Tìm hiểu vai trò của vitamin D trong dinh dưỡng vật nuôi

Vitamin D đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa và trao đổi ở xương, kiểm soát lượng canxi và phốt pho được hấp thu hoặc giải phóng từ xương.

Vitamin D là một trong những vitamin quan trọng nhất vì nó kiểm soát quá trình chuyển hóa ở xương

Có thể mô tả vitamin D như vitamin ánh nắng mặt trời vì nó được hình thành một cách tự nhiên trong da động vật, khi được tiếp xúc với tia cực tím. Trong hầu hết mọi trường hợp, với đủ ánh sáng mặt trời, động vật có thể tự đáp ứng đủ nhu cầu vitamin D chỉ nhờ vào quá trình sinh tổng hợp. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng bởi vì quá trình tổng hợp tự nhiên không hiệu quả và hay biến đổi do nó phụ thuộc vào rất nhiều điều kiện. Đây cũng là quá trình diễn ra rất chậm, là một trong những phương thức tự nhiên bảo vệ động vật sống ngoài trời khỏi ngộ độc vitamin D.

Sinh tổng hợp vitamin D phụ thuộc rất nhiều vào thời gian tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Cường độ và chất lượng của nó, cũng như độ tuổi của động vật là những yếu tố rất quan trọng. Ví dụ, ở những vùng khí hậu phía Bắc như Đức, trong những tháng mùa đông thực tế không có ánh nắng mặt trời có tia cực tím. Điều này cũng có nghĩa rằng nguồn vitamin D sinh tổng hợp rất ít, và việc bổ sung thêm vitamin D là điều cần thiết ngay cả với vật nuôi ngoài trời. Ngược lại, cụ thể như ở Tây Ban Nha, vật nuôi ngoài trời ít có nhu cầu cần bổ sung thêm vitamin D, đặc biệt là trong những tháng mùa hè vì cường độ ánh sáng mặt trời khá dữ dội.

Bức tranh này lại khá khác biệt với vật nuôi trong nhà (hay trong chuồng kín). Mặc dù một số trang trại chăn nuôi có thể có cửa sổ, nhưng thường là quá nhỏ hoặc quá bẩn để ánh sáng mặt trời xuyên qua và tiếp cận được với tất cả vật nuôi trong chuồng. Điều kiện này cũng không phù hợp cho quá trình sinh tổng hợp vitamin D và có nhiều biến động. Do đó, thức ăn của vật nuôi trong chuồng kín nên thường xuyên được bổ sung đầy đủ vitamin D, để đáp ứng đủ nhu cầu của chúng, mà không tính đến quá trình tổng hợp tự nhiên. Việc bổ sung này thường được áp dụng với những sản phẩm premix vitamin.

Về mặt sinh hóa

Trong tự nhiên, vitamin D được tìm thấy trong hai hình thức. Trong thực vật có chứa một lượng nhỏ vitamin D, dạng phổ biến nhất là ergocalciferol (D2). Trong động vật có hàm lượng vitamin D cao hơn, dạng chiếm ưu thế là cholecalciferol (D3). Ở cả thực vật và động vật đều có cả 2 dạng vitamin D, nhưng phần lớn tồn tại ở một trong hai loại kể trên.

Vitamin D là một loại vitamin tan trong dầu, được hấp thu chủ yếu cùng với những chất béo khác trong khẩu phần ăn uống thông qua hệ thống bạch huyết, đây là một quá trình hấp thu chậm. Sau khi được hấp thu, vitamin D sẽ đến gan và được chuyển đổi (hydroxyl hóa) thành dạng 25-OH-D3 (calcidiol). Đây là hình thức lưu thông chính của vitamin D vì dạng hydroxyl hóa có tính ưa nước và dễ di chuyển trong cơ thể hơn. Một lượng nhỏ vitamin D được lưu trữ trong mô mỡ và có thể được huy động khi nồng độ 25-OH-D3 trong huyết tương giảm đi do thiếu hụt vitamin D. Tuy nhiên, dạng chức năng của vitamin D là 1,25-(OH)2-D3 (calcitriol). Dạng này thậm chí còn có tính ưa nước tốt hơn nhờ có 2 gốc hydroxyl. Calcitriol chịu trách nhiệm điều chỉnh quá trình trao đổi canxi và phốt pho.

Quá trình chuyển hóa ở xương

Chức năng chính của vitamin D là cân bằng nội môi của xương, nơi calcitriol đóng vai trò như 1 hormone. Khi hàm lượng canxi hấp thu trong khẩu phần thấp, lượng canxi trong máu giảm xuống dưới mức bình thường. Nếu hàm lượng này không được điều chỉnh ngay lập tức, vật nuôi sẽ bị co giật (tetany – ở bò sữa đang nuôi con), rơi vào trạng thái hôn mê và cuối cùng sẽ chết. Với calcitriol, cơ thể tránh được tình trạng khó chịu này bằng cách lấy canxi từ nguồn dự trữ trong mô xương. Tóm lại, tác động của calcitriol là làm tăng hấp thu canxi từ ruột non và tăng huy động canxi từ xương. Cơ chế ngược lại đảm bảo rằng lượng canxi dư thừa được chuyển hướng tới mô xương, để bù đắp những khoảng hụt do việc huy động canxi dự trữ trước đây, đặc biệt là ở thú non.

Những vai trò phụ khác

Gần đây, người ta cho rằng vitamin D, ở dạng calcitriol, có thể làm tăng phản ứng sớm của hệ miễn dịch. Những nghiên cứu khác cho thấy vitamin D dưới dạng bổ sung calcidiol (25-OH-D3) có thể cải thiện chất lượng thịt và khả năng sinh sản. Có vẻ như gan đóng vai trò như một rào cản kiểm soát mức calcidiol tuần hoàn trong cơ thể. Như vậy, bổ sung trực tiếp calcidiol, vượt qua rào cản này, giúp làm tăng mức calcidiol tuần hoàn, và việc làm này cũng tăng cường cân bằng canxi, mang đến những kết quả có lợi trong nhiều chỉ số sản xuất và sinh sản. Tuy nhiên, việc ứng dụng những phát hiện này vào mục đích thương mại vẫn còn hạn chế so với việc sử dụng rộng rãi vitamin D tiêu chuẩn thông qua premix vitamin.

Ngộ độc

Trường hợp ngộ độc vitamin D có thể xảy ra do hàm lượng vitamin D bổ sung trong premix hoặc liều lượng bổ sung trong hỗn hợp thức ăn hoàn chỉnh bị tính toán sai. Theo Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia (NRC), ngộ độc vitamin D có thể dẫn đến tử vong nhanh chóng. Ví dụ như, heo có trọng lượng 20 – 25kg đã chết sau 4 ngày tiêu thụ lượng vitamin D gần 500,000 IU mỗi ngày. Mặt khác, cho heo con (trọng lượng cơ thể 10 – 20kg) ăn 22,000 – 44,000 IU vitamin D làm giảm trầm trọng hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng trọng. Ở gà, gà thịt có thể chịu được đến 40,000 IU vitamin D/ kg thức ăn, trong khi đó gà đẻ bị ngộ độc khi được cho ăn mức vitamin D vượt quá 3,000 IU/ kg. Có vẻ tình trạng ngộ độc hiếm khi xảy ra, và nếu có, nó chỉ có thể xảy ra do những thiếu sót khi tính toán liều lượng bổ sung tổng thể. Nếu trường hợp này xảy ra, có thể kết luận chẩn đoán sau khi mổ khám, dựa trên sự vôi hóa được quan sát trong động mạch chủ, tim, thận và phổi.

Thiếu hụt

Sự thiếu hụt vitamin D có nhiều khả năng xảy ra hơn so với trường hợp ngộ độc. Nguyên nhân chính dẫn đến sự thiếu hụt là do thiếu ánh sáng mặt trời, hoặc liều bổ sung vitamin không đúng, hoặc do loại premix bổ sung trong thức ăn. Vì vitamin D có liên quan đến sự trao đổi canxi và phốt pho, thiếu hụt vitamin D dẫn đến tình trạng canxi hóa xương kém, dẫn đến bệnh còi xương (ở heo con và gà thịt) và bệnh nhuyễn xương (ở thú trưởng thành). Tất nhiên, tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng sẽ dẫn đến co giật do mất cân bằng canxi trong máu và có thể dẫn đến tử vong.

Vấn đề bổ sung trong thực tế

Mức bổ sung khuyến cáo thông qua premix dao động từ 100 IU đến hơn 3,000 IU/ kg thức ăn, tùy thuộc vào độ tuổi, cân nặng và giai đoạn phát triển trong chu kỳ sống ở mỗi loài động vật. Thú non và thú giống thường được cung cấp hàm lượng vitamin D cao hơn so với vật nuôi trong giai đoạn vô béo đến lúc xuất thịt. Việc nuôi dưỡng thú đực giống cũng có thể đạt được nhiều lợi ích nhờ hàm lượng bổ sung vitamin D cao hơn. Đánh giá đúng nhu cầu vitamin D cụ thể ở trại là một phần trong công tác đánh giá tiêu chuẩn kỹ thuật premix tổng thể được thực hiện bởi các chuyên gia dinh dưỡng có trình độ, giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả nhờ tránh được lãng phí và (hoặc) tối đa hóa hiệu suất của vật nuôi.

Trong hầu hết các loại premix, vitamin D tổng hợp hữu dụng ở dạng cholecalciferol (vitamin D3 mạch thẳng). 1 IU vitamin D3 tương đương với 0.025 μg cholecalciferol. Một dạng vitamin D khả dụng mới được ứng dụng gần đây chính là calcidiol (25-OH-D3). Calcidiol tổng hợp được xây dựng sao cho 1g thay thế được 1000 IU vitamin D3 trong hỗn hợp premix.

Do có khá ít nghiên cứu tập trung vào nhu cầu vitamin D của những vật nuôi di truyền hiện đại (trên cả heo và gia cầm), người ta thường áp dụng một số thông số nhu cầu tối thiểu do NRC đặt ra làm cơ sở dữ liệu đầu vào. Khá phổ biến, như với tất cả các loại vitamin, liều bổ sung gấp 2 hoặc nhiều lần so với mức tối thiểu thường được áp dụng trong điều kiện sản xuất thương mại. Mức độ chính xác dao động tùy thuộc bởi các chuyên gia tư vấn, các nhà cung cấp premix và các nhà sản xuất vitamin.