Витамины играют ключевую роль в животноводстве, выступая в качестве незаменимых органических соединений, необходимых в небольших количествах для поддержания широкого спектра физиологических функций, крайне важных для роста, размножения, иммунной реакции, общего состояния здоровья и продуктивности. Витамины — это органические вещества, которые животные не могут синтезировать в достаточных количествах и поэтому должны получать с кормом. Они действуют как коферменты или предшественники коферментов в метаболических путях, способствуя выработке энергии, синтезу белка и поддержанию клеточных функций. Важность витаминов для здоровья животных стала очевидной в начале XX века, когда исследователи начали связывать определённые пищевые дефициты с болезнями; например, было обнаружено, что недостаток того, что позже было идентифицировано как витамин А, вызывает нарушение сумеречного зрения (гемералопию) у крупного рогатого скота, а дефицит витаминов группы В приводит к плохому росту, неврологическим расстройствам и развитию специфических заболеваний. Эти ранние наблюдения заложили основу для современной науки о питании животных и разработки обогащённых кормов, направленных на предотвращение патологий, связанных с дефицитом витаминов, и оптимизацию продуктивности.
Витамины в широком смысле подразделяются на две категории в зависимости от их растворимости: жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины — A, D, E и K — накапливаются в печени и жировых тканях, что позволяет им дольше сохраняться в организме, но также создаёт риск токсичности при чрезмерном поступлении. Напротив, водорастворимые витамины, включая витамины группы В (такие как тиамин, рибофлавин, ниацин, В6, В12, фолиевая кислота, биотин и пантотеновая кислота) и витамин С, не накапливаются в значительных количествах и должны регулярно поступать с пищей, а их избыток обычно выводится с мочой. Эта классификация не только влияет на то, как витамины усваиваются и метаболизируются, но и определяет практические стратегии кормления в животноводстве, где точное добавление витаминов имеет решающее значение для удовлетворения потребностей животных и предотвращения дисбалансов, способных ухудшить продуктивность или благополучие.
Витамины незаменимы в животноводстве и оказывают значительное влияние на ключевые составляющие его эффективности. Они действуют как кофакторы в ферментативных реакциях, регулирующих обмен веществ, иммунную функцию, развитие костей, зрение, антиоксидантную защиту и клеточную дифференцировку. Например, витамин А поддерживает целостность эпителия и репродуктивную функцию, в то время как витамин D критически важен для гомеостаза кальция и фосфора, непосредственно влияя на развитие скелета и выработку молока. Витамины группы В, такие как биотин и ниацин, играют жизненно важную роль в энергетическом обмене и здоровье копыт у молочного скота, и их дефицит может привести к снижению конверсии корма, плохому набору веса или повышенной восприимчивости к болезням. У племенных животных достаточный уровень витаминов, таких как Е и фолиевая кислота, необходим для фертильности, развития эмбриона и успешных родов. Помимо биологических функций, грамотное использование витаминов оказывает значительное экономическое воздействие: оптимизированный витаминный статус приводит к повышению конверсии корма, увеличению среднесуточного прироста массы тела, росту надоев молока или яйценоскости, снижению затрат на ветеринарное обслуживание и смертности — всё это способствует повышению рентабельности производства. Однако точное удовлетворение потребностей в витаминах в современных системах интенсивного животноводства сопряжено с рядом проблем. Высокопродуктивные животные имеют повышенные метаболические потребности, которые могут превышать естественное содержание витаминов в основных рационах, особенно когда ингредиенты отличаются непостоянным качеством или подвергаются обработке (например, термической), которая разрушает термолабильные витамины. Кроме того, такие факторы, как стресс, заболевания, высокие темпы роста и условия окружающей среды, могут увеличить потребность в витаминах сверх стандартных рекомендаций. Составление сбалансированных рационов требует точного знания как физиологического состояния животного, так и биодоступности витаминов, содержащихся в ингредиентах корма, что требует регулярного контроля и частого использования стабилизированных синтетических витаминных премиксов. Несмотря на достижения в области науки о кормлении, недостаточное поступление или передозировка витаминов по-прежнему сопряжены с риском: первое снижает продуктивность и благополучие, а второе может привести к токсичности (особенно в случае с жирорастворимыми витаминами) или неоправданному увеличению затрат.
Витамин А
Витамин А, критически важный жирорастворимый витамин для продуктивного животноводства, существует в нескольких биологически активных формах — в основном ретиноле, ретинале и ретиноевой кислоте, — которые поступают либо непосредственно из животных источников (готовая форма витамина А), либо синтезируются из провитамина А — каротиноидов, таких как бета-каротин, содержащихся в зелёных кормах. Ретинол служит основной формой для транспортировки и хранения, ретиналь необходим для зрительной функции благодаря своей роли в образовании родопсина в сетчатке, а ретиноевая кислота действует как мощный регулятор экспрессии генов, влияя на дифференцировку клеток, эмбриональное развитие и иммунные реакции. Витамин А необходим для различных физиологических процессов: он поддерживает нормальное зрение, особенно в условиях низкой освещённости; способствует сохранению целостности эпителиальных тканей, тем самым усиливая барьерную защиту от патогенов; стимулирует рост скелета и мышц, регулируя регенерацию костей и синтез белка; и играет ключевую роль в репродуктивном здоровье — обеспечивая правильное развитие плода, функцию плаценты и фертильность как у самцов, так и у самок. Симптомы дефицита разнообразны и часто серьёзны: включают гемералопию (куриная слепота), ксерофтальмию (сухость и утолщение роговицы), замедление роста, снижение конверсии корма, репродуктивные сбои, такие как аборты или рождение слабого потомства, и повышенную восприимчивость к инфекциям из-за ослабления иммунитета слизистых оболочек. Интересно, что жвачные животные могут эффективно преобразовывать бета-каротин, получаемый с пастбищ, в активный витамин А, поэтому животные, получающие высококачественные зелёные корма, редко испытывают дефицит; однако у моногастричных животных, таких как свиньи и домашняя птица, способность к такому преобразованию ограничена, что делает для них незаменимым поступление готовой формы витамина А с кормом. Другим примечательным фактом является то, что печень служит основным хранилищем витамина А у животных, позволяя им использовать запасы в периоды низкого поступления витамина с кормами, но это также означает, что длительная передозировка, особенно у моногастричных животных, может привести к гипервитаминозу А, вызывая деформацию костей, снижение продуктивности или даже токсичность. Хотя витамин А имеет основополагающее значение для продуктивности и здоровья сельскохозяйственных животных, его включение в рацион должно быть тщательно сбалансировано для удовлетворения видоспецифических потребностей, не превышая безопасных пороговых значений.
Витамин D
Витамин D, уникальный жирорастворимый витамин, который функционирует скорее как гормон, чем как классическое питательное вещество, существует в основном в двух биологически значимых формах: эргокальциферол (витамин D₂), получаемый из растительных стеринов, таких как эргостерин, под воздействием ультрафиолетового излучения, и холекальциферол (витамин D₃), синтезируемый в коже животных при облучении 7-дегидрохолестерина ультрафиолетовыми лучами спектра B (UVB) от солнечного света. Хотя обе формы могут использоваться животными, витамин D₃, как правило, более биологически активен и эффективно метаболизируется, особенно у птиц и свиней, что делает его предпочтительной формой в коммерческих кормовых добавках. Основная физиологическая роль витамина D сосредоточена на регуляции гомеостаза кальция и фосфора, что имеет фундаментальное значение для минерализации скелета, нервно-мышечной функции и клеточной сигнализации. После перорального поступления или дермального синтеза витамин D подвергается последовательному гидроксилированию в печени (до 25-гидроксивитамина D) и почках (до активного гормона — 1,25-дигидроксивитамина D, или кальцитриола), который затем усиливает всасывание кальция и фосфора в кишечнике, способствует резорбции костной ткани при недостатке минералов в рационе и поддерживает их реабсорбцию в почках. У продуктивных животных достаточный уровень витамина D необходим не только для правильного развития и поддержания костей — предотвращая такие состояния, как рахит у молодняка и остеомаляция или синдром усталости несушек у взрослых особей, — но и для обеспечения оптимального качества яичной скорлупы у кур-несушек и высокой молочной продуктивности у коров, поскольку оба процесса требуют интенсивного обмена кальция. Симптомы дефицита включают слабость или деформацию костей, хромоту, снижение темпов роста, плохую конверсию корма, гипокальциемию (приводящую к тетании или «молочной лихорадке» у коров), а также тонкую или хрупкую скорлупу у птицы. Современные системы интенсивного животноводства часто ограничивают воздействие естественного солнечного света на животных, особенно при содержании птицы, свиней или телят в закрытых помещениях, что делает добавление витамина D₃ в рационы не просто полезным, но и абсолютно необходимым. Более того, исследования показали, что витамин D также модулирует иммунную функцию и воспалительные реакции, что указывает на более широкие роли, выходящие за рамки минерального обмена. Однако, поскольку он накапливается в печени и жировой ткани, чрезмерное добавление может привести к токсичности, характеризующейся кальцификацией мягких тканей и дисфункцией органов, что подчёркивает необходимость точного дозирования, адаптированного к виду, возрасту, стадии продуктивности и условиям содержания.
Витамин Е
Витамин Е — это группа жирорастворимых соединений, состоящая из четырёх токоферолов (альфа, бета, гамма, дельта) и четырёх токотриенолов, функционирует главным образом как мощный биологический антиоксидант в продуктивном животноводстве, при этом альфа-токоферол является наиболее биологически активной и питательно значимой формой. Витамин Е, который содержится в большом количестве в зелёных кормах, злаках и шроте масличных культур, особенно в зародышах пшеницы и соевом масле, защищает клеточные мембраны от окислительного повреждения, нейтрализуя свободные радикалы, образующиеся в ходе нормального метаболизма или при стрессовых воздействиях, таких как высокая интенсивность производства, инфекционные заболевания или воздействие загрязняющих веществ. Его антиоксидантная роль особенно важна для защиты полиненасыщенных жирных кислот в клеточных мембранах и предотвращения перекисного окисления липидов, которое может нарушить целостность и функционирование тканей. Помимо своей окислительно-восстановительной активности, витамин Е играет жизненно важную роль в поддержании иммунной системы: он усиливает как врождённые, так и адаптивные иммунные реакции, способствуя пролиферации лимфоцитов, активности макрофагов и выработке антител, тем самым повышая устойчивость сельскохозяйственных животных к инфекциям и эффективность вакцинации. В репродукции он действует синергически с селеном, предотвращая окислительное повреждение сперматозоидов и эмбрионов, что поддерживает фертильность племенного поголовья. Симптомы дефицита варьируются в зависимости от вида, но обычно включают мышечную дистрофию (особенно у телят и ягнят, известную как «болезнь белых мышц»), экссудативный диатез и энцефаломаляцию у птицы, нарушение иммунной функции, приводящее к повышенной восприимчивости к инфекциям, замедлению роста и репродуктивным нарушениям, включая задержку последа у молочных коров или снижение выводимости цыплят. Потребность в витамине Е значительно возрастает при использовании высококалорийных рационов с высоким содержанием жиров, распространённых в современных системах интенсивного кормления, поскольку интенсивный метаболизм жиров генерирует больше свободных радикалов, что увеличивает потребность в антиоксидантах. Кроме того, хотя жвачные животные могут эффективно усваивать витамин Е из свежих зелёных кормов, его биодоступность резко снижается в консервированных кормах, таких как сено или силос, что делает дополнительное включение витамина Е в рационы особенно важным в зимний период или при содержании животных в помещениях. В отличие от некоторых других жирорастворимых витаминов, витамин Е обладает относительно широким терапевтическим диапазоном, и токсичность при его избытке встречается редко даже при высоких дозах; однако чрезмерное добавление не даёт дополнительной пользы и может быть экономически нецелесообразным. Стратегическое включение витамина Е в рационы животных не только обеспечивает их здоровье и благополучие, но и повышает продуктивность, улучшает качество мяса и молока (за счёт снижения окислительной порчи жиров) и способствует общей устойчивости животных.
Витамин К
Витамин К, жирорастворимый витамин, существует в нескольких формах: филлохинон (витамин К₁), содержащийся преимущественно в зелёных листовых растениях; менахиноны (витамин К₂), синтезируемые бактериями в желудочно-кишечном тракте — в частности в рубце жвачных и толстом кишечнике моногастричных животных; и менадион (витамин К₃) — синтетический аналог, широко используемый в кормах для животных в виде водорастворимых солей (например, менадиона натрия бисульфита) благодаря своей стабильности и экономической эффективности. Основной и наиболее хорошо изученной функцией витамина К является его незаменимая роль в процессе свёртывания крови: он выступает в качестве кофактора фермента гамма-глутамилкарбоксилазы, который активирует факторы свёртывания II (протромбин), VII, IX и X, а также антикоагулянтные белки С и S, обеспечивая карбоксилирование специфических остатков глутаминовой кислоты. Без этой посттрансляционной модификации данные белки не способны связывать ионы кальция и, следовательно, не могут функционировать в каскаде свёртывания крови. Помимо гемостаза, новые исследования указывают на участие витамина К в метаболизме костной ткани посредством активации остеокальцина и матриксного Gla-белка, которые регулируют отложение кальция в кости и ингибируют патологическую кальцификацию сосудов, соответственно. У крупного рогатого скота дефицит витамина К встречается относительно редко благодаря эффективному микробному синтезу в рубце, однако он может возникать у моногастричных животных, при использовании испорченных кормов (содержащих антагонисты витамина К, такие как дикумарол), а также при применении антибиотиков, нарушающих нормальную микробиоту желудочно-кишечного тракта. Симптомы дефицита обычно проявляются нарушением свёртываемости крови, приводящим к удлинению времени кровотечения, спонтанным кровоизлияниям (особенно у птиц в виде геморрагического синдрома), анемии и повышенной смертности после травм или хирургических вмешательств. Новорождённые цыплята имеют стерильный кишечник и минимальные резервы витамина К, что делает их особенно уязвимыми в первые дни жизни; поэтому в стартовые комбикорма для птицы обычно включают менадион для профилактики раннего дефицита. Кроме того, хотя природные формы (К₁ и К₂) менее стабильны при переработке и хранении кормов, синтетический К₃ обладает высокой эффективностью, но должен применяться в рекомендованных дозах, поскольку чрезмерные количества могут вызывать токсические эффекты у некоторых видов (в частности, у кошек), хотя у сельскохозяйственных животных риск токсичности значительно ниже. В целом, несмотря на то что витамин К требуется в крайне малых количествах, он является критически важным нутриентом, обеспечивающим как гемостатическую функцию, так и здоровье скелета.
Заключение
Современное интенсивное животноводство сталкивается с вызовом обеспечения оптимального витаминного статуса животных в условиях ограниченного доступа к естественным источникам (солнечный свет, свежие корма), высоких метаболических нагрузок и стрессовых факторов. Это делает научно обоснованное витаминное обогащение рационов не просто дополнительной мерой, а стратегической необходимостью для предотвращения дефицитных состояний и максимизации экономической эффективности производства. Важно подчеркнуть, что из-за способности к накоплению в организме, жирорастворимые витамины требуют особого внимания к точности дозирования — их недостаток приводит к серьезным патологиям, а избыток может вызвать токсические эффекты.
Понимание сложных взаимосвязей между этими витаминами, их биодоступностью из различных кормовых источников и влиянием технологических процессов на сохранность витаминов позволяет разрабатывать более эффективные стратегии кормления. В будущем, с развитием точного животноводства и персонализированных подходов к питанию, знания о жирорастворимых витаминах будут продолжать играть ключевую роль в создании устойчивых и продуктивных систем производства животноводческой продукции. В следующей части данной статьи мы рассмотрим водорастворимые витамины, их особенности метаболизма и значение для различных видов сельскохозяйственных животных.
Статья подготовлена техническим отделом Мисма, декабрь 2025.
Перепечатка и частичное использование материала только с письменного разрешения компании МИСМА.
