Jak odkryto istnienie witamin?
W okresie poprzedzającym odkrycie witamin uważano, że niektóre choroby, znane obecnie jako awitaminozy, mają charakter infekcji lub toksykozy. Jednak przypuszczenia te nie znalazły praktycznego potwierdzenia, ponieważ u chorych ludzi i zwierząt nie wykryto żadnych zarazków, ani trucizn. Zaczęto więc domniemywać, że tego rodzaju dolegliwości muszą mieć inne podłoże.
W 1912 roku polski biochemik Kazimierz Funk wyodrębnił z otrąb ryżowych substancję przywracającą zdrowie chorym zwierzętom na beri–beri. Miały one charakter aminowy i dlatego Funk nazwał te substancje witaminą, tzn. aminą niezbędną do życia (z łac. vita–życie). Nazwa ta przyjęła się i jest powszechnie stosowana we współczesnej terminologii.
Mimo powszechności w użyciu tego pojęcia nietrudno jest stwierdzić, że wiedza o rzeczywistych witaminach jest na ogół dość pobieżna oraz ograniczona do nazw literowych – A, B, C, D, E, itd. i ogólnikowo ujętego znaczenia dla organizmu. Z tym wiąże się w praktyce prawidłowe stosowanie witamin z optymalnymi potrzebami zwierząt, a zwłaszcza celami ich działania. Wykrywanie kolejnych witamin wynikało z analiz pewnych stanów zaburzeń u zwierząt, które znikały pod wpływem odpowiednich substancji.
Czym są witaminy i jak powstają?
Witaminy są istotnymi do życia związkami organicznymi o różnej budowie chemicznej, spełniającymi w żywym organizmie zwierzęcym bardzo ważne funkcje biologiczne. Są niezbędne do prawidłowego przebiegu metabolizmu i wymagane ze względu na zdrowie i funkcje fizjologiczne, takie jak: wzrost i rozwój, potrzeby bytowe oraz reprodukcja. Niedobory witamin są przyczyną specyficznych objawów lub chorób wynikających z nieprawidłowego wchłaniania lub niewystarczającej podaży. Producentami witamin w przyrodzie są rośliny i mikroorganizmy (z nielicznymi wyjątkami). Zwierzęta nie mają zdolności syntetyzowania tych związków i dlatego powinny je otrzymywać z pokarmem.
Prekursorami, z których w organizmach zwierząt tworzą się właściwe witaminy są prowitaminy. Typowymi przedstawicielami prowitamin są np.: ß-karoteny, przekształcone w witaminę A, a także ergosterol i 7- dehydrocholesterol, z których powstają witaminy D2 i D3.
Antywitaminy, hipowitaminoza i hiperwitaminoza
Antywitaminy są to substancje o działaniu przeciwstawnym w stosunku do witamin. Mają one duże znaczenie praktyczne jako inhibitory wzrostu mikroorganizmów i są szeroko stosowane w leczeniu chorób wywołanych przez patogenne drobnoustroje.
Awitaminoza to poważne niedomaganie spowodowane głębokim niedoborem jednej lub kilku witamin.
Hipowitaminoza – stan pośredni między awitaminozą a optymalnym zaspokojeniem organizmu na określoną witaminę. Stany hipowitaminozy i awitaminozy mogą powstawać nie tylko w wyniku niepełnego pokrycia zapotrzebowania organizmu, ale również po działaniu antywitamin i stanów stresowych powodujących większe zużycie witamin. Przyczyną awitaminozy może być również dysproporcja pokrycia zapotrzebowania na substancje witaminowe i składniki o sprzężonym działaniu.
Hiperwitaminoza – jest wywołana wprowadzeniem do organizmu bardzo dużych dawek określonej witaminy. Toksyczne działanie obserwuje się głównie w przypadku rozpuszczalnych w tłuszczach witamin A i D.
W świetle dzisiejszego stanu wiedzy coraz bardziej szczegółowo poznawane są właściwości witamin oraz ich współzależności z innymi czynnikami biologicznymi. W zdrowym organizmie spełniają one określone funkcje:
- jako czynniki bioregulacji ustrojowej współdziałające z układem hormonalnym – witaminy rozpuszczalne tłuszczach: A, D, E, K
- współdziałające z układami enzymatycznymi witaminy rozpuszczalne w wodzie – kompleks witamin B i wit. C.
Początkowo witaminy oznaczano symbolami literowymi, później zaczęto nadawać im nazwy odzwierciedlające elementy struktury chemicznej lub charakter działania fizjologicznego. Obowiązujące obecnie nazwy poszczególnych witamin ustalone przez Komisję Słownictwa Biochemicznego przedstawia poniższa tabela:
Od czego zależy zawartość witamin w paszy?
Pewną ilość witamin zawierają pasze naturalne, stanowiące podstawę żywienia zwierząt, jednakże ich ilość jest dość zmienna, w zależności od rodzaju paszy. Do ważnych czynników decydujących o ich zawartości należy zaliczyć:
- termin zbioru rośliny
- warunki wegetacji
- technologię przetwarzania pasz
- sposób magazynowania lub składowania.
Analizując różnice pomiędzy witaminami rozpuszczalnymi i nierozpuszczalnymi należy zaznaczyć, że pierwsze nie zawierają w swoich cząsteczkach azotu. Fakt ten jest ściśle związany ze strukturą, co determinuje aktywność biologiczną, a nie dotyczy ich rozpuszczalności. Ponadto witaminy rozpuszczalne w tłuszczach oraz kwas L-askorbinowy nie tworzą form koenzymatycznych.
Witaminy lipofilne wchłaniane razem z tłuszczami, mogą być magazynowane w wątrobie, nerkach oraz w tkance tłuszczowej. Dzięki temu istnieje możliwość tworzenia zapasów tych związków.
Zapotrzebowanie na te witaminy może być pokryte poprzez syntezę dokonana przez mikroorganizmy żwacza. Jednak niektórzy uważają, że takie witaminy jak: tiamina, niacyna, biotyna, cyjanokobalamina, kwas foliowy i cholina pozostają w niedoborze u krów mlecznych w szczycie laktacji oraz przy zaburzeniach pokarmowo-metabolicznych.
Zapotrzebowanie witaminowe, zgodnie z zaleceniami norm żywieniowych, dzieli się na dwie kategorie:
- zapotrzebowanie minimalne – uniknięcie przy braku witamin, charakterystycznych symptomów niedoborowych
- zapotrzebowanie optymalne – dostateczne pokrycie witamin, z uwzględnieniem potrzeb bytowych, wydajności i reprodukcji.
Coraz częściej proponuje się, aby zapotrzebowanie krów mlecznych na witaminy pokrywane było w dodatkach witaminowych, bez uwzględnienia ich zawartości w skarmianych paszach. W praktyce jest to słuszne, ponieważ prawie nikt nie analizuje w paszach zawartości witamin (z uwagi na wysokie koszty analiz) i przyjmuje do obliczeń wartości tabelaryczne, które mogą być dalekie od rzeczywistości.
Odporność witamin na działanie czynników środowiskowych znacznie zwiększa się po ich mikrootoczkowaniu, kapsułkowaniu i łączeniu z substancjami ochronnymi lub przeciwutleniającymi.
Prof. dr hab. Adam Traczykowski
Zdjęcie: Beata Dąbrowska
Prof. dr hab. Adam Traczykowski
Zdjęcie: Beata Dąbrowska
