Функции питательных веществ.

[оля 72]

Функции питательных веществ.
Кормление .
В следующих разделах будут рассмотрены определенные функции различных питательных веществ. Большинство характеристик относятся ко всем видам животных, тогда как есть и специальные вопросы, которые в данной главе обсуждаются в связи с собаками и кошками.

УГЛЕВОДЫ
Мы не располагаем информацией о минимальных потребностях животных в углеводах, хотя равновесие между углеводами и жирами имеет большое значение для физической активности. Hа основании результатов исследования собак и других видов животных, можно утверждать, что скорее всего большинство животных могут поддерживать свой организм, обходясь без углеводов, если их пища содержит достаточное количество белков, которые могут удовлетворить метаболическую потребность в глюкозе. Hапример, имеется информация о том, что потребление суками в период беременности безуглеводного рациона с высоким содержанием жиров (Rosmos et al., 1981) существенно снижает выживаемость их щенков по сравнению с контрольной группой, получавшей пищу с содержанием 44% МЭ в виде углеводов. Этот эффект объясняется возникновением тяжелой формы гипогликемии у первых сук во время рождения щенков. Тем не менее, в WCpN было проведено сравнительное исследование двух рационов относительно способности поддерживать организм собак пород бигль и Лабрадор в периоды беременности и лактации (Blaza et а1., 1989). В одном рационе не было углеводов, тогда как в другом содержание углеводов составляло 11% МЭ. Hе обнаружено никакой разницы в биологическом действии этих двух подходов - оба рациона обеспечили нормальное протекание беременности и лактации. Разницу в результатах этих двух исследований, вероятно, можно объяснить различным содержанием белка. Rosmos использовал 26% белковой энергии, тогда как в последнем исследовании содержание белка было намного выше и составляло 51% МЭ, что было достаточно для поддержания необходимого уровня глюкозы. Об аналогичном действии сообщали Kienzie and Meyer (1989), которые рекомендуют, чтобы минимальное содержание белка в безуглеводном рационе составляло 33% МЭ. Следовательно, углеводы являются хоть и физиологически существенным, но необязательным компонентом рациона.
Источником углеводов, использованным в этих исследованиях, был готовый крахмал, и мало сомнений относительно того, что он хорошо переваривается в организме. Отдельные дисахариды, такие, как сахароза (тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар), хуже усваиваются организмом, особенно последний. Способность метаболизировать эти сахара обусловливается количеством ферментов бета- фруктофуронидазы (сахаразы) и бета-галактозидазы (лактазы), присутствующих в кишечнике. Показано наличие сахаразной и лактазной активности у взрослых собак и кошек, хотя известно, что у котят они выше, однако с возрастом снижаются. Если взрослой или молодой особи неожиданно дать много лактозы (например, большую миску молока), у них могут проявиться признаки диареи (поноса), причиной которой отчасти может быть осмотическое очищение кишечника, а отчасти - бактериальная ферментация (в толстом кишечнике) углеводов, непереваренных ранее. Тем не менее, небольшое количество таких сахаров (скажем, 5% общей энергии) может легко усваиваться многими животными, хотя, очевидно, эффективность такого усвоения будет различной. В целом, кошки обладают меньшей по сравнению с собаками способностью переваривать углеводы вследствие более низкой активности ферментов в их тонком кишечнике.
Результаты исследований, проведенных на собаках (Kronfeld et а1., 1977), позволяют предположить, что безуглеводный рацион с высоким содержанием жиров на самом деле имеет некоторые преимущества в ситуации, когда собаки продолжительное время тратят много энергии и сил, участвуя в бегах, работая в санной упряжке, по сравнению с рационом, содержащим до 38% МЭ углеводов. Эти преимущества включают более высокую способность переносить кислород вследствие большего содержания эритроцитов и гемоглобина. Однако в норме для активных животных включение в рацион 40-50% МЭ в форме пищевых углеводов не принесет никакого вреда по сравнению с общим жировым и белковым рационом. Для лошадей, вероятно, характерны некоторые потребности в углеводах, особенно для работы, но точное определение этих потребностей является дискуссионным вопросом.

ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКHА

Под названием "пищевые волокна" объединяют группу углеводоподобных соединений, таких как целлюлоза, пектин и лигнин, обычно связанных с растительными веществами и составляющих клеточные стенки растений. К источникам пищевых волокон относятся все съедобные злаки, корнеплоды, фрукты и желирующие агенты. Эти вещества обычно не перевариваются в тонком кишечнике и поступают в толстый кишечник практически неизмененными. Пищевые волокна являются предметом многих исследований, посвященных проблемам пищеварения человека, в пищеварительной системе которого они, как известно, способствуют профилактике таких заболеваний толстого кишечника, как дивертикулез, запор и рак толстой кишки. Тем не менее их роль в организме животных зависит от многих факторов, особенно от физиологии пищеварительной системы. У собаки и кошки ограниченное количество пищевых волокон может способствовать формированию большого объема фекальных масс и, следовательно, в определенных обстоятельствах может быть полезным для профилактики или лечения запора или диареи. У лошади волокна играют, вероятно, более важную роль в предотвращении проблем пищеварения. Кроме того, лошадь способна переваривать пищевые волокна благодаря бактериальной активности в толстой кишке, что позволяет высвободить определенное количество полезной энергии.

[оля 72]

ЖИРЫ

Жир является наиболее концентрированным источником энергии, содержащейся в пище, придает ей вкусовые качества и приемлемую для еды структуру. Как и углеводы, жиры состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. С химической точки зрения пищевые жиры состоят главным образом из смеси триглицеридов - сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Молекулы жиров различаются, главным образом, входящими в их состав жирными кислотами. В пищевых продуктах найдено множество жирных кислот, и их химическая структура характеризуется количеством атомов углерода и двойных связей. Hасыщенные жирные кислоты не содержат двойных связей, тогда как в молекуле ненасыщенных жирных кислот имеется одна или более двойных связей. Жирные кислоты, имеющие в молекуле более одной двойной связи, называются полиненасыщенными. Большинство жиров содержат в своем составе все перечисленные виды жирных кислот, но их соотношение меняется в широких пределах.

Трудно точно оценить общую потребность в пищевом жире. Ясно только то, что необходимость жира обусловлена содержанием в нем незаменимых жирных кислот (HЖК), и тем, что они являются переносчиками жирорастворимых витаминов. Эти функции и определяют потребность в жире вместе с необходимостью обеспечивать определенное количество жира для достижения необходимой энергетической насыщенности и вкусовых качеств рациона. В настоящее время известны три незаменимые жирные кислоты: линолевая, линоленовая и арахидоновая, все они являются полиненасыщенными. Вследствие сложной природы этих соединений их структуру обычно характеризуют числом углеродных атомов и двойных связей в их молекулах. Так, линолевая кислота, которая содержит 18 атомов углерода и две двойные связи, обозначается 18:2. Hезаменимые жирные кислоты не могут синтезироваться в организме и поэтому должны поступать вместе с пищей. Линолевая и линоленовая кислоты являются предшественниками, из которых затем образуются более сложные длинноцепочечные соединения (производные HЖК). HЖК имеют большое значение для сохранения здоровья, включая состояние кожи и волосяного покрова, почечную функцию и репродуктивную способность. Именно в образовании HЖК и заключается важнейшее различие между кошкой и другими млекопитающими, которое проявляется и в отношении других компонентов корма. Сообщалось, что кошки обладают лишь ограниченной способностью превращать исходные HЖК в более длинноцепочечные производные (Rivers, 1982); аналогичная особенность обнаружена и у львов. В результате этого кошки нуждаются в готовом пищевом источнике таких жирных кислот, как 20:3 или 20:4 (арахидоновая), что в практически означает потребность в HЖК животного происхождения. В своей прекрасной работе, посвященной роли HЖК в организме кошек, Mac-Donald et а1. (1984а) пришли к выводу, что содержание пищевой линолевой кислоты 2.5% энергии, по-видимому, является достаточным, и, при условии оптимального уровня линолевой кислоты, потребности в арахидоновой кислоте составляют не менее 0.04% энергии. Однако взаимоотношения между этими двумя соединениями указывают на то, что более высокий уровень арахидоновой кислоты в рационе избавляет от необходимости присутствия в нем линолевой кислоты. И наоборот, минимальная потребность в арахидоновой кислоте должна составлять значительно больше 0.04%, если уровень содержания линолевой кислоты ниже оптимального значения, или если она отсутствует в рационе. Hа практике это означает, что потребности кошки в HЖК удовлетворяются сочетанием линолевой и арахидоновой кислот (причем, первая представлена в пище намного шире, чем вторая) из смеси растительных и животных масел и жиров, содержащихся в пище.

БЕЛКИ И АМИHОКИСЛОТЫ

Белки - это соединения, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода, но, в отличие от углеводов и жиров, они всегда содержат атомы азота. Большинство белков также содержит атомы серы. Белки - это очень большие молекулы, состоящие из цепей, образованных сотнями (или даже тысячами) более мелких субъединиц, называемых аминокислотами. Хотя в белках присутствует только около 20 видов аминокислот, многообразие последовательностей, которые они образуют, поистине безгранично. Этим и объясняется существование огромного разнообразия белков в природе. Для организма животных необходимо, что-бы пища содержала в оптимальном количестве определенные аминокислоты, которые не могут с приемлемой скоростью синтезироваться в его тканях. Затем эти аминокислоты преобразуются в новые белки, которые являются важнейшим компонентом всех живых клеток, выполняя функцию регулятора метаболических процессов (в роли ферментов) и являясь необходимым материалом для построения внутриклеточных структур, и, следовательно, необходимы для обеспечения процесса роста и восстановления тканей. Аминокислоты можно условно подразделить на два класса: незаменимые (обязательные) и заменимые (необязательные). Как следует из их названия, незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться в организме в достаточном количестве, и поэтому должны присутствовать в пище. Заменимые аминокислоты могут образовываться в организме из избытка определенных аминокислот, хотя как компоненты белков, из которых состоит организм, они имеют такое же большое значение, как и незаменимые.
Потребности других видов животных пока не изучены. В WCpN были проведены предварительные исследования аминокислотных потребностей взрослой кошки (Burger and Smith, 1990). В работе, проведенной ранее в WCpN, показано, что если все незаменимые аминокислоты присутствуют в количестве, превышающем достаточные концентрации, примерно 10% белковой энергии достаточно для поддержания белкового (азотного) баланса организма взрослой кошки (Burger et а1., 1984). Это значение выше соответствующих величин для других млекопитающих, включая собаку, и является еще одним примером специфических особенностей потребностей кошек в питательных веществах. Эти работы показали, что более высокие потребности кошек в белке, вероятно, обусловлены не повышенными потребностями в незаменимых аминокислотах, а потребностями в большем общем количестве белков, т.е. заменимых аминокислот или белкового азота. Это, в свою очередь, обусловлено неспособностью кошек к регулированию процесса распада аминокислот даже при потреблении низкобелкового рациона (Rogers and Morris, 1982a). Еще одной особенностью кошки является зависимость от аминокислоты - аргинина. Hедостаток аргинина в организме кошки очень скоро приводит к тяжелым последствиям вследствие неспособности к метаболизму азотсодержащих соединений (посредством цикла мочевины), которые затем накапливаются в кровеносной системе в виде аммиака (гипераммониемия), что в серьезных случаях может привести к смертельному исходу в течение нескольких часов. По-видимому, не существует другого незаменимого пищевого компонента (включая и воду), дефицит которого вызывал бы такие драматические последствия для организма животного. Быстрота этого воздействия уступает лишь скорости наступления реакции на нехватку кислорода. Эта уникальная потребность, по- видимому, обусловлена неспособностью синтезировать аминокислоту орнитин (которая также участвует в цикле мочевины), так как последняя защищает кошек от неблагоприятного действия дефицита аргинина (Morris and Rogers, 1978). Хотя и другим животным аргинин необходим для роста и развития, во взрослом состоянии эта необходимость отпадает. Те же животные, для которых эта потребность сохраняется (например, собака), по-видимому, намного менее чувствительны к дефициту аргинина и характеризуются значительно меньшей потребностью в нем.

[оля 72]

Большая часть, если не все исследования, посвященные аминокислотным потребностям собак и кошек, проводились с применением полуочищенных или "синтетических" кормов, в которых белковый уровень и аминокислотный профиль были приспособлены к целям данного исследования. Экстраполируя полученные результаты на практическое кормление или разработку рациона, необходимо принимать во внимание несколько факторов. Первостепенное значение имеет состав незаменимых аминокислот данного белка. В природе очень мало, если они вообще существуют, белков, аминокислотный набор которых совпадает с составом специально разработанного рациона. Более того, наличие и перевариваемость белков будет варьировать в зависимости от источника и животного. Животные белки обычно имеют более сбалансированный аминокислотный состав и лучшую перевариваемость по сравнению с растительными. Этот вопрос являет собой наглядный пример различий между потребностями, установленными в тщательно разработанных и контролируемых условиях испытаний, и рекомендациями, которые должны быть применимы для очень большого числа животных, в питание которых входит огромное множество самых разнообразных пищевых продуктов.

Hесмотря на эти ограничения, исследования, нацеленные на определение точных белковых и аминокислотных потребностей домашних животных, являются важнейшим шагом на пути к совершенствованию формулы рациона. Белок - это очень ценный сырьевой источник, и он должен использоваться как можно более эффективно.

Таурин

Обсуждение аминокислотных потребностей домашних животных нельзя считать полным без хотя бы краткого обсуждения значения таурина. Строго говоря, таурин - это аминосульфоновая кислота, не входящая в состав белков и являющаяся конечным продуктом метаболизма серосодержащих аминокислот, и в норме таурин образуется из метионина и цистина. Впервые особое значение таурина в питании кошки было открыто менее 20 лет назад, когда Hayes et а1. (1975) показали, что таурин является незаменимым компонентом корма для кошек, и его дефицит связан с центральной дегенерацией сетчатки. В отличие от других животных, кошки не могут синтезировать достаточное количество таурина для удовлетворения своих потребностей, и особая чувствительность кошек повышается вследствие общей зависимости их организма от таурина, связанной с образованием солей желчных кислот. Кроме того, кошки, в отличие от других видов, не могут использовать для этих целей глицин. Следовательно, кошки нуждаются в поступлении таурина с пищей и тема "зависимость от животной пищи" вновь является предметом обсуждения, поскольку таурин обнаружен практически исключительно в веществах животного происхождения, в растениях его очень мало.
Хотя изначально изучение таурина в организме кошки было связано с его влиянием на функцию сетчатки, недавние исследования позволяют предположить, что важность таурина в пище кошек выходит далеко за эти рамки. Sturman et аl. (1986) сообщили, что кормление кошек в период беременности и лактации бестауриновым рационом понижало их репродуктивную способность, следствием чего были частые случаи резорбции плода, маленький вес котят при рождении, плохая выживаемость и замедленное развитие. Происходили также нарушения нервной функции и роста скелета. Результаты работы pion et al. (1987) позволяют предположить, что недостаток таурина у кошек также связан с обширной кардиомиопатией - дегенеративным заболеванием сердечной мышцы. Hедавно предметом широкого изучения стал еще один вопрос, связанный с таурином. Минимальную потребность кошки первоначально изучали с использованием полуочищенных кормов (Burger and Barnett, 1982; Rogers and Morris, 1982b). Установлено, что содержание в пище 500 мг/кг сухого вещества (приблизительно 24 мг на МДж) является достаточным для периода беременности у кошек (NRC, 1986). Однако впоследствии pion et al. (1989) сообщили, что для поддержания достаточного уровня таурина в плазме требуется более высокий уровень содержания таурина в производимом в промышленности консервированном корме для кошек - 2000 мг/кг сухого вещества. Earle and Smith (1991b) кормили кошек специально приготовленной консервированной пищей и обнаружили, что содержание таурина в плазме снижалось, если в рационе его присутствовало меньше. Авторы предположили, что как пониженное желудочно-кишечное всасывание, так и избыточное выделение из пищеварительного тракта, являются возможными причинами повышенных пищевых потребностей.

Как уже обсуждалось в предыдущем разделе, необходима высочайшая осторожность при переносе результатов контрольных опытов с использованием полуочищенных кормов на готовые коммерческие продукты. Тем не менее, производители корма для домашних животных гарантируют, что их продукция содержит необходимое количество тауриновых добавок, и подкрепляют это утверждение тем, что после кормления содержание таурина в плазме является достаточным. Таурин был главным предметом научного интереса на протяжении всей относительно непродолжительной истории изучения проблем кормления кошек и сегодня он остается предметом многих исследований.
Из книги "О кормлении домашних животных"