Вільні радикали — нормально і необхідно
Вільні радикали — це молекули з одним або кількома неспареними електронами. Молекули, що містять кисень, конкретно називаються активними формами кисню (АФК) — найпоширенішим є супероксид, але є й інші. Неспарені електрони у вільних радикалах роблять їх нестабільними та високоактивними. Вільні радикали утворюються в результаті нормальних метаболічних процесів. Утворення невеликої кількості вільних радикалів є частиною нормальної фізіології клітини. Навіть виробництво енергії, необхідної для біологічних функцій, призводить до їх утворення. Крім того, навколишнє середовище також може сприяти або стимулювати утворення вільних радикалів — надмірне перебування на сонці та вплив важких металів і токсинів може збільшити кількість вільних радикалів в організмі.
Вільні радикали також необхідні для багатьох інших функцій. Імунна система використовує їх вплив на клітини, щоб знищити патогени. Щитовидна залоза синтезує власний вільний радикал — перекис водню — для виробництва гормону щитовидної залози. Вільні радикали, що містять азот, взаємодіють з білками в клітинах, створюючи сигнальні молекули. Вільний радикал оксид азоту сприяє розширенню кровоносних судин і діє як хімічний месенджер у мозку. Однак така сама чутливість, яка забезпечує передачу сигналів і знищення патогенів, також становить загрозу для ДНК, РНК, білків і жирних кислот.
Ті самі вільні радикали можуть навіть запускати шкідливі ланцюгові реакції, реагуючи з сусідньою жирною кислотою та «викрадаючи» один із її електронів. Потім ця жирна кислота стає вільним радикалом, який реагує з другою жирною кислотою. У міру того, як ця ланцюгова реакція продовжується, змінюється проникність і текучість клітинних мембран. Білки в клітинних мембранах виявляють знижену активність, а рецепторні білки зазнають структурних змін, які або змінюють, або припиняють їхню функцію. Це «два обличчя» вільних радикалів — на фізіологічному рівні вони служать сигнальними і регуляторними молекулами, але на патологічному вони виявляються надзвичайно небезпечними і цитотоксичними оксидантами.
Окислювальний стрес — це занадто добре
Коли кількість вільних радикалів перевищує здатність організму їх усунути або нейтралізувати, виникає дисбаланс. Надлишок вільних радикалів може бути шкідливим. Невідновлені пошкодження, викликані вільними радикалами, руйнують ліпіди, білки, РНК і ДНК і можуть сприяти розвитку захворювань і зниженню продуктивності. Окислювальний стрес означає, що в клітині, тканині або органі існує дисбаланс між кількістю вільних радикалів і здатністю систем детоксикації та відновлення. Крім того, оскільки деякі активні форми кисню діють як клітинні месенджери, окислювальний стрес може призвести до порушення нормальних клітинних сигнальних механізмів (рис. 1).
Наша худоба піддається численним джерелам окисного стресу. До них відносяться спека (тепловий стрес), вагітність і лактація, а також інфекції (такі як мастит). Психологічні стресори — переміщення та групове змішування, транспортування, умови годування — також можуть викликати оксидативний стрес. Постійне окислювальне пошкодження виникає лише за умови відповідного окислювального стресу — коли системи детоксикації та відновлення неадекватні.
Захист від вільних радикалів
Існують дві основні системи захисту для мінімізації впливу вільних радикалів: неферментні та ферментативні антиоксиданти. Антиоксиданти - це молекули, які можуть перешкоджати вільним радикалам реагувати з іншими молекулами. Вони «працюють» як всередині, так і поза клітиною. Важливі неферментні антиоксиданти включають вітаміни С і Е, а також фітохімічні речовини. Ферментативні антиоксиданти відповідають за захист клітин від пошкодження вільними радикалами і включають супероксиддисмутазу (SOD), глутатіонпероксидазу (GSH-Px) і каталазу. Будучи «першою лінією захисту», ці антиоксидантні ферменти відіграють важливу роль у боротьбі з вільними радикалами (рис. 2).
Актуальність мікроелементів
Роль мінералів у функції ферментів широко досліджена. Деякі ферментативні антиоксиданти - такі як супероксиддисмутаза (SOD), каталаза і глутатіонпероксидаза (GSH-Px) - містять такі мікроелементи, як Cu, Zn, Mn і Fe. Вони необхідні для активності таких антиоксидантів, як супероксиддисмутаза Cu/Zn і супероксиддисмутаза Mn. Ці супероксиддисмутази каталізують перетворення супероксидного радикалу в перекис водню та кисень у цитоплазмі (Cu/Zn-SOD) і в мітохондріях (Mn-SOD). Цинк також спричиняє синтез металотіонеїну, білка, що зв’язує метали, який може поглинати гідроксидні радикали.
Одним із ключових ферментів, які беруть участь у захисті від окисного пошкодження вільними радикалами, є каталаза. Цей фермент містить чотири залізовмісні гемові групи, які дозволяють йому реагувати з перекисом водню з утворенням води та кисню. Тому недостатнє надходження з їжею Cu, Zn, Mn і Fe призводить до значного зниження активності ферментативних антиоксидантів. В результаті може виникнути окислювальне пошкодження та дисфункція мітохондрій. Таким чином, важливим заходом для запобігання окисного пошкодження та збалансування захисту, який забезпечують тварини антиоксидантами, є оптимізація споживання мікроелементів через корм.
Органічно пов'язані мікроелементи
Незважаючи на важливість мікроелементів для тварини, вони часто доповнюються в неорганічній формі — у вигляді сульфатів або оксидів. Вони прості у виготовленні та недорогі в управлінні, але ця «простота» має недоліки. Неорганічні мікроелементи — особливо сульфати — легко дисоціюють у верхніх відділах шлунково-кишкового тракту. Вивільнені іони металу можуть утворювати нерозчинні комплекси з іншими компонентами корму або конкурувати за транспортні механізми на кишковій стінці. Через це мікроелементи в кормах часто додають в концентраціях, які значно перевищують кількість, необхідну тварині. Результат: велика кількість мікроелементів, які не потрапляють всередину, виділяються з фекаліями та потенційно забруднюють навколишнє середовище.
З іншого боку, органічно зв’язані мікроелементи, які зазвичай називають хелатами, є мікроелементами, пов’язаними, наприклад, з однією амінокислотою або невеликим пептидом, отриманим із гідролізованого соєвого білка. Хелати мають вищу силу зв'язування і тому краще захищені від антагоністичних ефектів у кишечнику. Відповідно, мікроелементи можуть краще засвоюватися та метаболізуватися – що безпосередньо впливає на здоров’я, самопочуття та продуктивність тварини. Мікроелементи ECOTrace® органічно зв'язані з амінокислотою гліцин і мають численні переваги перед неорганічними мікроелементами. Гліцинати ECOTrace® успішно використовуються в годівлі високопродуктивних тварин протягом більше 15 років і краще засвоєння ECO порівняно з неорганічними сульфатами. Мікроелементи Trace® підтверджені науковими дослідженнями. Компанія Biochem має великий досвід у сфері органічно зв’язаних мікроелементів. Зверніться за контактами вкзаними у кінці статті та дізнайтеся, яку користь можуть отримати ваші тварини та ваша ферма від гліцинатів ECOTrace®.
Мікроелементи мають поживну цінність для тварини лише в тому випадку, якщо вони потрапляють в організм. Недостатньо просто забезпечити потрібну кількість мікроелементів. Джерело мікроелементів також відіграє важливу роль. Це особливо важливо в сучасному тваринницькому середовищі, де зростає потреба вирощувати здорових тварин з меншою кількістю відходів.
ТОВ «Біохем» УКРАЇНА
Охтирський провулок, 7, корпус 1, офіс 1-201, 03066, Київ
+380 44 206 24 07
+380 67 504 10 76
polkhovska@biochem.net
