на животных. Требуется описание и анализ всех неблагоприятных воздействий, которые будут испытывать животные в процессе содержания, во время экспериментов и после исследований. Закон требует точной отчетности о количестве животных, использованных в эксперименте и документального подтверждения судьбы каждого животного. Важнейшим новшеством в законе является введение лицензионной системы. Предусмотрена выдача трех разных лицензий. 1. Лицензия на вид деятельности и помещения. Выдается в виде Сертификата на намерение (сертификат владельца на вид деятельности). Выделяются три типа учреждений: для научной работы, для разведения животных и учреждения, снабжающие животными. Возможно получение смешанной лицензии. Для получения лицензии необходимо представить следующие сведения: подробный план и характеристика строения и комнат, перечень животных, длительность содержания, типы процедур, кто лично будет отвечать за заботу с животными и их квалификация, название ветеринарной службы и перечень сотрудников, которые будут вести постоянные ветеринарные наблюдения, каким образом планируется осуществление охраны животных, обеспеченность персоналом, как будут соблюдаться правила содержания животных. 2. Лицензия на проект работ.Цель выдачи этой лицензии - ограничить страдания животных. Для получения лицензии необходимо представить анализ "пользацена и описание действий для выполнения правила трех R. Требуется доказать, что будет использовано минимальное количество животных и что нет альтернативных методов, которые бы могли заменить предполагаемые эксперименты. Должен быть приведен перечень техники и приемов, которые планируется применять, чтобы минимизировать повреждения животных. Таким образом, эта лицензия устанавливает баланс между интересами науки и требованиями защиты животных. 3. Персональная лицензия (сертификат на компетентность). Цель выдачи этой лицензии - оценка квалификации экспериментаторов и их компетентности. Подробно описываются методика экспериментов, какие анестетики и когда будут использоваться, метод эвтаназии. Дается обоснование повторного использования животных и какие способы обездвиживания планируется применять. Если в работе должны участвовать иностранные ученые, то могут быть выданы "лицензии для иностранных гостей" под поручительство старшего лица, который получает персональную лицензию. Описывается, как будут выполняться все требования к проведению работ во время отсутствия старшего лица - держателя персональной лицензии. Эта лицензия выдается на ограниченный срок продолжительностью 6-12 месяцев и может быть продлена, если нет претензий к работе. В защищаемый законом список внесены все позвоночные лабораторные животные и эмбрионы, прошедшие 50% своего развития. В декабре 1992 г. принято решение включить в этот список представителя головоногих моллюсков - осьминога. Закон определяет и высший контрольный орган - Комитет по процедурам на животных при Министерстве внутренних дел, подчиняющийся непосредственно Министру внутренних дел. Министр обязан не реже одного раза в год делать сообщение о деятельности Комитета в парламенте. Комитет формируется из ученых, имеющих большой опыт работы с животными, и представителей защитников животных, таким образом, чтобы количество членов Комитета, которые имели в прошлом или потенциально могут иметь лицензии на работу с животными в будущем, не должно превышать 50% от числа членов Комитета. Комитет ведет учет числа животных, использованных в экспериментах, и осуществляет контроль за деятельностью учреждений, имеющих лицензии на работу с животными. С этой целью предусмотрено создание системы инспекторов, назначаемых Министром внутренних дел. При обнаружении нарушений в работе предусмотрены следующие меры: аннулирование лицензии, штраф и привлечение к уголовной ответственности (тюремное заключение от 6 месяцев до 2 лет). Кроме государственной системы контроля в Великобритании существует и система самоконтроля через Этические Комитеты учреждений, но она значительно менее эффективна, чем госконтроль. Законы, защищающие экспериментальных животных, имеются во всех развитых странах мира. В качестве другого примера, имеющего существенные отличия от закона Великобритании, рассмотрим законодательство США (Rollin, 1990). Первый закон о защите экспериментальных животных в США был принят лишь в 1966 г. Связано это с тем, что наука была недоступнa взорам общества, т. к. это была "свободная" наука. Этические вопросы не замечались, господствовало мнение, что ценность любого знания намного выше ценности экспериментальных животных. Но в последние годы ситуация стала меняться, благодаря сильному давлению со стороны защитников животных. Закон 1966 г. фактически регулировал только отлов кошек и собак для экспериментальных целей. Затем были приняты поправки в 1970, 1976 и 1985 гг., существенно 1зменившие содержание закона. Этому способствовало разочарование населения в возможностях медицины, разработка этических вопросов философами США и активность прессы. Отметим основные положения закона 1985 г. В каждом учреждении, в котором используются животные, должны быть созданы Этические комитеты. Для собак и приматов необходимо обеспечить условия содержания, соответствующие высокому уровню организации их центральной нервной системы. Болезненные процедуры нa животных желательно исключить, но если это невозможно, то обязательно применение обезболивающих и антистрессорных препаратов. Нельзя обездвиживать животных без анестезии. Повторные эксперименты на животных можно проводить только в исключительных случаях. Закон обязал создать специальный информационный центр при Национальной сельскохозяйственной библиотеке для сбора, анализа и распространения информации по альтернативам к использованию животных в экспериментах. Надзор за выполнением закона осуществляют лектора Министерства сельского хозяйства и Национального института здоровья, но инспекция в основном ограничивается проверкой условий содержания экспериментальных животных. В учреждениях должны быть лица, ответственные за работу с лабораторными животными. Этические комитеты, которые проводят общественный контроль за экспериментами на животных, в своем составе должны иметь ветеринара и хотя бы одного "независимого" члена. Комитетам дано право рассматривать заявки в учреждении на проведение работ с животными и высказывать свое мнение о возможности финансирования работ в данном учреждении. Выявляется довольно много нарушений правил использования животных в экспериментах, причем, большей частью, за счет усилий активистов по защите животных. Основные меры наказания - прекращение государственного финансирования и штрафы. Кроме закона о защите животных 1985 г. действуют еще два закона: закон о добротной лабораторной практике (1978 г.) и закон об исследованиях в области здравоохранения (1985 г.). В США основная нагрузка по контролю за выполнением законодательства о защите экспериментальных животных падает на Этически комитеты учреждений, которые используют животных в экспериментах, хотя имеется и специальная государственная служба. Этические комитеты являются основой системы контроля и в ряде других стран, например, в Швеции и Канаде, и действуют довольно успешно. Тем HI менее, анализ показывает, что эффективность государственной инспекции значительно выше и многие страны, особенно в Европе, отдают предпочтение этой системе, хотя она требует значительных затрат. В нашей стране отсутствуют законы, регламентирующие эксперименты с использованием животных. Существуют только нормативные документы, принятые в СССР. Это "Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных", разработанные и утвержденные Министерством здравоохранения в 1977 г. В последующие семь лет эти Правила были утверждены в качестве руководящего документа и остальными ведомствами, в которых используются экспериментальные животные. Правила содержат следующие основные положения. 1. Работу с экспериментальными животными имеют право вести только лица, имеющие высшее образование (биологическое, ветеринарное, медицинское, зоотехническое, фармацевтическое), допущенные к этой работе с разрешения руководства учреждения с возложением на них ответственности за соблюдение Правил. 2. Учебновспомогательный персонал и студенты, принимающие участие в проведении научных исследований, обязаны знать настоящие Правила и допускаются к работе с экспериментальными животными контролем преподавателя и научного сотрудника, ответственного за работу. 3. 3а подготовку экспериментатора к работе с животными и за соблюдение настоящих Правил по использованию животных ответственность в целом несет руководитель подразделения (отдела, лаборатории кафедры), в котором работает лицо, допущенное к работе с животными. 4. Контроль за соблюдением норм гуманного обращения с животными, условиями их содержания и проведения с ними работы осуществляют специальные комиссии при учреждениях, а общий контроль за выполнением Правил осуществляют специальные комиссии при соответствующем ведомстве (министерстве). Учреждения и экспериментаторы обязаны предоставлять таким комиссиям по их требованию необходимые сведения для контроля за работой с использованием животных. 5. При представлении в печать результатов научных исследований на экспериментальных животных и защите диссертационных работ учреждения и отдельные лица обязаны указывать сведения об использованных животных (вид, количество, тип применявшегося обезболивания, способ эвтаназии и т.п.). 6. Все процедуры на животных, которые могут вызвать у него боль и иного рода мучительные состояния, проводятся при достаточном обезболивании под местной анестезией или наркозом. 7. Опыты с применением обездвиживающих средств (миорелаксантов) во всех случаях проводятся при полном обезболивании. 8. Запрещается использование животного в болезненном эксперименте более одного раза. Повторное использование разрешается только в необходимых случаях при разрешении комиссии. 9. При проведении экспериментов и других процедур в условиях повышенного риска нанесения животному болезненных раздражений строго обязательно присутствие лица, ответственного за использование животного, и контроль с его стороны за сохранением адекватного обезболивания. 10. В послеоперационный период животное должно получать квалифицированный уход и адекватное обездвиживание. Животное, оставшееся после эксперимента искалеченным и нежизнеспособным, должно быть своевременно умерщвлено с соблюдением всех мер гуманности. Эвтаназия (безболезненное умерщвление животного) проводится ответственным лицом или под его наблюдением разрешенным способом. 11. Ответственность за нарушение Правил несут лица, допущенные к такого рода исследованиям, и руководители учреждений,где проводятся такие эксперименты. 12.Нарушение правил гуманного обращения с животными и проведение экспериментов в условиях, ставящих научную достоверность полученных данных под сомнение, может повлечь за собой в установленном порядке применение к виновным лицам мер дисциплинарного воздействия, а также запрещения научных публикаций, защиты диссертационных работ и запрещения дальнейшего использования экспериментальных животных. Темы практических занятий: Тема № 1Классификация и терминология биологически активных веществ. Цель занятия: освоить классификацию основных биологически активных веществ, их терминологию. Биологически активные вещества представляют собой большую группу ферментных препаратов, кормовых антибиотиков, транквилизаторов. Используют в низкой дозировке, обычно в составе комбикормов для улучшения усвоения питательных веществ кормов за счет оптимизации обменных процессов в организме. Для балансирования рациона животных в настоящее время используют аминокислоты, витамины, макро- и микроэлементы, ферментные препараты, и другие компоненты. Их вводят в комбикорма в виде предварительных смесей, которые получили названия премиксов - однородных смесей биологически активных веществ (БАВ) с наполнителем. Классификация биологически активных веществ Нормируемые элементы питания (балансирующие добавки) витамины -минеральные элементы -аминокислоты Регулирующие потребление и переваримость корма, продуктивность и качество продукции -ферментные препараты антиоксиданты -пигменты -стимуляторы роста (гормоны, бета-агонисты и др.) -консерванты и стабилизаторы -эмульгаторы -пробиотики антибиотики -ароматические вещества -улучшающие вкус корма вяжущие вещества -регулирующие кислотность корма -буферные вещества -поверхностно-активные вещества Тема № 2Ферменты, свойства ферментов. Цель занятия: изучить биохимические свойства ферментов, освоить их классификацию Ферменты представляют собой белковые вещества, вырабатываемые растениями, животными и микроорганизмами, способные ускорять химические реакции, не входя в состав конечных продуктов. В организме животных они выполняют роль биологических катализаторов, вступая на какое-то время в контакт с субстратом, образуя неустойчивое соединение фермент-субстрат. Неустойчивый комплекс разлагается на свободный фермент и продукты реакции. Глубокие исследования в области энзимологии позволили выделить ферменты в чистом виде и применить в народном хозяйстве.В хлебопекарной, крахмальной и текстильной промышленности используются ферменты амилолитического комплекса. Протеолитические ферментные препараты применяются в мясной и рыбной промышленности, при изготовлении сыров и в кожевенном производстве. Энзимы применяются в медицине и сельском хозяйстве для обогащения комбикормов и рационов сельскохозяйственных животных.Растительные корма содержат много клетчатки или целлюлозы, которая не усваивается организмом, хотя по химической природе они представляют большую питательную ценность. Под действием ферментов растительные полимеры расщепляются до более простых углеводных соединений, доступных для усвоения организмом. Например, обработка кукурузных кочерыжек и свекловичного жома ферментными препаратами, обладающими высокой активностью гемицеллюлазы, в течение нескольких часов превращает до 30% сухого вещества этих кормов в восстанавливающие сахара. Применение амилолитических целлюлозе- и гемицеллюлазолитических ферментов при силосовании клевера, картофеля и приготовлении комбинированных силосов из люцерны, кукурузы и картофеля приводит к сокращению сроков созревания силоса, повышению его качества, способствует большему накоплению молочной и уксусной кислот, сахара. Успешное развитие ферментной промышленности последних лет обусловлено достижениями в области биохимии, микробиологии и налаживанием технологического процесса культивирования плесневых грибов и бактерий, извлечения продуктов их жизнедеятельности. В качестве исходных продуктов протеолитических, амилолитических и пектолитических ферментов промышленными предприятиями нишей страны используются культуры плесневых грибов Asp. oryzae, Asp. awamory, Asp. niger, Asp. flavus, Asp. usami и других, а также ряд бактериальных культур Вас. mesentericus, Вас. diostations, Вас. subtilis, clostridiumpaster и др. Ферменты характеризуются высокой специфичностью действия, т. е. они обладают способностью катализировать строго определенный процесс превращения субстрата. Благодаря этому возможны строгая упорядоченность и теснейшая взаимосвязь отдельных ферментных реакций, которые обеспечивают обмен веществ. Однако, несмотря на индивидуальные различия между ферментами, характерными особенностями для них являются чувствительность к реакции среды, термолабильность и исключительно высокая эффективность действия. Ферменты обладают электрическим зарядом, поэтому активность их обусловлена определенным оптимумом рН. Всякие отклонения рН от оптимума замедляют работу фермента или вообще приостанавливают каталитическое действие. Ферменты имеют различный оптимум рН. Так, пепсин, содержащийся в желудочном соке, активен при рН 1,5...2,5, а амилаза -- при рН 8…9. Активность ферментов может восстанавливаться при создании оптимума рН. Ферментативная активность возрастает с повышением температуры субстратов до 50°С, но дальнейшее повышение температуры снижает активность ферментов и в итоге приводит к денатурации белка и необратимой потере активности. Ферменты в сухом виде сохраняют активность при температуре 100 °С, а при кратковременном ее повышении -до 170°С. Смесь солей микроэлементов (СоС12, CuSO4, MnSO4, ZnSO4, KI) повышает амилолитическую и протеолитическую активность ферментных препаратов.Знание биологических свойств ферментов позволило использовать последние как экзогенные катализаторы в пищеварении сельскохозяйственных животных, так как в их пищеварительном тракте поддерживаются условия среды, близкие к оптимальным для многих ферментов. Так, в рубце жвачных температура находится в пределах 38...42°С, концентрация водородных ионов (рН) поддерживается в пределах 6,5...7, что обеспечивает благоприятные условия для каталитического действия экзогенных ферментов, а наличие в кормах солей микроэлементов положительно влияет на проявление их активности. Для обогащения комбикормов и рационов сельскохозяйственных животных используются ферментные препараты грибкового и бактериального происхождения. К ферментным препаратам грибкового происхождения относят: глюкаваморин, амилоризин, пектаваморнн, пектофоетидин и другие; бактериального -- амилосубтилин, протосубтилин, лизосубтилин и другие. Эти препараты выпускаются как в очищенном виде, так и неочищенные (технические). Классификация и номенклатура ферментов. По рекомендации Международного биохимического союза, ферменты разделяют на 6 классов: 1) оксидоредуктазы, 2) трансферазы, 3) гидролазы, 4) лиазы, 5) изомеразы, 6) лигазы. Рекомендована следующая нумерация ферментов: шифр (индекс) каждого фермента содержит 4 числа, разделённых точками. Систематическая классификация и номенклатура ферментов основаны на реакции, которую они катализируют. Поэтому определенное название ферментов не обязательно обозначает индивидуальный ферментный белок. Оно таке может обозначать группу белков с одинаковымкатолитическимдейтсвием. Ферменты из различных источников (разные виды бактерий, растений, животных) классифицируют под ежиным названием. То же относится за редким исключением, к изоферментам. Ферменты подразделяют на группы в соответствии с типом катализируемой реакции. Тип катализируемой реакции в сочетании с названием субстрата служит основой для построения названий отдельных ферментов и их кодирования. Коды (шифры) ферментов состоят из четырех разделенных точками чисел: первое число показывает, к какому из шести классов принадлежит фермент; второе – подкласс, третье – подподкласс и четвертое число- порядковый номер фермента в его подклассе. Так,фермент аргиназа, расщепляющий аргинин на орнитин и мочевину, имеет шифр 3.5.3.1, т. е. относится к классу гидролаз, подклассу ферментов, действующих на непептидные С–N-cвязи, и подподклассу ферментов, расщепляющих эти связи в линейных (не циклических) соединениях. Класс оксидоредуктаз включает ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, и разделяется на 14 подклассов в зависимости от природы той группы в молекуле субстрата, которая подвергается окислению (спиртовая, альдегидная, кетонная и т.д.). Подподклассыоксидоредуктаз индексируются в зависимости от типа участвующего в реакции акцептора водорода (электронов) – кофермента, цитохрома, молекулярного кислорода и т.д. Таким образом, первые три цифры шифра определяют тип ферментов, так, например, 1.2.3 обозначают оксидоредуктазу, действующую на альдегид с молекулярным кислородом в качестве акцептора электронов. Класс трансфераз, объединяющий ферменты, катализирующие реакции переноса групп, подразделяется на 8 подклассов в зависимости от природы переносимых групп, которыми могут быть одноуглеродные или гликозильные остатки, азотистые или содержащие серу группы и т.д. У трансфераз третья цифра характеризует тип переносимых групп (например, одноуглеродная группа может быть метилом, карбоксилом, формилом и т.д.). К гидролазам принадлежат ферменты, катализирующие гидролитическое расщепление различных соединений; разделяются на 9 подклассов в зависимости от типа гидролизуемой связи – сложноэфирной, пептидной, гликозидной и т.д. Третья цифра угидролаз уточняет тип гидролизуемой связи. Лиазы – ферменты, отщепляющие от субстрата ту или иную группу (негидролитическими путями) с образованием двойной связи или, наоборот, присоединяющие группы к двойным связям. У лиаз 5 подклассов, вторая цифра шифра обозначает тип подвергающейся разрыву связи (углерод – углерод, углерод – кислород и т.д.), а третья – тип отщепляемой группы. Изомеразы, катализирующие реакции изомеризации, разделяются на 5 подклассов в зависимости от типа катализируемой реакции; третья цифра шифра детализирует характер превращения субстрата. Лигазами (или синтетазами) называются ферменты, которые катализируют соединение двух молекул, сопряжённое с расщеплением пирофосфатной связи в молекуле аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) или аналогичноготрифосфата. Первая цифра шифра лигаз обозначает тип вновь образуемой связи (углерод – азот, углерод – кислород и т.д.), а вторая – природу образующегося соединения. Классификация и номенклатура ферментов, кроме шифра, включает также систематические и тривиальные (рабочие) названия. Так, например, систематическое название карбоксилаза 2-оксокислот соответствует уже упоминавшемуся тривиальному название пируватдекарбоксилаза, а систематическое название L-apгинин – амидиногидролаза – рабочему название аргиназа. Систематическая классификация и номенклатура ферментов основаны на реакции, которую они катализируют. Поэтому определенное название ферментов не обязательно обозначает индивидуальный ферментный белок. Оно также может обозначать группу белков с одинаковым католитическимдействием. Ферменты из различных источников (разные виды бактерий, растений, животных) классифицируют под ежиным названием. То же относится за редким исключением, к изоферментам. Ферменты подразделяют на группы в соответствии с типом катализируемой реакции. Тип катализируемой реакции в сочетании с названием субстрата служит основой для построения названий отдельных ферментов и их кодирования. Коды (шифры) ферментов состоят из четырех разделенных точками чисел: первое число показывает, к какому из шести классов принадлежит фермент; второе – подкласс, третье – подподкласс и четвертое число- порядковый номер фермента в его подклассе. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. 2. 3. 4. Систематическая классификация и номенклатура ферментов Основные пищеварительные ферменты Определение ферментов, их биохимические свойства Функциональное значение ферментов Тема № 3 Гормональные препараты. Цель занятия: изучить основные современные гормональные препараты и их значение Гормональные препараты—сильные фармакологические агенты специфического действия. Для восстановления физиологических показателей организма обычно требуются небольшие дозы препаратов, не оказывающие существенного побочного действия. Но эффективность их может быть высокой только при условии, если вскрыты причины патологии. При этом следует учитывать, что дефицит гормона в организме может иметь самую различную основу, и ее необходимо всегда устанавливать. Гормонами называются продукты функционирования желез внутренней секреции, выделяющиеся в кровь и лимфу или через выводящие протоки в какую-нибудь полость. Успехи химии дают основание считать, что гормональные вещества встречаются в природе значительно шире, а не только как продукты деятельности определенных желез внутренней секреции. Например, такие специфические вещества, как экстрогены, продуцируются не только женскими, но и мужскими половыми железами. Более того, соединения, сходные с ними по строению и действию, обнаружены в разных растениях (хмель, клубни картофеля, трава клевера, свекла, ива и др.). Интересно отметить, что высокой экстрогенной активностью обладают такие простые соединения, как 4,4-диоксидифенил. Сходно с гормонами влияют многие биологические вещества животных тканей (их называют гормоноиды), особенно адреналин, серотонин, ангиотензин, гистамин, кинетин и др. Из этого следует, что понятие о гормональных веществах не укладывается в представлении только как о продуктах деятельности эндокринных желез. По своему действию к гормонам следует отнести многие вещества, продуцируемые клетками очень различного строения. Эти вещества трудно извлекать и трудно изучать, но они имеются в природе и должны стать объектом изучения фармакологов. Практика животноводства располагает значительным количеством естественных и синтетических гормональных препаратов. Их можно разделить на четыре группы. - Первая группа — экстрактные препараты, полученные извлечением гормональных веществ из эндокринных желез животных. Ряд препаратов (инсулин, адреналин, эстрон) содержит гормональные вещества в высшей степени очистки и даже в кристаллическом виде. Большинство же препаратов этого типа имеет некоторое количество органических примесей. Например, в питуитрине допускается до 5% изменения активности за счет гистамина, а в гонадотропине содержится до 20% веществ, далеких от основных веществ. - Вторая группа — синтезированные препараты гормонов, полностью соответствующие строению естественных веществ. Обычно они хорошо очищены, и их можно точно дозировать, но таких препаратов мало, так как производство их сложно. - Третья группа — растительные препараты, обладающие гормональным действием; к сожалению, они изучены очень мало. А между тем такие вещества, как кумэстрол из травы клевера и ряд других, говорят о высокой фармакологической активности и специфичности действия многих из них. - Значительный интерес представляет четвертая группа препаратов— синтетические соединения, неидентичные естественным гормонам, но обладающие ярко выраженным гормональным действием. Медико-биологическими требованиями определены допустимые уровни содержания ГП в продуктах питания, мг/кг, не более: мясо сельскохозяйственных животных, птицы и продукты их переработки — эстрадиол 17в и тестостерон соответственно 0,0005 и 0,015; молоко и молочные продукты, казеин — эстрадиол 17в на уровне 0,0002, масло коровье — 0,0005 указанного ГП. Многочисленными исследованиями доказана высокая токсичность и опасность половых гормонов при поступлении их в организм. В настоящее время они включены в состав загрязнителей окружающей среды. Соединения с эстрогенной активностью, не являющиеся натуральными женскими половыми гормонами, получили название ксеноэстрогенов. Под их действием наблюдается глобальное ухудшение репродуктивной функции мужчин и самцов животных — от рыб до млекопитающих, происходит прогрессирующая феминизация животного мира. Применение Янтарной кислоты в животноводстве и птицеводстве Организм животных и птиц довольно схож с организмом человека, поэтому ЯК оказывает на них аналогичное действие. Особенно эффективно использование ЯК в начальный период жизни цыплят, поросят и других домашних животных. При этом суточная доза ЯК принимается из расчета 0.03 г на 1 кг живой массы. ЯК подмешивается в корм или разводится в питье в течение 2-3 недель. ЯК весьма эффективна и для взрослых животных и птиц в период перед и после появления потомства. Доза - 0.03 г на 1 кг живой массы в день на неделю до и на полторы недели после появления потомства. В промышленных масштабах ЯК используется в соответствии со специально отработанными технологиями. Она резко снижает заболеваемость сельскохозяйственных животных и позволяет получать в большем количестве экологически чистые молоко, мясо и яйца. В значительной мере это обусловлено уменьшением или отсутствием необходимости регулярного применения в хозяйствах антибиотиков и других лекарственных препаратов. Кроме этого снижается количество фуража необходимого для откорма. Казалось бы, столько всяких вредных веществ сейчас поступает в наши организмы с пищей, стоит ли бояться гормонов. Однако нужно отдавать себе отчет, что натуральные и синтетические гормоны, которые имплантируют сельскохозяйственным животным, имеют структуру аналогичную человеческим гормонам, и обладают той же активностью. Поэтому, все американцы, за исключением вегетарианцев, с раннего детства находятся на своеобразной гормональной терапии. Достается и россиянам, так как Америка экспортирует мясо в Россию. Хотя в России, как и в Европе, использование гормонов в животноводстве запрещено, проверки на уровень гормонов во ввозимом из-за рубежа мясе, проводятся нерегулярно, только в отдельных образцах. Кроме того, применяемые сейчас в животноводстве натуральные гормоны очень трудно обнаружить, так как они неотличимы от естественных гормонов организма. Конечно с мясом в организм человека попадает не очень много гормонов. Подсчитано, что человек, съедающий в день полкило мяса, получает дополнительно порядка 0,5 мкг эстрадиола. Так как все гормоны накапливаются в жире и печени, те, кто предпочитают жирное мясо и жареную печенку получают примерно в 2-5 раз большую дозу гормонов. Для сравнения, в одной противозачаточной таблетке содержится порядка 30 мкг эстрадиола. Как видим, дозы гормонов, получаемые с мясом, в десятки раз меньше терапевтических. Однако, как показали исследования последних лет, даже небольшое отклонение от нормальной концентрации гормонов может сказаться на физиологии организма. Особенно важно не нарушать гормональный баланс в детском возрасте, так как у детей, не достигших полового созревания, концентрация половых гормонов в организме очень низка (близка к нулю) и малейшее повышение уровня гормонов уже существенно. Следует также опасаться влияния гормонов на развивающийся плод, так как в период внутриутробного развития рост тканей и клеток регулируется точно отмеренными количествами гормонов. Сейчас известно, что влияние гормонов наиболее критично в особые периоды развития плода – так называемые ключевые точки – когда даже ничтожное колебание концентрации гормонов может привести к непредсказуемым последствиям. Экспериментально показано, что все гормоны, применяемые в животноводстве, хорошо проходят через плацентарный барьер и попадают в кровь плода. Но конечно наибольшее беспокойство вызывает канцерогенное действие гормонов. Известно, что половые гормоны стимулируют рост многих разновидностей опухолевых клеток, например рака груди у женщин (эстрадиол), и рака простаты у мужчин (тестостерон). Однако данные эпидемиологических исследований, в ходе которых сравнивали уровень заболеваемости раком у вегетарианцев и любителей мяса, достаточно противоречивы. Одни исследования показывают четкую зависимость. А другие – нет. Интересные данные получили ученые из Бостона. Они обнаружили, что риск развития гормонально-зависимых опухолей у женщин напрямую зависит от уровня потребления мяса в детском и подростковом возрасте. Чем больше мяса включала диета детей, тем чаще у них уже во взрослом возрасте развивались опухоли. В США, где уровень потребления мяса с гормонами самый высокий в мире, ежегодно от рака груди умирают 40 тысяч американцев, и диагностируется порядка 180 тысяч новых случаев. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Химическая природа и биологическая роль гормонов 2. Основные направления по применению гормональных и гормоноподобных субстанций 3. Механизм действия гормональных препаратов 4. Допустимые уровни содержания гормональных препаратов в продуктах питания Тема № 4Содержание БАВ в растениях и кормах. Цель занятия: установить основные биологически активные вещества, входящие в состав растений и кормов Растения, содержащие биологически активные вещества, которые могут быть использованы с лечебной целью, называются лекарственными. К биологически активным веществам принадлежит большое количество разнообразнейших соединений. Наиболее важными из них являются: алкалоиды, гликозиды сердечного действия, сапонины, дубильные вещества, флавоноиды, смолы, жирные масла, эфирные масла, камеди, витамины, фитонциды и др. Алкалоиды- сложные азотсодержащие органические соединения природного, преимущественно растительного происхождения, обладающие свойствами оснований и сильным специфическим физиологическим действием. С открытием алкалоидов началась новая эра в медицине и химии. В течение XIX века фармацевты и химики всех стран открыли ряд важнейших алкалоидов в давно известных лекарственных и ядовитых растениях и изучили их свойства. Многие из алкалоидов в больших дозах являются сильнодействующими ядами, в малых - представляют собой ценные лекарственные вещества. Обычно содержание алкалоидов в растениях невелико -сотые и десятые доли процента. При содержании 1-3 % сырье считается уже богатым алкалоидами. На содержание алкалоидов влияет обработка лекарственнорастительного сырья. Например, нестойкие алкалоиды могут разрушаться при замедленной сушке сырья, при длительном хранении в сырых помещениях. Медицинское применение алкалоидов и их препаратов очень разнообразно, так как каждому алкалоиду присуще свое специфическое действие, часто очень ценное и порой ничем не заменимое. Витамин - в переводе дословно означают «амины жизни» биологически активные органические вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Витамины представляют собой группу органических соединений разнообразной химической структуры. Большинство из них поступает в организм человека с пищей в виде витаминов как таковых или их предшественников-провитаминов. Они участвуют во всех процессах обмена веществ, предупреждают избыточное отложение холестерина на стенках кровеносных сосудов и имеют существенное значение для поддержания нормального состава крови и предупреждения физиологического увядания организма. Растительное сырье - ценный источник витаминов для организма человека, его использование практически исключает возможности передозировки и возникновения побочных действий, которые неизбежны при длительном и неконтролируемом употреблении синтетических витаминов. Провитамин А - оранжевый пигмент каротин, из которого в организме образуется ретинол (витамин А), содержится в плодах облепихи и шиповника, ягодах рябины обыкновенной, рябины черноплодной, земляники, в листьях крапивы, подорожника, липы. Витамин Апринадлежит к числу жизненно важных для организма веществ. Недостаточное его потребление вызывает сухость и бледность кожи, шелушение, образование угрей, сухость и тусклость волос. Отмечается уменьшение аппетита, повышенная утомляемость. Витамины группы В содержатся в листьях крапивы двудомной, плодах облепихи и шиповника, в ягодах малины, в семенах и плодах тыквы и других растений. Из этой группы витаминов в растениях встречаются витамины: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин) и другие. Недостаточность тиамина в организме приводит к нарушению углеводного обмена, накоплению в тканях молочной и пиро-виноградной кислот, в связи, с чем могут возникнуть невриты и нарушения сердечной деятельности. При недостаточности рибофлавина отмечается понижение аппетита, падение веса, головная боль, резь в глазах. Витамин В6 играет большую роль в обмене веществ, непосредственно участвует в обмене белков, аминокислот, жировом обмене. Улучшает липидный обмен при атеросклерозе, необходим для нормального функционирования центральной и периферической нервной системы. Аскорбиновая кислота (витамин С) - один из наиболее важных витаминов для нормальной жизнедеятельности организма, содержится в плодах шиповника и облепихи, луке репчатом, ягодах лесной малины, в листьях крапивы двудомной и других растениях. Отсутствие витамина С ведет к тяжелому заболеванию -цинге. Аскорбиновая кислота повышает сопротивляемость организма к инфекциям, принимает участие в образовании гормонов, способствует восстановлению тканей при повреждениях, ускоряет свертываемость крови. Токоферол (от греческих слов, означающих «производящее потомство»), витамин Е содержится в плодах шиповника и облепихи, в траве горца перечного и других растениях. Витамин Е участвует в окислительновосстановительных процессах, происходящих в организме. Он благоприятно воздействует на кровь, под его влиянием повышается процент гемоглобина и количество эритроцитов. При помощи витамина Е можно успешно воздействовать на лечение таких тяжелых заболеваний, как атеросклероз, миокардин и эндокардит. Витамин К нужен организму для образования протромбина - белкового вещества, необходимого для свертывания крови. Он содержится в листьях крапивы двудомной, подорожника большого, в рыльцах кукурузы и других растениях. Витамин К ускоряет свертывание крови и применяется как кровоостанавливающее средство. Витамин- объединяет группу сложных органических соединений (биофлавоноидов) - рутин, кверцетин и другие. Этот витамин повышает прочность капилляров, уменьшает проницаемость и ломкость кровеносных сосудов. Важным свойством физиологического действия витамина Р является то, что он не только укрепляет стенки сосудов, но и способствует удержанию в тканях и усвоению организмом такого важного витамина как аскорбиновая кислота. Гликозиды —сложные органические соединения растительного происхождения, состоящие из сахаристой и несахаристой частей. Они широко распространены в растительном мире и могут содержаться во всех частях растений, легко расщепляются на сахара (глюкозу и фруктозу) и несахаристую часть (агликон) в присутствии воды и ферментов. В гликозидах характер лечебных свойств определяется преимущественно агликоном, но сахарный компонент также оказывает терапевтическое действие, влияя на их растворимость и всасываемость. Разнообразное строение гликозидов позволяет применять их для лечения различного рода заболеваний. Сапонины- гликозиды сложного строения - образуют при взбалтывании с водой стойкую пену. «Сапо» по-латыни -мыло, это и дало повод к их названию. Они распадаются на сахар и агликон - сапогенин, химическое строение которого определяет лечебное действие сапонинсодержащих растений. В фармации такие растения применяются для приготовления отхаркивающих средств. Д у б и л ь н ы е вещества или т а н н и д ы - содержатся почти во всех растениях в том или ином количестве и представляют собой безазотистые ароматические соединения, производные многоатомных фенолов. Особенно много их в коре дуба, ивы, в корневищах лапчатки, ягодах черники и черемухи. В прежние времена в России для обработки кожи пользовались корой дуба, а сам процесс называли дублением. Отсюда и произошло название этих веществ - дубильные. Дубильные вещества не ядовиты, имеют характерный вяжущий вкус, и многие из них обладают Р-витаминной активностью. К последним относятся катехины, содержащиеся во многих плодах и ягодах, и особенно много их в ягодах обыкновенной и черноплодной рябины, в терпких яблоках, листьях чая. Катехины растворимы в воде, хорошо сохраняются при осторожном высушивании растений. При соприкосновении с воздухом дубильные вещества окисляются под влиянием особых ферментов и переходят в вещества, нерастворимые в холодной воде, окрашенные в темно-бурый или красно-бурый цвет (побурение разрезанных яблок, айвы, картофеля и др.). Полисахариды - сложные углеводы, многочисленная и широко распространенная группа органических соединений, наряду с белками и жирами необходимая для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующихся в результате обмена веществ организма. В результате многих экспериментальных работ установлена многообразная биологическая активность полисахаридов растительного происхождения: антибиотическая, противовирусная, противоопухолевая. К полисахаридам относятся камеди, слизи, пектиновые вещества, инулин, клетчатка, крахмал. Ка м еды- коллоидные полупрозрачные, в большинстве своем клейкие вещества различного химического состава. В основе их лежат полисахариды с кальциевыми и калиевыми солями сахарокамедиевых кислот. Камеди растворяются в воде и не растворяются в спирте. В медицине камеди используются как вспомогательные вещества при приготовлении ряда лекарственных форм. Слизи- вязкая жидкость, продуцируемая слизистыми железами растений и представляющая собой раствор гликопротеинов. Слизистые вещества способствуют замедлению всасывания лекарственных средств и более длительному действию их в организме, что имеет большое значение в терапии. Пектины (греч. pectos- свернувшийся, студнеобразный) - общее название полисахаридов растительного происхождения, содержащих полигалактуроновую кислоту. Широко распространены в растительном мире. Ими богаты плоды шиповника и цитрусовых, ягоды клюквы и черной смородины и другие. Наибольшее значение имеют пектины, растворяющиеся в воде. Водные растворы пектинов с сахаром в присутствии органических кислот образуют студни, обладающие адсорбирующим и противовоспалительным действием. Пектины участвуют в суммарном лечебном эффекте, проявляемом основными действующими веществами лекарственных растений. Кр а х м ал- важнейший резервный питательный углевод растений, отлагается преимущественно в клубнях и плодах растений, а также в семенах и сердцевине стебля. Из крахмала в организме человека образуется глюкоза. Благодаря способности образовывать в горячей воде вязкий раствор, крахмал используется как обволакивающее средство при желудочно-кишечных заболеваниях. К л е т ч а т к а или целлюлоза - это основная часть стенок клеток растений. Клетчатка усиливает перистальтику кишечника, улучшает секреторную деятельность пищеварительных желез, способствует выводу холестерина. Органические кислоты образуются в растениях в результате сложных биохимических процессов. Они могут находиться в свободном состоянии, в виде солей или же быть растворенными в клеточном соке растений. Наиболее распространены в растениях яблочная, лимонная, винно-каменная, щавелевая, салициловая, муравьиная, уксусная и другие кислоты. Органические кислоты возбуждают деятельность слюнных желез, влияют на выделение желчи и панкреатического сока, улучшают аппетит и пищеварение, обладают бактерицидными свойствами и снижают гнилостные процессы в организме. Эфирные масла- сложные смеси летучих веществ, главным образом терпеноидов и их производных, обладающих специфическим запахом. Некоторые из них имеют лекарственное значение, но большинство используется в парфюмерной и химической промышленности. Эфирные масла имеют различный химический состав, и физиологическое воздействие их на организм человека неодинаково. Например, эфирные масла, содержащиеся в корнях валерианы, действуют успокаивающе, другие масла улучшают работу сердца, усиливают выделение пищеварительных соков. Эфирные масла встречаются в различных частях растений. У одного и того же растения в отдельных органах вырабатываются различные по составу и запаху масла. Свойства и запах эфирных масел в течение жизни растений меняются. Накопление и химический состав эфирного масла в растении зависят от вегетации; например, мята перечная имеет больше всего эфирного масла с наибольшим содержанием в нем ментола в фазе цветения. Содержание эфирных масел в растении колеблется от едва определимых следов до 20 % на сухое вещество, чаще же всего 2-3 %. У большей части растений эфирное масло находится в свободном состоянии и выделяется методом перегонки, экстракцией или другим способом. Эфирные масла растворимы в спирте. Эфирное масло нерастворимо в воде, но перемешанная с ним вода приобретает запах и вкус масла. Эфирные масла нестойки, некоторые из них особенно чувствительны к повышению температуры. Под действием кислорода и влаги воздуха состав эфирных масел изменяется, отдельные компоненты масел окисляются, теряют запах и происходит так называемое осмоление масел. Смолы- твердые или жидкие природные сложные органические соединения растительного происхождения с характерным запахом. Обычно нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (спирте, эфире, бензине и др.). Химический состав смол изучен еще недостаточно. Они не прогоркают, не загнивают, не портятся, легко воспламеняются. Смолы обладают приятным запахом и фитонцидными свойствами. Смолы находятся в хвое, ревене, зверобое, имбире, почках и листьях березы, алоэ (в соке 25-30 % смолистых веществ). Смолы, как и воски, содержатся в эфирных маслах. Они душисты, понижают летучесть масел, замедляют их порчу и при перегонке большей частью остаются в осадке. Благодаря этому запах эфирных масел, не извлеченных из растений, более стоек, значительно медленнее улетучивается, долго не портится, что, несомненно, повышает фармакологическую активность эфирных масел. Жирные масла- сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. В состав жиров входят предельные и непредельные кислоты. Из предельных жирных кислот, часто встречающихся в составе жирных масел, можно указать на пальмитиновую, стеариновую, миристиловую, лауриновую и другие кислоты. Жирные масла образуются главным образом в семенах, только оливковое масло получается из мякоти плодов маслины. Они в воде не растворяются, с трудом растворяются в холодном спирте, более легко в горячем. Жиры и жироподобные вещества, вырабатываемые растениями, в медицине используются преимущественно для наружного применения в качестве мягчительного средства (мази, кремы, мыла и др.). Мятное, тминное, коричное, гвоздичное, шалфейное масла обладают значительным бактерицидным свойством по отношению к кишечной палочке и патогенной кишечной флоре. Пигменты- красящие вещества растений, разнообразные по химическому составу и структуре. Пигменты, содержащиеся в растениях, в зависимости от их растворимости в воде могут быть разделены на две группы: растворимые в воде, находящиеся в соке растений (лепестках цветов, ягодах, фруктах и т.п.), и нерастворимые в воде - хлорофилл, каротин, присутствующие в хлоропластах клеток листьев зеленых растений. Хлорофилл содержится в пределах 0,6-1,2 % от сухого веса листа. Представляет собой одно из интереснейших органических соединений живой природы. Хлорофилл не является химически индивидуальным веществом. Он состоит из двух соединений: сине-зеленого хлорофилла a (C55Н72O5N4Mg) и желто-зеленого b (C55H70О6N4Mg), отличающихся различной степенью окисления, окраской и другими свойствами. Строение хлорофиллов а и в сходно - это магниевые соли тетрапиррола. Хлорофилл стимулирует обмен веществ, улучшает деятельность сердечнососудистой системы, дыхательного центра, усиливает деятельность пищеварительных желез. Хлорофилл по химическому строению - вещество, родственное пигменту крови человека (гемоглобину). Хлорофилл не только сам придает зеленую окраску, но и маскирует присутствие каротиноидов. Каротиноиды играют важную роль в обмене веществ, повышают защитные силы организма против вредного действия радиационного и ультрафиолетового облучения, образования злокачественных опухолей. Ф л а в о н ы - органические соединения гетероциклического ряда. Их производными являются флавоноиды (рутин, кверцетин, гесперидин, и др). Обычно они имеют желтый цвет («флавум» по-латински - желтый), плохо или совсем не растворяются в воде. Флавоноиды различаются своими физическими и химическими свойствами, поэтому им нельзя приписать какое-то единое действие, но для них характерны некоторые общие свойства: они помогают при нарушениях проницаемости капилляров, определенных нарушениях сердечной и сосудистой системы. Фитонциды - биологически активные сложные летучие органические соединения, образуются растениями как защитные средства. Содержатся в тканевых соединениях. С их помощью вырабатывается природный иммунитет к различным заболеваниям. Название «фитонциды» образовано из слов «фитон» - растение и «циды»- способность убивать другие организмы. Фитонциды не только исполняют роль самозащиты растений, они являются составной частью протоплазмы клеток и межклеточных веществ, участвуют в обмене веществ, в регуляции теплоотдачи, притоке кислорода. Минеральные вещества- обязательные компоненты пищи, необходимые для жизнедеятельности организма. В растениях они находятся в небольших количествах в клеточном соке всех клеток растений. Содержащиеся в растениях минеральные вещества подразделяют на две группы: • к первой, называемой макроэлементами, относятся калий, натрий, кальций, магний, марганец, кремний, хлор, фосфор; в золе растений содержится не менее сотых долей процента этих элементов; • ко второй, называемой микроэлементами, относятся: железо, медь, цинк, йод, барий и др. Их содержание в золе составляет тысячные доли процента. Накопление микроэлементов в растениях нередко избирательно: в одних и тех же почвенных условиях произрастают разные виды растений, и только некоторые из них способны концентрировать те или иные микроэлементы. Минеральные вещества участвуют в обменных процессах организма, входят в состав протоплазмы клеток, присутствуют в межклеточных и межтканевых жидкостях, придавая им необходимые осмотические свойства и создавая для тканей определенную концентрацию водородных ионов. Особое значение приобретают в настоящее время микроэлементы при лечении таких тяжелых заболеваний, как болезни крови, злокачественные опухоли и некоторые другие. Большой интерес в этом отношении представляют лекарственные растения, так как при их использовании в виде суммарных препаратов лечебное действие содержащихся в них фармакологически активных веществ может успешно сочетаться с действиями микроэлементов. Установлено, что существует взаимозависимость между накоплением в растениях определенных групп физиологически активных соединений и концентрированием в них микроэлементов. Например, растения, продуцирующие сердечные гликозиды, концентрируют кобальт, цинк, марганец, реже медь; продуцирующие сапонины - молибден и вольфрам. По физиологической значимости концентрируемые растениями микроэлементы могут быть жизненно необходимыми, менее необходимыми и даже вредными с точки зрения их влияния на организм человека. С полным основанием можно считать, что терапевтическое действие микроэлементов может усиливать активность основного действующего начала лекарственных растений. В жизнедеятельности всех живых организмов большую биологическую роль играет железо. Этот элемент является основным структурным элементом гемоглобина крови и гемосодержащих ферментов - каталазы, пероксидазы и цитохромксидазы - главных катализаторов окислительновосстановительных процессов. Дисбаланс этого элемента приводит к развитию тяжелых анемий и другим заболеваниям крови. Некоторые лекарственные растения накапливают железо в значительных количествах. В окислительно-восстановительных процессах, происходящих в любом живом организме, участвует также медь. Она входит в состав церрулоплазмина животных и человека, а также в состав пластоцианина растений и является кофактором ряда ферментов. Роль цинка в обмене так велика, что при его дисбалансе возникают тяжелейшие заболевания - карликовость, бесплодие, различные формы анемий, усиление роста опухолей. Лекарственные растения, такие как береза повислая, фиалка полевая, чистотел большой и др. являются концентратами цинка и могут быть использованы для лечения и профилактики цинковой недостаточности. Одновременное накопление в лекарственных растениях цинка, меди и железа повышает фармакологическую ценность этих растений. Многие виды лекарственных растений являются концентратами и сверхконцентратами марганца. Марганцу принадлежит важная роль в жизнедеятельности любой клетки, многочисленные реакции углеводного, белкового и фосфорного обмена катализируются ферментами, активируемыми ионами марганца, в их числе карбоксилазы, аминопентидазы и т.д. Марганец необходим для нормального функционирования половых желез и опорно-двигательного аппарата. Дефицит марганца отрицательно сказывается на стабильности мембран нервных клеток и нервной системы в целом. Многие лекарственные растения концентрируют молибден. Это горец птичий, крапива двудомная, мята перечная, багульник болотный и др. Молибден - кофактор ряда ферментов, он препятствует развитию кариеса зубов, задерживая фтор. Для профилактики этого широко распространенного заболевания, возможно, могут быть использованы лекарственные растения, накапливающие молибден. Кубышка желтая, черемуха обыкновенная, шиповник собачий концентрируют кобальт. Биологическая роль кобальта достаточно велика, он участвует в обмене жирных кислот и фолиевой кислоты, а также в углеводном обмене, но основная его функция - участие в составе витамина В12 в процессе кроветворения. Нарушения в процессе кроветворения чреваты самыми серьезными последствиями, кобальт - единственный элемент, который может запасаться в организме человека впрок на семь лет вперед. Xром регулирует уровень сахара в крови человека, поддерживая его в оптимальных концентрациях. Полагают, что, оказывая положительное влияние на активность инсулина, хром одновременно препятствует развитию таких серьезных заболеваний, как атеросклероз и сердечно-сосудистые заболевания. Считается, что одна из причин дефицита хрома, скорее всего, излишнее рафинирование пищевых продуктов. Это видно из того, что содержание хрома, например, в рафинированном сахаре составляет всего 0,1% от его количества в исходном - нерафинированном. По последним данным науки важным биологическим элементом является селен. Считают, что он обладает противораковой активностью, ранее этому элементу ошибочно приписывались канцерогенные свойства. Установлено, что селен оказывает существенное влияние на состояние сердечно-сосудистой системы. Полагают, что совместно с витамином Е стимулирует образование антител, тем самым увеличивая иммунные силы организма. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Алкалоиды, гликозиды их характеристика 2. Фитонциды, использование в рационах 3. Минеральные вещества и витамины растений 4. Фармацевтические препараты, изготавливаемые из растений Тема № 5Содержание БАВ в почве и в воде. Цель занятия: изучить содержание биологически активных веществ в почве и воде Почва – растение – корм – животный организм – это неразрывно связанные звенья миграции биологически активных веществ. Поэтому вопросы обеспечения потребностей животного организма следует рассматривать с учетом биогеохимического районирования. Основатель науки биогеохимии академик В.И.Вернадский и его ученик академик А.П. Виноградов считали, что живое на Земле содержит все элементы космоса, и их обнаружение в организмах – дело времени и технического прогресса в аналитической химии. В процессе развития жизни на Земле в биологическую цепь были включены в первую очередь химические элементы, которые в условиях нашей планеты легко образуют газы или хорошо растворимы в воде. Этим объясняется значительно более высокая концентрация азота, водорода, фосфора, серы и хлора в живых организмах, чем в земной коре, тогда кА многие малоподвижные элементы – весьма распространенные в земной коре – в живых организмах присутствуют в ничтожных количествах. С другой стороны, развитие живых существ на планете способствовало поверхностной миграции элементов, избирательному накоплению и концентрированию в окружающей среде. Существенное значение в этом процессе имеет рельеф, водный режим и степень подвижности элементов, так как многие подвижные элементы, вымываясь из почвы, поступают в водоемы, где могут накапливаться в больших количествах. Состав почв оказывает влияние на химический состав растений через них на животных. Много минеральных веществ животные потребляют с почвой, загрязненными кормами, водой. В процессе эволюции организмы адаптировались к определенному химическому составу среды обитания. Это способствовало возникновению новых видов, подвидов, а позднее сортов растенийи пород животных, а также повышенной чувствительности организмов к изменениям концентрации элементов в среде. Последнее составляет определенные трудности при акклиматизации животных и птиц. Состав почв не одинаковый. Вся территория СНГ может быть разделена на четыре биогеохимические зоны: 1) Таежно-лесная нечерноземная с кислыми почвами (недостаток кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, бора; оптимальное содержание марганца и цинка; относительный избыток стронция); 2) Лесостепная и степная черноземная с нейтральными или слабощелочными почвами (достаточное количество йода, кобальта, меди, иногда недостаток марганца, калия, часто фосфора); 3) Сухостепная, полупустынная и пустынная с нейтральными и щелочными почвами (избыток натрия, кальция, хлора, сульфатов, часто бора, иногда молибдена; недостаток меди и марганца); 4) Горная (недостаток йода, кобальта, меди, наличие очагов с избытком разнообразных химических элементов). Области, отличающиеся от соседних областей той же зоны по содержанию химических элементов и вызывающие по этой причине эндемические заболевания у растений и животных, уродства и гибель или различные приспособительные реакции, называются биохимическими провинциями. На территории СНГ выделены и изучаются биогеохимические провинции с избыточным или недостаточным содержанием кобальта, меди, йода, бора, никеля, молибдена, свинца, строения, цинка, селена, фтора. Возникновение биогеохимических провинций объясняют рассеиванием химических элементов геохимическими процессами: фтора – вблизи действующих вулканов, отложений фтороапатитов; молибдена – в очагах молибденовых месторождений и т.д. Недостаток или избыток химических элементов в почве и, следовательно, в растениях изменяют обмен веществ у животных, в том числе и биологически активных, развитие процессов адаптации. Если механизмы адаптации не в состоянии поддержать нормальное физиологическое состояние, то развивается эндемическое заболевание. Результаты исследования по биогеохимическому районированию – основа для внесения минеральных удобрений, совершенствования рецептуры премиксов, разработки мероприятий против эндемических заболеваний. Особое значение имеет учет биогеохимических провинций при разведении крупно рогатого скота и овец, потребляющих в основном местные корма. Птицу и свиней в настоящее время кормят в основном комбикормами. Вырабатывают их часто из сырья, поступающего из других провинций, зон и даже континентов. В удовлетворении потребностей животных и птицы в микроэлементах большая роль принадлежит воде. Содержание минеральных веществ в поверхностных и подземных неглубоко залегающих водах обычно коррелирует с содержанием их в почвах. Вода из артезианских скважин вследствие наличия в ней совершенных количеств определенных элементов бывает непригодной для поения животных. Интенсификация кормопроизводства (применения удобрений, орошений.Известкование почв, возделывание новых культур, сортов) существенно изменяет взаимосвязь почва – растение и может привести к увеличению или уменьшению дефицита элементов или к их избытку. Особый вопрос – загрязнения окружающей среды промышленными отходами, различными ядохимикатами, удобрениями, которые могут попадать в воду, растения и корма и оказывать неблагоприятное влияние на обмен минеральных веществ и витаминов, на здоровье животных. Используемые для подкормки животных местные известняки-ракушечники могут служить не только источником необходимых макро- и микроэлементов, но и содержать большое количество мышьяка, солей тяжелых металлов и других нежелательных примесей. Сапропель (озерный ил) состоит из остатков планктонных, водных, растительных и животных организмов, поэтому наряду с минеральными веществами в нем содержаться витамины В12, В2, С ,D, каротин. Выполнить задание Ответить на вопросы: 1. Основные биогеохимические зоны, их характеристика 2. Загрязнение воды и почвы промышленными отходами 3. Влияние состава почвы на химический состав растений Тема № 6 Основные препараты БАВ применяемых в качестве кормовых добавок. Цель занятия: изучить основные препараты биологически активных веществ применяемые в качестве кормовых добавок Раньше считалось, что для животного организма решающее значение имеют только основные питательные вещества: белки, жиры, углеводы. Сейчас достаточно выяснены количественные и качественные свойства кормов, которые до последнего времени выражались такими общими понятиями как «усвояемые белки» и «крахмальная ценность».Современная медицина уделяет большое внимание взаимосвязи между здоровьем человека и особенностями его питания, которое является не только средством насыщения и источником энергии, но и фактором нормального функционирования всех систем организма, повышения сопротивляемости его к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды. Накопленные к настоящему времени данные по исследованию структуры питания современного человека показывают широкое распространение недостаточного потребления незаменимых компонентов пищи. Этот факт обусловлен объективными закономерностями, оказывающими определяющее влияние на структуру пищевого рациона во всех экономически развитых странах. Первая закономерность обусловлена отклонением фактического питания от рекомендуемых норм потребления вследствие местных, климатических и национальных особенностей. Вторая закономерность – резкое снижение энергозатрат у основной массы населения вследствие широкого использования достижений научнотехнического прогресса в повседневной жизни, что приводит к ограничению потребления пищи как источника энергии и соответственно к снижению потребления содержащихся в ней незаменимых компонентов. Третья закономерность – применение современных технологий выращивания, транспортировки, переработки, распределения и приготовления пищи также приводит к потере незаменимых компонентов пищи. Четвертая закономерность – воздействие неблагоприятных факторов внешней среды, приводящее к возрастанию потребности в незаменимых компонентах пищи. Отклонение от сбалансированного питания часто приводит к нарушениям в работе организма, что выражается в так называемых "болезнях цивилизации", таких как ожирение, гипертоническая болезнь, рак, аллергия, сахарный диабет. Учитывая выше сказанное, можно прийти к выводу, что оптимизация рациона современного человека с учетом рекомендуемых норм потребления не может быть достигнута простым увеличением потребления натуральных продуктов питания без причинения вреда здоровья, а требует новых подходов и решений. В этой ситуации большинство ученых - нутрициологов приходит к выводу о необходимости широкого применения БАД, представляющих натуральные комплексы эссенциальных веществ, таких как минералы, витамины, пищевые волокна, экстракты лекарственных растений, ненасыщенные жирные кислоты, аминокислоты и т. д. Биологически активные добавки к пище - это концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активные вещества, предназначенные для непосредственного приема или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона питания человека отдельными биологически активными веществами или их комплексами. Биологически активные добавки к пище (БАД) получают из растительного, животного или минерального сырья, а также химическими или биотехнологическими способами (приказ "О порядке экспертизы и гигиенической сертификации биологически активных добавок к пище"). Биологически активные добавки к пище получают в виде различных лекарственных форм - порошков, таблеток, капсул, сиропов, экстрактов, настоев, концентратов из растительного, животного или минерального сырья, а также химическими и биотехнологическими способами. Биологически активные добавки к пище нельзя отождествлять с пищевыми добавками, представляющими собой красители, антиоксиданты, эмульгаторы, корригирующие вещества, изменяющие органолептические свойства продуктов, но не обладающие биологической активностью.БАДы не стоит путать с лекарствами, хотя их действия во многом схожи. Добавки могут устранять причину заболеваний, если она заключается в нехватке того или иного вещества, иногда помогают справиться с болезнью, однако лишь в качестве составного элемента в комплексной терапии. БАДы имеют важное преимущество перед лекарствами: последние иногда могут вызывать изменения, не свойственные здоровому организму, а БАДы регулируют работу организма в пределах нормы, так как представляют собой натуральные или идентичные натуральным вещества. При правильном применении она совершенно безопасны, в противном случае они не имеют права носить это название. Кроме того БАДынейтрализируют негативные последствия применения лекарств. Еще одно отличие биодобавок от лекарств – они никогда не борются только с симптомами заболеваний, а устраняют их причины. Организм оздоравливается в целом и может сам бороться с болезнью. Вещества, входящие в состав биодобавки, не могут воздействовать сразу на все органы, поэтому БАД не может излечивать от нескольких заболеваний разной природы. БАДы можно использовать в комплексной терапии и для профилактики нарушений в организме, но важно помнить, что заменить лекарства не могут. Для дифференциации лекарственных средств и добавок к пище принципиальное значение имеют следующие положения определений: ЛС определяются как "..вещества, применяемые для профилактики, диагностики, лечения болезни, предотвращения беременности…, также вещества растительного, животного или синтетического происхождения, обладающие фармакологической активностью и предназначенные для производства и изготовления лекарственных средств" (Федеральный закон "О лекарственных средствах"). Другими словами - ЛС - фармакологически активные вещества, предназначенные для профилактики и лечения. БАД - биологически активные вещества, предназначенные для регуляции функции организма в физиологических границах. Биологически активные добавки к пище содержат вещества, необходимые для поддержания нормальной жизнедеятельности и повышения неспецифической резистентности организма, а также средства сопутствующей или вспомогательной терапии при различных заболеваниях. В зависимости от воздействия, которое БАДы оказывают на организм, их разделяют на две основные группы: Первая группа – нутрицевтики. Нутрицевтики - это незаменимые пищевые вещества или их близкие предшественники. Эту группу БАД можно со всеми основаниями причислить к пище, поскольку она в большинстве случаев представлена хорошо изученными естественными ее компонентами, физиологическая потребность и биологическая роль которых установлены. Использование нутрицевтиков в повседневном питании больных и здоровых людей позволяет: · легко и быстро устранить недостаток эссенциальных пищевых веществ, который повсеместно выявляется у большинства взрослого и детского населения; · максимально учесть в питании конкретного человека индивидуальные потребности, которые значительно отличаются не только по возрасту, полу, интенсивности физических нагрузок, но и вследствие генетически детерминированных особенностей метаболизма отдельного индивидуума, его биоритмов, экологических условий региона обитания, физиологических состояний - беременность, психоэмоциональный стресс и т.д.; · максимально обеспечить измененные физиологические потребности в пищевых веществах больного человека, обойти поврежденные заболеванием участки метаболических путей, а иногда - осуществить их коррекцию (пример – питание больного фенилкетонурией); · за счет усиления элементов защиты клеточных ферментных систем повысить общую, неспецифическую резистентность организма к действию неблагоприятных факторов окружающей среды у населения, проживающего как в экологически чистых, так и в экологически неблагополучных регионах; · воздействуя прежде всего на ферментные системы, направленно изменять метаболизм отдельных веществ, в частности, ксенобиотиков, а также усиливать и ускорять связывание и выведение из организма чужеродных и токсических веществ. Таким образом, использование нутрицевтиков является эффективным средством профилактики, а также дополнительного (а иногда, и основного) лечения больных при широко распространенных хронических заболеваниях, как ожирение, сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования, иммунодефицитные состояния, заболевания желудочно-кишечного тракта, дегенеративные заболевания опорно-двигательного аппарата. Вторая группа БАД – парафармацевтики. Это, как правило, продукты, содержащие минорные компоненты пищи: биофлавоноиды, органические кислоты, гликозиды, биогенные амины, регуляторные олигопептиды, полисахариды, олигосахара и т.д. Действие парафармацевтиков реализуется по следующим направлениям: · регуляция в физиологических границах функциональной активности отдельных органов и систем; · активация систем, участвующих в развитии адаптационных компенсаторно-приспособительных реакций организма; · регуляция деятельности нервной системы, включая высшую нервную деятельность; · регуляция микробиоценоза желудочно-кишечного тракта. Эти свойства парафармацевтиков позволяют адаптировать организм человека к измененным, экстремальным условиям, и обеспечивают проведение дополнительной, вспомогательной терапии различных заболеваний, что качественно расширяет возможности основных методов лечения. В подавляющем большинстве парафармацевтикибезопасны в применении. Они имеют более широкий, чем у лекарств, диапазон доз, при которых оказывают свое нормализующее или корригирующее действие на функции отдельных органов и систем организма человека при значительно более низкой вероятности проявления, в сравнении с лекарственными средствами, токсических и побочных эффектов. Хотя при применении парафармацевтиков не исключены явления индивидуальной непереносимости отдельных их компонентов, что, впрочем, характерно и для некоторых пищевых продуктов и еще более - для лекарственных препаратов. Таким образом, парафармацевтики, не заменяя лекарственные средства, значительно улучшают качество профилактических и лечебных мероприятий. Длительное недополучение витаминов, минералов и других питательных веществ приводит к ослаблению организма, снижению работоспособности, отрицательно влияет на состояние внутренних органов, может стать причиной серьезных заболеваний. Внешне оно проявляется в ухудшении состояния кожи, волос, ногтей, ускорении процессов старения и отрицательно сказывается на продолжительности жизни. Опасность использования БАД при недостаточном контроле в том, что они могут содержать: - известные биологически активные компоненты, способные вызвать серьезные и жизнеугрожающие побочные реакции (мутагенные эффекты, поражения печени и почек, сердечно-сосудистые осложнения, анафилактические реакции); - токсические и высокоактивные соединения и лекарства, не указанные в информационных материалах, инструкциях, сертификатах; - многочисленные экзотические малоизученные или вовсе не изученные компоненты, влияние которых, особенно при их взаимодействии на организм человека, неизвестно; - ткани животных, которые не контролируются на присутствие возбудителей инфекционных заболеваний. Гигиеническая оценка БАД - включает в себя контроль: - на токсические элементы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть); - пестициды (гексахлорциклогексан, ДДТ и его метаболиты, гептахлор, алдрин); - радионуклиды (цезий 137, стронций 90); - микробиологические показатели (сальмонеллы, дрожжи, плесени). Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. 2. 3. 4. Классификация биологически активных добавок Требования предъявляемы е к биологически активным добавкам Методы оценки качества биологически активных кормовых добавок Препараты используемые в животноводстве Тема № 7 Технологические и биологические свойства кормовых добавок. Цель занятия: изучить технологические и биологические свойства кормовых добавок Технологические свойства основных препаратов. Современное производство животноводческой продукции основано на широком использовании машин и автоматики, поэтому предлагаемые к применению кормовые добавки должны отвечать ряду технологических свойств, которые, в свою очередь, зависят от влажности, объемной массы, платности частиц, гранулометрического состава, морфологических характеристик, фрикционных свойств и т.д. Влажность влияет на сыпучесть, измельчаемость, смешиваемость компонентов комбикормов и вносимых в него кормовых добавок. Повышение влажности способствует развитию микроорганизмов и увеличению скорости разрушения питательных и биологически активных веществ, плесневению и гниению кормов. Однако и пересушивание кормов и кормовых добавок нежелательно, поскольку это приводит в повышеннойистираемости, пылобразованию, ухудшению гигиенических условий труда, созданию взрывоопасных ситуаций. Пересушенные корма и добавки менее сыпучи, хуже смешиваются с другими ингридиентами корма, легко электризуются. В пересушенной травяной муке сохранность витаминов и каротина снижается вследствие большого доступа к ним кислорода воздуха. Серно – кислые соли, обладая высокой гигроскопичностью, слеживается, распылятся, а потому с большим трудом дозируются. Объемная масса вещества влияет на сыпучесть, сепарируемость и зависит от плотности, размера частиц и соотношения различных фракций, влажности, морфологических особенностей и т.д. вещества с округлыми и одинаковыми по величине частицами обладают большей подвижностью. Фрикционные свойства (внутреннее и внешнее трение, сцепление, угол естественного откоса) определяются сдвиговые и дивормационные процессы в кормах и кормовых добавках. Они характеризуют степень сыпучести и подвижности и во многом зависят от формы частиц, шероховатости их поверхностей, способа загрузки силосов и т.д. Для кормления сельскохозяйственных животных используются главным образом корма растительного происхождения. В настоящее время питательность растительных кормов по химическому составу характеризуется более чем 70 различными показателями. Почти все элементы, известные современной химии, в тех или иных количествах находятся в растениях и теле животных. Основную массу растительного и животного вещества образуют углерод, кислород, водород и азот. В среднем растения содержат 45% углерода, 42% кислорода, 6,5% водорода, 1,5% азота и 5% минеральных веществ. В теле животных на долю углерода приходится в среднем 63%, кислорода -- 14%, водорода -- 9,5%, азота -- 5% и минеральных веществ -- 8,5%. Таким образом, кислорода больше в растениях, а азота, углерода и водорода больше в животном организме. В состав кормов и тела животных входят вода и сухое вещество. Вода является главной составной частью содержимого растительной и животной клетки. Она служит средой, в которой протекают все обменные биохимические процессы. Содержание воды в различных кормах неодинаково, оно колеблется от 5 до 95%. Мало воды (около 10%) в жмыхах, шротах, сухом жоме, травяной муке; в зерновых кормах (овсе, ячмене, кукурузе, пшенице и др.) -- около 1214%, в сене, соломе -- 15-20%, в зеленом корме (траве) -- 70-85%, в силосе -65-75%, в сенаже -- 45-60%, в корнеклубнеплодах -- 80-92%, в барде, жоме, мезге -- 90-95%. Чем больше в корме воды, тем ниже его питательная ценность. От содержания воды зависят и многие технологические свойства кормов: способность смешиваться, гранулироваться, брикетироваться, транспортироваться и храниться. При хранении высокая влажность кормов способствует развитию микроорганизмов, активирует ферментные процессы и ведет к скорой порче кормов. Примерно половину массы тела животных составляет вода. В теле новорожденного животного содержание воды достигает 80%, а с возрастом снижается до 50-60%. При откармливании животных содержание воды в организме быстро уменьшается в результате накопления жира. Между содержанием воды и жира в теле животных существует обратная зависимость: чем больше жира, тем меньше воды, и наоборот. Потребность животных в жидкости частично удовлетворяется водой, поступающей с кормом. Потребление питьевой воды зависит от видовых и физиологических особенностей животных. Свиньи потребляют 7--8 л, крупный рогатый скот -- 4-7 л, лошади, овцы и козы -- 2-3 л, куры -- 1-1,5 л на 1 кг сухого вещества корма. В сухом веществе кормов и тела животных различают минеральную часть и органическую. Минеральные вещества. Общее количество золы характеризует минеральную питательность кормов. В золе различают макро- и микроэлементы. Среди макроэлементов различаются щелочные (кальций, магний, калий, натрий) и кислотные (фосфор, сера, хлор). Из микроэлементов в кормах содержатся железо, медь, кобальт, цинк, марганец, йод, фтор, селен и др. Минеральные вещества в корме находятся в форме различных соединений. Щелочные элементы чаще всего встречаются в виде солей органических и минеральных кислот, определенное количество фосфора, серы, магния, железа обнаруживается в соединении с органическими веществами -- белками, жирами и углеводами. Растительные корма содержат сравнительно мало золы, в среднем меньше 5%, только в редких случаях количество ее достигает 10%. В растениях зола распределена неравномерно: стебли и листья в два с лишним раза богаче золой, чем зерна и корни; в зерне золы больше в наружных частях, чем во внутренних. Существенно различаются по содержанию минеральных веществ растения разных ботанических семейств. Семена и вегетативные органы бобовых содержат в 4-6 раз больше кальция, чем злаковые. Богата калием, но бедна кальцием и фосфором зола корнеплодов. Сравнительно много фосфора и мало кальция содержится в золе зерна и продуктах их переработки, например, в золе отрубей. В состав тела животных входят те же минеральные элементы, но в других соотношениях, чем в состав растений. Зола тела животных по сравнению, например, с золой травы беднее калием и натрием, но богаче кальцием и фосфором; в среднем около 50% золы тела животных состоит из кальция и фосфора, тогда как в золе зеленых растений эти элементы составляют лишь 13%. Минеральные вещества кормов, в отличие от органических, не могут служить источником энергетического материала, для их усвоения организм должен затрачивать определенную часть энергии, которую он получает из органических веществ. Органические вещества. Органическая часть корма состоит из азотистых и безазотистых веществ. Общее количество азотистых соединений, или сырого протеина, характеризует протеиновую питательность корма. В сыром протеине различают белки и амиды. В большинстве кормов значительную часть протеина занимают белки. Например, в зерне белков содержится до 9097% и только 3-10% приходится на амиды. Элементарный состав белков разнообразен. В белках содержится 52% углерода, 23% кислорода, 16% азота, 7% водорода, 2% серы, 6% фосфора. По физико-химическим свойствам белки кормов разделяются на простые и сложные. К простым белкам относятся альбумины (растворимые в воде), глобулины (растворимые в солевых растворах), глутелины (растворимые в разбавленных кислотах и щелочах), проламины (растворимые в спирте). Таким образом, альбумины и глобулины относятся к легкорастворимым белкам, а глутелины и проламины -- к труднорастворимым. Сложные белки (протеиды) представляют собой соединения простых белков с небелковыми группами и содержатся в ядрах растительных клеток. К ним относятся фосфопротеиды, гликопротеиды, лецитопротеиды и др. Содержание белков в кормах колеблется в очень широких пределах -- от 0 до 90%. Из растительных кормов белком богаты жмыхи и шроты (30-45%), зерна бобовых (25-30%) и сено бобовых (12-15%). Аминокислоты входят в состав белков в различных количествах, сочетаниях, соотношениях, что обусловливает разные свойства белков. Животные способны синтезировать часть аминокислот из азотсодержащих соединений, поступающих с кормом. К ним относятся: глицин, серии, аланин, цистин, пролин, тирозин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, норлейцин и др. Эти аминокислоты получили название заменяемых. Другие аминокислоты, которые называются незаменимыми, не могут синтезироваться в теле животных. К ним относятся: лизин, метионин, триптофан, валин, гистидин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и аргинин. Незаменимые аминокислоты обязательно должны поступать в организм с кормами. Протеины, не содержащие незаменимые аминокислоты, относятся к неполноценным протеинам. Содержание аминокислот в протеине кормов различно. Протеины злаковых растений содержат мало аргинина и гистидина и очень мало лизина и триптофана; протеины бобовых растений, в отличие от злаковых, сравнительно богаты аргинином и лизином; протеины семян масличных культур отличаются высоким содержанием аргинина и низким -- гистидина и лизина; протеины зеленых кормов богаты лизином, аргинином и триптофаном. В животном организме от 13 до 18% массы тела составляют белки, которые образуются и непрерывно обновляются за счет постоянного потребления и использования аминокислот. Амиды. В состав сырого протеина кормов входят органические азотсодержащие соединения небелкового характера, называемые амидами. В амиды входят: свободные аминокислоты и амиды аминокислот, содержащие азот-гликозиды, органические основания, аммонийные соли, нитриты и нитраты. Амиды представляют собой продукты незавершенного синтеза белка из неорганических веществ (азотной кислоты, аммиака) или образуются при распаде белков под действием ферментов и бактерий. Поэтому амидами богаты корма, убранные в период интенсивного роста: молодая зеленая трава, силос, сенаж. Около половины сырого протеина составляют амиды в корнеплодах и картофеле. Питательная ценность амидов для разных видов сельскохозяйственных животных неодинакова. Особое значение амиды имеют для жвачных животных. Присутствие их в корме стимулирует развитие и деятельность микроорганизмов в преджелудках крупного рогатого скота и овец. Благодаря своей растворимости в воде амиды являются весьма доступными для микроорганизмов, образуя так называемый микробный белок, который в тонком отделе кишечника переваривается и используется животными. Для свиней, птицы и других животных с простым желудком амиды не могут служить источником азотного питания и, попадая в избыточном количестве в кровь, могут вызвать отравления животных, в этом отношении особенно опасны нитраты и нитриты. На химический состав кормов влияет много факторов: почвенные и климатические условия, вид и сорт растений, система агротехники, нормы внесения удобрений, сроки (фаза) вегетации и способы уборки, методы консервирования, условия хранения и технология подготовки к скармливанию. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Контроль за технологической использования кормовых добавок 2. Использование синтетических аминокислот при выращивании молодняка 3. Регуляцияобмена веществ в организме человека и животных Тема № 8 Участие БАВ в обмене веществ. Цель занятия: изучить механизмы участия биологически активных веществ в обмене веществ Это биологически активное вещество. Это то, что не относится к пище и влияет на биологическое создание (животное, человек, растения). Например: витамины, микроэлементы, настои трав, все лекарства, и препараты животного происхождения, в том числе и микроорганизмы. БАВ могут быть зарегистрированы как в виде фармакологических препаратов ("лекарств") так и в виде биологически активных добавок (БАД) к пище, которые по закону относятся к продуктам питания ("не лекарствам"). Но ведь лекарство - это то, что лечит. БАВ, восполняя дефициты клеточного питания, именно лечат. Десятки БАВ, существуют как в виде фармпрепаратов так и виде БАДов. Самый частый пример - витамин С. Одинаковые БАВ в некоторых странах существуют в виде БАДов (США), а в других в виде фармпрепартов (некоторые страны Европы). Это концентраты природных натуральных пищевых и биологически активных веществ, выделенных из сырья животного, морского, минерального происхождения, пищевых и лекарственных растений, или концентрата, полученного путем химического синтеза, но которые полностью идентичны своим природным аналогам и сохраняют их свойства. Это вещества, которые человеческий организм не способен синтезировать сам, должны ежедневно поступать с пищей в наш организм. Если же этого не происходит, в организме с течением времени развивается их дефицит. Это всегда приводит к снижению способности бороться с вредными факторами окружающей среды, к ухудшению здоровья, понижению работоспособности, ускорению процессов старения. Биологически активные добавки не являются лекарственными средствами, они дополняют рацион, позволяя современному человеку избежать дефицита витаминов, минеральных веществ, микроэлементов, пищевых волокон, не увеличивая объем потребляемой пищи, то есть избегая потребления лишних калорий. Желательно, чтобы биологически активные добавки присутствовали в ежедневном рационе и выполняли свою оздоровительную роль". В настоящее время важнейшей проблемой является дефицит микронутриентов - тех веществ, которые находятся в пище в микроколичествах и нужны нам ежедневно и в определенном соотношении. К ним относятся витамины, минеральные вещества, микроэлементы, отдельные аминокислоты, жирные кислоты. Если они не поступают в организм регулярно, человек теряет здоровье. Выполнить задание: Контрольные вопросы: 1. Основные требования, применяемые к биологически активным веществам 2. Выявление аминокислот на переваримость 3. Жизненно необходимые биологически активные вещества необходимые для физиологических процессов 4. Биологическая роль минеральных веществ Тема № 9 Участие пищеварительного тракта в обмене веществ. Антибиотики, кормовые дрожжи Цель занятия: определить участие пищеварительного тракта в обмене веществ При непрерывно протекающих в организме процессах обмена веществ и энергии требуется постоянное расходование питательных веществ. Поскольку внутренние ресурсы организма ограничены, для поддержания . жизнедеятельности, здоровья и продуктивных качеств животных необходимо поступление питательных веществ в составе корма. Основные компопенты корма - белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, вода. В нативном (неизменном) виде животными, могут быть усвоены только вода, растворимые минеральные соли и витамины. Белки, жиры и углеводы (полисахариды), представляющие собой высокомолекулярные соединения, не проникающие через поры животных мембран, предварительно должны быть переработаны до относительно простых молекул. Нерастворимые минеральные соли и витамины в процессе пищеварения превращаться в растворимые формы. Пищеварение - это совокупность механических, физико-химических и биологических процессов, обеспечивающих расщепление поступивших с кормом сложных питательных веществ на относительно простые соединения (блоки), которые могут быть ассимилированы организмом. Пищеварение - начальный этап ассимиляции питательных веществ, за которым следует промежуточный обмен веществ и выделение продуктов метаболизма почками. Процесс пищеварения происходит в системе органов пищеварения, или пищеварительном тракте, который условно разделяют на три отдела: передний, средний и задний. К переднему отделу относят ротовую полость с вспомогательными органами, глотку и пищевод, к среднему - желудок и отдел тонких кишок, к заднему - отдел толстых кишок. Пищеварительный тракт включает также застенные пищеварительные железы - слюнные, поджелудочную и печень, секреты которых изливаются в просвет желу-дочно-кишечного тракта. Передний отдел пищеварительного тракта служит для захватывания, пережевывания, смачивания и проглатывания корма, средний отдел является основным местом химической переработки корма и всасывания продуктов гидролиза, в заднем отделе происходит обработка непереваренных остатков корма, всасывание воды и формирование фекалий. Стенка пищеварительного канала на всем протяжении от пищевода до прямой кишки представлена четырьмя слоями: слизистой оболочкой, слоем гладких мышц, подслизистой и серозной оболочкой, которая образована в основном брюшиной. Компоненты пищеварительных соков синтезируются секреторными клетками желез, расположенных в слизистой оболочке полости рта, пищевода, желудка и кишечника, а также клетками застенных пищеварительных желез. Хотя общие принципы пищеварения одинаковы для всех видов домашних животных, структура и форма отделов их пищеварительного тракта существенно различаются, что обусловлено характером питания. В пределах каждого вида абсолютные показатели (л) могут существенно варьировать в зависимости от массы животных, возраста, типа кормления, однако соотношение отделов довольно постоянное. У растительноядных животных (коров, овец, лошадей, кроликов) хорошо развиты отделы, в которых происходит переработка клетчатки с участием микроорганизмов - преджелудки и толстый кишечник (в основном слепая кишка) . Плотоядные имеют желудочно-кишечный тип пищеварения. Потребляемая ими белковая и жировая пища переваривается в основном в желудке и отделе тонких кишок, относительный объем желудка велик. У всеядных (свиньи) все отделы желудочно-кишечного тракта развиты болееменее равномерно, но основная роль в переваривании корма принадлежит кишечнику, имеющему большие объем и протяженность, чем у плотоядных. Наряду с функциями временного хранения корма, его расщепления (переваривания), абсорбции питательных веществ, перемещения и выбрасывания непереваренных остатков пищеварительный тракт выполняет экскреторную, обменную, синтетическую (с участием микроорганизмов) и инкретoрную функции. Специальными эндокринными клетками слизистой оболочки и тонкого кишечника секретируются биологически активные полипептиды, регулирующие выделение пищеварительных секретов . Некоторые из этих пептидов (гастрин, секретин, холецистокинин) относят к Истинным гормонам, другие - к "кандидатам в гормоны". Число аминокислотных остатков в их структуре - от 17 до 43, молекулярная масса от 2000 до 5ООО. Здесь же вырабатываются некоторые регуляторные гипоталамические пептиды, например соматостатин, нейротензин, вещество Р, пищеварительная функция которых остается недостаточно ясной. Сущность пищеварения. Механические процессы приводят к изменению структуры и физических свойетв корма - плотности, консистенции, размеров частиц и т. п. Это является следствием пережевывания, сокращения мышц желудочно-кишечного тракта, воздействия жидкой части пищеварительных соков. Физико-химические процессы (например, действие соляной кислоты в желудке или поверхностно-активных веществ желчи в кишечнике) способствуют набуханию частиц корма, увеличению их поверхноетногo натяжения,активации ферментов, повышению растворимости солей. Биологические процессы - это процессы последовательного ферментативного гидролиза пищевых полимеров сначала до промежуточных продуктов, а затем до мономеров при постепенном перемещении корма по отделам желудочно-кишечного тракта. Ферментативная система пищеварительного тракта включает в себя: а) ферменты пищеварительных секретов, выделяемых внутристенными или застентными пищеварительными железами; б) ферменты, образуемые микроорганизмами пищеварительного тракта; в) ферменты, содержащиеся в растительных кормах. Основную роль у животных с однокамерным желудком выполняют гидролазы пищеварительных секретов. Они характеризуются специфичностью субстратной и действия, оптимумом температуры и рН. Каталитическое действие этих гидролаз основано на присоединении к сложному субстрату молекулы воды по типу: АВ+ Н*ОН <=> A* ОН+ НВ Равновесие в этой реакции постоянно сдвигается в правую сторону, поскольку одновременно с гидролизом идет процесс всасывания образовавшихся продуктов. В переваривании белков участвуют протеазы (эндо- и экзопептидазы), углеводов - карбогидразы (амилаза, глюкозидаза, инвертаза, галактозидаза), нуклеиновых кислот - нуклеазы (рибонуклеаза, дезоксирибону- клеаза), жиров - карбоксилэстеразы (липаза, фосфолипаза, холинэстераза) . Конечными продуктами гидролиза питательных веществ являются мономеры: при гидролизе белков - аминокислоты, жиров - жирные кислоты и глицерин, углеводов - простые гексозы, главным образом глюкозы. Нуклеиновые кислоты расщепляются до пуринов, пииримидииов, рибозы, дезоксирибозы и фосфата. У жвачных животных конечные метаболиты могут быть иными. Установлена тесная зависимость спектра и активности пищеварительных ферментов от характера питания животных. Так, у плотоядных и хищных преобладают протеазы, у растительноядных карбогидразы. Спектр ферментов меняется и с возрастом животных, что обусловлено сменой условий питания. В целом для моногастричных животных характерны первоначальный ферментативный гидролиз корма в кислой среде (желудок) и последующий гидролиз с всасыванием в нейтральной или слабокислой среде (отдел тонких кишок). Микробиальная переработка корма (тоже ферментативная) осуществляется бактериями и простейшими, населяющими разные отделы желудочно-кишечного тракта. Эти процессы особенно интенсивно протекают у жвачных животных в преджелудках, в меньшей степени у лошадей и кроликов в слепой и ободочной кишках. Тип пищеварения с активным участием микроорганизмов называется симбионтным . При этом микроорганизмы с помощью ферментов расщепляют и утилизируют поглошаемые хозяином пищевые компоненты корма, а сам хозяин использует продукты жизнедеятельности микроорганизмов, а также вторичную пищу, состоящую из структур симбионтов. Последнее относится в основном к жвачным животным. Жвачные значительно лучше переваривают питательные вещества, корма, особенно клетчатку, чем свиньи и кролики. Различия между овцой и лошадью незначительны, но они существенно возрастают при использовании низкокачественного растительного корма с высоким содержанием клетчатки (грубого сена, соломы). Вместе с тем показано, что бактериальная переработка корма в преджелудках жвачных не дает никаких преимуществ в сравнении с ферментативным перевариванием при использовании низкоклетчатого высокобелкового рациона. Промежуточный обмен веществ - это совокупность химических превращений, которым подвергаются питательные вещества после их всасывания из пищеварительного канала и до выделения продуктов обмена из организма. Эти превращения осуществляются главным образом внутри клеток, с участием ферментов, контролируемых генами. В результате организм получает необходимые вещесгва и энергию для процессов жизнедеятельности, роста и образования продукции (молока, мяса, яиц). Определенная последовательность химических реакций, обеспечивающих превращение тех или иных питательных веществ в необходимые организму компоненты, называется метаболическим путем, а образующиеся промежуточные или конечные продукты - метаболитами. Различают две стороны промежуточного обмена: анаболизм и катаболизм. Анаболизм (от греч. anabole - подъем) - это совокупность процессов синтеза сравнительно крупных клеточных компонентов, а также биологически активных соединений из простых предшественников. Эти процессы ведут к усложнению структуры клеток и связаны с затратами свободной энергии (эндергонические процессы) . Катаболизм совокупность процессов ферментативного расщепления сложных молекул, как поступивших с кормом, так и образовавшихся в организме до простых компонентов. Эти процессы обычно осуществляются за счет реакций окисления, с освобождением свободной энергии (экзергонические процессы). Обе стороны промежуточного метаболизма тесно взаимосвязаны во времени и пространстве, хотя и не являются повторением друг друга. Процессы промежуточного обмена строго слецифичны и дифференцированны. Они специфичны не только в разных тканях и клетках, но и в cубклеточных структурах, что обусловлено наличием в последних специальных ферментных систем. Так, ферменты, катализирующие образование матричной РНК, локализованы в ядре, ферменты тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, цикла трикарбоновых кислот в митохондриях, ферменты белкового синтеза - в рибосомах, гидролитические ферменты - в лизосомах и т. д. Такая "привязка" ферментных систем к определенным структурам клетки (компартментализация) обеспечивает как обособленность внутриклеточных реакций, так и их интеграцию. В продессепромежуточного обмена происходит, с одной стороны, дальнейишее расщепление всосавшихся в пищеварительном тракте блоков - аминокислот, глюкозы, глицерина и жирных кислот, а с другой стороны - синтез свойственных организму белков, углеводов, жиров и их комплексов - нуклеопротеидов, фосфолипидов и т. д. Изучение динамики химических превращений, oсуществляемых на клеточном и молекулярном уровнях, является задачей биологической химии. Физиология же обмена веществ рассматривает общие закономерности и регуляцию обмена белков, углеводов, липидов, неорганических соединений,пластические и знергетические затраты организма при разном физиологическом состоянии и способы возмещения этих затрат. Для изучения промежуточного обмена используют как общие физиологические методы, описанные в разделе (метод изолированных органов, ангиостомию, биопсию), так и специальные методы. Среди последних заслуживает внимания метод меченых атомов, основанный на использовании соединений, в молекулы которых включены атомы тяжелых или радиоактивных изотопов биоэлементов . Вводя в организм соединения, меченные такими изотопами, и используя радиометрические или массспектрометрические методы анализа проб тканей и экскретов, можио проследить за судьбой элемента или соединения в организме, его участием в метаболических процессах. Выполнить задание: Контрольные вопросы: 1. Биологическое значение минеральных веществ для животных и человека 2. Кормовые дрожжи 3. Участие пищеварительного тракта в обмене веществ Тема № 10Премиксы, применяемые в животноводстве. Цель занятия: изучить основные премиксы, применяемые животноводстве в Премиксы - смесь витаминов, ферментных препаратов, минеральных веществ, аминокислот и других ингредиентов. В качестве наполнителя обычно используют отруби, шрот соевый или дерть ячменную. Для каждой половозрастной группы животных и птицы разработаны по несколько рецептов комбикормов. При выпуске любой партии комбикорма в удостоверении о качестве (сертификате) указывают содержание отдельных ингредиентов (в %), количество ввода микродобавок (витаминов, микроэлементов, кокцидиостатиков, ферментных препаратов) в расчете на 1 т; состав и питательность. Покупка комбикормов неизвестного происхождения и без наличия сертификата недопустима. Все комбикорма нумеруются буквенным и цифровым кодом, причем буква обозначает вид комбикорма, а цифра - производственную группу животных: ПК полнорационный комбикорм, К - комбикорм-концентрат, П - премикс. Используется следующая кодировка комбикормов: комбикорма для кур - с 1-го по 9-й номер; для индеек - с 10-го по 19-й номер; для уток - с 20-го по 29-й; для гусей - с 30-го по 39-й; для цесарок и голубей - с 40-го по 49-й; для свиней - с 50-го по 59-й; для крупного рогатого скота - с 60-го по 69-й; для лошадей - с 70-го по 79-й; для овец - с 80-го по 89-й; для кроликов и нутрий - с 90-го по 99-й; для пушных зверей - с 100-го по 109-й. Премиксы в зависимости от названия и предъявляемых к ним требованиям подразделяют на витаминные (смесь витаминных препаратов с наполнителем); минеральные (смесь микроэлементов с наполнителем); комплексные (смесь многих компонентов с наполнителем); лечебные (лекарственные препараты в профилактических или лечебных дозах); антистресовые и др. БАВ составляют от 2 до 30% (чаще 6-10%) от массы премикса, вся же остальная масса - наполнитель. Следовательно, наполнитель во многом определяет качество и стабильность свойств премикса. Основное назначение наполнителя - обеспечить оптимальное перемешивание и равномерное распределение БАВ в объеме корма. Опыт показал, что такой оптимальный объем премикса составляет от 0,2 до 1% массы корма. Наполнитель, исходя из его физико-химических и технологических свойств, подразделяют на носитель и разбавитель (табл.1). В качестве носителя компонентов премикса пригодно в основном растительное сырье, а вкачестве разбавителя используют минеральные источники. Ни один из наполнителей не отвечает всему комплексу требований, поэтому сейчас используют определенное сочетание носителя и разбавителя. Содержание носителя должно быть не менее 30% от от массы премикса. Разбавитель нужно вносить в премикс на последней стадии его приготовления, то есть в последнюю очередь. Лучше всего к оптимальному диапазону характеристик наполнителя подходят продукты переработки зерна. Хорошим наполнителем считается пшеничная мука, снятая с последних размольных систем. В качестве наполнителя могут быть использованы мука соевая, кукурузная, рисовая, ячменная, люцерновая и др. Однако применение хороших пищевых продуктов значительно повышает стоимость премикса. Поэтому для его наполнения используют отруби пшеничные, ржаные, рисовые, ячменные и др., а также сухую кукурузную барду, кормовые дрожжи. Из-за высокой адгезионной способности поверхности частиц зерновых продуктов мелкие частицы БАВ крепко удерживаются на них в процессе хранения и траспортировки, а также в начальной стадии его перемешивания с кормом. Современный этап развития животноводства характеризуется активным процессом интенсификации. Увеличение продуктивности животных, улучшение качества продукции, значительное повышение уровня использования питательных веществ корма, поточность, механизация и автоматизация, высокая рентабельность, резкое повышение производительности труда -- главные признаки промышленной технологии производства продуктов животноводства. Проблема полноценного кормления сельскохозяйственных животных в последние годы в связи с интенсификацией животноводства приобретает все большее значение. Доказано, что важно не только удовлетворение потребности животных в основных факторах питания, но и соотношение в рационе отдельных питательных веществ (сахаро-протеиновое, энергопротеиновое, кислотно-щелочное), отсутствие в кормах антипитательных и токсических веществ. Опыт организации кормления животных в условиях промышленной технологии показал, что обеспечить высший уровень полноценности кормления вообще невозможно без применения комплекса биологически активных веществ. Таким образом, интенсификация животноводства привела к ускоренному развитию промышленности микробиологического и химического синтеза по производству кормовых витаминов, аминокислот, макро- и микроэлементов, ферментов, антибиотиков, карбамида и аммонийных солей, транквилизаторов, гормонов, антиоксидантов, детергентов, нитрофуранов и некоторых других органических и неорганических биокатализаторов. Премикс-наполнитель обогащенный БАВ. В качестве наполнителя используют отходы мукомольного и крупяного производства, и травяной муки. Из БАВ включают витамины, соли, микроэлементы. Составы премиксов и комбикормов разрабатываются на основе современных научных исследований о потребности организма животного в энергии, белке, аминокислотах, витаминах, макро- и микроэлементах, ферментах и других элементах питания с учетом вида, уровня продуктивности, пола и возраста животных. Производство биологически активных веществ должно опираться на научные исследования методов их применения, контроль за качеством животноводческой продукции и последействием. В нашей стране проведены обширные исследования по изучению эффективности применения в животноводстве различных кормовых препаратов биологически активных веществ. Необходимо особо подчеркнуть, что комплексы биологически активных веществ способны снижать расход животными протеина корма на единицу продукции в результате повышения полноценности питания. Известно, что питательный эффект смеси кормов оказывается несколько иным, нежели эффект суммы входящих в нее компонентов. Можно допустить, что это теоретическое положение сохраняет свое значение и при составлении смесей биологически активных веществ, в таком случае стремление к созданию таких комплексов, которые обеспечивали бы продуктивный эффект выше суммы результатов действий отдельных компонентов, должно явиться основным принципом в разработке рецептов комплекса (премиксов). Исследование этого вопроса показало, что не всякое объединение препаратов в комплекс дает при скармливании желаемые результаты. В опытах при испытании различных сочетаний биологически активных веществ были зафиксированы следующие результаты. 1. Взаимное усиление действия одного вещества действием другого, т. е. явление синергизма. Например, условно а + b + c + d = 25%. Здесь общий эффект выше простой суммы действия каждого препарата в отдельности. Это наиболее желательный вариант рецепта комплекса. Явление синергизма можно наблюдать даже в тех случаях, когда опытная группа животных получает в рационе естественные корма, подобранные таким образом, что они полностью удовлетворяют потребность животного в элементах питания. 2. Индифферентное отношение сочетаемых препаратов. Общий эффект равен простой сумме действий каждого препарата в отдельности (а + b + c + d = 21%). Это допустимый вариант рецепта. 3. Частичное восполнение действия одних препаратов другими. В итоге общий эффект оказывается меньше суммы действия всех препаратов, но выше действия каждого из введенных в комбинацию компонентов (а + b + c + d = 15%). Явление неполного синергизма. 4. Действие одного препарата подавляется действием другого компонента, т. е. случай явления торможения (а + b + c + d = 5%). Общий эффект оказывается ниже эффекта каждого препарата в отдельности. 5. Активное взаимное угнетение действия препаратов. В результате продуктивность животных бывает ниже уровня продуктивности, не получающих добавок животных (а + b + c + d = -5%). Антагонизм в активной форме. Необходимо указать, что во всех случаях подопытные животные нуждались отдельно в каждом препарате. Подобные результаты получили многие исследователи. Таким образом, определяя потребность животного в том или ином биологически активном веществе, одновременно следует устанавливать сочетаемость этого вещества с другими препаратами и на основании данных об их взаимодействии судить, о потребности организма. Выполнить задание: Контрольные вопросы: 1. Контроль производства премиксов 2. Хранение премиксов 3. Травяная мука 4. Физико-химические и технологические свойства премиксов Тема № 11Белково-витаминные добавки. Цель занятия: изучить классификацию и сферы использования белкововитаминных добавок Белково-витаминные (БВД) и белково-витаминноминеральныедобавки(БВМД) смесь протеиновых концентратов, минеральных веществ, витаминов, антибиотиков. Используют в составе комбикормов, производимых в хозяйствах на основе выращиваемых культур, а также добавляют в рацион. В комбикорма для свиней БВД включают в количестве 15 - 20%, для крупного рогатого скота - 20 - 25%; в чистом виде скармливать БВД недопустимо. Белково-витаминные добавки, представляют собой однородные смеси измельченных высокопротеиновых кормовых средств с витаминами, макрои микроэлементами и другими биологически активными веществами и предназначенные для приготовления комбикормов, кормовых смесей и рационов для животных. Их иногда называют белково-витаминноминеральные добавки (БВМД), хотя такое длинное название все равно не отражает всего перечня ингредиентов, входящих в них, поэтому их правильнее называть белково-витаминными добавками (БВД). Обычно в состав БВД входят пшеничные отруби, травяная мука, кормовые отходы переработки масленичных культур, корма животного происхождения, корма микробиологического синтеза, биологически активные вещества и другие добавки. В БВД часто используют растительные кормовые средства, вот некоторые из них. Белково-витаминные добавки (БВД) используют как составную часть для производства комбикормов непосредственно в колхозах и совхозах на основе собственного зернофуража. Вводят их в состав комбикорма в количестве 5-30%- Такой способ производства позволяет снизить расходы на перевозку сырья, повысить оперативность в обеспечении животноводства комбикормами в необходимом ассортименте. Белково-витаминные добавки и премиксы можно готовить непосредственно в хозяйствах из кормов местного производства. В состав БВД целесообразно включать 10% травяной муки, 65% подсолнечного шрота, 20% пшеничных отрубей, 2% кормового фосфата, 2% поваренной соли и 1% премикса по массе. В состав премикса на 1 тонну БВД входят: 30 млн. ME витамина А, 1,5 млн. ME витамина D, 2,7 г йода, 3 г кобальта, 27 г меди и 45 г цинка. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Значение и сферы использования белково-витаминных добавок 2. Определение недостатка биологически активных веществ 3. Критерии оценки потребности организма в биологически активных веществах 4. Нормы биологически активных веществ для нормального функционирования организма Тема № 12 Аминокислоты, витамины. Цель занятия: значение аминокислот и витаминов, классификация Аминокислоты. Для восполнения дефицита лизина и метионина в рационах животных применяют синтетические аминокислоты, чаще всего в составе комбикормов или смеси концентратов. Технический препарат лизина (ВТУ 38-6-3- 35) - порошок песочного цвета, горького вкуса, хорошо растворим в воде; содержит 80-85% монохлоргидрата L-лизина. Упаковывают по аналогии с заменителями цельного молока в полиэтиленовые пакеты по 20 - 25 кг, помещенные в многослойные бумажные мешки. Кормовой концентрат лизина - серо-коричневый порошок с содержанием от 9 до 18 % монохлоргидрата лизина; в качестве наполнителя используют отруби пшеничные. Упаковывают и расфасовывают как технический препарат лизина. Жидкий кормовой лизин (ЖКЛ) содержит 20 40 г чистого лизина в 1 кг препарата. DL-метионин - кристаллический порошок белого цвета сладковатого вкуса, плохо растворим в воде. Из новых препаратов следует отметить «Липрот» -комплексную кормовую добавку, в составе которого присутствует лизин – 15%, до 25 % протеина. Аминокислоты являются основными структурными элементами белковой молекулы. В составе белков организма определено около 20 аминокислот. Примерно половина их может синтезироваться в самом организме в количествах, достаточных для поддержания животных в нормальном физиологическом состоянии, и получения высокой продуктивности. К этим аминокислотам относятся аланин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, глицин, оксипролин, пролин, цистин, тирозин, серил, которые называют заменимыми. Другую группу составляют аминокислоты, не синтезируемые в организме животных или синтезируемые слишком медленно и в количествах, недостаточных для удовлетворения потребности в них животных. В отличие от первых они называются незаменимыми и должны обязательно поступать с кормом. К этой группе относятся лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, аргинин, гистидин и валик. Поскольку метионин может быть частично заменен цистином, а фенилаланин -- тирозином, их относят к частично заменяемым. Аминокислоты необходимы организму не только как структурный материал. Исключительно велика их роль и биосинтезе многочисленных физиологически активных веществ и соединений: нуклеиновых кислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, гормонов, креатина, кармитина, витаминов и многих других. Аминокислоты необходимы для образования защитных веществ -- антител. Они выполняют также роль транспортных систем в организме и определяют активность многих ферментов. Лизин (а,? -диаминокапроновая кислота). Лизин занимает особое место в питании животных. Он входит в состав всех белков, но в отличие от других аминокислот практически не участвует в реакциях переаминирования. Дезаминирование лизина -- процесс необратимый, поэтому очень важно, чтобы лизин непрерывно поступал в организм в процессе пищеварения. Метионин (?-амино-?-тиометилмасляная кислота). Метионин -серосодержащая аминокислота, жизненно необходимая не только как структурный материал для синтеза белка. Метионин обладает липотропным действием, предохраняя животных от накопления жира в печени и ее жирового перерождения. При недостатке метионина в рационе у животных ухудшаются аппетит, рост, тускнеет и изреживается волосяной покров. Триптофан (?-амино-?-индолпропионовая кислота). Триптофан относится к незаменимым аминокислотам, имеющим важное значение в физиологии питания. Физиологическая роль триптофана не ограничивается тем, что он в качестве структурного элемента необходим для синтеза белка. Важное значение имеет обмен этой аминокислоты в организме. Триптофан является предшественником многих физиологически активных соединений, содержащих кольцо индола -- серотонин, триптамин, адренохром -- и кольцо пиридина -- никотиновая кислота. Аргинин (?-амино-?-гуанидил-Н-валериановая кислота). Аргинин относится к полунезаменимым аминокислотам. Он является составной частью важных для воспроизводительных функций белков -- протаминов. Протамин спермиев на 80% состоит из аргинина. В связи с этим контроль за обеспеченностью животных этой аминокислотой и балансирование рационов по аргинину являются необходимыми для обеспечения нормального воспроизводства. Гистидин (?-амино-?-имидазолилпропионовая кислота). Гистидин незаменимая аминокислота, имеющая в своем составе имидазольное ядро, которое организм не в состоянии синтезировать. В процессе обмена гистидина в организме образуется ряд физиологически активных соединений. Так, при декарбоксилировании гистидина образуется гистамин, который в малых количествах обнаружен в различных тканях. Гистамин понижает кровяное давление и стимулирует функции желез внешней секреции (усиливает секрецию желудочного и других соков). Валин (?-аминоизовалериановая кислота), лейцин (?-аминоизокапроновая кислота) и изолейцин (?-амино- ?-зтилпропионовая кислота). Эти аминокислоты относятся к незаменимым. Все три необходимы для построения плазматических и тканевых белков. Валин поддерживает в нормальном состоянии деятельность нервной системы. Треонин (?-амино-?-оксимасляная кислота). Организм животных нуждается в поступлении треонина с белками пищи. В процессе обмена треонин превращается в глицин и уксусный альдегид. Установлено, что треонин косвенным путем участвует в ряде превращений, свойственных глицину. Используется, например, для синтеза пирроловых ядер цротопорфирина, синтеза холестерина, жирных кислот, углеводов. Фенилаланин (?-амино-?-фенилпропионовая кислота) и тирозин (?-амино-?оксифинилпропионовая кислота). Фенилаланин является аминокислотой незаменимой. Фенилаланин и тирозин служат предшественниками гормонов: тироксина -гормона щитовидной железы и двух гормонов надпочечников -- норадреналина и адреналина. Тирозин является источником образования пигмента меланина. Естественные корма рациона являются главным и основным источником аминокислот для сельскохозяйственных животных. Рационы, которые содержат незаменимые аминокислоты в соотношении и количестве, оптимальных для удовлетворения потребности животных, обеспечивают их полноценным протеином и при прочих благоприятных условиях используются с наибольшим эффектом. Восполнить дефицит аминокислоты в рационе можно введением в рацион корма с высоким содержанием недостающей аминокислоты и с помощью добавки к рациону ее синтетического препарата. В рубце жвачных животных азотистые вещества корма претерпевают значительные изменения. Наряду с процессами расщепления кормового белка и небелковых азотистых соединений в рубце происходит синтез микробного белка, который используется животным-хозяином для образования белков собственного тела, молока и шерсти. За счет микробного белка жвачные в значительной мере покрывают свою потребность в аминокислотах. И поскольку рубцовые микроорганизмы при образовании белка синтезируют все незаменимые аминокислоты, качество кормового белка, его биологическая ценность не имеют такого важного значения для жвачных, какое они имеют для моногастричных животных и птицы. Витамины являются незаменимыми регуляторами обмена веществ, обеспечивающими здоровье, продуктивность, плодовитость и функциональную деятельность животных и птицы. Входя в соединения со специфическими белками и в состав ферментных систем, витамины выполняют функции биологических катализаторов химических реакций или реагентов фотохимических процессов, протекающих в живых клетках. Существенная роль принадлежит витаминам в работе биологических мембран. Витамины проявляют биологическую активность в весьма малых концентрациях. Это обстоятельство свидетельствует о том, что они не являются пластическими и энергетическими материалами. Витамины являются жизненно необходимыми компонентами сбалансированного кормления. Но некоторым животным не обязательно нужны все известные витамины, так как их организм способен к самостоятельному биосинтезу отдельных биологически активных веществ. Ряд витаминов вырабатывается микрофлорой, населяющей содержимое преджелудков у жвачных и толстого кишечника у других видов. Какое-то количество этих витаминов, по-видимому, всасывается в тонком кишечнике и используется организмом. Как показывает практика, этого источника также далеко недостаточно для обеспечения потребности животных в витаминах. Можно только отметить, что внутренние источники витаминов исключают развитие в организме явных признаков авитаминозов, однако они не ликвидируют скрытые формы их дефицита -- гиповитаминозы и болезни витаминной недостаточности. В свою очередь гиповитаминозы при современных формах интенсивного содержания животных могут существенно снижать приросты массы, плодовитость, и другие показатели продуктивности, а также увеличивать падеж, в частности от инфекционных болезней. Скрытая витаминная недостаточность наносит большой ущерб животноводству: снижается усвояемость корма, повышается себестоимость животноводческой продукции, сокращается ее количество. При гиповитаминозах понижается также содержание витаминов в молоке, масле. Минимальной потребностью в витаминах можно считать такое их количество, которое должно ежедневно получать животное или птица, чтобы устранить симптомы или предотвратить появление витаминной недостаточности. Оптимальная потребность подразумевает такую дозировку витаминов, которая у животных обеспечивает наилучшие нормы продуктивности, прироста, усвоения корма и здоровье. Эти нормы потребности определяют экспериментально для каждого вида и группы животных. Согласно опытным данным оптимальная потребность животных во много раз превышает минимальную потребность в витаминах. Потребность животных в витаминах зависит от многих постоянно меняющихся факторов. При этом принимаются в расчет колебания в содержании природных витаминов в кормах, условия содержания, наличие инфекционных или других возбудителей болезней, продуктивность и прочее. Так как уточнить соответствующую потребность в витаминах в каждом отдельном случае не представляется возможным, на практике часто применяют принцип «гарантийной добавки. В конце 60-х годов была освоена химическая технология производства синтетических витаминов. Разработка технологии синтеза псевдо- и бетаионов позволила отказаться от использования дорогого и дефицитного растительного сырья в синтезе ретинолов, токоферола, нафтохинонов. Было организовано крупнотоннажное производство этих витаминов на базе химического и нефтехимического сырья. Технология промышленного производства премиксов строится на основе применения высокомеханизированного и автоматизированного оборудования, включающего бункера, автоматические дозаторы, смесители и другие машины и механизмы, через которые должны свободно пересыпаться все витамины и другие компоненты. Высокое содержание влаги нарушает сыпучесть премиксов, приводит к появлению в них плесени, изменению рН и самовозгоранию. Поэтому наиболее широкое применение для производства премиксов находят сухие сыпучие формы витаминов. При создании гомогенных премиксов и кормов важное значение имеют размеры частиц сырья и витаминных форм, а также их биологическая активность. Использование малых количеств витаминных и других добавок требует минимальных размеров их частиц, однако увлекаться значительным уменьшением размеров частиц не следует, так как это приводит к снижению стабильности препарата, в частности ретинолов и кальциферолов, а также к ухудшению сыпучести формы. Так, микрогранулыретинолов и кальциферолов имеют лучшую стабильность при размере частиц свыше 150 мкм. Поэтому правильнее стремиться не к минимальному, а к оптимальному размеру частиц витаминов, исходя из всех влияющих на это факторов. Для производства полноценных сбалансированных кормов применяют следующие витамины: ретинола ацетат и ретинола пальмитат (витамин А), эргокалъциферол (витамин D2), холекальциферол (витамин D3), токоферол (витамин Е), менадион (витамин К3), тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), пантотеновую кислоту (витамин В3), холин (витамин В4), никотиновую кислоту (витамин РР), пиридоксин (витамин В 6), фолиевую кислоту (витамин Вс или В9), цианокобаламин (витамин B12), аскорбиновую кислоту (витамин С) и биотип (витамин Н). Классификация витаминов. Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах, и витамины, растворимые в воде. Каждая из этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами "латинского алфавита. Следует обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов. В приводимой классификации витаминов в скобках указаны наиболее характерные биологические свойства данного витамина - его способность предотвращать развития того или иного заболевания. Обычно названию заболевания предшествует приставка «анти», указывающая на то, что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание. 1.ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ЖИРАХ. Витамин A (антиксерофталический). Витамин D (антирахитический). Витамин E (витамин размножения). Витамин K (антигеморрагический) 2.ВИТАМИНЫ,РАСВОРИМЫЕ В ВОДЕ. Витамин В1 (антиневритный). Витамин В2 (рибофлавин). Витамин PP (антипеллагрический). Витамин В6 (антидермитный). Пантотен (антидерматитный фактор). Биотит (витамин Н, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный). Инозит. Парааминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации). Фолиевая кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий). Витамин В12 (антианемический витамин). Витамин В15 (пангамовая кислота). Витамин С (антискорбутный). Витамин Р (витамин проницаемости). Многие относят также к числу витаминов холин и непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей. Все вышеперечисленные растворимые в воде - витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле , и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В. а.) Витамины растворимые в воде: Витамин В 2 (рибофлавин) Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение того, что все активно действущие на рост препараты обладали жёлтой окраской и желтозелённойфлоуресценцией. Выяснилось, что между интенсивностью указанной окраски и стимулирущим препарата на рост в определённых условиях имеется параллелизм. Вещество желто-зеленной флоуресценции, растворимое в воде, оказалось весьма распространенным в природе; оно относится к группе естественных пигментов, известных под названием флавинов. К ним принадлежит, например, флавин молока (лактофлавин ).Лактофлавин удалось выделить в химически чистом виде и доказать его тождество с витамином В2. Витамин В2-желтое кристалическое вещество, хорошо растворимое в воде, разрушающееся при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений (люмифлавин в щелочной среде и люмихром в нейтральной или кислой). В организме используется для построения активной группы многочисленных флавиновых ферментов, принимающих участие в углеводном и белковом обмене. Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается либо в свободном состоянии (например, в молоке, сетчатке), либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком. Особенно богаты источником витамина В2 являются дрожжи, печень, почки, сердечная мышца млекопитающих, а также рыбные продукты. Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты. Ежедневная потребность человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина. Недостаток витамина В2 приводит к поражениям кожи ( дерматиты), воспалению языка, губ, расширению кровеносных сосудов роговой оболочки, светобоязни, помутнению зрения и др. Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях, хотя и в различных количествах. Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию рибофлавина во многих биологических процессах. Действительно, можно считать твёрдо установленным, что существует группа ферментов, являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов боилогического окисления, которые имеют в составе своей простетической группы рибофлавин. Эту группу ферментов обычно называют флавиновыми ферментами. К ним принадлежат, например, желтый фермент, диафораза и цитохромредуктаза. Сюда же относятся оксидазы аминокислот, которые осуществляют окислительноедезаменирование аминокислот в животных тканях. Витамин В2входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира. Так как указанные флавиновыеферметны находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В2 приводит к падению интенсивности тканевого дыхания и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых животных. В последнее время было установлено, что в состав простетических групп ряда ферментов, помимо флавоновой группы, входят атомы металлов (Cu,Fe,Mo). ВИТАМИН РР ( антипеллагрический витамин, никотинамид ). При отсутствии витамина РР (от английского pellagrapreventing) в пище у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры . ВИТАМИН С(АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА). К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве деффектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и весеннее время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты. Окончательно вопрос о причинах возникновения и способов лечения цинги был разрешен эксперементально лишь в 1907-1912 гг. в опытах на морских свинках. Оказалось, что морские свинки, подобно людям, подвержены заболеванию цингой, которая развивается на почве недостатков в питании. Стало очевидным, что цинга возникает при отсутствии в пище особого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги,получил название витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина. Состав С6Н8О6; обладает окислительно-восстановительными свойствами. Во многих растениях участвует в дыхательномпрцессе как промежуточный переносчик водорода; в животных тканях наличие этой функции у витамина не установлено. Имеет отношение к образованию межклеточного склеивающего вещества – коллагена. Витамин растворим в воде и спиртах. Весьма чувствителен к окислению, особенно при повышенной температуре и наличии следов тяжелых металлов ( особенно меди ). При обычной варке овощей разрушается примерно одна треть витамина С; при хранении готовых овощных блюд потери увеличиваются. Сохраняется при квашении продуктов ( капуста). Животные продукты содержат очень мало витамина С . В сухих семенах он не содержится , но появляется, как только семена начинают прорастать. Почти единственном источником витамина являются свежие или консервированные должным образом плоды, овощи и ягоды. Более всего витамина в плодах шиповника, незрелого грецкого ореха и черной смородины, используемых для промышленного изготовления контентратов. В весеннее время концентраты и синтетические препараты имеют особенно большое значение, т.к. в лежалых плодах и овощах содержание витамина С снижается. Важно отметить, что большинство животных, за исключением морских свинок и обезьян, не нуждается в получении витамина С извне, так как аскорбиновая кислота синтезируется у них в печени из сахаров. Человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно получать его с пищей. Потребность взрослого человека в витамине С соответствует 50-100мг аскорбиновой кислоты в день.В организме человека нет сколько нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей. Основными источниками витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в перце, хрене, ягодах рябины, чёрной смородины, земляники, клубники, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной), в шпинате. Картофель хотя и содержит значительно меньше витамина С, чем вышеперечисленные продукты, но, принимая во внимание значение его в нашем питании, его следует признать наряду с капустой, основным источником снабжения витамином С. Здесь можно напомнить, что эпидемии цинги, свирепствовавшие в средние века в Европе в зимние и весенние месяцы года, исчезли после введения в сельское хозяйство европейских стран культуры картофеля. Необходимо обратить внимание на важнейшие источники витамина С непищевого характера - шиповник, хвою (сосны, ели и лиственницы) и листья черной смородины. Водные вытяжки из них представляют собой почти всегда доступное средство для предупреждения и лечения цинги. РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ. По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновении гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А.В.Палладин). Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах. В мочечеловека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последнии являются продуктами необратимого превращения витамина С в организме . б.) Витамины растворимые в жирах. Особые трудности представляет изучение так называемых жирорастворимых витаминов. Каталитический способ действия несомненен и для них, но сами реакции носят другой характер. Жирорастворимые витамины , прежде всего являются участниками конструктивных, анаболитических процессов, связанных с построением структур организма, например, образование костей (витамин D ), развитие покровных тканей ( витамин А ), нормальным развитием эмбриона ( витамин Е ) и др. Витамин D (противорахитический). При отсутствии этого витамина нарушается отложение солей кальция, а следоватильно костеобразование , и развивается заболевание – рахит. Витамин D – высокомолекулярное соединение спиртового характера. Имеются два основных витамина – D2 и D 3 ; D2 ( С28Н44О) образуется из провитамина эргостерона, распространенного в растениях. D3 – (С27Н44О) – из провитамина животных тканей – 7 дегидрохолестерина. Витамины D2 и D3 одинаково хорошо используются человеком и млекопитающими; птицы усваивают витамин D 2 в 30-60 раз хуже, чем D3. Переход провитаминов в витамины происходит в коже человека и животных под воздействием ультрафиолетовых лучей – при ярком солнечном освещении или при облучении кварцевой лампой. Образовавшейся в коже витамин разносится затем по всему телу. Свойством провитаминов превращаться в витамины под действием лучистой энергии широко пользуются при промышленном изготовлении препаратов витаминов. Оба витамина медленно окисляются на воздухе, быстро на свету; при нагоевании до 130-160 гр. Они инактивируются даже в отсудствии кислорода. Из естественных продуктов значительные количества витаминов ( в форме D3 ) содержит лишь рыбий жир ; небольшие количества витаминов находятся в яичном желтке и летнем сливочном масле; остальные животные продукты бедны витамином; в растительных продуктах готового витамина, как правило, совсем нет. При промышленном производстве витамин D2 получают путем облучения эргостерина, извлекаемого из дрожжей или мицелия грибов пенициллиума. D3 - главным образом для нужд птицеводства- изготовляют из морский мидий. Ввиду ограниченного распространения витамина D и недостаточности инсоляции в осенне-зимний сезон необходимо широко применять вето время промышленные препараты витамина, особенно для детей. Витамин Е (токоферол, или противостирильный витамин) предохраняет самок от рассасывания развивающегося зародыша, а самцов – от нарушения сперматогенеза и дегенерации семенников. При недостатке витамина возникает также резкая мускульная дистрофия. Все эти явления наблюдались, однако, на лабораторных животных – при кормлении высокоочищенными продуктами. По химическому составу витамин Е – высокомолекулярный спирт С29 Н50 О2. Устойчив по отношению к температуре и кислотам, но сравнительно чувствителен к освещению и щелочам. В растительных тканях встречается в свободной форме и в эфирных соединениях. Широко распространен в растительных продуктах, особенно в зародышах семян и растительных маслах. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами и в значительной мере может предохранять от разрушения витамин А; поэтому витамин А лучше усваивается и лучше действует в присутствии витамина Е. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Авитаминоз и его причины 2. Жирорастворимые витамины 3. Биологическое значение аминокислот и витаминов для животных и человека 4. Потребность животного организма в аминокислотах Тема № 13Антибиотики. Ароматические и вкусовые добавки. Цель занятия: изучить классификацию и принципы действия антибиотиков. Значение ароматических и вкусовых добавок. Антибиотики – это биологические вещества, обладающие специфическими тормозящими действием прежде всего по отношению к микроорганизмам. За последнее время антибиотики стали незаменимыми лекарственными препаратами в медицине и ветеринарии. В настоящее время они приобретают все большее значение в качестве добавок вкормам, как средства защиты растений от консервации. Антибиотики, влияющие на нуклеиновый обмен и синтез белка, используются в исследовательских работах и молекулярной биологии. Термин «антибиотик» предложен в 1942 г. Ваксманом, открывшим стрептомицин. Антибиотиками тогда считали только конечные продукты микробного метаболизма, которые способны в сравнительно малых концентрациях тормозить развитие других микроорганизмов. Таким образом, в группу антибиотиков не входят такие вещества микробного происхождения, как этанол, уксусная и молочная кислоты, потому что они лишь в сравнительно высоких концентрациях проявляют заметное антагонистическое действие по отношению к микроорганизмам. За истекшие годы были открыты многие антибиотики, продуцируемые как микро-, так и микроорганизмами. Кроме того, обнаружены антибиотики, обладающие эффективностью по отношению к клеткам растений, животных и даже человека. Эти открытия повлекли за собой пересмотр понятия об антибиотиках. Учитывая современное состояние наших знаний и основываясь на определения Бруннера и Машека, а также Ценера, антибиотиком можно считать вещество, образующееся в процессе метаболизма в клетке, выделенное из клетки, химически определенное и хорошо воспроизводимое, а также продукт превращения указанного вещества, образованный путем химического или биологического синтеза. Как вещество, так и его производное, не будучи ферментами, способны в очень малых концентрациях тормозить развитие клеток растительных или животных организмов или губительно действовать на них. Если гормоны применяют только за пределами Европы (по крайней мере если говорить о легальном применении), то антибиотики используют повсеместно. И не только для борьбы с бактериями. До недавнего времени в Европе широко использовали также антибиотики, обладающие способностью стимулировать рост животных. Однако с 1997 года их начали выводить из употребления, и сейчас их применение в Европе запрещено. Однако попрежнему применяются терапевтические антибиотики – тетрациклины, макролиды и другие. Использовать их приходится постоянно и в больших дозах, потому что иначе из-за высокой концентрации животных создается риск стремительного распространения опасных болезней. Антибиотики, попадающие в окружающую среду с навозом и другими отходами, создают условия для появления супер-бактерий, то есть бактерий-мутантов, обладающих исключительной устойчивостью ко всем антибиотикам. Сейчас уже выявлены антибиотико-устойчивые линии кишечной палочки, которые вызывают тяжелые, часто летальные заболевания у людей. Также существует постоянная опасность, что на фоне ослабленного иммунитета, вызванного стрессовыми условиями содержания и постоянным приемом антибиотиков, возникнут благоприятные условия для эпидемий вирусных заболеваний, таких как ящур. Две крупные вспышки ящура случились не так давно в Англии - в 2001 и 2007 годах, вскоре после того, как Европа была объявлена зоной свободной от ящура и фермерам разрешили прекратить вакцинацию от этого заболевания. Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы. По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на три группы: бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться), бактерициды (бактерии погибают, но физически продолжают присутствовать в среде), бактериолитические (бактерии погибают, и разрушаются бактериальные клеточные стенки). Классификация по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, состоит из следующих групп: Бета-лактамные антибиотики, делящиеся на две подгруппы: Пенициллины — вырабатываются колониями плесневого грибка Penicillinum; Цефалоспорины — обладают схожей структурой с пенициллинами. Используются по отношению к пенициллинустойчивым бактериям. Макролиды — антибиотики со сложной циклической структурой. Действие — бактериостатическое. Тетрациклины — используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза. Действие — бактериостатическое. Аминогликозиды — обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов. Левомицетины — Использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных осложнений — поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Действие — бактерицидное. Гликопептиды антибиотики нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически. Линкозамиды оказывают бактериостатическое действие, которое обусловлено ингибированием синтеза белка рибосомами. В высоких концентрациях в отношении высокочувствительных микроорганизмов могут проявлять бактерицидный эффект. Противогрибковые — разрушают мембрану клеток грибков и вызывают их гибель. Действие — литическое. Постепенно вытесняются высокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами. Вкусовые добавки могут быть натуральными продуктами и синтетическими веществами. Натуральные продукты используют как в свежем (плоды, семена, стебли, корневища), так и засушенном, растёртом в порошок виде; используют и масляные смеси, которые не только улучшают вкус блюда, но и повышают его калорийность. Некоторые вкусовые добавки стандартизованы, в этом случае они могут быть включены в специальную категорию — пищевые добавки. Одними их самых популярных пищевых добавок являются пряности (специи) — свежие или высушенные части пряно-ароматических растений, содержащие жгучие (пряные) и различные летучие ароматные вещества, преимущественно тропического происхождения. В большинстве своём эти продукты не имеют питательной ценности, но при добавлении в пищу небольшого количества придают приготавливаемому блюду своеобразный вкус и аромат. В качестве специй употребляются различные части растений, например: плоды (перец горошком), цветочные почки (гвоздика), листья (лавровый лист), корни (петрушка), корневища (имбирь), луковицы (лук, чеснок) и другие.кусовые добавки могут быть натуральными продуктами и синтетическими веществами. Натуральные продукты используют как в свежем (плоды, семена, стебли, корневища), так и засушенном, растёртом в порошок виде; используют и масляные смеси, которые не только улучшают вкус блюда, но и повышают его калорийность. Некоторые вкусовые добавки стандартизованы, в этом случае они могут быть включены в специальную категорию — пищевые добавки. Одними их самых популярных пищевых добавок являются пряности — свежие или высушенные части пряно-ароматических растений, содержащие жгучие (пряные) и различные летучие ароматные вещества, преимущественно тропического происхождения. В большинстве своём эти продукты не имеют питательной ценности, но при добавлении в пищу небольшого количества придают приготавливаемому блюду своеобразный вкус и аромат. В качестве пряностей употребляются различные части растений, например: плоды (чёрный перец), цветочные почки (гвоздика), листья (лавровый лист), корни (петрушка), корневища (имбирь), луковицы (лук, чеснок) и другие. Основная роль приправ — повысить вкусовые качества пищи, улучшить её аромат, возбудить аппетит, и иногда — замаскировать нежелательные органолептические свойства продуктов. Кроме придания пище новых вкусовых и ароматических качеств, некоторые приправы могут служить источником органических кислот (уксус), ферментов (соевый соус), и, в какой-то степени — микроэлементов — железо, кальций, йод и т. д. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Ароматические и вкусовые добавки 2. Антибиотики, классификация и принцип действия 3. Распространение продуцентов антибиотиков 4. Перспективы применения антибиотиков, использование в качестве кормовых добавок Тема № 14Кормовые дрожжи, транквилизаторы. Цель занятия: изучить значение и формы использования кормовых дрожжей и транквилизаторов. Кормовые дрожжи — специальная биомасса дрожжей на основе субстратов растительного (отходы целлюлозно-бумажного и крахмалопаточного производства) и нерастительного сырья (нефтяные фракции), выращиваемая на корм сельскохозяйственным животным, пушным зверям, птицам и рыбам. Кормовые дрожжи используют при производстве комбикормов, а также в качестве биодобавки в кормовые рационы. Существующие сегодня в хозяйствах типы кормления не позволяют сбалансировать рационы по важнейшим показателям - энергии и протеину, вследствие чего генетически обусловленный потенциал продуктивности животных используется только на 50 - 60 процентов. Несбалансированность рационов приводит к значительному (на 25-30 процентов) перерасходу кормов и, соответственно, росту удельного веса зернофуража. В структуре кормов растет доля грубых кормов, в то время как для подъема быстро восстанавливаемых отраслей животноводства - свиноводства и птицеводства - необходимы в первую очередь концентрированные корма. Высокая усвояемость протеина кормовых дрожжей и наличие в них биологически активных веществ, способствуют повышению степени усвоения растительных кормов на 10-15 % и соответственно меньшему их расходу. При добавлении к кормам дрожжей повышается привес животных и птиц, снижается значительно падеж молодняка, увеличиваются удои и жирность молока, повышается яйценоскость кур. Особая ценность дрожжей обусловлена наличием в них комплекса витаминов группы В. По содержанию этих витаминов, кормовые дрожжи значительно превосходят рыбную, мясокостную муку и соевый шрот. ДРОЖЖИ КОРМОВЫЕ, сухая биомасса дрожжей, специально выращиваемая на корм для всех видов с.-х. животных, птиц, пушных зверей и рыб. Дрожжи кормовые на основе нерастит. сырья наз. белкововитаминными концентратами: из нормальных парафинов нефти - паприн, из прир. газа - гапpин и т. д. Для получения дрожжей кормовых используют дрожжи групп Candida, Saccharomyces, Hansenula, Torulopsis и др.; они представляют собой одноклеточные микроорганизмы (грибы), способные развиваться в питат. среде, к-рая содержит источники углеводного и минерального (N, Р, К, Mg, Са, Fe, Mn, Zn и т.д.) питания, а также растворенный кислород. Сырьем для питат. сред служат: углеводороды нефти (очищенные жидкие парафины, в осн. С10-С20), низшие спирты (этанол и метанол), гидролизаты древесных (опилки, стружка, щепа) и с.-х. (солома, шелуха семян, кукурузная кочерыжка и т. п.) отходов, сульфитные щелока целлюлозно-бумажного произ-ва, послеспиртовые барды гидролизнои сульфитно-спиртовых произ-в, содержащие сахара (глюкозу, лактозу, галактозу, ксилозу, арабинозу), а также химикаты и воду. Выход сухих дрожжей кормовых составляет (в % от массы сырья): 90-100 из парафинов, 60-70 из этанола, 40-45 из cахаров, 30-40 из метанола. В процессе роста биомассы в дрожжевой клетке происходит ферментативный синтез белка, липидов, углеводов, витаминов. Состав товарных дрожжей кормовых определяется видом сырья, используемого для приготовления питат. сред (см. табл.). Хим. состав сухих дрожжей кормовых (в %): 45,6 белков, 35,2 безазотистых экстрактивных в-в, 9,7 воды, 1,5 жиров, 0,2 целлюлозы, 7,8 золы. В 100 кг дрожжей кормовых содержится 40-50 кг перевариваемого белка, в состав к-рого входят все незаменимые аминокислоты, в т. ч. (в расчете на белок) 5-8% лизина, 5-8% лейцина, 4-7% валина, 3-6% изолейцина, 0,6-1,0% триптофана. По биол. ценности дрожжи кормовые не уступают таким белково-витаминным концентратам, как рыбная мука и соевый шрот, а по содержанию витаминов группы В превосходят их. При введении в кормовые рационы 3-7% дрожжей кормовых (от массы корма) ускоряется рост, повышаются привесы животных, а также выживаемость молодняка. Применение 1 т дрожжей кормовых позволяет дополнительно получить 0,5-0,8 т свинины, 1,5-2,0 т мяса птицы или 25-30 тыс. штук яиц, заменить до 8 т цельного молока при выкармливании телят. В пром-сти дрожжи кормовые получают в спец. массообменных аппаратах (ферментерах), куда непрерывно подают предварительно подготовленные питат. среду (1-3%-ную эмульсию парафинов либо 1-5%-ный р-р сахара или спирта) и засевную культуру дрожжей. Выращивание дрожжей кормовых проводят, непрерывно продувая воздух (источник кислорода), при 32-38 °С, рН 3,5-4,5 и при перемешивании биомассы. Т-ра регулируется подачей охлаждающей воды в теплообменные устр-ва ферментера, рН - добавкой в биомассу аммиачной воды (аммиачный азот - осн. источник азотного питания дрожжей кормовых). Полученную 1-3%-ную суспензию абсолютно сухих дрожжей (АСД), а также остаточные компоненты углеводного и минер.питания выводят из ферментера непрерывно. Затем путем двухступенчатой сепарации или флотации с послед. сепарацией суспензию концентрируют до содержания АСД 10-12%, обрабатывают при 90-100°С (для инактивации живых дрожжевых клеток), упаривают до концентрации АСД 16-20%, высушивают и полученный порошок упаковывают. Сточные воды после очистки частично возвращают на приготовление питат. среды. Транквилизаторы (от лат. tranquillo — успокаивать), — психотропные лекарственные средства, оказывающие на ЦНС сложный спектр воздействия, в котором определяющим является анксиолитическое (снимающее тревогу, страх: от лат. anxietas — тревожное состояние, страх + др.-греч. λυτικός — способный растворять, ослабляющий). В международной практике и классификации АТХ русскоязычному термину «транквилизатор» соответствует именно «Анксиолитик». Транквилизаторы применяются в терапии множества заболеваний. Большинство современных транквилизаторов относится к группе бензодиазепинов. Транквилизаторы - кормовые добавки специального назначения применяются для болеутоляющего, успокаивающего (седативного) и антистрессового действия на организм, особенно при отъеме молодняка от матерей, при перевозках и перегонах животных, проведении каких-либо плановых зоотехнических мероприятий. Чаще всего используют резерпин, мепротан, аминазин, ацетазин, левомепропазин, трифтазин и другие. Для сельскохозяйственной птицы дозировка аминазина составляет 5 мг/кг корма, свиней и бычков на откорме - 15 - 25 и 2,5 - 10 мг/гол/сут соответственно (для бычков - лучше в виде инъекций). Для молодняка птицы в качестве седативного средства используют водный раствор витамина С. Транквилизаторы обладают пятью основными компонентами фармакодинамической активности: анксиолитическим, седативным, снотворным, миорелаксантным и противосудорожным. Выраженность и соотношение эффектов у разных препаратов этой группы различны, что обусловливает особенности их клинического применения. Главным эффектом транквилизаторов является анксиолитический («противотревожный»). Анксиолитическое действие проявляется в уменьшении беспокойства, тревоги, страха (антифобическое действие), снижении эмоциональной напряженности. Транквилизаторы часто способствуют снижению обсессивности (навязчивые мысли) и ипохондрии (повышенная мнительность). Однако острые галлюцинаторные, бредовые, аффективные и другие продуктивные расстройства, сопровождающиеся страхом и тревогой, транквилизаторами практически не редуцируются[6] Седативное («успокаивающее») действие выражается в уменьшении психомоторной возбудимости, дневной активности, снижении концентрации внимания, уменьшении скорости психических и двигательных реакций, и др. Снотворный (гипнотический) эффект проявляется в облегчении наступления сна, увеличении его глубины и, иногда, продолжительности.Миорелаксирующий эффект (расслабление скелетной мускулатуры) при применении транквилизаторов, как правило, является положительным фактором для снятия напряжения, возбуждения, в том числе двигательного. Вместе с тем данный эффект может и ограничивать использование препаратов у пациентов, работа которых требует быстрой психической и физической реакции. Необходимо также учитывать, что миорелаксирующее действие может проявляться ощущением вялости, слабости и др. Противосудорожное действие выражается в подавлении распространения эпилептогенной активности, возникающей в эпилептогенных очагах. Амнестическое действие (способность вызывать амнезию) проявляется преимущественно при парентеральном (инъекционном) применении. Механизм этого эффекта пока не ясен. В спектре действия некоторых транквилизаторов выделяют вегетостабилизирующий эффект (нормализация функциональной активности автономной нервной системы). Клинически этот эффект может проявляться уменьшением вегетативных проявлений тревоги (тахикардия, артериальная гипертензия, потливость, нарушение функций пищеварительной системы и др.). Угнетающее действие транквилизаторов на ЦНС обуславливает взаимное усилению эффектов снотворных, наркозных и анальгезирующих средств. Клиническое использование транквилизаторов связано в основном с их противотревожным действием. Транквилизаторы применяются при всех видах тревожных расстройств, кроме того, они могут использоваться для лечения тревожных состояний или для кратковременного устранения симптомов тревоги. Следует помнить, что лечение транквилизаторами может проводиться только под наблюдением врача, поскольку применение транквилизаторов может приводить к развитию привыкания (снижение эффекта при длительном приеме), а также к формированию лекарственной зависимости (физической и/или психической) и возникновению синдрома отмены. Риск возникновения зависимости возрастает при длительном применении. Из-за более высокого риска развития зависимости применение транквилизаторов у детей и подростков до 18 лет оправдано только в исключительных случаях, при четко обоснованных показаниях, при этом продолжительность лечения должна быть минимальной. При назначении транквилизаторов для лечения тревожных расстройств следует соблюдать принцип постепенного повышения дозы — от минимально эффективной до оптимальной для получения терапевтического эффекта (исключением являются острые состояния). Курс лечения должен быть как можно более коротким, после чего необходима повторная оценка состояния больного для принятия решения о необходимости продолжения терапии. В связи с возможностью развития привыкания и лекарственной зависимости Согласительная комиссия ВОЗ (1996) не рекомендовала применять транквилизаторы бензодиазепинового ряда непрерывно более 2-3 недель. При необходимости длительного лечения (несколько месяцев) курс рекомендуется проводить прерывистым методом, прекращая прием препарата на несколько дней с последующим назначением той же индивидуально подобранной дозы. Чтобы уменьшить риск развития синдрома отмены, при отмене препарата дозу рекомендуется снижать постепенно. В связи с ослаблением концентрации внимания и снижением скорости психомоторных реакций следует с осторожностью назначать транквилизаторы амбулаторно, особенно пациентам, работа которых требует повышенной концентрации внимания и быстрой психической и физической реакции (водители, диспетчеры и др.). При приеме транквилизаторов нежелательно (а в некоторых случаях недопустимо) употребление алкогольных напитков, поскольку алкоголь усиливает угнетающее действие препаратов этой группы на ЦНС, что может сопровождаться опасными для жизни тяжёлыми побочными эффектами, в том числе потерей сознания и угнетением дыхания. Выполнить задание Контрольные вопросы 1. Кормовые дрожи, их питательная ценность 2. Общая характеристика транквилизаторов 3. Значение кормовых дрожжей, транквилизаторов 4. Общие требования, предъявляемые к препаратам Тема № 15 Нормы недостаточности в БАВ. и потребности животных, определение Цель занятия: определить нормы потребления животных в минеральных веществах Т.Терруан отмечает, что все попытки точно определить необходимую дозу каждого отдельного витамина заранее обречены на неудачу, так как эта доза не остается постоянной, а то повышается, то понижается в зависимости от наличия в пище других веществ. Тщетность такого рода попыток выступает еще отчетливее, если учесть влияние взаимодействия самих витаминов. В самом деле, как можно установить какую-то норму обеспечения витамином, если известно что: 1) один витамин способен в значительной степени заменять другой (заменяющее действие); 2) одно и то же количество данного витамина может оказаться то более, то менее эффективными в зависимости от присутствия какого-нибудь другого фактора и от дозы этого последнего (одновременное действие); 3) недостаток или избыток какого-нибудь витамина может повысить потребность в другом витамине (вторичное действие).Т.Терруан проводит многочисленные опыты, доказываеющие невозможность установить точную потребность организма во всех известных к настоящему времени витаминах и витаминоподобных веществах. М.Скотт приводит факторы, влияющие на изменение норм потребности птицы в витаминах. Он считает, что потребность птицы в витаминах в практических условиях значительно выше установленной в эксперименте. В связи с этим возникает вопрос, в каких условиях нужно определять ту ориентировочную норму, которая дает наилучший результат в практических условиях производства? Несомненно, в конкретных производственных условиях, в которых животные используются. Это требование относится к минеральным веществам.Существуют страховые нормы добавок биологически активных веществ учитывают не только неизбежные значительные изменения потребностей животных, но и колебания в содержании этих веществ в кормах, изменения при хранении и т.д. добавки биологически активных веществ должны нивелировать эти колебания и гарантировать достаточное поступление их. Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны – жизненноважные и необходимые компоненты человеческого организма . Находясь в малых количествах , они обеспечивают полноценную работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов. Эти белковые катализаторы способны не только осуществлять самые удивительные превращения веществ, но и делают это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении. В отличии от катализаторов неорганической природы ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый данный фермент катализирует лишь определенную химическую реакцию, т.е. действует на вполне определенное вещество или на вполне определенный тип химической связи, обеспечивая строгую согласованность работы аппарата живой клетки. Эта высокая специфичность действия фермента заключена в архитектуре его молекулы. За последние годы достигнуты заметные успехи в изучении пространственного строения большого числа ферментов. Например, используя метод ренгеноструктурного анализа, удалось определить строение и создать модель молекулы – лизоцима. Лизоцим – это фермент, содержащийся в слезах, слизи из полости носа и т. д. Он способен расщеплять молекулу сложного полисахарида, входящего в состав оболочки некоторых бактерий. Анализируя модель молекулы лизоцима, исследователи пришли к выводу о существовании явной связи между формой и функцией этого фермента. Полипептидная цепь лизоцима свернута очень сложным способом и образует компактную, почти глобулярную молекулу. Одной из примечательных лслбенностей строения этого фермента является наличие “ кармана” , расположенного примерно посредине молекулы. Субстрат (полисахарид) укладывается (встраивается) в этот “карман”, в котором, как полагают, расположен активный центр фермента. В процессе образования фермент-субстратного комплекса “карман” несколько сужается. В результате субстрат приобретает большую, чем обычно, реакционную способность. Можно предполагать, что особые группы ферментов оказываются в непосредственной близости к определенным участкам молекулы субстрата, вызывая изменения в распределении электронов, что, в свою очередь, приводит к ослаблению и разрыву связи. В последние годы удалось добиться существенных успехов ив разрешении вопроса о регуляции активности ферментов. Как уже отмечалось, существуют две возможности ее регуляции: изменение активности «готовых» молекул фермента и регулирование на генетическом уровне, которое реализуется в изменении скорости биосинтеза ферментного белка. Различают также наличную (имеющуюся) и потенциальную (регулируемую) активность ферментов. Наличная – характеризуется активностью фермента в исходном состоянии ткани, потенциальную – возможным изменением активности фермента в различных жизненных ситуациях, когда к системе предъявляются повышенные требования. В этой связи небезынтересно отметить, что к старости в первую очередь снижается потенциальная (регулируемая) активность ферментов. При старении уже в обычных условиях могут быть мобилизованы приспособительные возможности многих ферментных систем, диапазон дальнейшего приспособления систем резко сужается, т.е. первичные механизмы старения, по-видимому, в значительной мере связаны с изменением (ослаблением) потенциальной активности ферментов. Можно предположить , что дальнейшее бурное развитие энзимологии уже в недалеком будущем принесет самые неожиданные возможности контроля над процессом старения, удлинит период высокой творческой активности человека. Выполнить задание Контрольные вопросы: 1. Контроль обеспеченности в биологически активных веществах 2. Значение биологически активных веществ в биологии и животноводстве 3. Нормы витаминного и аминокислотного питания 4. Биологическое значение биологически активных веществ для животных и человека Темы занятий в рамках СРСП 1. Биогенные минеральные вещества. 2. Классификация БАВ. 3. Тироидные и антиреоидные препараты. 4. Органические биокатализаторы и стимуляторы. 5. Сорбенты. 6. Антиоксиданты. 7. Нитрофурановые препараты. 8. Гидролизаты из различного сырья. 9. Обмен БАВ. 10.Скармливание кормовых добавок. 11.Ввод БАВ в кормовые смеси. 12.Комбикорма. 13.Поливитаминные препараты. 14.Травяная мука. 15.Каротин микробиологического синтеза. 16.Общие положения о обеспеченности БАВ. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 5. Перечень тем для самостоятельной работы студентов Этапы развития БАВ. Минеральные вещества. Испытания и производственная апробация БАВ. Консерванты детергенты. Использование аминокислот. Потребность животных в витаминах. Примерные нормы в витаминах. Особенности применения силена. 6. Учебно-методическая карта по дисциплине Таблица 3- Учебно-методическая карта по дисциплине. Тема Наглядные Вопросы для пособия, ТСО, самостоятельного плакаты, изучения лабораторный Фор ма кон тро стенд Лекционного занятия 1 Введение. Общее представление о биологически активных веществах. Биологическая роль ферментов, витаминов. Биологическая роль гармонов и минеральных веществ. Взаимодействие БАВ в животном организме Содержание БАВ в почве и в воде. Практического занятия 2 3 Классификация и Альбомы, фильм терминология биологически активных веществ. БАВ применяемые в животноводстве. Основные требования к препаратам. Обмен БАВ в организме животных. Регулирующее влияние БАВ в организме животных. Технология использования премиксов. ля 4 5 Этапы развития ТК БАВ Ферменты, свойства ферментов. Гармональные препараты. Альбомы, фильм Ферменты, гармоны ТК Альбомы, фильм, таблицы, слайды БАВ в растениях ТК Содержание БАВ в растениях и кормах. Содержание БАВ в почве и в воде. Альбомы, фильм, таблицы, слайды, БАВ в почве и ТК воде Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Основные препараты БАВ применяемых в качестве кормовых добавок. Технологические и биологические свойства кормовых добавок. Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Участие БАВ в ТК пищеварении и обмене веществ Методы ТК применения Участие БАВ в обмене веществ. Нормативы и методуказания Участие пищеварительного тракта в обмене веществ. Антибиотики, кормовые дрожжи Премиксы, применяемые в животноводстве. Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Кормовые дрожжи ТК Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Потребности животных витаминах ТК Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Посуда, химикаты. Опыт ТК использования БАВ в зарубежных странах Антибиотики РК в Использование БАВ в зарубежных странах. Белкововитаминные добавки. Альбомы, фильм, таблицы, слайды, Потребность животных в минеральных веществах. Контроль обеспеченности БАВ ТК Технология использования некоторых кормовых добавок. Нормы и потребности животных в витаминах и минеральных веществах. Контроль обеспеченности в БАВ. Аминокислоты, витамины. Слайды, таблицы ТК Антибиотики. Арамотические и вкусовые добавки. Рисунки, стенды. Нормы. ТК Кормовые дрожжи, транквилизаторы. Методические разработки. Рисунки. ТК Основные положения проведения эксперементов на животных при использовании БАВ. Нормы и потребности животных, определение недостаточности в БАВ. Методические указания. Таблицы. ИК 7. Карта обеспеченности учебно-методической литературой Таблица 4- Карта обеспеченности учебно-методической литературой Наименование учебников, Количество Количество Процент учебно-методических экземпляров студентов обеспеченнос пособий ти 1 2 3 4 ГеоргевскийВ.И.«Физиоло 5 3 100 гия животных»М.,Агропромиз дат 1991г. Голиков А.Н. Физиология 5 3 100 животных. М., Агропромиздат, 1991. Дюкарев В.В., 2 3 80 Ключковский А.Г., Дюкарь И.В. Кормовые добавки в рационах животных. М., Агропромиздат, 1985. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки. М., Росагропромиздат, 1989. «Хим. и биологические препараты в кормлении животных» Колос 1965 г. Богданов Г.А. Кормление сельскохозяйственных животных. М., Агропромиздат, 1990. 5 3 100 1 3 30 5 3 100 Вопросы рейтингового контроля по дисциплине «Биологически активные вещества» Систематическая классификация и номенклатура ферментов Основные пищеварительные ферменты Определение ферментов, их биохимические свойства Функциональное значение ферментов Химическая природа гормонов Основные направления по применению гормональных и гормоноподобных субстанций 7. Механизм действия гормональных препаратов 8. Допустимые уровни содержания гормональных препаратов в продуктах питания 9. Алкалоиды, гликозиды их характеристика 10.Фитонциды, использование в рационах 11.Минеральные вещества и витамины растений 12.Фармацевтические препараты, изготавливаемые из растений 13.Основные биогеохимические зоны, их характеристика 14.Загрязнение воды и почвы промышленными отходами 15.Влияние состава почвы на химический состав растений 16.Классификация биологически активных добавок 17.Требования предъявляемы е к биологически активным добавкам 18.Методы оценки качества биологически активных кормовых добавок 19.Кормовые дрожи, их питательная ценность 20.Общая характеристика транквилизаторов 1. 2. 3. 4. 5. 6. 21.Значение кормовых дрожжей, транквилизаторов 22.Нормы биологически активных веществ для нормального функционирования организма 23.Распространение продуцентов антибиотиков 24.Перспективы применения антибиотиков, использование в качестве кормовых добавок 25.Нормы витаминного и аминокислотного питания 26.Физико-химические и технологические свойства премиксов 27.Контроль за технологической использования кормовых добавок 28.Регуляция обмена веществ в организме человека и животных 29.Значение биологически активных веществ в биологии и животноводстве 30.Классификация биологически активных веществ и терминология 31.Препараты используемые в животноводстве 32.Биологическая роль ферментов 33.Биологическая роль витаминов 34.Биологическая роль гормонов 35.Биологическая роль минеральных веществ 36.Биологическое значение минеральных веществ для животных и человека 37.Жизненно необходимые биологически активные вещества необходимые для физиологических процессов 38.Авитаминоз и его причины 39.Жирорастворимые витамины 40.Содержание биологически активных веществ в почве и воде 41.Содержание биологически активных веществ в растениях и кормах 42.Основные требования, применяемые к биологически активным веществам 43.Общие требования, предъявляемые к препаратам 44.Премиксы. Контроль производства премиксов 45.Хранение премиксов 46.Использование биологически активных веществ в зарубежных странах 47.Ферментативные препараты 48.Антибиотики, классификация и принцип действия 49.Антиоксиданты, их влияние на качество продукции 50.Кормовые дрожжи 51.Использование синтетических аминокислот при выращивании молодняка 52.Добавки аминокислот 53.Транквилизаторы 54.Ароматические и вкусовые добавки 55.Белково-витаминные добавки 56.Контроль обеспеченности в биологически активных веществах 57.Выявление аминокислот на переваримость 58.Потребность животного организма в аминокислотах 59.Значение и сферы использования белково-витаминных добавок 60. Участие пищеварительного тракта в обмене веществ