نقش بیوتین در حیوانات
بیوتن براحتی در آب حل می شود . این ویتامین می تواند ساختارش را تغییر دهد که با یک حلقه تتراهیدروتیوفین ترکیب شده و به زنجیرهای کناری اسید والریک متصل می شود.
نقش تغذیه ای
احتیاجات جیره ای گونه های مختلف :
اگر چه حیوانات نیاز های متابولیک به بیوتن دارند اما هنوز برای تمامی گونه ها این احتیاجات اثبات نشده است که این نیاز توسط سنتز روده ای برآورده می شود. کمبود بیوتین توسط داروهای سولفا جبران می شود . احتیاجات جیره ای برای طیور مشخص شده ولی برای همه حیوانات هنوز اطلاعات کافی در دست نیست . جوجه های گوشتی به (۱۵/۰ ) میلی گرم بیوتن به ازای هر کیلوگرم جیره و پولت بوقلمون به (۲/۰) میلی گرم بیوتین به ازای هر kg احتیاج دارد ( NRC 1984 ) .
مولکول بیوتین ۸ استریو ایزومر دارد که فقط شکل د – بیوتن ( Cis) آن از نظر فیزیولوژیکی فعال است. بیشتر بیوتین در طبیعت بصورت ترکیب ای – ان بیوتینل – ال – لایزین در پروتئین است . شکل قابل دسترس از نظر بیولوژیکی را بیوسیتین می ماند، که بر روی قابلیت هضم پروتئین اثر می گذارد شکل مکملی که در خوراک استفاده می شود د– بیوتین سنیتیک است .
عملکرد بیو شیمیایی
بیوتین به عنوان جهش از واکنشهای متابولیکی کربوکسیلاسیون شناخته شده است ( بونزور ۱۹۸۴ ) بیشتر بوتین در واکنشهای مربوط به انرژی در پستانداران مصرف می شود. واکنش شامل شکستن آدنوزین تری فسفات ( ATP) به آدنوزین دی فسفات (ADP) و فسفات غیر آلی می باشد. بیشتر واکنشهای وابسته بیوتین در بافتهای پستانداران از این نوع است. یک استثنایی در مورد ترانس کبوکسیلاسیون وجود دارد که این عمل وابسته به انرژی نیست. بیوتین کاتالیز شده سیستم کربوکسیلاز شامل ۳ زیر مجموعه است: بوتین کربوکسیلاز ، کربوکسیل ترانسفراز و پروتئین حامل کربوکسیل . بیوتین ظرفیت وصل شدن با پروتئین حامل کربوکسیل از طریق یک ترکیب پپتیدی به گروه ای – آمینو لایزین(که مثل بیوستین)وصل می شود. بیشترین اهمیت آنزیم های کربوکسیلاسیون وابسته به بیوتین در بیروات کربوکسیلاز ، استیل کوآکربوکسیلاز و پروپیونل کوآکربوکسیلاز می باشد .
جذب و متابولیسم
بیوتین به خوبی از طریق روده کوچک جذب می شود ( مارکر ۱۹۷۹ ) اگر چه شکل پروتئین باند شده در خوراکی برای حیوانات قابل دسترس خواهد بود . ارزیابی های ما پیشنهاد می کنند که این ویتامین بخوبی ابقاء نمی شود. بالاترین نسبت بیوتن، بصورت دست نخورده در ادرار موش و انسان یافت شد ( فرانکی لورنات ۱۹۵۱ رایت و همکاران ۱۹۵۶ ) . ترشح بیوتین همانندبیشتر ویتامین های محلول در آب با جذب آن ارتباط نزدیک دارد .
فعالیت بیوتین با تعدادی از کربوکسیلازها، که از طریق جابجایی اتم های کربن بین اجزای سلول انجام می شود ( مورتی و مستری ۱۹۷۷ ) . آنزیم وابسته بیوتین ، پیروات کربوکسیلاز ، پیروات کربوکسیلاز ، پیروات را به اسید اگزالیک تبدیل می کند . این واکنش در گلوکونئوزنز ، شکل گیری گلیسرات و سنتز استیل کولین اهمیت دارد . دو تا از آنزیم های بیوتین ،پرو پیونیل کوا کربوکسیلاز و استیل کو آ کربوسیلاز ، که در سنتز سوکسنیل کوآ شرکت می کند. شکل این ( ویتامین ) اهمیت اصلی را در استفاده از انرژی در نشخوار کننده هاست .
بیوتین در ساختار ۶ کربن ها در پورین ها نقش کلیدی دارد ، در سنتز RNA و DNA نقش اصلی را دارد .
هایپر ویتامیوز ( ازدیاد ویتامین )
اثر سطوح بالای بیوتین بطور خلاصه در جدول ۱۵ آمده است . اطلاعات کافی در دست نیست . کمبن ( ۱۹۷۹) نتایج مکمل کردن ۲ میلی گرم بیوتین را در جیره های ماده خوک های بالغ را برای مدت ۴ ماه را گزارش کرد . اومشاهده کرد که لنگلش برای ۵ تا ۶ هفته کاهش یافته بود همچنین در عملکرد تولید مثل نیز نقش مهمی دارد ، اثر نامطلوبی گزارش نشد.
برینت و همکاران ( ۱۹۸۵ c , b , a ) اثری را در خوک های ماده که در جیره هایشان از سطوح ۴۴/۰ میلی گرم در کیلوگرم بیوتین استفاده شده بود مشاهده کردند . با مکمل کردن سطح ( ۲۲/۰) میلی گرم در کیلوگرم بیوتین در جیره باعث بهبود سلامت پا در حیوانات در حال رشد می شود . بر روی رشد هیچ اثری نداشت ، اثر نامطلوبی نیز نداشت . در طول دوره آمیزشی بعدی خوک هایی که هیچ مکملی از بیوتین را دریافت نکردند و یا (۴۴/۰) میلی گرم در کیلوگرمدر جیره بکاربرده شود بیش از چهار چرخه تولید مثل داشته اند در جیره بکار برده شود .
بهبود سلامت پا ، پوشش مو و تولیدمثل مورد توجه بوده اثر نامطلوبی گزارش نشده بود .
آدامز و همکاران ( ۱۹۶۷) جیره ای بر اساس ذرت ، مایلو و کنجار سویا که شامل (۲۹/۰) یا ( ۴/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم را به خوک های تازه از شیر گرفته شده خورانیده شد.
محققان بهبود در رشد و بازدهی خوراکی در طول ۱۲۲ روز دوره پرورش گزارش کردند ،اثر نامطلوبی را در استفاده از سطوح بالای بیوتین گزارش نشد. بروکس و همکاران (۱۹۷۷) سطوح بیوتین را در جیره خوک های ماده از ( ۱۵/۰) میلی گرم در کیلوگرم به ( ۳۵/۰) یا ( ۴/۰) میلی گرم در کیلوگرم افزایش دادند . آنها (۲۸%) کاهش را در میزان شاخص پا مشاهده کردند. تولید بستر نیز بیشتر شده بود . اثر نامطلوبی در سطوح بالای بیوتن مشاهده نشد .
آرندز و همکاران ( ۱۹۷۱ ) سطوح (۱۵/۰) ، ( ۲۵/۰) یا ( ۳۳/۰) میلی گرم در کیلوگرم بیوتین را در جیره مرغ های ترکیه ای مولد ۳۲ هفته را برای ۱۲ تا ۱۴ هفته بکار بردند طی آن هیچ اثر معنی داری را در تولید تخم مرغ و جوجه درآوری مشاهده نکردند . همچنین، بیوتین تخم مرغ از ( ۱۳/۰) میلی گرم در کیلوگرم وزن تخم مرغ در جیره کنترل ( شاهد ) به ( ۲۵/۰) میلی گرم در کیلو گرم با جیره ای حاوی (۳۳/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم افزایش یافته بود . مرگ و میر ( تلفات ) در پولت های مرغی که از جیره ای که مکمل بیوتین را مصرف کرده بودند به حداقل رسیده بود .نتاجی که ( ۳۷/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم جیره را دریافت کرده بود سنشان ۴ هفته بود. جیره ای که از سطوح بیوتین در آن استفاده شد اندازه کبد بطور خطی افزایش یافته بود . پولت هایی که بالاترین سطح بیوتن را مصرف کردند، غلظت بیوتین جگر ( ۹۱/۰) میکروگرم در گرم بود .
برور و ادواردز (۱۹۷۲) جیره ای حاوی ( ۰۲/۰) ، ( ۰۴/۰) ، (۰۶/۰) ، ( ۱/۰) ، ( ۱۸/۰) یا (۳۴/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم جیره را برای مرغ های گوشتی برای دوره ی ۱۰ روزه استفاده کردند تولید تخم مرغ و باروری با جیره ای که بیش از (۱/۰) میلی گرم بیوتین را در کیلوگرم داشت بهبود یافته بود. غلظت بیوتین تخم مرغ با افزایش سطوح ویتامین در جیره افزایش خطی داشت. سطح بیوتن (۱/۰) میلی گرم در کیلوگرم جیره (۲/۰) میکرو گرم در کیلوگرم وزن تولید می کند . سطح بیوتن (۳۴/۰) میلی گرم در کیلوگرم جیره (۶/۰) میکروگرم در گرم وزن تولید می کند . سطوح بالای بیوتن هیچ اثر نامطلوبی را نداشتند .
پائول و همکاران ( ۱۹۷۳ b , a ) 50 میلی گرم بیوتین در کیلوگرم وزن زنده موش های مادر جفت گیری نکرده ۳ تا ۴ ماهه را از طریق تزریق زیر پوستی بیوتین غیر قابل حل در (۵/۰) میلی لیتر ( ۱/۰) ان – سدیم هیدروکسید ( NaoH) را دریافت کردند. موش ها بعد از ۷ ، ۱۴ ، ۲۱ روز استفاده از تیمارها باردار شدند. آنها ۱۵ یا ۲۲ روز بعد از آبستنی مردند . آن دسته از موش هایی که توسط بیوتین تیمار شدند چرخه فحلی نامنظمی داشتند. جسم زردشان نیز لاغر شده بود تعداد زیادی از تیمارها در روز ۲۲ آبستنی جنین را باز جذب کردند،حتی با اینکه جفت گیری ۷ روز بعد از تیمار انجام شده بود وزن جنین و جفت کاهش یافته بود .
پائول و دوتاگوپتا (۱۹۷۵) دز ۱۰۰ میلی گرم بیوتن ۱۰۰گرم وزن زنده موش های ماده در اولین و دومین روز آبستنی بصورت زیر پوستی تزریق شد آنها باز جذب جنین وجفت را در روزهای ۷ و ۸ در حیواناتی که تا ۲۱ روز آبستنی شده بودند گزارش کردند.در تحقیقات متوالی پائول و دوتاگوپتا (۱۹۷۶) یک دز د-بیوتین در (۱/۰) NNaoH به موش های ماده در روزهای ۱۴ و ۱۵ آبستنی بصورت زیر پوستی تزریق شد. باز جذب جنین و جفت در ۲ تا از ۱۱ حیوان اتفاق افتاد . وزن مادر ، رحم ، جنین و جفت در دیگران کاهش یافت .
میتل هولزر (۱۹۷۶) اثر پروتکلهای مشابه را نتوانست ایجاد کند. در این مطالعه د-بیوتین خالص به مقدار ۱۹۰ تا ۲۴۰ گرم در موش های ماده ای که دارای چرخه بودند مصرف می شد. در روز فحلی مهبلی هر موش، با استثنایی که در گروه کنترل ( شاهد ) مقدار حداکثر ۵ یا ۵۰ میلی گرم بیوتین در کیلوگرم وزن زنده را با (۱/۰) NNaoH به عنوان ابزار حمل کننده بصورت زیر پوستی تزریق کردند تیمارها شامل ۲ دز به فاصله ۶ ساعت از هم بودند .
یافته ها نشان داد که ۸۸ درصد موش ها ۵ میلی گرم در کیلوگرم جنین را در ۲۱ روز آبستنی حمل می کردند ] آبستن بودند [. این موش ها ۷۱ درصد را در بالاترین مقدار بیوتین و ۶۷ در گروه ، کنترل ( شاهد ) داشتند . تفاوت معنی داری را در القاء موش، تعداد باز جذب سایت ها ، وزن جنین ،وزن جفت و وزن تخمدان مشاهده شد.
فرضیه استفاده از سطوح بالای حالت بهینه
اطلاعات کافی در مورد ارزیابی استفاده از حداکثر سطوح بیوتین در جیره در دسترس نیست. نتایجی از یک لابراتوار نشان داد که بیوتین می تواند برای جنین موش ها زمانی که بصورت زیر پوستی تزریق می شود سمی باشد. این اثر، توسط دیگر محققین دوباره تکرار نشد . مطالعه ای بر روی مرغ ها و خوک انجام شد که طی آن محققان دریافتند که این گونه ها می توانند جیره هایی حاوی حداقل ۴ بار مکمل غذایی بیوتین را در جیره هاشان تحمل کنند، نشان می دهد که ابقا بیوتین ضعیف است که در نتیجه می توان نتیجه گرفت که گونه ها می توانند سطوح بالای بیوتین را تحمل کنند .
خلاصه
۱- بیوتین ویتامین محلول در آب است که تعداد زیادی از حیوانات در جیره هایشان به آن احتیاج دارند برای گونه های دیگر ، سنتز میکروبی دستگاه گوارش استفاده از بیوتین را فراهم می سازد . این ویتامین ظاهرا از طریق دستگاه گوارش جذب می شود، اما ابقاء نخواهد شد .
۲- مطالعه ای که بر روی مرغ ها وخوک ها انجام شد نشان داد که اینگونه ها می توانند سطوح ۴ تا ۱۰ برابر مکمل غذایی بیوتین را در جیره هایشان تحمل کنند،زیرا این ویتامین ابقا نخواهند شد، در نتیجه حداکثر تحمل سطوح بیوتین می تواند خیلی بیشتر باشد .
مترجم:
سید میلادفرهادی نیاکی/دانشجو کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی قائمشهر/گرایش تغذیه
منبع :
http://www.nap.edu/
چرخه یاختهای را تشکیل میدهد.
