Используемые химические формы

Животноводы не понаслышке знают о проблеме селенодефицита и стараются решать ее тем или иным способом. Основными добавками селена в рационы за последние 20 лет были селенит и селенат, то есть неорганические формы этого элемента, имеющие хорошо известные всем недостатки. Рубцовая микрофлора превращает селениты и селенаты в неусвояемую для жвачных животных форму селена, и их доступность колеблется от 25 до 30%. Кроме того, соли селена, токсичны (D. Peak, D.L. Sparks, 2002).

Инъекции селенита натрия помогают предотвратить острый селенодефицит, однако селен не накапливается в тканях животного, не может переходить в плод и молоко, то есть используется организмом только на текущие нужды, не помогая, а, наоборот, ухудшая работу защитных антиоксидантных систем во время стресса (Белявцева Е. А. 1991).

Депонирование селена в тканях очень важно для животных, так как в этом случае обеспечивается его доступность для организма при различных стрессах, родах, во время лактации, напряженной работы иммунной системы при инфекции.

Единственная природная форма селена, которую организм может депонировать, — селеноаминокислоты. Наиболее изучены из них селенометионин и селеноцистеин, а что касается других органических форм селена (селенопираны, диацетофенонилселенид), то их преимущество перед неорганическими препаратами заключается в гораздо меньшей токсичности и отсутствии прооксидантных свойств. Так называемых «хелатных соединений селена», якобы полученных при реакции селенита натрия с метионином, гидролизатами белка и инактивированными дрожжами, вообще в природе быть не может, поскольку селен - не металл и не способен вступать в реакцию с комплексными отрицательно заряженными ионами. Такие смеси по биодоступности селена не имеют никаких преимуществ по сравнению с неорганическими солями этого микроэлемента. В то же время селенометионин обладает такой же биологической активностью, как метионин, и способен накапливаться в тех же тканях, которые накапливают метионин.

Успехи последних научных исследований основных механизмов иммунитета и внутриклеточного метаболизма дают специалистам возможность эффективно преодолевать острый и хронический селенодефицит, тем самым влияя на рентабельность производства молока и мяса.

В растениях селен содержится в виде селеносодержащих аминокислот. Получая селен из почвы в форме селенита или селената, растения синтезируют селеноаминокислоты. Поэтому в процессе эволюции животные получали с кормом не только незаменимые аминокислоты, но вместе с ними и селен.

Дрожжи, как и растения, способны усваивать неорганический селен, переводя его в органическую форму - селеноаминокислоты. Поскольку химические и физические свойства серы и селена весьма близки, атом селена, способен замещать атом серы в серосодержащих аминокислотах. Н. Садовникова. (2004)

Использование неорганической формы селена для создания функциональных продуктов имеет ряд серьезных ограничений - токсичность, взаимодействие с другими минералами и витаминами, низкая эффективность переноса в молоко, мясо и яйца, неспособность создать и поддерживать запасы селена в организме. Большая часть потребленного неорганического селена выделяется из организма.

Селен, который животные потребляют с зерном, находится в органической форме, так что простейшей идеей будет использование органического селена в качестве кормовой добавки. Уникальные свойства дрожжей позволяют получать продукты дрожжевого производства с высоким содержанием селена (Сел-Плекс, Alltech, Inc.). Дрожжи включают селен вместо серы в серосодержащие аминокислоты. В результате часть белков содержит селенометионин. Получаемый продукт высоко усвояем, так как состав селеносоединений в дрожжах очень близок к таковым в зерновых.

Исследования Кларка (Clark et al, 1996), установившего факт снижения заболеваемости раком желудка, легких и простаты в группе американцев (п=1312), принимавших в течение 2-х лет по 200 мкг селена в день в виде селенобогащенных дрожжей, ускорили поиски путей повышения уровня селена в потребляемой человеком пище. Мясо сельскохозяйственных животных в этом отношении представляет особый интерес, поскольку является эффективным буфером, исключающим возможность селеновых токсикозов у человека.

В России до недавнего времени наиболее часто используемой формой селена являлся высоко токсичный селенит (Se⁺⁴). Малая степень аккумулирования селена в органах и тканях, невысокий биологический эффект и возможность токсикозов животных и птицы при передозировках определили поиски синтетических производных селена с меньшей токсичностью (селенопиран, ДАФС-25, диметилпиразолил селенид и другие) (А.С. Ерохин, О.А. Федорченко, С. Кувшинова, 1998; Г.А. Трифонов, 1998; Т.С. Кузнецова и др., 1999; М.И. Смирнов, В.И. Воробьев, А.А. Загреков, 1999). Последние, однако, до сих пор занимают незначительную долю в общем потреблении селена животными и птицей, что в определенной степени связано с отсутствием информации о метаболизме этих соединений и фактом использования синтетических соединений.

Следует отметить, что общей тенденцией последних лет, как в зарубежных странах, так и в России является замена неорганических форм селена на природные производные микроэлемента, в первую очередь - на селенометионин белков.

Известно, что именно эта форма селена, доминирует в большинстве растений, определяя высокий уровень усвоения селена и значительный биологический эффект. Показано, что время полураспада поступившего в организм селенометионина, расходуемого на образование биологически активных соединений селена или на образование «селенового депо», составляет 252 дня, что на 150 дней больше, чем селенита натрия - факт, свидетельствующий о том, что селенометионин многократно расходуется в организме Swanson et al, (1991).

Выращивание пекарских дрожжей Saccaromycess serevisiae в среде, обогащенной селеном, позволяет получать продукт, где селенометионин составляет основную форму микроэлемента. Учитывая, что именно селенометионин белков составляет основную химическую форму селена растений, использование обогащенных селеном дрожжей в качестве премиксов к кормам сельскохозяйственных животных и птицы представляется чрезвычайно перспективным.

Такая форма селена легко усваивается и интенсивно накапливается в мышечной ткани. В настоящее время основные этапы метаболизма известны только для селенометионина. Так, в отличие от неорганических форм микроэлемента, селенометионин замещает метионин в белках организма, обеспечивая обратимое хранение селена в органах и тканях Schrauzer, (2003). Доказано, что все физиологически необходимые метаболитические формы селена могут быть образованы из селенометионина. Неорганический селен селената и селенита обеспечивает очень ограниченное и неспецифическое встраивание селеноцистеина в белки, но в то же время служит субстратом для синтеза селеноцистеина и дальнейшего образования селенсодержащих белков Hawkes и др., (2003). Из селената и селенита селен может образовывать селенотрисульфиды (S-Se-S) Ilian & Whanger (1989), которые быстро окисляются и выводятся из белка. Селенометионин не образует трисульфиды. Эта аминокислота активно абсорбируется в тонкой кишке посредством Na-зависимой транспортной системы метионина Mahan, (1995); Spencer & Blau, (1962). Напротив, селенит натрия абсорбируется пассивной диффузией (Schrauzer, 2001). Кроме того, селенит (Se⁺⁴) обладает прооксидантными свойствами Terada et al, (1999). По сравнению с селенитом натрия токсичность селенобогащенных дрожжей (Сел-Плекс, производство Ирландской фирмы Оллтек) ниже почти в 500 раз (LD50 для селенита натрия составляет 5-50 мкг/кг массы тела, для Сел-Плекса - более 2000 мкг/кг м.т.) Power, (2005).

По результатам исследований проведенных Surai (2006, 2006а) за последние 10 лет, показали, что добавка органической формы селена Сел – Плеск является ключевым элементом в улучшении кормления и здоровья животных.

Результаты исследований показали, что добавка Сел-Плекса привела к значительному увеличению продуктивности и улучшению здоровья всех видов животных, что может быть суммировано в следующем: 1-2 поросенка на свиноматку в год; три или четыре цыпленка дополнительно от курицы родительского стада бройлеров за жизнь; снижение числа соматических клеток в молоке; увеличение срока годности мяса, молока и яиц.

Высокий экономический эффект от использования селенобогащенных дрожжей (Сел-Плекс) в животноводстве и птицеводстве складывается из целой серии преимуществ этого природного препарата селена.