6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Полезное действие на организм бутирата (масляной кислоты)

Современные взгляды на источники масляной кислоты в высокоэффективных рационах животных и птицы

На сегодняшний день существует большое количество публикаций на тему применения масляной кислоты в рационах высокопродуктивных сельскохозяйственных животных и птицы. Но чаще всего авторы таких публикаций стараются преподнести именно свой источник масляной кислоты как самый эффективный, при этом подробно не разъясняя преимущества перед другими источниками. В этой статье мы разберем и классифицируем все существующие формы масляной кислоты на рынке и затронем вопрос эффективности различных технологических форм.
О масляной кислоте

Для начала кратко охарактеризуем необходимость применения масляной кислоты в кормлении.

Масляная кислота является природной короткоцепочечной жирной кислотой (С3Н7СООН), которая образуется в толстом кишечнике в результате активности кишечной микрофлоры, ферментирующей пищевые волокна и неперевариваемые углеводы.

Основная функция масляной кислоты – это снабжение эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника энергией для улучшения метаболизма, контроля нормального развития клетки и усиления защитной роли в отношении заболеваний кишечника различной этиологии.

Кроме своей исходной функции поставщика энергии и регулятора метаболизма для здоровья слизистой оболочки кишечника, масляная кислота также оказывает важные положительные эффекты, позволяющие противостоять воспалительным процессам, которые могут возникать вследствие неблагоприятных внешних факторов: стрессы, условия содержания, инфекции и т.д.

Действие масляной кислоты можно условно разделить на три направления:

1. Биохимическое и физиологическое действие:

  • масляная кислота является источником энергии энтероцитов, ворсинок слизистой оболочки кишечника, обладает высоким содержанием энергии – 17,6 МДж/кг;
  • защищает целостность слизистой оболочки кишечника, стимулирует разрастание и снижает отмирание ворсинок. Помогает в восстановлении стенок кишечника при повреждениях различной этиологии (к примеру поражения при кокцидиозе);
  • увеличивает секрецию пищеварительных ферментов.

2. Терапевтическое действие:

  • масляная кислота стимулирует иммунную систему к специфическому иммунному ответу и замедляет воспалительные реакции;

3. Микробиологическое действие:

  • масляная кислота уменьшает рост и проникновение патогенных бактерий, снижает экспрессию генов, ответственных за заражение и закрепление E.Coli, Clostridium, Campylobacter и Salmonella;
  • при уровне рН кишечника масляная кислота проникает в бактериальные клетки и диссоциирует, резко сокращая уровень рН в клетке. Снижение уровня рН у бактериальной клетки вызывает диссипацию энергии протона вокруг клеточной мембраны, окислению цитоплазмы, и как итог приводит к гибели клетки.

Таким образом, масляная кислота улучшает усвоение питательных веществ в кишечнике, стимулирует специфический иммунный ответ и ингибирует патогенную микрофлору.

Однако использовать масляную кислоту в чистом виде и ждать от ее применения вышеописанных эффектов нет смысла, поскольку кислота крайне летучая и моментально растворяется.

Можно отметить еще один фактор – масляная кислота в виде кальциевой соли, широко применяется в лечении ряда заболеваний человека. Благодаря противовоспалительному действию, препараты на основе бутирата кальция применяются при органических и функциональных заболеваниях кишечника, в том числе рака толстой кишки, болезни Крона. На эту тему существует ряд публикаций, например: О.В. Головенко, И.Л. Халиф, А.О. Головенко, Лечение заболеваний кишечника масляной кислотой, Гастроэнтерология, стр. 84-87.

Классификация источников масляной кислоты

На сегодняшний день существуют следующие формы масляной кислоты, которые находят свое применение в животноводстве и птицеводстве:

1. Бутираты – соли масляной кислоты, которые представлены в двух формах:

  • кальциевая соль (бутират кальция),
  • натриевая соль (бутират натрия);

2. Бутирины – эфиры глицерина и масляной кислоты (глицериды).

Рис. 1 Классификация форм масляной кислоты, применяемых в кормлении.

Теперь подробно разберем механизмы действия озвученных форм в организме животного и птицы.

Бутираты – соли масляной кислоты

Как говорилось ранее, действие масляной кислоты прежде всего направлено на кишечник. Именно в этом отделе ЖКТ проявляются все вышеописанные свойства.

Использование масляной кислоты в виде соли решает эту задачу наиболее эффективно. Это подтверждает и тот фактор, что в медицине источниками масляной кислоты для решения проблем в кишечнике являются кальциевые соли.

На рисунке 2 изображен механизм преобразования кальциевой соли в масляную кислоту при попадании в жидкую среду.

Рис. 2 Механизм образования масляной кислоты из кальциевой соли.

Механизм образования масляной кислоты достаточно прост. Кальциевая соль вступает в реакцию в молекулами воды. Кислотный остаток, имеющий отрицательный заряд, соединяется с положительно зараженным ионом водородом и создает масляную кислоту в нативном виде. Свободный кальций либо образует с гидроксильной группой молекулы воды гидроксид кальция, либо остается свободным. В этом случае мы получаем хороший источник кальция.
Почему в медицине применяют именно кальциевые соли? Ответ очевиден и касается вопросов элементарной химии.

Читать еще:  Чай ройбуш: что это такое, каковы полезные свойства и противопоказания

Химические свойства кальция и натрия имеют ряд существенных различий (свойства атома, электродный потенциал, степень окисления, плотность, энергия ионизации и т.д.), соответственно формулы бутирата кальция и бутирата натрия также различаются. Бутират кальция имеет два аниона остатка масляной кислоты, бутират натрия всего один. Ряд этих различий оказывает существенное влияние на взаимодействие с молекулой воды и как следствие скорость диссоциации. Таким образом бутират натрия обладает ярко выраженной гигроскопичностью и имеет крайне высокую скорость растворения в жидкой среде, тогда как бутират кальция менее гигроскопичен и растворяется постепенно. Именно это свойство бутирата кальция поставило точку в вопросе применения солей масляной кислоты в медицине.

Различие систем пищеварения сельскохозяйственных животных и птицы ставит различные задачи перед выбором технологической формы кормовой добавки на основе бутирата. С уверенностью можно сказать, что не может быть одинаково эффективной формы для всех видов животных и птицы, поскольку задачи, стоящие перед бутиратом могут существенно различаться.

К примеру для птицеводства необходимо наличие эффективной защиты бутирата от преждевременного растворения с начальных отделах ЖКТ. В выпуске №5 журнала «Комбикорма» были представлены результаты сравнительных исследований различных технологических форм микрогранулированных кормовых добавок на основе бутирата для птицеводства, которые были проведены в 2014 году. В ходе различных испытаний определялась наиболее эффективная защита, способная обеспечить прохождение максимального количества соли в кишечник. По результатам испытаний наилучшей технологической формой для птицеводства стала следующая комбинация:

  • бутират кальция (обладающий меньшей скоростью диссоциации по сравнению с бутиратом натрия),
  • закрепление бутирата кальция на нерастворимом минеральном носителе, который обеспечивает более пролонгированную диссоциацию в кишечнике,
  • размещение бутирата кальция на носителе в масляном компоненте, который эффективно защищает от преждевременного растворения. Под действием липазы в двенадцатиперстной кишке масляная оболочка расщепляется и начинается постепенная диссоциация соли с образованием масляной кислоты.

Следует отметить, что защита в виде масляной оболочки оказалась не эффективной.

Применение бутирата в животноводстве наиболее актуально для телят до 6 месяцев, поскольку в этот период формируется и развивается рубец. Соли масляной кислоты стимулируют рост ворсинок рубца, способствуя тем самым решению многих проблем пищеварения, связанных с отлучением от молока и последующим переходом на грубые корма. Таким образом, наиболее важно обеспечить диссоциацию бутирата именно в рубце. Но стоит отметить, что прохождение части бутирата в кишечник также будет оказывать положительное влияние. Поэтому для животноводства применение бутирата кальция возможно как в чистом виде, так и с защитой. Применение бутирата натрия возможно только с эффективной защитой, но при этом следует помнить, что бутират натрия не сможет обеспечить постепенное образование масляной кислоты и в таком случае будет мене эффективным, чем бутират кальция. Более подробно об особенностях использования различных технологических форм бутирата в животноводстве описано в выпуске №5 журнала «Perfect Agriculture».

В свиноводстве также нет необходимости использование многокомпонентной защиты от преждевременного растворения, как в птицеводстве. Если применять соль в чистом виде, то исключительно кальциевую опять же ввиду ее постепенной растворимости. Наличие защиты в виде масляного компонента позволяет повысить эффективность применения кормовой добавки на основе бутирата. Интересный фактор – запах бутирата крайне привлекателен для поросят поскольку около 3% масляной кислоты содержится в молозиве свиноматки.

Таким образом можно сделать следующие заключения относительно применения бутиратов. Во всех смыслах для достижения максимального эффекта от применения масляной кислоты наиболее эффективным из двух солей является бутират кальция, поскольку обладая невысокой скоростью растворения образование масляной кислоты будет носить пролонгированный характер, что позволит обеспечить эффект на большей части кишечника животного и птицы. При этом следует уделять внимание технологической форме кормовой добавки, которая должна обеспечить эффективную защиту от преждевременного растворения в тех случаях, когда это необходимо.

Бутирины – эфиры масляной кислоты

Бутирины – это короткоцепочечные глицериды или липиды. Соответственно они могут быть моно-, би- и триглицеридами, т.е. иметь различное количество радикалов масляной кислоты. Важно помнить, что метаболизм короткоцепочных и среднецепочечных глицеридов значительно отличается от метаболизма длиноцепочечных глицеридов (жиры и масла). В данном случае, бутирины, являющиеся короткоцепочечными глицеридами, не нуждаются в сложном процессе эмульгирования, образования мицелл, хиломикронов и т.д.. Процесс метаболизма достаточно прост. Короткоцепочечные глицериды свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке. То есть образования масляной кислоты в кишечнике не происходит.

На рисунке 3 изображен механизм преобразования бутиринов на примере триглицерида.

Рис. 3 Метаболизм короткоцепочечных глицеридов.

Таким образом бутирины, являясь липидами и имея такой метаболизм, могут послужить лишь источником энергии. Полученный организмом уровень такой энергии будет зависеть от дозировки кормовой добавки. При этом следует отметить, что для получения энергетического эффекта от такого вида липидов, дозировка подобной кормовой добавки должна быть значительно высокой.

Читать еще:  Как похудеть за неделю на 5 кг в домашних условиях без вреда?

Разобравшись в базовых вопросах биохимических процессов можно сделать вывод, что бутираты и бутирины существенно различаются по метаболизму в организме животного и птицы. В одном случае происходит образование масляной кислоты, в другом мы имеем лишь источник энергии для организма, который не может оказать такое влияние на кишечник, как нативная масляная кислота.

Различие этих механизмов действия различных форм масляной кислоты представлено на рисунке 4.

Рис.4 Различие метаболизма бутирата и бутирина.

Таким образом, единственным источником масляной кислоты для кишечника может быть ее соль. Наиболее эффективным в применении исходя их описанных выше химических свойств является бутират кальция. При этом стоит помнить, что технологическая форма кормовой добавки на основе бутирата должна соответствовать особенностям систем пищеварения животного или птицы.

Свойства бутановой кислоты — формула, получение и применение в лекарственных препаратах

Научно доказано, что масляная кислота или бутират — одна из самых полезных короткоцепочечных жирных кислот для кишечника. Она является важным субстратом для энергетического обеспечения клеток кишечника, нормализует микрофлору путем подавления развития патогенных бактерий и обладает еще рядом необходимых для здоровья свойств.

Что такое масляная кислота

Растительной клетчатке приписывают много чудодейственных свойств, начиная от того, что она способствует похудению и заканчивая очищением кишечника от шлаков. Не многие осведомлены, что клетчатка играет ключевую роль в здоровье желудочно-кишечного тракта. Так, попадая в толстый кишечник, она расщепляется кишечной микрофлорой, вследствие чего образуются короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК). К ним относятся:

  • пропионовая – пропионат;
  • уксусная кислота или ацетат;
  • масляная – бутират.

Бактериальный синтез бутирата в кишечнике происходит за счет анаэробных бактерий. В норме, для здоровья толстого кишечника окислительный процесс, образуемый микрофлорой, должен обеспечивать 5 г низкомолекулярной кислоты для поддержания гомеостаза толстого кишечника и снабжения клеток его слизистой – колоноцитов энергией. Производятся КЖК бактериями, постоянно обитающими в кишечнике:

  • грамотрицательными бактериями рода Bacteroides, удельный вес которых в кишечнике самый значительный;
  • рода clostridium, eubacterium;
  • грамотрицательными бактериями рода faecalibacterium и другими.

Химические свойства

Анаэробные бактерии обеспечивают производство бутирата в условиях без доступа кислорода. Одноосновная бутановая кислота имеет изомеры, тоже производимые кишечными полезными бактериями. К ним относятся:

  • изомасляная кислота;
  • изобутановая кислота.

По сути, полученные вследствие ферментативной переработки растительного материала короткоцепочечные кислоты, в том числе и масляная, являются побочным продуктом анаэробного процесса расщепления. Химические свойства данного вещества характерны для короткоцепочечных карбоновых кислот. Например, взаимодействие со спиртами дает реакцию этерификации (получение с помощью спирта эфира).

Физические свойства

Бутират представляет собой жидкость, которая не имеет цвета, с ярко выраженным запахом прогорклого масла. Имеет молярную массу 81 г/моль, температуру плавления – -5 °С, кипения – 173 °С. При комнатной температуре бутират хорошо растворяется в воде и смешивается с органическими окислителями. Небольшие количества бутановой кислоты находятся в нефти, коровьем сливочном масле.

Состав масляной кислоты и структурная формула

Бутановая (масляная) кислота имеет очень простую структуру: одну двойную с кислородом и одну карбоксильную группу, 2 молекулы кислорода и одну двойную связь. Цепочка, которая образуется структурными связями, создается короткая и простая, отсюда и название группы жирных кислот – короткоцепочечные. Соли, образуемые с натрием и кальцием, эфиры данной кислоты называются бутиратами, они широко используются в животноводстве.

Зачем нужны короткоцепочечные жирные кислоты

Существуют научные доказательства связи между дефицитом КЖК и заболеваниями кишечника. Из всех КЖК масляная кислота обладает самыми полезными свойствами для здоровья кишечника, которые обусловлены ее химическими свойствами. Физиологический эффект, оказываемый низкомолекулярными кислотами на слизистую кишечника, выражается в следующем:

  • стимулируют кровоток;
  • понижают уровень рН;
  • источник энергии для клеток;
  • стимулируют всасывание калия, магния, воды и образование защитной слизи.

При нарушении микрофлоры возникает дефицит КЖК, что может привести к диарейному синдрому, вздутию. Стабильное нарушение выработки полезных кислот может спровоцировать:

  • заболевания толстого кишечника;
  • окислительный стресс;
  • активное развитие условно патогенных микроорганизмов;
  • риск появления опухолей, раковых новообразований;
  • развитие воспалительных процессов.

Поддержание кишечного гомеостаза

Совокупность свойств бутирата обеспечивает гомеостаз кишечника за счет поддержания нормального уровня рН и снабжения кровью слизистой. Гомеостаз поддерживается к тому же за счет регуляции выработки кишечником ряда рецепторов – компонентов врожденного иммунитета, которые препятствуют возникновению воспалительных процессов слизистой оболочки толстого кишечника.

Противораковое действие

Присутствие в кишечнике бутирата в физиологически необходимом количестве обеспечивает противораковую защиту слизистой. По данным исследований, данная КЖК способна подавлять активность клеток, вызывающих онкологию. Практические выводы на этот счет были сделаны по результатам содержания бутирата в слизистой здоровых людей и у пациентов с новообразованиями данного органа.

Противовоспалительные свойства

Болезни кишечника, которые сопровождаются воспалением, могут быть спровоцированы дефицитом короткоцепочечной жирной кислоты. При недостаточной ее выработке микрофлорой повышается активность патогенных микроорганизмов, нарушается слизистая оболочка и легко подвергается пагубному воздействию. Если же количество бутирата находится в норме, снижается секреция провоспалительных медиаторов, а повышается высвобождение противовоспалительного цитокина.

Читать еще:  Безалкогольный мохито в домашних условиях: рецепт с лимоном и мятой

Снижение уровня сахаров крови при диабете

Точный механизм влияния короткоцепочечных жирных кислот на механизм выработки глюкозы. Однако опытным путем доказано, что употребление клетчатки в достаточном количестве, которое способствует выработку КЖК, помогает избежать возникновения ожирения и сахарного диабета. Клетки кишечника способны продуцировать глюкозу и этот процесс контролируют полезные кислоты, препятствуя возникновению цепочной реакции, которая провоцирует появление чувства голода и избыточное употребление углеводов, сахаров.

Как увечить поступление в организм масляной кислоты

Одним из самых действенных способов наладить работу кишечника – обеспечить пищу для полезной микрофлоры. Сегодня существует три основных способа увеличить выработку короткоцепочечных ЖК в толстом кишечнике:

  • путем коррекции ежедневного рациона;
  • употребление специальных препаратов с готовыми кислотами;
  • прием пищевых добавок.

Пищей для бактерий являются пищевые волокна, которые не перевариваются тонким кишечником, а расщепляются на КЖК и углеводы в толстой кишке. Полезно употреблять в пищу ферментированные продукты, которые подвергались процессу брожения и резистентные крахмалы. Увеличение количества ферментированных и богатых натуральной клетчаткой, устойчивым крахмалом продуктов в рационе – самый действенный способ увеличить выработку КЖК. К продуктам, содержащим резистентный крахмал, относят:

  • картофель ( приготовленный, охлажденный);
  • горох;
  • пшеничный, ржаной хлеб;
  • нут;
  • чечевица;
  • банан;
  • фасоль;
  • кукурузные хлопья;
  • воздушная пшеница.

Важность употребления устойчивого (резистентного) крахмала доказана научно: по данным перекрестных исследований употребление продуктов с таким видом крахмала предотвращает пагубное влияние красного мяса на здоровье слизистой. Красное мясо, перевариваемое без присутствия устойчивого крахмала, провоцирует увеличение количества онкогенных молекул. Результаты данного исследования лишний раз доказывают важность рационального и разнообразного питания для здоровья.

Прием биодобавок

Для нормальной работы желудочно-кишечного тракта в разных отделах кишечника должны присутствовать бактерии, которые помогают пищеварению на разных этапах. Корректировать их количество возможно путем употребления специальных биодобавок, которые могут иметь в своем составе как сами бактерии, так и пробиотики – пищу для полезной микрофлоры. Пробиотические препараты имеют в своем составе клетчатку, инулин, часто – лактитол и другие непереваримые дисахариды, которые являются пищей для микрофлоры.

Препараты масляной кислоты

При лечении таких заболеваний, как дистальный язвенный колит, полипоз толстого кишечника, функциональных нарушений и воспалительных процессов в кишечнике назначают препараты с бутиратом. Концентрация активного вещества в капсулах соответствует суточной норме выработки бутирата микрофлорой у здорового человека. В капсулы с полезной кислотой часто добавляют инулин или другие углеводы для того, чтобы не только обеспечить лечебное воздействие, но и наладить природную выработку бутирата. Применение таких лекарств должно осуществляться после консультации врача.

Масляная кислота может стать эффективным средством от остеопороза

Масляная кислота, точнее соединения на ее основе (бутираты) широко применяется в животноводстве. Бутираты укрепляет пищеварение животных, их иммунитет,

могут выступать как безопасная альтернатива антибиотикам, обладают противовирусной активностью.

А недавно появилось исследование группы ученых из Университета Эмори ( США ), которое показало, что соединения масляной кислоты, получаемые из пищевых добавок-пробиотиков, увеличивают плотность костей . Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Immunity.

Пробиотики — это класс веществ биологического происхождения, например, микробного. Пробиотиками являются, скажем, некоторые йогурты или лекарства. В исследовании, проведенном командой из Университета Эмори, пробиотики бутираты были доставлены в организм подопытных животных посредством добавления в их пищу жуков Lactobacillyus rhamnosus GG (LGG).

У лабораторных мышей, которых кормили этими жуками, наблюдался специфический иммунный ответ, стимулировавший увеличение плотности костной ткани. Большой роль в этом процессе сыграли регуляторные T-клетки (T-лимфоциты).

Ученые предполагают, что такой же иммунный ответ при применении соединений масляной кислоты покажет и человеческий организм. А это означает, что на основе бутиратов может быть создана дешевая биодобавка, которая станет эффективным средством для укрепления костей молодых людей, а также для предотвращения остеопороза у пожилых.

Как сработали бутираты у мышей, и чем это хорошо для людей

Добавление в пишу животных бутиратов вызвало у них увеличение производства регуляторных Т-клеток в кишечнике, а также в губчатой ​​ткани внутри некоторых костей. Т-клетки в костном мозге начали выделять белок под названием WNT10B, который, кроме прочих функций, оказывает решающее влияние на образование и развитие костей у млекопитающих.

Поскольку WNT10B у мышей и у человека схожи на 96%, ученые предполагают, что применение бутиратов в качестве пищевой добавки для людей сможет дать тот же эффект увеличения плотности костной ткани. Предположительно бутираты также могут быть использованы в трансплантационной медицине и в качестве лечения воспалительных и аутоиммунных состояний.

Клинические исследования по подтверждению эффективности пробиотиков (в частности бутиратов) у людей уже начаты. Как сообщает один из авторов «мышиных» испытаний соединений масляной кислоты Роберто Пасифик, в случае успеха этих изысканий пробиотики могут стать безопасным средством предотвращения остеопороза.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector