Тетяна Сизикова, директор з розвитку ТОВ «Агрогрін Компані»,
Анастасія Горбакова, заступник директора з розвитку в країнах СНД, Sanluc International n.v. Бельгія.
Для початку коротко охарактеризуємо необхідність застосування масляної кислоти в годуванні.
Масляна кислота є природною коротко жирних кислот (С3Н7СООН), яка утворюється в товстому кишечнику в результаті активності кишкової мікрофлори, ферментують харчові волокна і Неперетравлювані вуглеводи.
Основна функція масляної кислоти - це постачання епітеліальних клітин слизової оболонки кишечника енергією для поліпшення метаболізму, контролю нормального розвитку клітини і посилення захисної ролі щодо захворювань кишечника різної етіології.
Крім своєї вихідної функції постачальника енергії і регулятора метаболізму для здоров'я слизової оболонки кишечника, масляна кислота також надає важливі позитивні ефекти, що дозволяють протистояти запальним процесам, які можуть виникати внаслідок несприятливих зовнішніх факторів: стреси, умови утримання, інфекції і т.д.
Дія масляної кислоти можна умовно розділити на три напрямки:
1. Біохімічне і фізіологічна дія:
2. Терапевтична дія:
- масляна кислота стимулює імунну систему до специфічного імунної відповіді і уповільнює запальні реакції;
3. Мікробіологічне дію:
- масляна кислота зменшує зростання і проникнення патогенних бактерій, знижує експресію генів, відповідальних за зараження і закріплення E.Coli, Clostridium, Campylobacter і Salmonella;
- при рівні рН кишечника масляна кислота проникає в бактеріальні клітини і дисоціює, різко скорочуючи рівень рН в клітці. Зниження рівня рН у бактеріальної клітини викликає дисипації енергії протона навколо клітинної мембрани, окисленню цитоплазми, і як підсумок призводить до загибелі клітини.
Таким чином, масляна кислота покращує засвоєння поживних речовин в кишечнику, стимулює специфічний імунний відповідь і пригнічує патогенну мікрофлору.
Однак використовувати масляну кислоту в чистому вигляді і чекати від її застосування вищеописаних ефектів немає сенсу, оскільки кислота вкрай летюча і моментально розчиняється.
Можна відзначити ще один фактор - масляна кислота у вигляді кальцієвої солі, широко застосовується в лікуванні ряду захворювань людини. Завдяки протизапальній дії, препарати на основі бутирата кальцію застосовуються при органічних і функціональних захворюваннях кишечника, в тому числі раку товстої кишки, хвороби Крона. На цю тему існує ряд публікацій, наприклад: О.В. Головенко, І.Л. Халіф, А.О. Головенко, Лікування захворювань кишечника масляною кислотою, Гастроентерологія, стор. 84-87.
Класифікація джерел масляної кислоти
На сьогоднішній день існують наступні форми масляної кислоти, які знаходять своє застосування в тваринництві та птахівництві:
1. бутират - солі масляної кислоти, які представлені в двох формах:
- кальцієва сіль (бутират кальцію),
- натрієва сіль (бутират натрію);
2. Бутиріна - ефіри гліцерину і масляної кислоти (гліцериди).
Мал. 1 Класифікація форм масляної кислоти, що застосовуються в годуванні.
Тепер детально розберемо механізми дії озвучених форм в організмі тварини і птахи.
Бутират - солі масляної кислоти
Як говорилося раніше, дія масляної кислоти перш за все спрямована на кишечник. Саме в цьому відділі шлунково-кишкового тракту проявляються всі вищеописані властивості.
Використання масляної кислоти у вигляді солі вирішує цю задачу найбільш ефективно. Це підтверджує і той фактор, що в медицині джерелами масляної кислоти для вирішення проблем в кишечнику є кальцієві солі.
На малюнку 2 зображено механізм перетворення кальцієвої солі в масляну кислоту при попаданні в рідку середу.
Мал. 2 Механізм утворення масляної кислоти з кальцієвої солі.
Механізм утворення масляної кислоти досить простий. Кальцієва сіль вступає в реакцію в молекулами води. Кислотний залишок, що має негативний заряд, з'єднується з позитивно зараженим іоном воднем і створює масляну кислоту в нативному вигляді. Вільний кальцій або утворює з гідроксильною групою молекули води гідроксид кальцію, або залишається вільним. В цьому випадку ми отримуємо хороший джерело кальцію.
Чому в медицині застосовують саме кальцієві солі? Відповідь очевидна і стосується питань елементарної хімії.
Хімічні властивості кальцію і натрію мають ряд суттєвих відмінностей (властивості атома, електродний потенціал, ступінь окислення, щільність, енергія іонізації і т.д.), відповідно формули бутирата кальцію і бутирата натрію також різняться. Бутират кальцію має два аниона залишку масляної кислоти, бутират натрію всього один. Ряд цих відмінностей робить істотний вплив на взаємодію з молекулою води і як наслідок швидкість дисоціації. Таким чином бутират натрію має яскраво вираженої гігроскопічністю і має вкрай високу швидкість розчинення в рідкому середовищі, тоді як бутират кальцію менш гігроскопічний і розчиняється поступово. Саме це властивість бутирата кальцію поставило крапку в питанні застосування солей масляної кислоти в медицині.
Різниця систем травлення сільськогосподарських тварин і птиці ставить різні завдання перед вибором технологічної форми кормової добавки на основі бутирата. З упевненістю можна сказати, що не може бути однаково ефективною форми для всіх видів тварин і птиці, оскільки завдання, що стоять перед бутиратом можуть істотно відрізнятися.
- бутират кальцію (що володіє меншою швидкістю дисоціації в порівнянні з бутират натрію),
- закріплення бутирата кальцію на нерозчинному мінеральному носії, який забезпечує більш пролонговану дисоціацію в кишечнику,
- розміщення бутирата кальцію на носії в масляному компоненті, який ефективно захищає від передчасного розчинення. Під дією ліпази в дванадцятипалій кишці масляна оболонка розщеплюється і починається поступова дисоціація солі з утворенням масляної кислоти.
Слід зазначити, що захист у вигляді масляної оболонки виявилася неефективною.
Застосування бутирата в тваринництві найбільш актуально для телят до 6 місяців, оскільки в цей період формується і розвивається рубець. Солі масляної кислоти стимулюють ріст ворсинок рубця, сприяючи тим самим вирішенню багатьох проблем травлення, пов'язаних з відлученням від молока і наступним переходом на грубі корми. Таким чином, найбільш важливо забезпечити дисоціацію бутирата саме в рубці. Але варто зазначити, що проходження частини бутирата в кишечник також матиме позитивний вплив. Тому для тваринництва застосування бутирата кальцію можливо як в чистому вигляді, так і з захистом. Застосування бутирата натрію можливо тільки з ефективним захистом, але при цьому слід пам'ятати, що бутират натрію не зможе забезпечити поступове утворення масляної кислоти і в такому випадку буде мене ефективним, ніж бутират кальцію. Більш докладно про особливості використання різних технологічних форм бутирата в тваринництві описано у випуску №5 журналу «Perfect Agriculture».
У свинарстві також немає необхідності використання багатокомпонентної захисту від передчасного розчинення, як в птахівництві. Якщо застосовувати сіль в чистому вигляді, то виключно кальцієву знову ж з огляду на її поступової розчинності. Наявність захисту у вигляді масляного компонента дозволяє підвищити ефективність застосування кормової добавки на основі бутирата. Цікавий фактор - запах бутирата вкрай привабливий для поросят оскільки близько 3% масляної кислоти міститься в молозиві свиноматки.
Таким чином можна зробити наступні висновки щодо застосування бутират. У всіх сенсах для досягнення максимального ефекту від застосування масляної кислоти найбільш ефективним з двох солей є бутират кальцію, оскільки володіючи невисокою швидкістю розчинення освіту масляної кислоти носитиме пролонгований характер, що дозволить забезпечити ефект на більшій частині кишечника тваринного і птиці. При цьому слід приділяти увагу технологічної формі кормової добавки, яка повинна забезпечити ефективний захист від передчасного розчинення в тих випадках, коли це необхідно.
Бутиріна - ефіри масляної кислоти
Бутиріна - це короткоцепочечние гліцериди або ліпіди. Відповідно вони можуть бути моно-, бі- і трігліцерідамі, тобто мати різну кількість радикалів масляної кислоти. Важливо пам'ятати, що метаболізм короткоцепочних і среднецепочечних гліцеридів значно відрізняється від метаболізму дліноцепочечних гліцеридів (жири і масла). В даному випадку, Бутиріна, є коротко гліцеридами, не потребують складному процесі емульгування, утворення міцел, хиломикронов і т.д. Процес метаболізму досить простий. Короткоцепочечние гліцериди вільно всмоктуються в кишечнику і надходять в кров ворітної вени, звідти в печінку, минаючи будь-які перетворення в кишкової стінки. Тобто утворення масляної кислоти в кишечнику не відбувається.
На малюнку 3 зображено механізм перетворення Бутиріна на прикладі тригліцеридів.
Мал. 3 Метаболізм коротко гліцеридів.
Таким чином Бутиріна, будучи ліпідами і маючи такий метаболізм, можуть послужити лише джерелом енергії. Отриманий організмом рівень такої енергії буде залежати від дозування кормової добавки. При цьому слід зазначити, що для отримання енергетичного ефекту від такого виду ліпідів, дозування подібної кормової добавки повинна бути значно вищою.
Розібравшись в базових питаннях біохімічних процесів можна зробити висновок, що бутират і Бутиріна істотно розрізняються по метаболізму в організмі тварини і птахи. В одному випадку відбувається утворення масляної кислоти, в іншому ми маємо лише джерело енергії для організму, який не може надати такий вплив на кишечник, як нативна масляна кислота.
Різниця цих механізмів дії різних форм масляної кислоти представлено на малюнку 4.
Рис.4 Різниця метаболізму бутирата і Бутиріна.
Таким чином, єдиним джерелом масляної кислоти для кишечника може бути її сіль. Найбільш ефективним в застосуванні виходячи їх описаних вище хімічних властивостей є бутират кальцію. При цьому варто пам'ятати, що технологічна форма кормової добавки на основі бутирата повинна відповідати особливостям систем травлення тваринного або птиці.