Рис. 2 .8. Образование нерастворимого фитата цинка.
ния — хелаты, где атом-комплексообразователь связан с аддендом одновремено силами главной и побочной валентностей (см. раздел 2.3.4). Такие металлоорганические хелаты могут или ингибировать, или, наоборот, стимулировать абсорбцию минеральных веществ. Аддендами при этом могут служить аминокислоты (особенно глицин, цистин, цистеин, гистидин), полипептиды, белки, производные порфирина и другие гетероциклы, органические кислоты (аминоуксусная, щавелевая, лимонная, яблочная, муравьиная и особенно фитиновая кислота и ее производные). Из натуральных кормов сильными хелатирующими свойствами обладают сухая барда и мелясса.
Комплексные соединения могут не только образовываться в процессе пищеварения, но и поступать с кормами. Известно, что соевый, хлопчатниковый, подсолнечниковый и кунжутный жмыхи содержат нерастворимые фитаты, из которых плохо усваиваются фосфор и микроэлементы, в частности цинк*. Лишь температурная обработка корма и добавление сильных хелатообразователей (ЭДТУ, лимонной или уксусной кислот) облегчают абсорбцию микроэлементов. Наличие в жмыхе, шроте, кормовых бобах, горохе некоторого количества растворимых фитатов и фитиновой кислоты способствует, кроме того, связыванию микроэлементов рациона, что еще больше усугубляет их дефицит.
С участием фитиновой кислоты (при повышенном поступлении кальция) в кишечнике свиней может образовываться неабсорбируемый цинк-фосфор-кальциевый минеральный комплекс (рис. 2.8). Вследствие этого возникает вторичный дефицит цинка и заболевание паракератозом.
*** В соевых бобах до 60% фосфора находится в форме фитатов. У жвачных фитаты хорошо перевариваются микрофлорой преджелудков.**
В практике животноводства (птицеводства, свиноводства) предпринимались попытки повысить усвояемость микроэлементов из рационов (которая в целом довольно низка) путем добавления к ним сильных хелатообразователей (ЭДТУ, производных аминоуксусной кислоты и др.) или путем введения per os специально изготовленных хелатных соединений микроэлементов. Результаты оказались противоречивыми и определенно не подтвердили преимуществ хелатонов, особенно неорганических, что, однако, не дискредитирует проблему в целом.
Эффективными оказались, в частности, железо-декстрановые препараты, глицерофосфат, глюконат и фумарат железа, глютамат меди и другие металлоорганические соединения.
Установлено [36], что медь всасывается наиболее эффективно из низкомолекулярных координационных соединений, которые не подвергаются воздействию макромолекул в желудочно-кишечном тракте (табл. 9). При даче меди в составе Cu-аминокислотных или Cu-пептидных комплексов она накапливается в печени в большей степени, чем при даче сернокислой меди. С увеличением полимеризации комплекса концентрация меди в печени снижается.
9. Концентрация меди в печени при добавке Cu-аминокислотных комплексов
| Добавки | Си в печени, мкг/г | Добавки | Си в пе чени, мкг/г |
|---|---|---|---|
| Без добавок | 4,4 | Cu-L-аланин | 25,5 |
| CuS0 4-5H 20 | 17,5 | Cu-L-лейцил-лейцил-лей- | 27,4 |
| Cu-DL-аланин | 19,6 | цин | |
| Си-поли-Ь-аланин | 21,5 | Cu-DL-лейцин | 28,4 |
| Cu-L-аланин-аланин | 22,1 | Cu-L-лейцил-лейцин | 32,0 |
| Cu-L-лейцин | 43,2 |
В опытах на птице [34] показано, что влияние хелатов на усвоение цинка связано с их константой устойчивости (КУ). При КУ менее 13 или более 17 хелат малоактивен. Эффективен хелат в том случае, если его КУ выше, чем у соединений микроэлементов с компонентами корма и ниже, чем у их соединений в тканях организма. В этом случае хелатирующий агент захватывает металл из корма, транспортирует через кишечную стенку и отдает тканям. Константы устойчивости соединений микроэлементов с некоторыми органическими лигандами приведены в таблице 10.
Учитывая, что в организме микроэлементы находятся в основном в виде хелатов, где аддендом служат макромолекулы, предпринимаются успешные попытки парентерального применения хелаткомплексов биогенных металлов (Cu-глицината, Си-глютамата, Fe-глютамата, Си-Со-йодпротеина и др.) при терапии некоторых заболеваний, а также с целью повышения иммунологических свойств организма. Показана более высокая биологическая активность этих комплексов в сравнении с ионной формой металлов (исследования лаборатории X. Ш. Казакова).
10. Константы устойчивости (log К) некоторых распространенных хелатов [40],
(отношение лиганд/металл 1 : 1 в Н 2 0 при 20 С)
| Лиганд | Си*+ | Ni2+ | Zn2+ | Со2+ | F e 2 + | M n 2 + | Mg2+ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Глицин Цистеин Гистидин Гистамин | 8,5 0* 10,5 10 | 6 10 9 7 | 5 10 7 5 | 0** 7 5 | 4 6 5 4 | 3 4 4 ? | 2 4 4 ? ? |
| Этилендиамин ЭДТУ Гуанозин | 11 19 6 | 8 18 4 | 6 16 4,5 | 6 16 3 | 4 14 4 | 3 13,5 3 | 9 ? |
| Щавелевая кислота | 6 | 5,5 | 5 | 4,5 | 4,5 | 4 | 3 |
| Салициловая кислота | 11 | 7 | 7 | 7 | 6 | 6 | ? |
| Тетрациклин | 8 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 4 |
*** Цистеин не образует связей с медью.**
**** Образование металл-хелата происходит при соотношении 3:1, константа стабильности равна 16.**
Хелатирующими агентами являются и антибиотики, в частности антибиотики тетрациклинового ряда. Они способствуют абсорбции фосфора и кальция (при оптимальном или субоптимальном уровне последнего), а также меди, кобальта и других микроэлементов (табл. 11).
11. Влияние хлортетрациклина (ХТЦ) на отложение микроэлементов у растущих поросят [37]
| Рацион Рацион | Си | Zn | Суточное Со | отложение Fe | Al | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Без добавок | 0,3 | 10,7 | 5,1 | 102 | 129 | 183 |
| С добавкой 33 мг ХТЦ | 1,0 | 22,8 | 12,8 | 130 | 138 | 175 |
В желудочно-кишечном тракте возможны и другие механизмы повышения эффективности абсорбции, помимо образования хелаткомплексов. Один из них — изменение активной реакции среды содержимого. Предполагается, в частности, что благоприятное влияние лактозы на всасывание двухвалентных ионов (Са, Mg, Sr, Ва, Zn) и всех видов животных и молодняка птицы (у последних фермент лактаза в пищеварительных соках отсутствует) обусловлено ферментацией лактозы бактериальной микрофлорой. Образующаяся при этом молочная кислота стимулирует рост ацидофильных бактерий и снижает величину рН в нижних отделах пищеварительного тракта. Возможно, впрочем, что это не единственый путь влияния лактозы на абсорбцию.
