Vitamin C và cách bổ sung chống stress cho gia cầm: Phần 2

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

151
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Bổ sung Vitamin C chống stress cho gia cầm: Phần 2 trình bày vai trò sinh học của vitamin C, sử dụng vitamin C trong chăn nuôi gia cầm, hàm lượng vitamin C trong thức ăn, cách bảo quản, bổ sung.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vitamin C và cách bổ sung chống stress cho gia cầm: Phần 2

IV. VAI TRÒ SINH HỌC CỦA VITAMIN C Khi nghiên cứu sự chuyển hoá của rất nhiều hợp chất trong cơ thể, người ta đã phát hiện sự cần thiết của vitamin C, nhưng trong phần lớn của trường hợp đó, cơ chế phân tử đầy đủ và rõ ràng của vitamin tham gia như thế nào vẫn chưa được sáng tỏ. Nhìn chung, vitamin C có các chức năng chính sau đây: - Sinh tổng hợp AND, ARN. - Chuyển hoá tyrosin - Tổng hợp glycogen - Trao đổi canxi - Chuyển hoá axit Folic - Tổng hợp colagen - Trao đổi colesterol - Oxi hoá hemoglobin - Tổng hợp cocticosteroit - Oxi hoá vitamin A - Oxi hoá NADH và NADPH - Oxi hoá và khử glutation - Chuyển hoá adrenalin - Kích thích phophoril hoá ADP… Có lẽ vai trò cụ thể của vitamin C trong tất cả các khâu chuyển hoá trung gian trên là khả năng cho, nhận điện tử và proton, nghĩa là tham gia phản ứng oxi hoá khử. Ví dụ, ở các protein, giúp vitamin việc khôi phục các liên kết disulfua và qua đó củng cố cấu trúc không gian của protein, nhất là của các enzim. Các phản ứng chuyển hoá tyrosin và phenylalanin bắt buộc phải có axit ascorbic tham gia. Việc giải phóng sắt dự trữ từ feritin trong tế bào để đưa ra vòng tuần hoàn cũng cần axit ascorbic có mặt. Phân tích một số chức năng chính của vitamin C. 1. Tham gia chuyển khoá các chất trong cơ thể. 39
a. Chuyển hoá protein: vitamin C chuyển hoá phenylalanin và tyrosin bằng cách thúc đẩy oxy hoá axit parahydroxyphenil pyruvic trong sơ đồ ở trang sau: Trẻ sơ sinh thiếu tháng Trẻ sơ sinh thiếu tháng do chưa hình thành phenylalanin hydroxylaza, hoặc ăn nhiều đạm, thừa tyrosin làm tăng nhu cầu vitamin C. Vitamin C tham gia tổng hợp colagen của cơ thể, chuyển hoá axit folic thành axit folinic để xây dựng AND, ARN. Do đó vitamin C có ảnh hưởng tới các mô đang phát triển về hình thái như xương, răng, mô liền sẹo. Thiếu vitamin C , răng tự phân huỷ và rụng nhanh. b. Chuyển hoá gluxit: vitamin C điều hoà aconitaza, chuyển axit xitric thành axit xisaconitic trong chu trình Kred để chuyển hoá hydratcacbon. c. Chuyển hoá lipit: vitamin giúp tổng hợp glucocorticoit, photphoryl hoá vitamin B2, giúp hấp thụ lipit ở ruột.Tiêm ACTH vào lượng thận thì thượng thận phì đại nhưng lượng vitamin C giảm. mặt khác, nội tiết tố thượng thận muốn trở thành dạng hoạt động phải kết hợp với vitamin C thành một phức hợp. d. chuyển hoá sắt: vitamin C C giúp cho cơ thể hấp thu sắt, giữ sắt ở dạng Fe++ trong ruột. 40
Sơ đồ chuyển hoá phenylalanin và tyrosin 2. Tạo sức đề kháng Vitamin C chống nhiễm trùng, nhiễm độc, cảm cúm, tăng đề kháng, chống các stress do tác dụng say đây: a. Kích thích thực bào. b. Làm tan màng polsacarit của vi khuẩn, phá các lớp dày niêm mạc là nơi ẩn náu của vi khuẩn, giúp tổng hợp kháng thể nhanh. c. Tăng tổng hợp interferon và tăng hoạt tính của chất này (Pauling). Pauling khuyên có thể dùng vitamin C với liều rất cao: 7 – 10 g/ngày. Pauling (1970, 1974) thấy axit ascorbic với liều từ 1 – 5 g/ngày có tác dụng tốt đến các chỉ số máu và ngừng phát triển chứng cảm lạnh. 41
Người ta cho rằng axit ascorbic nói chung có tác dụng khánh virus trực tiếp, kích thích các bạch cầu thực bào, làm tăng tính miễn dịch và hoạt động qua hệ interferon. Dahl và Degré (1976) thấy axit ascorbic làm tăng cường mức độ sản xuất interferon trong các tế bào da và nguyên bào sợi phổi. Burke (1973) cho biết axit ascorbic có ảnh hưởng đến tương tác của chất cảm ứng trên mặt tế bào hoặc trong tế bào sinh interferon, hoặc ảnh hưởng đến sản xuất và tính bền vững của mARN của interferon (Vileekm Havell, 1973), hoặc tăng cường tổng hợp protein và tổng hợp AMP vòng, mà AMP vòng là yếu tố kích thích kháng virus của interferon (Friedman và Pastan, 1939; Weber vaf Sewart, 1975). Ngoài ra, Schmidt (1955) phát hiện ở mô tuyến thượng thận – nơi sản sinh ra một số kháng thể, có vai trò xúc tác sự vận chuyển hydro giữa NADH, hoặc FADH với hệ cytochrom của axit ascorbic. Cường độ làm vitamin Việc càng cao, nhu cầu vitamin C càng lớn. Hiện tương giảm hàm lượng vitamin C trong máu, nước tiểu, dịch vị được coi là những biểu hiện xấu. Bình thường hàm lượng vitamin C là những biểu hiện xấu. Bình thường hàm lượng vitamin C ở thượng thận là 140 – 295 mg, gan: 8 – 40 mg, máu: 0,8 – 2,5 mg. Các thầy thuốc cho rằng axit ascorbic có tác dụng ức chế các khối u, nhất là đối với bệnh bạch cầu cấp. Vitamin C có vai trò duy trì sắt ở dạng Ferro (Fe++) nên rất cần thiết đối với oxydaza của axit homogentisic. Vitamin C C là vitamin vừa giúp chuyển hoá vừa làm tăng sức đề kháng chống lại các bệnh do nóng lạnh, làm việc quá sức, vì vậy người ta thường dùng vitamin trong những trường hợp cảm cúm, nhiễm trùng. Dạng axit dehydroascorbic cũng có tính chất chống bệnh scorbut, nhưng biến đổi và giảm tác dụng hanh hơn dạng axit L – ascorbic, nên lượng dùng phải gấp 3 lần dạng axit L-ascorbic. Trong trường hợp nhiễm trùng, người ta thấy lượng axit L-ascorbic ít hơn axit dehydroascorbic, nên chuột bị bệnh, teo lông, gan thoái hoá, vỡ gan và chết. 3. Hình thành sợi colagen của protein, tạo mô liên kết 42
Khi tìm hiểu quá trình xuất hiện bệnh Scorbut, người ta thấy rằng vitamin C không thể thiếu đối với sự tạo thành các sợi mô liên kết và các chất bao quanh tế bào. Một trong những khâu quan trọng đã được khảo sát tương đối kỹ là sự hình thành các bó sợi colagen. Colagen chiếm tới một phần ba tổng số các protein ở cơ thể động vật và là nền tảng của mô liên kết cấu tạo nên mọi tế bào và mô: xương, răng, gân, sụn, dây chằng, da, mạch quản... Thuỷ tinh thể của mắt cũng là một dạng colagen thuần khiết. Đặc biệt nổi bật của colagen là tính bền, dẻo dai cơ học. Các mô động vật có tới 16 loại colagen, chúng khác nhau ít nhiều và một số gốc axit amin theo cấu trúc bật một của chuỗi pheptit, nhưng các loại này đều tương tự nhau về kiểu thiết kế phân tử. Đơn vị cấu tạo cơ bản của các colagen được gọi là tropocolagen, gồm ba sợi peptít xoắn vào nhau. Tropocolagen thuộc typ 1 có khối lượng phân tử M  285kD, đường kính 14A0, chiều dài 3000 A0. Điều quan trọng là quá trình sinh tổ hợp ở tế bào, một số gốc axit amin prolin (Pro) được chuyển biến thành hydroxyprolin (HyPro), phần còn lại là những axit amin khác, mà loại này phân bố chủ yếu ở hai đầu phân tử. Ví dụ ở bò, typ colagen  1 (I) có ba chuỗi dài 1042 gốc axit amin thì đoạn giữa 1011 gốc là lặp đi lặp lại bộ ba axit amin (Gly - X - Y)n trên ba trăm lần, trong bộ ba này X thường là pro, còn Y thường là Hypro. Quá trình chuyển hoá prolin thành hydroxyprolin diễn ra trên chuỗi peptit đã hoàn thành, về mặt hoá sinh di truyền người ta gọi đfây là sự cải biến sau phiên dịch (post-traslational modification). Enzim thực hiện phản ứng gắn OH vào vị trí C4 của prolin (thực tế là gốc prolyl) có tên là prolylhydroxylaza. Đây cũng là một đại diện của hệ thống monooxygenaza, nhưng có đặc điểm là nó cần 43
một thành viên phụ cho hệ thống oxi hoá khử là axit ascorbic. Các khảo nghiệm cho thấy prolylhydroxylaza chỉ có hoạt tính cao khi có mặt đầy đủ vitamin C. Nếu ngược lại, không có hoặc không đủ vitamin C, sự chuyển hoá prolyl sẽ kém hoặc không diễn ra, số lượng các gốc hydroxyprolyl có vị trí quan trọng trong sự hình thành liên kết hydrogen nội phân tử của một đơn vị tropocolagen (intramolecular hydrogen bonds), mà đây là nhân tố bảo đảm độ bền vững gắn kết ba sợi peptit của những đơn vị này. Nếu số lượng và chất lượng liên kết này bị giảm sút bì tính bền vững của mỗi tropocolagen cũng như của toàn bộ sợi colagen bị suy yếu. Trong thực tế người ta thấy colagen bình thường bị mất nguyên tính ở 39 – 40 0C (colagen denaturation chuyển sang dạng gelatin), còn loại colagen do thiếu vitamin C thì ở 24 0C đã mất nguyên tố. Thực nghiệm còn cho thấy quá trình tạo OH-Pro chỉ diễn ra trên các gố pro nằm trong chuỗi pep tit đã tổng hợp xong, bởi vì kh dùng axit amin hydroxyprolin có sẵn cho động vật thí nghiệm ăn, loại này hoàn toàn bị đào thải ra khỏi cơ thể chứ không được gắn vào colagen. 44
Ở động vật, sau khi đơn vị trôpcolagen được tạo nên tại bào tương những tế bào như sơ nguyên (fibroblast), tạo xương (osteoblast), v.v… nó sẽ được tiết qua màng ra môi trường quanh tế bào. Tại đây các tropocolagen sẽ được kết hợp đặc thù với nhau để tạo thành tơ colagen. Dạng vân sọc có tính chu kỳ của tơ colagen quan sát thấy dưới kính hiển vi có nguyên nhân ở sự nối đuôi nhau của các tropocolagen chênh lệch khoảng 70mm. Như đã nói ở trên, colagen là nền tảng của cấu trúc cơ học ở tế bào và mô. Do đó các trục trặc trong sự sinh tổng hợp colagen, hay đúng hơn là tropocolagen đều có những hệ quả trực tiếp đến cấu trúc mô bào, nhất là những mô cần nhiều chất nền tảng này: vách mạch quản mô dưới da, niêm mạc, phần osseion của xương, sụn.. Quá trình hàn gắn vết thương dựa chủ yếu trên hoạt động tổng hợp colagen của tế bào fibroblast. Khi tế nào này không được cấp đủ vitamin C để thực hiện việc chuyển prolin thành hydroxyprolin cho sản phẩm 45
tropocolagen cùng mucopolysacarit. Qua đó ta thấy axit ascorbic có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phát triển bình thường của hệ xương cốt ở động vật, độ bền của thành mạch máu. Vì thế, khi thiếu vitamin C thường gây chứng loãng xương, mềm sụn, vỡ thành mạch máu, gây xuất huyết… 4. Tham gia vào quá trình chuyển hoá vitamin D vào canxi. Theo Balkar S. Bains (1992), tác dụng của vitamin C đến quá trình trao đổi, hấp thu Ca được thể hiện qua sơ đồ sau: Vitamin D 3 Vitamin C 25(OH)-D3 Enzym 25-hydroxy-Vitamin D3 – hydroxylaza 1,25 (OH)2 – D3 Hấp thu Ca Nhờ sự hoạt hoá enzym 25-hydroxy-vitamin D3 hydroxylaza, vitamin C ảnh hưởng đến quá trình trao đổi canxi và chất lượng vỏ trứng. Vì vậy, bênh cạnh việc cung cấp đủ Ca, P trong khẩu phần thì một vấn đề quan trọng là cần phải cung cấp đủ vitamin C để quá trình trao đổi khoáng của cơ thể diễn ra bình thường. Cũng theo các tá giả trên thì: - Vitamin C rất cần cho việc tổng hợp 1,25 (OH)2 - D3 ở thận. - Sự phát triển phôi thai rất cần 1,25 (OH)2 – D3 cho quá trình khoáng hoá bộ xương. Trong cơ thể gia cầm có lẽ không loại nguyên tố nào lại có nhiều mối tương tác chuyển hó điều tiết như nguyên tố canxi (và liên quan với canxi và photpho). Mặt khác, bản thân canxi máu lại được giữ ở một phạm vị nồng độ 46
sinh lý khá hẹp, nhờ sự điều tiết của nhiều hệ thống, trong đó ta có thể nêu những ảnh hưởng chủ yếu có bốn nhóm sau: - Canxitonin từ tuyến giáp - Parathormon từ tuyến cận giáp - Estrogen (và các hormon liên quan) - Vitamin D và các dẫn xuất của nó. Trong 4 nhóm trên, các nhà khoa học đặc biệt chú ý đến vai trò của vitamin D. Tuy nhiên, theo sơ đồ nêu ở trên của Balkar S.Bain (1992) thì hoạt lực của vitamin D lại chịu ảnh hưởng ca vitamin C, hay nói một cách khác chính vì vitamin C thông qua vitamin D đã ảnh hưởng đến quá trình trao đổi canxi của gia cầm. Quá trình ảnh hưởng này được diễn giải cụ thể như sau: Có nhiều dạng đồng phân của vitamin D, hợp chất có nguồn gốc steroit, tuy nhiên đối với cơ thể động vật chỉ có hai tiền chất có ý nghĩa vitamin đáng kể đó là ergocanxiferol và colecanxiferrol. Dưới tác động của tia tử ngoại (với bước sóng 230 – 313 mm), liên kết 9 – 10 ở vòng B của cấu trúc cyclopentanperhydrophenantren bị vỡ để thành dãn xuất có hoạt tính vitamin. Ở thực vật, đặc biệt là tế bào men rượu, tiền chất vitamin D2 có dưới dạng ergosterol; ở động vật, đặc biệt là trong dầu gan cá thu, dạng tiền vitamin D3 colecanxiferol, với hàm lượng tạo ra vitamin tương ứng như sau: Cỏ khô (phơi nắng) 620 UI/1kg Cỏ phơi trong bóng râm 210 UI/1kg Cỏ mục túc (luzerne) 570 – 300 UI/1kg Thân lá ngô ủ xanh 150 UI/1 kg Dầu gan cá 150.000 – 40.106 Sữa bò tươi 250 I/1kg. Đơn vị hoạt tính quốc tế (UI) = 0,25  g vitamin D2 hay D3. 1mg vitamin D chứa 40000 IU trên động vật có vú. Đối với gà thì 1mg D3 = 4000 UI còn 1 mg D2 = 1000 UI. Gia cầm chỉ chuyển hoá chủ yếu loại colecanxiferol (vitamin D3), còi loạn ), còi loạn ergocanxiferol (D2) đối với gia 47
cầm chỉ có được khoảng 5 hoặc ít hơn so với hoạt tính của D3. Nguyên nhân có thể vì vitamin D2= không có những protein gắn và vận chuyển hữu hiệu trong máu nên nhanh chóng bị đoà thải ra khỏi cơ thể. Tiền chất của vitamin D3 là 7-dehydrocolesterol được tổng hợp lại gan theo con đường chuyển hoá chung của nhóm steroit, sau đó được phân bố nhiều ở lớp da động vật: hàm lượng 7 – dehydrocolestẻol ở da cao hơn ở gan và máu gấp 2 – 3 lần. Tại đây, dưới tác động của ita tử ngoại từ ánh sáng mặt trời hoặc do chiếu xạ nhân tạo, từ tiền chất trên sẽ tạo ra colecanxiferol tức là vitamin D3. 7- dehydrocolesterol Colecanxiferol (vitamin D3) Từ da, vitamin D3 sẽ gắn vào một protein đặc biệt và quan hệ thống máu được vận chuyển tới gan. Tại mô gan vitamin D3 sẽ được tích luỹ dự trữ hoặc sẽ được chuyển hoá tiếp. Nhờ công trình nghiên cứu của Deluca và Lund từ năm 1966 ta biết rằng sản phẩm chuyển hoá đầu tiên của vitamin D3 là chất 25 – hydroxyvitamin D 3 (ký hiệu là 25 – OH.D 3), tức là một nhóm hydroxyl (OH) được gắn vào vị trí cacbon 25 nhờ enzym 25-hydroxylaza có trong màng lưới nội bào (phần microsom) của tế bào gan. Gần đây có những nghiên cứu cho thấy ở ruột và thận gà cũng có hoạt lực 25 – hydroxylaza cho vitamin D3, nhưng yếu hơn ở gan. Hệ thống enzym thực hiện quá trình hydroxyl hoá thuộc nhóm monooxygenaza, tức là những enzym sử dụng mọt nửa phân tử oxygen để tạo OH, còn nửa kia tạo H2O. Đây là một quá trình ôxy hoá khử phức tạp, cho nên nhóm enzym này cần một cơ chế phụ – cosubstrate - để lấy điện tử và proton gắn vào nguyên tử oxy tạo ra H2O. Cũng vì vậy, oại enzym này thường được gọi tên là “các oxygenaza chức năng hỗn hợp” (mixed – function oxygenases). Mẫu của loại phải ứng rất phổi biến này có thể biểu hiện như sau: AH + XH2 + O2 A – OH + H2O + X Cơ chế cơ chất phụ Cơ chất đã dạng oxy hoá hydroxyl hoá 48
Trong phản ứng hỗn hợp này, vai trò cơ chế phụ XH2 thường do NADH (nicotinamidadenin dinucleotit dạng khử) hoặc NADPH (NAD-photphat, dạng khử) đảm nhiệm. Ngoài ra, thường có thêm những thành viên trung gian giúp sự vận chuyển điện tử e-) được bố trí giữa O2 và NADPH, ví dụ các flavoprotein với FAD (flavinadenindinucleotit) hoặc tetrahydrobioprotein, v.v.v… Trong microsom lưới nội bào của gan, phản ứng hydroxyl hoá thực hiện do một hệ thống enzym rất điển hình, thường được gọi là hệ thống NADPH – xytocrom P450 reductaza, trong đó có mặt một xytocrom đặc biệt của microsom là sắc tố protein xytocrom 450,ký hiệu là P450 (P lf pigment, 450 là bước sóng hấp phụ tối đa của nó). Ở mỗi số loài động vật hoặc một số mô, có thể có thể những thành viên phụ tham gia chuỗi phản ứng, ví dụ có thể có các protein sắt – lưu huỳnh (Fe-S). Để hydroxyl hoá một hợp chất (ví dụ colecanxiferol mà ta đagn quan tâm), quá trình vận chuyển điện tử giữa các thành viên tham gia hệ thống phản ứng có thể diễn ra theo sơ đồ sau đây: Ở tế bào gan, thận, kiểu phản ứng hydroxyl hoá được dùng vào các cơ chế trung gian, khử độc tố, hoặc cơ chế tổng hợp của hormon steroit, các axit béo có hydroxyl…v.v.. 49
Đối với vitamin D 3, sự gắn nhóm OH vào vị trí C25 không bị giới hạn. Vì vậy càng có nhiều vitamin trong khẩu phần hấp thu thì hàm lượng 25-OH-D3 càng tăng tương ứng và việc định lượng chất này của máu có thể dùng đánh giá mức độ được cung cấp vitamin D của cơ thể gà. Bước chuyển hoá tiếp theo của 25-OH-D3 diễn ra ở ty lạp thể tế bào thận và Haussler et al, 1968, Lawson et al, 1969 lần đầu tiên khảo sát trên gia cầm. Cơ chế của phả ứng hydroxy hoá vị trí cacbon 1 (C1) của dẫn xuất hiện sản phẩm 1α , 25-dihydroxycolecanxiferol (ký hiệu là 1,25 (OH)2 – D3, do chứa ba chức rượu nên còn có thể gọi là canxitriol., Có thể tóm tắt sự chuyển biến của vitamin D3 theo sơ đồ sau đây. Microsom gan Ty lạp thể thận Vitamin D 3 25-OH-D3 1,25 (OH)2-D 3 ở thận ở thận 24,25 (OH)2-D 3 1,24,25 (OH)3 – D 3 Sơ đồ tóm tắt sự chuyển biến của vitamin D3 Canxitriol tức là 1α , 25 (OH)2 – D3, là tác nhân chủ yếu cho việc biểu hiện chức năng sinh học của vitamin D trong việc điều hoà sự hấp thu, sử dụng canxi ở cơ thể động vật. Tuy nhiên, người ta còn phát hiện thêm một vài dân xuất chuyển hoá nữa của vitamin D3 do các enzym ở thận tạo nên. Trước hết là 24, 25-đihdroxylaza của ty lạp thể tế bào thận tạo thành. Nhiều thí nghiệm chứng tỏ chấy này cần thiết để đảm bảo tỷ lệ ấp nở cao của trứng giống. Có lẽ cũng vấn enzym 24- hydroxylaza ở thận còn tạo ra 1,24,25 trihydroxycolecanxiferol (ký hiệu 1,24,25 (OH)3 – D3), chất này có hoạt tính gần bằng 60% của 1,25 (OH)2 D3 50
Trong chuỗi chuyển hoá của vitamin D 3 vừa nên, phản ứng hyroxyl hóa do enzym 1 - hydroxylaza xúc tác ở ty lạp thể tế bào thận có vai trò quyết định đến tốc độ tiến triển của cả chuỗi. Hàm lượng canxi và photpho huyết thanh chịu ảnh hưởng điều tiết của hệ hormon 1,25 (OH)2.D 3 và ngược lại, sự chuyển hoá của hệ này cũng chịu sự chi phối của các ion nói trên. Trạng thái giảm canxi huyết – hypocalcemia – có tác dụng kích thích hoạt tính của enzym 1 hypocalcemia ở thận gà, qua đó làm tăng sự tổng hợp 1,25 (OH)2. D 3. Đồng thời, trạng thái trên cũng kích thích tuyến cận giáp tiết ra nhiều parathormon. Đây là một polypeptit với cấu trúc gồm 84 axit amin có tác dụng làm tăng nồng độ canxi huyết (từ thấp lên mức bình thường) chủ yếu thông qua cơ quan mục tiêu là xương (nhờ hoạt hoá tế bào tiêu xương, giải phóng canxi, photpho ra máu) và thận (làm tăng bài tiết photphat đo ức chế tái hấp thu ion này). Khi hàm lượng photphat cao trong máu, các ion này dễ tạo với ion canxi những phức hợp khó phân ly, vì vậy góp phần làm sụt giảm phần canxi ion hoá có hoạt tính sinh học và chuyển hoá cao. Parathormon còn có tác dụng hoạt hoá enzym 1 hydroxylaza ở thận. Mặt khác, những nghiên cứu của Wecksler et al, 1977 cho thấy trên màng tế bào tuyến cận giáp có các thụ thể (receptor) danhf cho 1,25 (OH)2.D3 và như vậy chất này có khả năng kích thích sự giải phóng PTH từ tế bào tuyến. Trong mấy thập niên vừa qua, nhờ những công trình nghiên cứu mở đầu do Wasserman, Norman và De Luca thực hiện tại Mỹ, vai trò sinh học của vitamin D đã được làm sáng tỏ rất nhiều. Sản phẩm chuyển hoá chính của vitamin D như p hần trên đã nêu là 1,25 (OH)2.D 3 hay từ này: “hormon là một tín hiệu hoá học sản sinh tại mọt cơ quan hoặc một tuyến được máu đưa đến mô mục tiêu (target tissue) nơi nó thực hiện chức phận điều tiết” Canxitriol đáp ứng hoàn toàn định nghĩa này và nó chỉ hơi khác những hormon khác ở chỗ: tiền chất tạo ra nó phải được cung cấp từ nguồn thức ăn nếu động vật không có khả năng chuyển hoá 7 – dehydrocolesterol nội sinh thành colecanxiferol (ví dụ do 51
thiếu ánh sáng, thiếu tia tử ngoại). Nhiều nhà khoa học nghiên cứu về vitamin D đã cùng nêu lên nhận xét rằng: cần một khoảng thời gian nhất định kể từ khi được đưa vào cơ thể (qua tiêm hoặc uống) vitamin D mới phát sinh hiệu quả và như vậy có thể cắt nghĩa rằng khoảng thời gian này cần cho sự chuyển biến vitamin D thành những dạng có hoạt tính. Bây giờ, ta đã biết rằng ở trạng thái thấp canxi huyết, canxitriol có tác dụng làm tăng sự hấp thu tích cực và cả hấp thu thụ động (active and passive absorption) của canxi và photpho qua vách ruột. Nhiều ý kiến cho rằng khi khẩu phần ăn có một tỷ lệ đầy đủ và cân đối và canxi và photpho thì kiểu hấp thu thụ động thuận lợi (filitateb absorption) giữa ưu thế còn khi khẩu phần thiếu canxi thì kiểu hấp thu tích cực, cần tiêu tốn năng lượng, lại vượt trội. Như vậy canxitriol có tác dụng đến cả hai kiểu hấp thu canxi ở vách ruột. Tại tế bào niêm mạc ruột non, Wasserman và cộng tác viên, 1966 đã chứng minh rằng, hormon 1,25 (OH)2.D 3 kích thích làm tăng sự tổng hợp một loại protein đặc hiệu có ái lực lớn với ion canxi được đặt tên là Ca – binding protein. Quá trình này diễn ra theo con đường kinh điển của các hormon steroit: sau khi qua màng tế bào ruột, canxitriol được gắn với rêcptor đặc hiệu ở bào tương, sau đó được chuyển vào nhân tố tế bào được thực hiện vai trò một nhân tố điều hoà sao chép mã (transcription factor) cho loại protein gắn canxi nói trên. Sau khi được tổng hợp, protein này có vai trò gắn canxi và chuyển vận ion này qua lớp niêm mạc ruột, nhờ vậy tỷ lệ hấp thu canxi ở ruột, đặc biệt ở vùng tá tràng và phần ruột non gần đó được nâng cao. Trong những thí nghiệm trên, khi cho tinomyxin D hoặc puromyxin vào môi trường đều mất tác dụng của vitamin D. Ta biết rằng tinomy xin D là chất ức chế đặc hiệu quá trình tổng hợp ARN thông tin (mARN), còn puromyxin có tác dụng gây tê liệt sự kéo dài chuỗi peptit của sự sinh tổng hợp protein. Hiệu quả ức chế vai trò của vitamin D tại ruột của hai hợp chất nói trên là một căn cứ quan trọng cho kết luận về chức năng vitamin D, cụ thể là dẫn xuất canxitriol, như yếu tố điều tiết giai đoạn sao chép mã cho sự hình thành protein gắn và 52
chuyển vận canxi tại ruột. Bên cạnh các nghiên cứu trên gà của Wasserman, DeLuca, Norman còn có các kết quả tương đồng do Zull, Czaranowska -9 Misztall, DeLuca thu được trên chuột. Đối với hoạt tính của hệ enzym adenosintriphotphataza vách ruột gia cầm, nhiều nghiên cứu cho thấy sự gảim sút khi khẩu phần thiếu vitamin D, đặc biệt ở gà mái đẻ. Như vậy, sự thiếu canxitriol ảnh hưởng đến cả hai mặt của quá trình vận chuyển tích cực. Ngoài cơ quan mục tiêu là vách ruột non, canxitriol (và parathocmon) còn tác động kích thích các tế bào tiêu xương – osteoclast, làm giải phóng canxi và photpho vào hệ tuần hoàn. Nhưng khi nồng độ canxi huyết đạt mức sinh lý thì canxitonin của tuyết giáp sẽ bắt đầu biểu hiện chức năng để giữ canxi huyết ở trị số cần thiết. Ta biết rằng gà mái đẻ có nồng độ canxi huyết cao gấp 2 – 3 lần bình thường, nghĩa là từ chỉ số tĩnh 10 – 15mg% lên đến 25 – 35 mg% vào kỳ đẻ cao độ. Mặc dù cơ chế hoạt động của canxitonin chưa được nghiên cứu đầy đủ nhưng nhiều số liệu đã cho thấy khi canxi huyết mở mức bình thường hoặc cao th× ho¹t tÝnh enzym 1 -hydroxylaza ë ty l¹p thÓ tÕ bµo thËn g¶im thiÓu. Điều đáng chú ý là bên cạnh đó, hoạt tính enzym 24 hydroxylaza lại tăng. Hiện tượng này chưa được lý giải đầy đủ. Hiệu quả chung là ở máu gia cầm, lượng 1,25 (OH2.D3 hạ xuống mà lượng 24, 50 (OH)2.D3 lại tăng lên (DeLuca, 1974- 1980). a) Vitamin D và chu kỳ đẻ trứng ở gà mái. Ở một gà mái đẻ với khối lượng cơ thể trung bình vào khoảng 2kg, toàn bộ canxi chứa trong xương và các mô chỉ một gà mái đẻ với khối lượng cơ thể trung bình vào khoảng 2kg, toàn bộ canxi chứa trong xương và các mô chỉ một gà mái đẻ với khối lượng cơ thể trung bình vào khoảng 2kg, toàn bộ canxi chứa trong xương và các mô chỉ gồm 20 gam. Mỗi quả trứng chứa trên dưới 2g canxi, nghĩa là 10% lượng canxi của cơ thể. Nếu xét của phần protein phôphlipit, hydratcacbon…của quả trứng, ta nhận thấy rõ rằng trong vòng 24 – 26 giờ là chu kỳ tạo một quả trứng, bộ máy sinh hoá học của cơ thể gà mái đẻ phải hoạt 53
động với một cường độ rất cao. Sơ đồ chu kỳ tạo một quả trứng có thể p hân ra như sau: Nếu một gà mái giống Leghorn một năm cho được 275 trứng, có khối lượng chung là 16 kg, thì khối lượng protein là 2kg, lipit 1,7 kg và khoảng 550 g canxi cùng 137g các chất khoáng khác. Nếu một bò sữa có chửa mỗi ngày đêm góp vào phôi thai chừng 160g để phát triển ( khoảng 0,025% khối lượng cơ thể mẹ), một gà mái đẻ mỗi ngày đêm tạo ra quả trứng khối lượng 45g (khoảng 1,8% khối lượng cơ thể gà). Như vậy về cường độ chuyển hoá sinh tổng hợp của gà so với bò cao hơn vài chục lần. Trong sơ đồ chu kỳ hình thành quả trứng nên trên, hơn nửa thời gian dành cho quá trình canxi hoá phần vỏ, nghĩa là khoảng 12 giờ. Đó là khoảng thời gian mà sự chuyển vận canxi từ các mô qua máu tới tử cung của gà phải thật đầy đủ và thông suốt. Huyết thanh gà mái đẻ có hàm lượng canxi dao dộng trong khoảng 20-35mg%,còn ở gà mái không đẻ chỉ có gần một nửa chỉ số trên. Điều này chỉ ra rằng các hormon sinh dục, trước hết là các estrogen, có ảnh hưởng lớn đến canxi huyết. Khi tiêm estrogen cho gà không đẻ, thậm chí cho gà trống, nồng độ canxi huyết thanh đều tăng lên rõ rệt. Trong điều kiện nuôi dưỡng bình thường, nhu cầu cao về canxi được thoả mãn nhờ sự hấp 54
thu mạnh mẽ ở ruột non và một phần từ canxi của xương giải phóng ra và quay vòng nhanh. Theo nghiên cứu của Taylor và Simkiss, 1971, cường độ thu hút canxi để tạo vỏ trứng của mô tuyến vỏ (tử cung) ở ống dẫn trứng gà mái là 100- 150mg/giờ, nghĩa là nếu không có nguồn cung cấp nhanh và kịp thời thì toàn bộ canxi ở máu gà mái đẻ sẽ cạn kiệt trong vòng 30 phút. Số liệu nghiên cứu của Eastin và Spaziani, 1978 cho thấy tốc độ hấp thu canxi khi trứng chưa vào tử cung chậm, từ 13 - 28  M h-1 g-1 vật chất khô của mô, sẽ tăng nhanh sau khi trứng đã tới xoang tuyến vỏ và đạt tối đa 150  M h-1 g-1 vào thời điểm 14 – 18 giờ tính từ lần đẻ trước, rồi lại hạ xuống chỉ số chậm ban đầu vào thời điểm 2 giờ trước khi đẻ quả trứng mới. Khối lượng vật chất khô của tuyến vỏ (độ 20g bình quân) cho thấy nhận xét của Eastin và Spaziani khá phù hợp với tài liệu của Simkiss và Taylor nói ở trên. Trong chu kỳ đẻ trứng ở gà, hàm lượng 1,25 (OH)2.D3 huyết thanh cũng có biến động tương ứng và được thể hiện qua biểu đồ sau: 55
Hàm lượng 1,25 (OH)2.D 3 tăng dần ở huyết tương từ giờ thứ 6 – 7 tính từ lúc đẻ quả trứng trước. Các thí nghiệm cho thấy hormon 17  -estradiol làm tăng hàm lượng 1,25 (OH)2.D 3 ở gà lên gần 10 lần so với đối chứng (4,5 pmol, g-1 min-1 so với 0,5 pmol), có thể chủ yếu là tác động qua enzym 1  -hydroxylaza ở thận. Các hormon khác như progesteron, testosteron và PTH chỉ biểu lộ ảnh hưởng yếu lên enzym nói trên ở gà chưa đến tuổi đẻ và ở gà trống. Điều lý thú là prolactin ở dạng tiêm 100  g /ngày cho gà chưa trưởng thành có khả năng làm tăng hàm lượng 1,25 (OH)2.D 3 và tăng khá rõ hoạt lực của 1  -hydroxylaza. Chim cút đẻ trứng cũng có đáp ứng tương tự như gà mái khi được tiêm estradiol. Một nhận xét đáng nêu là trong các thử nghiệm vừa đề cập, hoạt tính enzym 24 –hydroxylaza ở thận bị giảm rõ rệt. Điều này cho phép các tác giả nghĩ rằng 24, 25 (OH)2.D3 hầu như không có ý nghĩa gì đối với quá trình canxi hoá vỏ trứng. b) Vitamin D và sự ấp nở Để nghiên cứ vấn đề này đã có những thí nghiệm sau: Khi thay vitamin D bằng 1,25 (OH)2.D3 nuôi gà mái đẻ trong 30 tháng thì tỷ lệ ấp nở của trứng bị giảm, gà con có nhiều dị tật. Tuy nhiên, việc thay thế nói trên không ảnh hưởng xấu đến mức sản lượng và đến chất lượng vỏ cũng như khối lượng trứng. Bảng sau đây rút từ thí nghiệm của Sunde và De Luca, 1978: Tỷ lệ % phôi dị tật từ trứng của gà được ăn các nguồn vitamin D khác nhau. Cách xử lý % phôi dị tật Khẩu phần thiếu D 50 Có vitamin D, 12 mg/kg 15 Thay bởi 1,25 (OH)2.D3,2mg/kg 78 Thay bởi 1,25 (OH)2.D3,4mg/kg 80 Muốn khôi phục tỷ lệ ấp nở cần cho gà mái đầy đủ vitamin D3 hoặc 25- OH.D3. Sunde và De Luca còn cho thấy. Sunde và De Luca còn cho thấy nếu 56
dùng canxitriol tiêm trực tiếp vào trứng của gà được nuôi bằng hợp chất này thì tỷ lệ ấp nở tăng lên mạnh mẽ. Điều này chứng tỏ phôi gà có khả năng sử dụng canxitriol. Đồng thời hiện tượng này có thể là biểu hiện một sự vận chuyển không đầy đủ 1,25 (OH)2.D 3 (và cả của 1  OH.D3) từ cơ thể mẹ vào trứng trong quá trình tạo quả trứng. Bộ xương của phôi gà chứa hơn 120 mg canxi, mà lòng đỏ trứng chỉ có 20mg, do đó phần canxi còn thiếu phải được huy động từ vỏ trứng và quá trình này khởi sự từ ngày thứ 10 – 12 của giai đoạn áp trứng, đạt tối đa vào ngày 19, sau đó giảm đi. Enzim 1  -hydroxylaza có hoạt tính cao kể từ ngày phát triển thứ 8 của phôi gà. Đến ngày thứ 19, huyết tương của phôi chứa 2,3 ng/ml chất 25-OH.D3 0,6 mg/ml chất 24,25 (OH)2D3 và 300 pg/ml chất 1,25 (OH)2D3. Người ta còn phát hiện ra rằng, ở phôi ngày thứ 21 chất 24,25 (OH)2D3 nhiều gấp 6 lần chất 1,25 (OH)2D3. Tuy nhiên nhiều tài liệu lại cho rằng ở huyết tương phôi ngày thứ 15 trở đi, canxitriol đã đạt mức ở gà con sau nở. Xuất phát từ vai trò sinh học chủ yếu của vitamin D là tăng cường sự hấp thu canxi, photpho tại ruột, người ta đã thử tìm một số nhân tố thay thế nó trong chức năng này. Một đặc tính quan trọng của cơ thể động vật là khả năng điều chỉnh cường độ hấp thu chất dinh dưỡng tuỳ theo nhu cầu bản thân đối với từng chất và tuỳ theo nguồn cung cấp chất đó. Ví dụ ở chuột thí nghiệm, tuỳ nhu cầu về canxi của cơ thể mà sự hấp thu nguyên tố này thay đổi ở ruột. Khi khẩu phần có tỷ lệ canxi thấp, sự hấp thu được đẩy mạnh, ngược lại khi cơ thể đã bão hào canxi thì quá trình trên giảm rõ rệt. Ngoài vai trò của các dẫn xuất vitamin D, tác giả V.K.Bauman cho rằng dịch mật do gàn sản sinh có vai trò nhất định trong sự hấp thu canxi nhất là trong những trường hợp tỷ lệ nguyên tố này thấp trong khẩu phần gà. ác thí nghiệm với động vật có trở ngại về tiết mặt cho thấy có những biến đổi tại xương tương tự trạng thái bệnh còi xương do thức ăn (Mori.G.1964). Các tác giả cho rằng khi ăn khẩu phần có tỷ lệ canxi thấp, cơ thể động vật đáp ứng thích ghi bằng cách tăng tiết mật để tận dụng canxi tố hơn. 57
Điều này cắt nghĩa cho hiện tượng sau: ở gà nuôi khẩu phần nghèo canxi hoặc ít vitamin D, túi mật tăng rõ rệt về thể tích và phân thường có màu xanh lục do ảnh hưởng của biliverdin. Một chất cũng có tác dụng hỗ rợ sự hấp thụ canxi là đường lactoza. Từ lau người ta biết rằng sữa có tác dụng tốt đối với sự hấp thu canxi ở ống tiêu hoá và sau đó mới tìm ra nguyên nhân là sự có mặt của lactoza. Các thí nghiệm trên chuột cho thấy lactoza có khả năng giúp chống bệnh còi xương. Ngaòi lactoza, các đường khác như galactoza (có trong lactoza), xelobioza, melibioza, các alcol như sorbitol, mannitol, colin… cũng có tác dụng hỗ trợ sự hấp thu canxi ở ruột: còn glucoza, fructoza, tìm bột không có hiệu lực này. Saltman 1963, Rubin 1963, Compere 1965 (dẫn theo Bâumn) cho rằng lactoza cvó khả năng tạo với canxi một phức hợp hoà tan, dễ chuyển vận qua màng ruột. Người ta đã thử nghiệm nuôi gà con bằng khẩu phần có đầy đủ canxi, photpho, không có vitamin D, nhưng có thêm các chất trợ gíp hấp thu canxi (như lactoza, axit xitric…) và gà vẫn phát triển tốt. Điều này một lần nữa chứng minh vai trò vitamin D ở động vật là tăng cường sự hấp thu canxi tại ruột ở hoàn toàn có hể dùng những nhân tố khác có tác dụng tương tự để thay thế vitamin D. Như vậy, để quá trình trao đổi khoáng của cơ thể gà một quá trình mạnh mẽ và có tốc độ cao hơn gia súc khác hàng chục lần được diễn ra bình thường, bên cạnh việc cung cấp đủ canxi, photpho, vitamin D, một vấn đề không thể thiếu là chúng ta phải cung cấp đủ vitamin C. V. SỬ DỤNG VITAMIN C TRONG CHĂN NUÔI GIA CẦM. Ở phần trên đã chỉ rằng ngoại trừ một số loài linh trưởng (trong đó có con người), chuột lang, một loài dơi ăn quả Pycnonutus cafer có nhu cầu được cung cấp vitamin C còn tuyệt đại bộ phận các giống loài động vật đều có thể tự túc đối với yếu tố dinh dưỡng này. Sở dĩ mấy loài đã nêu không tổng hợp được axit ascorbic cho bản thân vì tế bào của chúng thiếu hệ thống oxydaza để thực hiện bước chuyển cuối cùng của chuỗi phản ứng chuyển khoá đường thành vitamin C. 58