Biotina in nutritia animalelor

Biotina in nutritia animalelor

Biotina este una din partile recent descoperite ale complexului de vitamine hidrosolubile B. Descoperirea sa a inceput cu rezultatele cercetarilor lui Wildiers (1901) in care un factor pe care l-a denumit "bios" era necesar pentru cresterea unor drojdii. Acest factor s-a dovedit a fi un amestec si in 1935 Kogl a izolat "biotina" in forma pura ca una din componente. Aceasta substanta s-a dovedit a fi identica cu factorii denumiti "factor X protectiv" si "vitamina H" (din germanul "Haut" = piele) izolata din ficat si gasita a proteja sobolanii de efectele patologice ale hranirii cu albus uscat de ou (Boas, 1927; Gyorgy, 1931). S-a dovedit de asemenea a fi identica cu coenzima R, un factor respirator si de crestere la unele bactorii.

Biotina este un nutritient esential pentru toate animalele si este prezent (desi in cantitati variabile) in principiu in toate sursele de hrana. Se presupunea ca sursele naturale de biotina impreuna cu sinteza intestinala aprovizionau un septel important din punct de vedere comercial cu un consum adecvat, dar identificarea conditiilor deficitare la curci, pesti, nurci si vulpi a dus la suplimentarea cu biotina a dietelor pentru aceste specii. Recent, descoperirea bolilor biotin-senzitive la porci si broileri, impreuna cu constatarile ca cea mai mare parte a biotinei prezenta in unele ingrediente ale hranii nu este disponibila nutritional, a dus la concluzia ca tendintele in formularea dietei de-a lungul anilor a avut ca rezultat scaderea continutului de biotina in diete pentru animalele din sistem intensiv de crestere. Din moment ce potentialul de performanta a speciilor moderne de animale a crescut in timpul aceleasi perioade, ii urmeaza faptul ca consumul de biotina naturala disponibila per unitate de productie a devenit foarte scazut. In consecinta, adaosul de botina sintetica dietelor comerciale a devenit din ce in ce mai practicat. Cresterea consientizarii rolului biotinei in nutritia animala a stimulat un interes reinnoit in cercetare, cu rezultatul ca se cunosc mult mai multe despre necesarul de biotina si metabolism la mai multe specii.

Chimia

Structura biotinei a fost dedusa de Vigneaud (1942) si prima sinteza reusita de Harris (1943). Sunt trei atomi de carbon asimetrici in molecula si se pot intalni patru diastereoisomeri, si anume biotina, alobiotina, epialobiotina si epibiotina. Cu enantiomerii D si HL pentru fiecare, sunt astfel un total de opt forme active optic in structura, dar numai biotina D - (+) este activa biologic (fig. 1a).

Din punct de vedere comercial, biotina este produsa prin sinteze chimice. Gradul ridicat de stereoselectivitate necesar producerii la scara larga a fost obtinut prima oara de Goldberg si Sternbach (1949) intr-o sinteza care a pornit de la acid fumaric si a cuprins 13 pasi. O modoficare a acestei cai sintetice, permitand separarea enantiomerilor si reciclarea celei nedorite intr-o etapa timpurie, a fost dezvoltata de Gerecke (1970).

Biotina se cristalizeaza ca ace lungi si fine, care se topesc cu descompunere la 230-232⁰C. Este putin solubila in apa rece si mai mult in apa calda, in baze diluate si etanol 95%, dar insolubila in alti solventi organici. Este stabila la caldura dar poate fi distrusa de acizi sau baze tari.

Biotina este raspandita pe scara larga la plante si animale. Cele mai bogate surse sunt drojdiile, nucile si semintele uleioase si in tesuturile animale, ficat, rinichi si galbenus de ou. Totusi, biotina aparuta pe cale naturala este de obicei legata de alte molecule, facand-o rezistenta la simple proceduri de extragere a apei. Inainte de a putea fi masurata biotina legata trebuie mai intai eliberata prin tehnici hidrolitice implicand digestia cu acid, de obicei autoclavat la o presiune de 1atm intr-un mediu acid (Scheiner si De Ritter, 1975) sau enzime cum ar fi papaina.

Metoda traditionala pentru masurarea biotinei eliberata in acest scop se bazeaza pe raspunsul unui microorganism avand un necesar specific de biotina. Lactobacillus casei a fost folosit, dar cea mai cunoscuta procedura este aceea a lui Wright si Skeggs (1944) care implica L. plantarum.

Recent, au fost descoperite tehnicile de diluare a izotopilor profitand de proprietatile de legare ale biotinei de avidina si ar putea da o posibilitate mai directa de masurare a biotinei in viitor, in special daca problemele cu legarea

Alti compusi asemanatori din punct din vedere structural pot avea activitate biologica. DL - Oxibiotina arata aproximativ 4% din activitatea biotinei in leziunile pe cale de vindecare aparute in urma deficientei de biotina. D-Biotinolul si biocitina( o forma aparuta natural in urma legaturii biotinei de lizina) pot fi convertite in biotina in tesuturi si de aici sunt de-asemenea active. Norbiotina si homobiotina (omologi ai biotinei lanturi alungite sau scurtate) sunt antagoniste puternice ale biotinei.

non-specifica pot fi invinse. O alta incercare de legare proteica competitiva cu avidina foloseste un indicator chemoluminescent in loc de biotina etichetata radioactiv.( Schroeder etal., 1976)

O determinare enzimatica a biotinei a fost dezvoltata folosind legarea enzimatica a biotinei in situ la apoproteina piruvat carboxilaza a deficientei de biotina a drojdiei de brutarie si estimarea ulterioara a activitatii piruvat carboxilazei printr-o metoda de fixare cu ¹⁴CO_2.(Haarasilta, 1978)

Biotina poate fi masurata prin metode fotometrice. Poate fi masurata direct de spectrometria fluorescenta sau de masuri fotometrice la lungimi de unda specifice dupa formarea de derivati. Exemple ale ultimelor proceduri masoara intensitatea produsului rosu obtinut prin reactia biotinei cu p-dimetilamino-aldehida cinamica( McCormick si Roth, 1970) sau in urma schimbarii in spectrul absorbtiv caracteristic triptofanului dupa complexarea cu avidina. Totusi metode ca acestea sunt afectate de impuritati si de contaminanti si sunt mult mai potrivite pentru estimarile de biotina din preparatele farmaceutice decat in cele din materiale si tesuturi vii.

Rolul metabolic al biotinei este de grup prostetic in enzime implicate in reactiile de carboxilare. La animale, exista 3 astfel de enzime biotino-dependente de o importanta particulara, piruvat carboxilaza, propionil CoA carboxilaza si acetil CoA carboxilaza. Functia jumatatii de biotina in enzime este prea fixa si tine CO₂ in asa fel incat sa permite enzimei sa transfere CO₂ in substratul potrivit. Molecula de biotina devine fixata prin legarea de amide de o unitate de lizina a enzimei cu ajutorul enzimelor sintetaze holocarboxilaze. Reactia de carboxilare se desfasoare in 2 etape. Formarea intermediarului CO₂-biotin- enzima, reprezentat in Fig.2, este energie ATP-dependenta si necesita participarea unui ion de Mg²⁺(sau Mn²⁺).

Reactia, insumata in ecuatia 1, se presupune ca are loc intr-o singura pozitie pe enzima; lantul lung format de lizina si lantul marginal de biotina isi schimba apoi conformatia pentru a permite ca, carboxilarea substratului (ecuatia 2)sa aiba loc pe alta partea enzimei.

biotin-enzima+CO₃^2-+ATP^4-Mg2+ biotin-enzima-CO₂+ADP^3-+HPO₄^2-

biotin-enzima-CO₂+substrat

substrat-CO₂ +biotin-enzima

Piruvat carboxilaza (EC 6.4.1.1) catalizeaza conversia piruvatului in oxaloacetat in mitocondrie in prezenta ATP-ului, Mg²⁺,Mn²⁺ si acetil CoA. Oxalacetatul este un intermediar in biosinteza fosfoenol-piruvatului si in cele din urma, a glucozei. Asadar, piruvat carboxilaza joaca un rol esential in procesul de gluconeogeneza ­prin piruvat. Tesuturile cu cea mai mare capacitate glucogenica sunt rinichiul si ficatul, ele fiind si sediul celei mai ridicate activitati a enzimei. Din punct de vedere cantitativ, gluconeogeneza in rinichi este scazuta; se poate presupune o mai mare importanta cand cerinta pentru gluconeogeneza este crescuta cum ar fi in timpul golirii prelungite sau la puii afectati de ficat gras si sindromul rinichiului.(Bannister et al., 1975)

Prezenta activitatii piruvat carboxilazei in tesuturi unde gluconeogeneza nu are loc,elementul principal il reprezinta importanta acestei enzime in alt proces metabolic important, acel de lipogeneza. Acetil CoA este un intermediar important in sinteza de acizi grasi in citoplasma. Totusi, acetil CoA generata in interiorul mitocondriei, nu este capabila sa treaca

prin membrana pana cand condenseaza cu oxalacetatul pentru a forma citratul. Odata ajuns in citoplasma, citratul este transformat inapoi in oxalacetat si acetil CoA, care pot intra apoi pe calea lipogenica. Desi este necesara o rata adecvata de sinteza a oxalacetatului din piruvat, este necesar sa se mentina afara din mitocondrie transportul acetil CoA.

Calea lipogenica necesita de-asemenea prezenta unei alte enzime biotin-dependente, acetil CoA carboxilaza, pentru o functionare normala. Aceasta enzima catalizeaza conversia acetil CoA in malonil CoA, in prezenta de ATP si Mg²⁺, acesta fiind punctul de start in biosinteza acizilor grasi.

Implicarea acestor doua enzime in caile gluconeogenezei si lipogenezei este insumata in Fig. 3.

Cea de a treia enzima principala ce contine biotina este implicata in metabolosimul propionatului. Propionatul se produce in tesutul animal ca rezultat al actiunii microbiene in rumen sau intestinele rumegatoarelor si a altor animale. Mai apare de asemenea din oxidarea acizilor grasi cu numar impar de carboni si degrdarea unor aminoacizi. Propionatul este convertit in propionil CoA care este apoi carboxilata inauntrul mitocondirei de catre propionil CoA carboxilaza pentru a forma metilmalonil CoA. Acesta poate intra in ultimul rand in ciclul acidului citric in urma conversiei in oxalacetat. Aceasta cale este in primul rand importanta pentru rumegatoare care, datorita degradarii ruminale a glucozei, trebuie sa se bazeze pe ea aproape in totalitate pentru proviziile lor de glucoza.

Cateva proteine cu proprietati specifice de legatura cu biotina au fost identificate in principal la speciile aviare. Cele pana acum caracterizate sunt glicoproteine dar ele pot fi deosebite pe baza stabilitatii lor la caldura si afinitatii pentru biotina. Avidina este cea mai bine caracterizata dintre aceste proteine. Are o rezistenta mare la caldura (pana la 95⁰ C) si una cu cele mai mari afinitati de legatura stiut, K_D ~ 1fM pentru biotina (Green, 1975). Legarea este prin unitatile de triptofan ale avidinei si este specific pentru structuri care implica un imidazolid - in - 2 - one cis. Asadar biotina poate fi legata impreuna cu o larga categorie de compusi inruditi, desi cu grade diferite de afinitate.

Enzimele biotin-dependente sunt direct implicate in procesele metabolice importante din punct de vedere vital de glucoza si sinteza de grasimi si pot avea de asemenea efecte profunde asupra altor cai metabolice prin influenta lor asupra multor intermediari metabolici. Biotina este asadar necesara pentru utilizarea normala a nutrientilor, mentinerea si cresterea tesuturilor corpului, reproducere si in ultimul rand viata la animale.

Principalul loc al sintezei de avidina este oviductul aviar, ca raspuns la progesteron (O'Malley, 1967) si este secretat in albus. La intrarile normale dietetice de biotina foarte putina avidina din albusul de oua are biotina legata de ea. Totusi, continutul de biotina din albus este inrudit cu continutul dietetic de biotina si la intrari foarte mari, o proportie semnificanta de biotina in albus poate avea biotina legata. Aceste relatii difera de la o specie la alta; curcile de exemplu incorporeaza concentratii mai ridicate de avidina in albus fata de gaini (260 vs 93 mg/ml albus). Rolul precis al avidinei in albus, ca un component specific de legatura al biotinei nu este inteles desi s-a sugerat ca avidina ar putea proteja oul de infectie prin transmiterea biotinei, indisponibila la bacteria invadatoare care ar putea avea nevoie de ea pentru crestere (Green, 1975).

Avidina poate fi de asemenea sintetizata intr-o varietate de tesuturi aviare ca raspuns la ranire sau infectie. Avidina produsa in aceste circumstante se presupune a fi identica cu avidina din oviduct pe baza unor imunoreactivitati similare, dar sinteza sa nu este progesteron-dependenta. In schimb este sintetizata in imediata apropiere a locului ranirii pana la tesuturi cum ar fi pielea, muschii si intestinele. Are o raspandire mai mare in organe in raspunsul la inflamatie sau infectii, cum ar fi: E.coli sepsis si a fost observata la pasari, atat la masculi cat si la femele, mature sau imature. Totusi nu a fost gasita la pestii raniti sau in tesuturile mamiferelor. Rolul avidinei in leziunile tesutului aviar nu este cunoscut; ar putea avea o activitate bacteriostatica sau ar putea juca un rol in procesul de vindecare inhiband cateva enzime. Avidina poate forma un complex cu enzimele legate debiotina si in consecinta inhiba reactiile catalizate de aceste enzime. Poate fi asadar folosita ca o metoda de investigare in vitro a implicarii enzimelor biotin-dependente in caile metabolice.

Complexul biotin-avidina este foarte stabil peste o mare oscilatie de pH si nu este distrus in sistemul digestiv. Avidina legata de biotina este deci indisponibila pentru un animal si adaugarea de pudra de albus bruta a fost folosita in mod extensiv ca mijloc de inducere a unei deficiente de biotina.

Streptavidina si stravidina sunt alti agenti care formeaza complexe cu biotina, care sunt produsi de microorganismele Streptomyces si se cupleaza cu biotina si cativa compusi inruditi intr-un mod similar cu avidina. Ele pot fi de o importanta practica daca gunoiul sau hrana devin contaminate cu asemenea fungi. Alte proteine care se leaga de biotina (BBPs) sunt implicate in mecanismul pentru incorporarea biotinei in galbenusul de ou. Ele au aceleasi proprietati similare cu avidina in termen de marime moleculare natura glicoproteica si structura cuaternara, dar difera imunologic si au afinitate mai scazuta pentru biotina (K_D ~ 1pM) si rezistenta la caldura (45⁰ - 65⁰ C). Comparata cu avidina, plasmele BBPs-urilor par a fi produsii diferitelor gene ale caror expresii sunt regulate de estrogen. BBPs-urile par a fi sintetizate in ficat si eliberate doar in plasma in raspuns la biotina libera, de cand BBP-ul nelegat nu a fost detectat, chiar si la pasarile ce au o dieta foarte slaba in biotina. Pana acum doua biotine au fost identificate in galbenusul de pasare si plasma. BBP I este rezistenta la 65⁰C si are afinitate usoar ridicata pentru biotina decat BBP II care este rezistenta doar la 45^oC. In contrast doar o BBP, cu caracteristici similare cu BBP I, a fost gasita la curca. BBPs nu au fost gasite in plasma mamiferelor, cum ar fi scroafa gestanta.

BBP I este gasita in plasma puilor imaturi masculi si femele intr-o concentratie relativ scazuta astfel incat la nivele dietetice normale de biotina, se leaga doar 30% din biotina prezenta in plasma. Totusi la inceputul maturitatii sexuale la femela, nivelele de plasma BBP cresc considerabil ca raspuns la estrogen. Este de interes ca la pui apare doar BBP I in plasma cand rezerva de biotina este limitata. Efectul acesteia ar putea fi cel de conservare al biotinei pentru nevoile clostii din momentul din care eficienta incorporarii acestei proteine in galbenus este mai scazuta decat cea pentru BBP II. Totusi cand rezerva de biotina este mai mare, BBP II devine plasma BBP predominanta si rata cea mai ridicata de incorporare a acestei proteine in galbenus asigura prezenta biotinei adecvate pentru dezvoltarea embrionica. Aceste proteine sunt absorbite in galbenusul in dezvoltare de un proces mediat de un receptor specific. Totusi la intrari foarte ridicate de biotina, biotina libera apare in plasma de closca si galbensul de ou sugerand ca biotina ar putea intra de asemenea in galbenus prin difuziune. Relatiile sunt ilustrate in figura 4. Rata mai scazuta a incoporarii biotinei in galbenusul de curca poate fi asemanata cu absenta de BBP II la aceste specii.

Efectele initiale ale deficientei de biotina sunt reduceri ale activitatii enzimelor biotin-dependente, desi nu toate aceste enzime sunt afectate la aceeasi extindere. Totusi, in ficatul sobolanilor si puilor deficitari, reducerea activitatii piruvat carboxilazei si propionil CoA carboxilazei sunt proportional mai mari decat reducerea activitatii acetil CoA carboxilaza, poate deoarece prezenta ultimei enzime in citoplasma ii permite un acces mai liber biotinei disponibile. Administrarea biotinei duce la restaurarea rapida a activitatii acestor enzime la un nivel normal apropiat.Acest lucru are loc deoarece intr-o deficienta ,apoenzimele inactive catalitic sunt inca prezente si necesita doar adaugarea grupului prostetic de biotina pentru ele pentru a deveni active. Activitatea holosintetazei pare a nu fi serios afectata de o deficienta.

Nesurprinzator, reducerile in activitatea enzimelor biotin-dependente rezulta in efectele adverse din caile metabolice in care sunt implicate. Asadar, lipogeneza si gluconeogeneza sunt amandoua reduse la animalele deficitare. In cale gluconeogenica, o pierdere a activitatii piruvat carboxilazei rezulta intr-o acumulare de piruvat si lactat, avand ca efect o crestere a ratiei NAD:NADH in ficat. O crestere a actil CoA carboxilazei rezulta intr-o rata redusa a lipogenezei si a anormalitatilor in sinteza de acizi grasi.

Deficienta de biotina are efecte indirecte asupra altor cai metabolice. Aceste cai nu implica biotina in mod direct, din moment ce ele nu sunt inhibate in vitro de avidina, dar totusi functia lor este depresata de o deficienta in biotina. De exemplu, sinteza de proteine este afectata si acest lucru este asociat cu o inhibitie a sintezei de ARN. Acest lucru probabil apare ca rezulat al oxidarii depresate a piruvatului ducand la o reducere in sinteza acizilor dicarboxilici necesari pentru ciclul acizilor triarboxilici si a generarii de energie pentru alte scopuri sintetice. Aceasta sinteza deteriorata a substratului, in special a precursorilor carbon-4, de sisteme ce implica enzimele biotin- dependenteeste cauza cea mai probabila a anormalitatilor in alte cai metabolice care nu implica biotina cum ar fi o reducere in fosforilarea oxidativa, sinteza purinului si in activitatea enzimei malice.

Alte efecte indirecte ale deficientei de biotina nu sunt inca explicate. De exmplu utilizarea glucozei este afectata la sobolanii cu deficienta. Substituirea sorbitolului sau a fructozei intarzie aparitia simptomelor deficientei si restaureaza sinteza proteinelor microzomale la norml, totusi sugerand ca aceste componente sunt utilizate mai bine decat glucoza pentru a genera energie pentru scopurile sintetice. Administrarea insulinei restaureaza abilitatea animalelor deficitare de a utiliza glucoza, dar deficienta de biotina nu scade nivelele naturale de insulina.

Dezvoltarea deficientei de biotina poate fi afcetata de inter-relatiile dintre aceasta vitamina si alti nutrienti.La sobolani, acidul ascorbic este sintetizat din glucoza cu ajutorul gunololactona- oxidazei. Totusi, utilizarea automata a glucozi cuplata cu o activitate enzimatica scazuta la soblanii deficitari in biotina, inseamna ca au nivele foarte scazute de acid ascorbic in tesuturi si sange. Extinderea la care deficienta de biotina este asadar ridicata de catre deficienta de acid ascorbic nu este cunoscuta, dar administrarea de acid la sobolanii deficitari in biotina intarzie aparitia leziunilor de deficienta.

Inter-relatii prost-definite exista intre cateva dintre vitaminele B, unde excesul uneia poate exacerba deficienta alteia. Asadar s-a dovedit la porci ca severitatea deficientei de biotina poate fi crescuta de proviziile de acid folic in exces si ciancobalamina.La puii in crestere,s-a aratat ca suplimente cu nivele inalte de colina sau amestecuri de alte vitamine B, au un efect detrimental asupra statusului biotinei.

Efectele biochimice ale deficientei de biotina depasesc totusi multe aspecte ale metabolismului si nu surprinzator efectele generale ale unei deficiente la animale sunt raspandite. Totusi, doar in cazul "Ficatului gras" si "sindromul rinichiului" la pui a fost posibil sa se relationeze efectele observate aproximativ cu un esec metabolic specific. Efectele initiale ale unei deficiente de biotina la animalele tinere sunt scaderi ale ratei de crestere si eficienta utilizarii nutreturilor. 

Alti nutrienti influenteaza de asemenea cursul deficientei de biotina.Prezenta grasimii saturate in dieta a fost raportata ca reduce severitatea leziunilor atat la pui cat si la sobolani, dar grasimea nesaturata pare sa aiba efectul opus. Proteinele in plus pot de asemenea sa intensifice severitatea unei deficiente.Totusi o situatie interesanta apare la pui din moment ce, desi grasimea nesaturata si proteinele cresc severitatea leziunilor, ele pot avea de asemenea un efect protector impotriva producerii "ficatului gras"si "sindromul rinichiului" ce vor fi discutate mai tarziu. Motivul pentru aceste anomalii se bazeaza pe cererile diferite asupra cailor metabolice principale, cum ar fi lipogeneza si gluconeogeneza aduse de schimbarile in compozitiile dietelor.

Mai apoi, pot aparea schimbari ale pielii caracterizate in general de dermatite, acromatricie si alopecie, desi manifestarile specifice pot varia de la o specie la alta. La sobolani de exemplu, apare o dermatita seboreica. Primul semn la animalele tinute pe pardoseli deschise si hranite cu diete ce contin albus de ou crud, este o inrosire generala a pielii. Se produce apoi coaja, in special in jurul pintenului, organelor genitale,gatului si pliscului, urmata de incrustare, fisurare sau edem pe buzele si colturile gurii. In timp ce dermatita se dezvolta,coji castanii grasoase vor acoperi corpul. In cele din urma, se dezvolta o dermatita exfolianta generala: epiderma este pierduta in coji subtiri si, dupa ce incrustatiile grasoase maronii au fost lepadate, cojile ulterioare sunt incolore si lipsite de grasime. Histologic, leziunile sunt caracterizate de hipercheratoza si in cazuri severe de paracheratoza.

Leziuni variate ale pielii se produc la alte specii:In mod particular sunt afectate acele tesuturi care sunt supuse contractiilor frecvente , cum ar fi coltul gurii , sau presiunii, cum ar fi sub suprafata picioarelor si labelor la pui sau calcaiul moale la porci. Daca aceste tesuturi de sustinere sunt in continuare inmuiate sau erodate de conditiile de umezeala sau abrazive de sub picioare, se pot dezvolta leziuni secundare istovitoare.

La multe mamifere se poate produce albirea blanii. Aceasta este cauzata de lipsa productiei de pigment, din moment ce melanocitele raman in foliculii pilosi si sunt similare cu acelea ale albinosilor. Alopecia se poate raspandi pe corp si este cauzata de ruperea varfurilor de par, probabil ca rezultat al unei deteriorari in sinteza de cheratina.

Se produc anomalii in dezvoltarea scheletului, in special la embrioni si la puii tineri, care sunt caracteristici ale condrodistrofiei. Anomalii de stare pot fi de asemenea aratate de sobolani si porci, in special o curbura anormala a spatelui care afecteaza mersul animalelor. Totusi aceste schimbari se considerau a fi rezultatul anomaliilor musculare mai degraba decat leziuni neurologice sau scheletice.

Schimbarile hematologice includ o reducere in concentratia hemoglobinei, cresteri in nivelele de leucocite si eritrocite si prelungirea timpului protrombinei.

Schimbari ale metabolismului gras la sobolani rezulta intr-o pierdere de grasime viscerala si subcutanata si compozitia acizilor grasi se poate schimba, avand loc o crestere in proportia acizilor grasi mononesaturati. Acelasi acid gras patern alterat din plasma si/sau tesut adipos a fost gasit la gaini, curci, porci si pastrav. Grasimea corporala moale rezultata este bineinteles o caracteristica a carcasei indezirabila. Animalele deficiente pot deveni de asemenea mai susceptibile la raceala si mai putin rezistente la infectii.

Reproducerea poate fi sever afectata de deficienta de biotina. La masculii sobolani schimbari morfologice se produc in testicule si spermatogeneza este redusa. La femela, schimbarile se produc in uter dar ciclurile estrale sunt normale; initial gestatia nu este afectata. Totusi moartea embrionica se produce subsecvent si fetusii pot fi resorbiti sau avortati. La soarecii deficienti fetusii vii pot prezenta mai multe malformatii. Cele mai intalnite: micrognatie, bolta palatina despicata si micromelie. La pui, productia de oua continua, dar eclozarea poate fi redusa la zero cu diete sever deficitare. Sobolanii sau puii tineri din mame cu deficiente mai putin severe pot prezenta o arie mare de anomalii caracteristice pe care Rose si colegii (1956) au sugerat, in cazul sobolanului, ca pot persista de-a lungul catorva generatii.

La scroafe, fecunditatea si fertilitatea sufera, si productia de purcei este mai saraca numeric si in ceea ce priveste greutatea la intarcare.Intervalele de la intarcare la primul estru si la conceptie sunt prelungite, si rata de conceptie este redusa.

Deficienta de biotina a fost studiata extensiv la gaini si curci datorita importantei lor comerciale. Semnele caracteristice unei deficiente severe pot fi induse usor la pasarile tinere prin hranirea cu diete bazate pe ingrediente purificate cum ar fi zaharul, amidonul, cazeina, gelatina si extracte de proteine din boabe de soia. Semnele deficientei pot fi vazute de asemenea cand in dietele practice sunt administrate ingrediente cu continut scazut de biotina disponibila cum ar fi graul.

Deficienta de biotina provoaca schimbari variate la puii de gaina si puisori desi uneori acestea devin aparente dupa aproape 10 zile de viata cu o dieta si mai sever deficienta. Primele semne sunt de obicei scaderea cresterii si penaj deranjat. Leziunile dermice apar apoi si in final, boli ale piciorului si ciocului devin aparente. Aceste schimbari sunt ilustrate in figurile 5 si 6.

Leziunile pielii au o ordine caracteristica de aparitie. Prima data apar pe picior o uscaciune si o structura solzoasa. Se produce o crestere anormala a papilelor sub suprafata degetelor si pe talpa si se dezvolta incrustatii si fisuri. Pe masura ce severitatea fisurilor creste, ele devin hemoragice si se pot dezvolta infectii secundare. Talpa poate deveni umflata si ulceroasa, semanand cu un papilom. Sirul anomaliilor este aratat in fig.7. Odata ce au devenit stabile leziunile talpii, apar leziuni in alte parti ale corpului. Incrustatiile se dezvolta la colturile ciocurilor si subsecvent pe pleoape, cauzand eventual unirea ultimelor. Leziuni pot aparea de asemenea in jurul orificiului anal, iar restul de piele al corpului este dura. Leziunile sunt similare atat la pui cat si la puisori desi cei din urma sunt de asemenea susceptibili la dermatite pe membrana aripilor.

Studii histologice au sugerat ca schimbarile dermice initiale in deficienta de biotina implica proliferarea sistemului vascular din partea superioara a dermului si o crestere a activitatii de cheratinizare in epiderm.Schimbarile sunt mai pronuntate pe suprafata de sprijin a picioruluisi includ o hiperplazie masiva a epidermului si hipercheratoza. In unele zone ale epidermului se observa o intensificare a cresterii papilare, asa cum este aratat in Fig. 8, in alte zone, epidermul este complet erodat si sunt formate cruste de eritrocite, celule inflamatorii, detritusuri necrotice si focare bacteriene secundare. Dermul devine edematos , congestionat si infiltrat de celule inflamatorii, iar vasele sanguine superficiale sunt dilatate.

De asemenea, schimbari se petrec si in compozitia lipidica a pielii: are loc o reducere marcata in cantitatea de lipide colorabile in stratum corneum, dar lipidele neutre contin proportii anormal de ridicate de acizi grasi nesaturati, incluzand lanturi foarte lungi de acizi grasi (C₃₆-C₄₀), care nu se gasesc la pasarile normale.

Leziunile pielii regreseaza imediat odata cu administrarea de cantitati adecvate de biotina la pasari.

Leziuninle piciorului

Condrodistrofia este cauza anomaliilor picioarelor si oaselor la pasarile deficiente in biotina. Boala nu este specifica biotinei; poate aparea datorita deficientelor cauzate de o varietate de vitamine sau urme minerale care cauzeaza o retardare a dezvoltarii in zona proliferativa a zonei de crestere a oaselor. Asadar cresterea cartilagiilor si maturarea condrocitelor tibiei si oasele metatarsiale sunt in mod particular reduse, ceea ce rezulta in deteriorarea cresterii liniare a acestor oase, dar nu afecteaza cresterea laterala sau mineralizarea osului. Microscopia electronica. Cu microscopul electronic s-au observat la cartilagiul epifizei cateva asemanari intre deficienta de biotina si cea de mangan. Totusi lacunele lipsesc si fibrele de colagen sunt mai lungi si mai largi in diametru. De asemenea, pare a fi o reducere in numarul de agregate mari de proteoglicani prezenti.

Curcile sunt in mod special susceptibile la probleme ale picioarelor si doua anomalii principale sunt cele mai predominante: oasele metatarsiale scurtate si tendonul alunecos. Cea din urma boala se poate produce cand rezulta o dezvoltare neregulata a oaselor in marirea si deformarea articulatiei. Capatul distal al tibiei si capatul proximal al metatarsului devin rasucite facand articulatia sa se arcuiasca ca in fig.9. In cazurile mai putin severe mersul este dificil si boala este adesea caracterizata sub denumirea generala de "slabiciunea piciorului". Rasuciri mai severe ale articulatiei provoaca alunecarea tendonului gastrocnemian lateral de condilii sai, avand ca rezultat o rasucire a piciorului ce formeza un unghi cuprins intre 90⁰-180^0, pasarea devenind astfel oloaga. Puii deficienti pot dezvolta acelasi tip de anomalii ale oaselor ca si puii, desi in general ei sunt mai putin susceptibili. Alunecarea tendonului de exemplu nu este o sechela inevitabila chiar si la deficiente mai severe la puisori.

La ambele specii, deformarile piciorului se pot produce in orice etapa pe parcursul cresterii si sunt influentate de episoadele nutritionale anterioare. Desi o deficienta de pe parcursul unei faze timpurii de dezvoltare poate rezulta in probleme ce se manifesta mai tarziu in viata, chiar daca pasarea este hranita pana atunci cu o dieta adecvata. De exemplu, Stock (1981) a aratat ca status-ul biotinei a raselor broiler influenteaza incidenta slabiciunii picioarelor printre progeniturile in crestere. La curci, deficienta la puii tineri s-a dovedit a conduce la probleme ale picioarelor mult mai tarziu in viata. Totusi, teoria nu se aplica: un nivel adecvat de biotina in dietele de inceput nu vor preveni de a se produce bolile picioarelor daca pasarilor le sunt date subsecvent o dieta inadecvata. Fata de schimbarile dermice, leziunile piciorului nu pot fi vindecate prin terapie cu biotina.

Alte schimbari:

Deficienta de biotina poate produce anomalii ale ciocului la puisorii embrionici sau eclozati. Partea superioara poate prezenta adancituri precum si o curbura ventrala excesiva (cioc de papagal) care ar putea deveni atat de severa incat sa impiedice pasarea sa-si inchida complet ciocul. De asemenea sunt afectate si penele: puisorii deficienti au penajul aspru si intrerupt si penele de pe cap si piept adesea prezinta un aspect tepos.Aceste doua tipuri de anomalii sunt ilustrate in fig.5.

Schimbarile se produc si in compozitia tesuturilor cu acizi grasi. Proportia de acid palmitoleic poate creste in mod special, in principal pe seama acidului stearic,in tesutul adipos, ficat si alte tesuturi, desi extinderea acestei schimbari poate fi influentata de nivelele dietetice de grasimi si proteine. Cresterea nesaturarii grasimilor din tesuturi poate afecta nefavorabil prelucrarea carcaselor.

Studii histologice nu au gasit leziuni evidente in alte tesuturi, doar in piele. Totusi, Frigg si Rohr au observat schimbari stereologice in ficat, printre care o reducere de 30% a reticulului endoplasmatic rugos, ce a fost luata a fi o expresie morfologica a scaderii sintezei de proteine.

In conditiile comerciale, semnele caracteristice deficientei de biotina a au fost observate mai des la curci decat la gaini. Tulburari care implica dermatite si incrustari pe suprafata piciorului, pe colturile ciocului si pe pleoape, picioare scurtate si curbate, cu labe marite , penaj deranjat si crestere redusa, au fost prevenite prin adaugarea de biotina atat puilor cat si gainilor de reproductie.

Umflarea si ulcerarea labii piciorului, asemanatoare cu cea observata in deficienta de biotina experimentala, a fost observata la puisori si la pui si poate fi agravata de inmuierea tesuturilor, cauzata de culcusul ud. Harms si Simpson (1975) au sugerat ca deficienta de biotina marginala este cauza si asta , ca rezultat al leziunilor piciorului, pasarile stau mai mult jos si din acest motiv se dezvolta basici pe piept. Prin suplimentarea dietelor cu biotina s-a observat reducerea acestor leziuni.

In general, multe cazuri de pe teren de tulburari care se aseamana cu deficienta de biotina, au la baza probabil mai multi factori.

De exemplu, cateva tipuri de boli diferite pot afecta statusul biotinei.Infectarea cu Mycoplasma meleagridis la curci interactioneaza cu biotina si rezulta in leziuni de condrodistrofie, similare cu cele observate in deficienta de biotina. Mai recent, s-a descoperit ca sindromurile de malabsorbtie, cauzate de reovirusuri pot avea efecte ca cele de slabiciune a picioarelor si tenosinovita, caracteristica a deficientei a catorva vitamine, incluzand si biotina. Enterita poate si ea sa tulbure absorbtia de vitamine. Ar putea fi implicati si alti factori dietetici, cum ar fi micotoxinele care, s-a aratat ca deterioreaza statusul vitaminelor. Exista chiar si raporturi de evenimente neasteptate ale deficientei de biotina unde ceilalti factori posibili nu au fost identificati. In toate aceste situatii, lipsa biotinei dietetice ar putea sa nu fie cauza principala, dar problemele ar putea raspunde la proviziile de biotina in plus. Ca un exemplu, un raport de teren a sugerat ca tratamentul cu biotina ar putea fi eficient in reducerea severitatii "bumblefoot"la broilerii de prasila. Aceasta boala, caracterizata de erodari ale labii piciorului si umflarea piciorului, implica probabil o infectie microbiana. Totusi suplimentarea dietei cu 400 mg de biotina pe o perioada de 6 luni s-a presupus a fi eficienta in scaderea condiderabila a severitati aceste boli.

Sindromul rinichiului si ficatului gras (FLKS) este o tulburare metabolica care implica biotina si se produce la puisori, de obicei broileri, in mediile comerciale. A fost reprodus experimental atat la broileri cat si la pui - intr-o incidenta mai scazuta- dar nu a fost raporatat in ultimul timp pe teren. FLKS s-a produs in multe locuri ale lumii, incluzand Europa, America de Nord si Australia. Afecteaza in mod frecvent puii cu varste intre 2 pana la 5 saptamani si este caracterizat de un inceput brusc. Asadar, pasarile pot muri la doar cateva ore dupa aparitia primelor semne de apatie si de lipsa de dorinta de a sta in picioare sau de a se misca(Fig. 10). In mediile comerciale, mortalitatea poate fi foarte variabila, dar s-au produs epidemii cu o mortalitate cuprinsa intre 10 si 20%. Din punct de vedere experimental ,

au fost reproduse nivele de mortalitate de 20 pana la 30% prin hranirea cu o dieta potrivita. Producerea sindromului poate fi afectata de cativa factori nutritionali si de mediu, cum ar fi nivelele dietetice de grasime si de proteina, nutrturile sub forma de granule, temperatura, stresul, infometarea si varsta maternala si dieta. Totusi, factorul cel mai mult implicat este nivelul dietetic de biotina si a fost descoperit in practica ca sindromul poate fi prevenit prin administrarea unei cantitati adecvate de biotina in dieta broilerilor.

Sindromul este denumit asa deoarece anomalia cea mai evidenta la pasarile afectate este lividitatea ficatului si rinichilor, aratata in Figura 11, cauzata de acumularea excesiva de grasime. Studiile histologice arata ca acumularea de lipide in rinichi este pronuntata, mai ales in tubii rasuciti proximali (Figura 12).

Totusi, in ciuda numelui sindromului, infiltratia grasa nu este delimitata ficatului si rinichilor ci se poate extinde la multe alte organe, incluzand inima, cateva regiuni ale tractului digestiv, anumite fibre din muschii membrelor, plexul autonom, pancreas, suprarenala, tiroida si cateva celule albe din sange. Ganda suprarenala este de asemenea

golita de catecolamine, dupa cum este aratat in Figura 13. Nivelele de acizi grasi liberi din plasma sunt ridicate si infiltratul lipidic este in principal un triglicerid ce contine o proportie anormal de ridicata de acid palmitoleic.

In ciuda naturii extensive a anomaliilor in metabolismul lipidic, acestea sunt efecte secundare; leziunea principala se afla in metabolismul hidrocarbonat. Schimbarea biochimica cea mai pronuntata la pasarile afectate, si cauza probabila a mortii, este hipoglicemie severa. Aceasta este provocata de ­mai multi factori. Cand biotina dietetica se limiteaza, activitatea piruvat carboxilazei hepatice se reduce. Daca alte aspecte ale dietei, cum ar fi nivelul de grasime sau de proteina, stimuleaza lipogeneza si de aici o solicitare pentru activarea acetil CoA carboxilazei,activitatea piruvat carboxilazei hepatice poate deveni atat de scazuta la o asemenea suprafata, incat poate efectiv sa

dispara. In ciuda acestei lipse de gluconeogeneza hepatica prin piruvat, pasarile se pot dezvolta rapid in conditii normale, necesarul lor de glucoza fiind satisfacut de

digestia hidratului de carbon si din alte surse metabolice, incluzand glicogenul. Totusi, rezervele de glicogen sunt mici la pasarile tinere si pot fi golite considerabil daca nu mananca timp de cateva ore. Din acest motiv, daca pasarile sunt lipsite de hrana sau supuse unui stres care accelereaza glicogenoliza sau intrerup comportamentul lor alimentar, rezulta epuizarea rapida a glicogenului la izbucnirea hipoglicemiei. Lactatul eliberat in timpul glicolizei in muschi se acumuleaza in plasma sanguina si in citoplasma hepatocitelor, producand o reducere a raportului citoplasmatic NAD:NADH. Banister si Cleland (1977) au sugerat ca acesta inhiba la randul sau gluconeogeneza de glicerol, un precursor important fiziologic, prin conversia inhibata a glicerol fosfatului in dihidroxiaceton-fosfat. Asadar, hipoglicemia devine din ce in ce mai severa; acumularea de lactat rezulta probabil tot intr-o acidoza si pasarea, in cele din urma, moare. Se produc probabil schimbari caracteristice lipidice, ca raspuns la aceste schimbari. Aceasta succesiune de evenimente este ilustrata in Figura 14.

In prezenta unei cantitati adecvate de biotina, activitatea piruvat carboxilazei hepatice ramane ridicata si prabusirea gluconeogenezei nu se poate produce. Asadar, FLKS nu este cauzat numai de deficienta de biotina, dar ia nastere cand o insuficienta de biotina lasa pasarea intr-o asa stare incat sindromul poate fi declasat de factorii de mediu.

Putine efecte ale biotinei devin aparente insasi la pasarile adulte. Gainile hranite efectiv cu nutreturi lipsite de biotina au luat in greutate normal, nu au dezvoltat leziuni si nu au suferit o crestere a mortalitatii. In schimb, curcile hranite cu nutreturi sarace in biotina pentru o perioda mai lunga de timp, au avut un numar de eritrocite din sange redus si au dezvoltat leziuni usoare pe suprafata picioarelor si in jurul ciocului. Totusi, capacitatea de reproducere la ambele specii poate fi redusa sever.

Dovada daca lipsa de biotina poate inhiba rata productiei de oua este ambiguu. Cravnes et al. (1942), Brewer si Edwards (1972) au comunicat ca gainile erau capabile sa mentina productia de oua cand nutreturile din hrana contineau putina biotina sau chiar deloc. Bradley et al. (1976) a observat un mic raspuns in productia de oua a gainilor din rasa Leghorn la suplimentarerea cu biotina a unei diete practice dar, in contrast, Whitehead (1980) intr-un experiment mult mai mare nu a obtinut nici un raspuns in productia de oua intr-o alimentatie asemanatoare, o dieta practica continand o cantitate relativ scazuta de biotina. Dovezi ale efectelor dobandite au fost raportate de catre Leeson (1979) care a descoperit ca productia de oua la gainile din rasa Rhode Island Red a fost redusa cu o dieta care nu continea biotina suplimentara in timp ce productia celor din rasa Leghorn nu a fost afectata. Alta dovada ca pasarile mai grele pot raspunde diferit a venit din observatia crescatorilor de broileri cu restrictii la nutreturi, cum ca productia de oua a fost putin coborata cu o dieta redusa in biotina, in special cand dieta continea o proportie relativ generoasa de proteine.

Biotina poate influenta calitatea oului. Calitatea albusului, masurata de Haugh Units, s-a observat a fi redusa cu dieta cu cantitati scazute de biotina. Continutul de biotina al galbenusului este de asemenea scazut si acest lucru poate avea efecte severe asupra dezvoltarii embrionice si eclozarii.

Sunt 2 puncte de mortalitate la embrionii gainilor deficiente, unul dupa aproape 3 zile de incubare si celalalt intre 18-21 de zile. Anomaliile scheletice caracteristice se pot produce la embrionii muribunzi spre finalul perioadei de incubare sau la puii pe cale sa eclozeze. Oasele aripii si piciorului sunt scurtate datorita condrodistrofiei si sunt frecvent indoite, ca rezultat al alunecarii tendonului gastrocnemian. Au fost observate de asemenea si "ciocul de papagal" si sindactilie.

Eclozatul se afla in raport cu continutul galbenusului in biotina si poate scadea la 0 daca continutul galbenusului devine suficient de scazut. Continutul galbenusului in biotina este foarte sensibil la schimbari ale continutului nutreturilor in biotina si ca rezultat, procesul de eclozare poate fi adus la normal in timp de 2 pana la 3 saptamani, dandu-se gainilor suficienta biotina. Cu o dieta deficienta marginal, procesul total poate fi aproape normal dar puii pot prezenta o incidenta crescuta de anomalii in asa fel incat eclozatul puiilor, in conditii acceptabile comercial, este inca scazut.

Un transfer adecvat de biotina la puiul pe cale sa eclozeze, este important ulterior pentru cresterea si viabilitatea lui. Puii care eclozeaza din oua deficiente prezinta anomalii asemanatoare ale scheletului cu acelea observate la embrionii deficienti. Se mai pot produce si alte anomalii care impiedica puii sa stea in picioare: rigiditatea articulatiei picioarelor ar putea determina ca picioarele sa se extinda inspre spate sau picioarele ar putea iesi in lateral. Puii deficienti au un potential de crestere scazut si mortalitate crescuta chiar si atunci cand sunt hraniti cu nutrturi cu continut adecvat de biotina. Se pot produce , de asemenea si efecte mai subtile. Asadar, puii care eclozeaza cu un status marginal de biotina pot fi aparent normali, dar pot avea dezvoltat un defect minor in formarea oaselor care se accentueaza pe parcurs ce pasarea creste. Un astfel de exmplu provine dintr-un studiu, in

care gainilor broiler de prasila le erau date nutreturi cu continuturi diferite de biotina (Figura 15). Dietele nu au avut nici un efect asupra productiei de oua sau asupra eclozarii, dar puii de la clostile care au primit mai putina biotina au aratat o incidenta mai crescuta a condrodistrofiei mai tarziu, pe parcursul cresterii. Mortalitatea de la FLKS poate fi de asemenea scazuta , crescand proviziile materne de biotina.

Varsta gainii poate avea un efect important asupra statusului biotinei a puiului pe cale sa eclozeze si a viabilitatii sale. Gainile de prasila mai tinere au nivele de biotina plasmatica mai reduse si incorporeaza concentratii mai scazute de biotina in galbenusul de ou. Puii care eclozeaza din aceste oua desi au un status de biotina mai scazut decat cei care provin de la gainile mai batrane si au un potential de crestere si de viabilitate mai slab, daca dieta parentala contine o cantitate inadecvata de biotina. Un efect asemanator al varstei gainii asupra concentratiei galbenusului in biotina a fost observat la curca. ­

Semne ale deficientei pot fi induse experimental hranind porcii cu diete deficiente; cu cat porcii sunt mai tineri, cu atat mai repede vor aparea semnele clinice. Totusi, la purceii sugari hraniti cu lapte sintetic lipsit de biotina, leziunile dermice au fost observate ca se formau initial pe urechi, gat, partea superioara a spetei si coada, inainte de a se raspandi in cele din urma pe tot corpul. Ulceratii s-au dezvoltat pe gat, in aceasta regiune fiind o cadere a parului generalizata. S-au produs fisuri si sangerari in partea de jos a ongloanelor, facand mersul dureros.

La purceii intarcati, se pot produce deficiente severe prin includerea de albus de ou crud in hrana. Efectele deficientei pot include reduceri in crestere si in eficienta conversiei hranei si schimbari ale pielii, ongloanelor, compozitiei corpului si performantelor reproductive.

Suprafata corpului devine uscata si acoperita cu cruste (Figura 16); aceste leziuni sunt asemanatoare cu cele cauzate de deficienta in zinc, dar nu raspund la zinc. Apar apoi fisuri, eroziuni si pustule, va continua cu incrustari si un exudat maroniu ceros, mai ales la unghiurile ochiului si gurii si pe suprafata picioarelor, in special la periopla/coroana si calcaiul moale. In sfarsit, se pot forma crapaturi mari sub aceste incrustatii necrotice. Poate fi afectata de asemenea si limba; se formeaza treptat o pelicula alba pe suprafata si pe masura ce se ingroasa, pot aparea crapaturi transversale in membrana mucoasa a gurii si esofagului. Histologic, leziunile dermice sunt caracterizate de hipercheratoza si paracheratoza.

Prima schimbare la nivelul picioarelor este in textura labii si/sau in periopla. Aceasta devine moale sau friabila si cornul isi pierde din tarie si rezistenta la uzura si distrugere. Apoi, cornul de pe laba piciorului devine cauciucat, dar extinderea pe care leziunile se dezvolta pe urma este bazata pe abrazivitatea suprafetei podeaua. Adesea, leziunile iau nastere sub forma unor mici eroziuni si fisuri necrotice in pielea moale a talpii si periopla care pot duce la iritatii sau infectii. Cand animalele sunt tinute pe suprafete dure, aceste fisuri pot deveni foarte adanci si practic toata pielea labii piciorului este lepadata, dupa cum este aratat in Figura 17. In periopla si cornul calcaiului, au fost observate necroza suprafetei periferice a stratum corneum ( asa cum este aratat de umflarea tubilor si umplerea lor cu detritus picnotic de la nucleii celulelor) si disparitia ATP-azei din celule in apropierea stratului bazal. Aceste enzime sunt implicate in procesele de transport si pot fi necesare pentru maturarea cheratinei. La porcii deficienti, o incidenta crescuta a fisurilor se dezvolta chiar pe gheara , ambele pe peretele talpii si periopla/coroana, in special la jonctiunea dintre cornul tare si tesutul moale. Partea laterala a peretelui cornului s-a aratat a fi mai putin rezistenta fizic la frecare.

Aceste leziuni ale piciorului, in mod special cand devine inflamat si subcutan, fac animalul sa ­­schiopateze, rezultand afectarea nefavorabila a activitatilor de hranire si crestere.

Decficienta de biotina cauzeaza de asemenea si schimbari structurale in tesuturi, in special in structura acizilor grasi. Raportul acizilor grasi nesaturati creste , dupa cum este aratat in Tabelul 1. Drept consecinta, tesutul adipos devine mai moale si ia o infatisare neatractiva. Moliciunea face de asemenea prelucrarea carnii si a unturii mai dificila.

Leziuni asemanatoare celor vazute in deficienta experimentala de biotina au fost prima data raporatate in cazul porcilor crescuti in scopuri comerciale in 1968 in America de Nord. Din acel moment, au existat raporturi din multe parti ale lumii despre leziuni datorate conditiilor de teren care se asemanau cu deficienta in biotina. In multe din aceste cazuri, cele mai evidente probleme erau leziunile piciorului. Intr-o baza larga, leziunile piciorului sau putezirea piciorului sunt bolile cele mai obisnuite intalnite la porci. Fara indoiala, este adevarat ca leziuni ale piciorului pot lua nastere din mai multe cauze si ar fi asadar ireal sa se presupuna ca ar raspunde mereu la tratamentul cu biotina. Totusi, intr-o foarte mare proportie de cazuri documentate, probleme datorate terenului asemanatoare deficientei experimentale de biotina au raspuns la tratamentul cu biotina, bazate pe incercari bine controlate dintr-o turma sau grupuri.

Aceste raspunsuri impreuna cu statusul scazut de biotina stabilit la inceputul anumitor probleme ale turmei, lasa putine indoieli ca deficienta de biotina se poate produce in mare masura la porcii tinuti in conditii comerciale moderne. Cativa factori legati de cresterea porcilor au inceput sa se schimbe de-a lungul anilor in moduri in care s-ar putea astepta sa scada captarea naturala de biotina sau sa creasca necesarul animalului.

De exemplu in multe parti ale lumii s-a produs o mutare la diete mai simple, adesea bazate pe cereale cu un continut relativ scazut in biotina disponibila. De asemenea, eficienta conversiei hranei si productiei animalelor au crescut in aceeasi perioada, cu rezultatul ca, captarea biotinei per unitate de productie s-a micsorat considerabil. Cifre pentru Regatul Unit sugereaza ca intre 1967 si 1976 totalul proviziei de biotina per purcel intarcat, crescut pana la varsta de 8 saptamani a scazut cu aproape 27%. Sisteme moderne de management, cum ar fi pardoseli din sipci, tarcuri individuale si priponirea au continuat scaderea oportunitatii reingerarii biotinei de coprofagi. Cu privire la aceste tendinte, nu este asadar, probabil, surprinzator ca deficientele de biotina au luat nastere in practica.

Urmatoarele sectiuni arata cum leziunile clinice, cel mai frecvent leziunile piciorului, au raspuns la tratamentul cu biotina. Dupa cum, probabil s-a si asteptat, diminuarea problemelor piciorului cu biotina a avut ca rezultat imbunatatirea reproductiei, in ceea ce priveste abilitatea animalelor de a se imperechea. De neasteptat a fost observatia ca alte cracteristici reproductive, cum ar fi rata de revenire la estru si marimea puilor fatati, au fost de asemenea imbunatatite. Asta ar putea fi luata drept un indicativ a unei manifestari pe scara larga a deficientelor subclinice de biotina.

Anomaliile pielii, cum ar fi pielea solzoasa uscata, paracheratoza, eczema seboreica si caderea parului, sunt intalnite la porcii crescuti in scopuri comerciale. Desi aceste stari nu raspund intotdeauna la tratamentul cu biotina, exista multe informatii cu privire la verificarile de teren unde aceste leziuni s-au ameliorat in urma tratamentului cu biotina. Astfel severitatea dermatitelor s-a diminuat si numarul de fire de par pe unitate zona de piele a crescut, desi aceste schimbari au avut loc uneori in mod gradat, ca raspuns la adaugarea de biotina dietelor. Totusi, aceste leziuni au avut un raspuns mai rapid cand biotina a fost asigurata prin injectie( 1 mg/10 kg greutate corporala).

Uneori, leziunile pielii sunt amestecate cu infectii. In boala porcului gras, o dermatita exudativa ­este accelerata de infectia cu Staphylococcus hyicus. Totusi, o suplimentare generoasa a dietelor scroafei si purceilor cu biotina poate creste rezistenta animalelor la infectie.

Leziunile piciorului, in cazul turmelor de prasila, sunt adesea o problema severa, in special la animalele gospodarite in mod intensiv si in viitorul apropiat, ologeala poate rezulta in procente ridicate de selectie. Leziunile par, adesea, a depinde atat de factorii de mediu cat si de cei nutritionali. De exemplu, leziunile pot fi foarte severe la animalele tinute pe suprafete abrazive si bineinteles, o asemenea stare a fost numita "boala concreta". Starile de umezeala ­sub picioare pot spori, de asemenea problema, din moment ce o caracteristica a copitelor afectate este moliciunea si asprimea cornului. Factorul nutritional cel mai greu implicat este biotina si exista, in prezent, numeroase insemnari ale situatiilor din teren unde leziuni de tipul celor aratate in Figura 18 au raspuns la tratamentul cu biotina.

S-au primit rapoarte din mai multe tari, privind ameliorarea in cazul fisurilor si a altor leziuni ale copitei in urma tratametului cu biotina. In Iugoslavia, unde "boala concreta" a rezultat in selectia prematura a 25% de scroafe de prasila, leziuni severe de pe talpa moale au fost vindecate in mai putin de o luna prin injectarea biotinei de 2 ori pe saptamana(5 mg) si adaugarea de 500 mg biotina per kg de nutret. Numai injectiile au ajutat la retragerea leziunilor, desi nu atat de repede ca tratamentul combinat. In fermele elvetiene, leziunile ghearelor s-au ameliorat cand s-a administrat biotina intr-o cantitate de 5 mg per scroafa per zi, pe o perioada de 8 saptamani.

In Regatul Unit, s-a observat ca o turma de prasila avea o problema in crestere de ologeala. Leziunile piciorului implicau fisurarea cornului tare la varf si pe peretii laterali, si eroziunea si fisurarea calcaiului in locurile indicate in Figura 19a. Cateva animale stateau cu spatele incovoiat. La jumatate din turma s-a administrat biotina suplimentara intr-o cantitate de 250 mg/ kg in dieta de sarcina si 150 mg/ kg pe perioada lactatiei. Dupa 6 luni, aceste animale au prezentat o reducere generala de 28% ­a leziunilor piciorului comparativ cu o mica crestere in grupul de control.

In cateva cazuri de teren din M.Britanie, s-au adoptat doze mai mari de biotina cu rezultate mult mai profunde. Asadar intr-o turma in care mai mult de 50% dintre scroafe sufereau de ologeala, a putut fi observata o ameliorare considerabila a sanatatii piciorului in urma a 6 saptamani de suplimentare a hranei cu 2 mg biotina/ kg. Dupa 2 luni, animalele nu mai erau oloage si desi inca se mai puteau observa leziuni pe suprafata externa a copitelor, cornul era mai tare si mai putin sensibil decat inainte. In opozitie, o alta turma cu leziuni ale picioarelor nu a aratat nici un beneficiu din suplimentarea cu biotina, desi scrofitele introduse ca inlocuitoare au beneficiat de biotina in plus. Observatii asemanatoare au fost facute de Shulze si Frigg in 1986, care au raportat ca au raportat ca tratamentul cu biotina a scazut incidenta unghiilor la scrofite de la 41% la 9%, pe parcursul unei perioade de 6 luni; de altfel porcii la ingrasat au raspuns mai lent.

In SUA, scroafele hranite cu nutreturi de porumb-soia sau grau-soia aveau mai putine crapaturi pe calcaie, corn si pe peretii laterali cand li s-a dat biotina suplimentara (200mg / kg pe parcursul cresterii si 440mg/kg pe perioada gestatiei si lactatiei). Alte reactii benefice ale leziunilor piciorului la biotina au fost raportate din Danemarca (Pedersen si Udesen, 1980), Elvetia (fig.19b), Olanda (de Jong si Sytsema, 1983), Africa de Sud (Spencer, 1985), Australia (Kopinski et. al., 1982) si Canada (Misir si Blair, 1983).

In opozitie cu puii, unde proviziile cantitatilor normale de biotina din punct de vedere nutritional rezulta intr-o leziune a piciorului pe cale de vindecare este, aparent, din aceste rapoarte la porcul la care leziunile piciorului raspund doar lent si frecvent doar partial, la doze foarte mari de biotina. S-a observat ca incidenta leziunilor ongloanelor creste cu varsta si greutatea porcilor. Din rezultatele mai multor studii controlate in deaproape pare a fi mai practic sa se furnizeze suficienta biotina pentru a preveni dezvoltarea leziunilor ongloanelor la scroafele tinere decat a se baza pe tratament in cazul leziunilor severe. Odata ce aceste leziuni devin bine stabilite mai ales la un animal greu, este probabil ca efectele infectiei si ale abrazivitatii continue sa tinda sa scada eficienta biotinei in regenerarea tesuturilor.

Rolul biotinei in restaurarea si mentinerea integritatii copitei este partial inteles. Biotina nu are nici o influenta asupra marimii degetelor, dar usureaza dezvoltarea unei epiderme normale, rezistenta, pliabila pe deget. Pe deasupra, biotina creste puterea compresiva si duritatea peretilor copitei, in special a peretelui median abaxial. In opozitie duritatea marginii anterioare nu pare a fi afectata. In ceea ce priveste viteza de crestere rapida a cornului copitei la scrofitele in crestere fata de cea a scroafelor mature si marimea absoluta mai mica a cornului in firmare, este asadar de asteptat ca leziunile piciorului la porcii mai tineri sa raspunda mai repede la biotina.

In afara imbunatatirii succesului reproductiei prin vindecarea ologelii, suplimentarea cu biotina a dietelor scroafei s-a dovedit a imbunatati performantele reproductive individuale. Studiile experimentale au confirmat ca abilitatea reproductiva este afectata de deficienta de biotina. Asadar scroafele hranite cu o dieta ce contine albus de ou au avut purcei mai mici si a trebuit o perioada mai mare de timp pentru a reveni la estru pentru intarcare (in unele cazuri mai mult de 21 zile) fata de scroafele de control hranite cu o dieta suplimentata cu biotina. Scroafele deficiente au prezentat leziuni caracteristice ale pielii si piciorului. Exista acum o baza considerabila de dovezi cu trasaturi din teren si cu studii universitare care sa confirme ca suplimentarea cu biotina poate imbunatati reproducerea cu succes a scroafelor; aceste reactii au fost observate in unele turme care reprezentau caracteristici clinice anormale a deficientei de biotina si in alte turme unde nu existau semne evidente.

Cele trei imbunatatiri reproductive principale observate la probele din teren au fost marimea purceilor (atat a celor fatat cat si a celor intaracti), intervalul de la intarcare pana la primul estru si viteza conceptiei. La majoritatea probelor unde au fost vazute reactiile la biotina s-au produs imbunatatiri atat in ceea ce priveste dimensiunea purceilor cat si in cazul perioadei de revenire la estru. Cea mai vizibila reactie este adesea revenirea rapida la estru, dar cresterea in dimensiuni a purceilor a fost de asemenea, foarte des marcata in unele studii. Rezultatele catorva studii care arata reactii reproductive pozitive la biotina sunt insumate in tabelul 2.

Multe din probele asupra reproductiei care au avut rezultate in cazul dimensiunii purceilor au fost realizate pe parcursul unei singure fatari. Totusi, au fost realizate cateva studii pe parcursul mai multor fatari si tate au aratat ca reactiile pozitive la biotina, in ceea ce priveste dimensiunea purceilor, au fost mai evidente la fatarile urmatoare decat la prima, dupa cum este aratat in Tabelul 3. Aceste observatii ar sugera ca scrofitele ar putea intra la reproductie cu cateva rezerve de biotina care, totusi, se epuizeaza pe parcursul primei fatari. Asadar este necesara o cantitate in plus de biotina pentru a sustine reproductia optima. Cand sunt luate in considerare imbunatatirile atat in privinta dimensiunii purceilor cat si a perioadei de revenire la estru, pot rezulta din suplimentarea de-a lungul vietii reproductive a scroafei beneficii considerabile din punct de vedere al numarului total de purcei fatati per scroafa.

Aceste reactii benefice au fost observate la scroafele ce au fost hranite cu o varietate de diete practice. Fibrele de cereale au inclus porimbul, sorgul, graul si orezul, cu faina din boabe de soia sau proteina de origine animala ca sursa proteica. Dietele pot fi calculate sa contina de la 50 pana la aproximativ 150 mg biotina disponibila / kg. Alte studii care implica dietele de baza din aceeasi gama nu au raspuns la biotina suplimentara. Totusi, acum exista dovezi suficiente pentru a arata ca multe diete practice bazate pe ingrediente folosite de obicei, nu contin suficienta biotina pentru a permite performante reproductive optime la scroafa.

Biotina este un nutriment important in cresterea comerciala a acestor specii, de cand au rezultat doua forme de defiecienta, alopecia si achromotrichia, care nu sunt bine vazute la animalele la care este importanta calitatea blanii. Hranirea nurcilor cu diete ce contin lesuri crude de pui a dat nastere unei stari de deficienta, uneori numita "finisarea resturilor de curca" cauzata de prezenta avidinei in resturile netratate de ou. Aceasta avidina poate fi distrusa prin incalzirea oualor timp de 5 min la 95^oC.

Deficienta de biotina experimentala poate fi indusa la nurci si la vulpi prin hranirea de albus de ou crud. Apare o dermatita generala caracterizata de hipercheratoza si poate aparea pe piele un exsudat galbui. Inflamatii si exsudate apar la gura, nas si ochi. Anomaliile picioarelor includ cruste sub talpa si gheare fragile; mersul devine instabil. De asemenea, au loc schimbari caracteristice ale blanii. Rezulta un esec al dezvoltarii pigmentului normal la baza blanii, acesta devenind alb-cenusiu, dupa cum este aratat in fig.20. In foliculii pilosi se produc schimbari degenerative si apare naparlirea insotita de inasprirea blanii si cozii. Esecurile reproductive si infiltratiile grase, severe, degenerative ale ficatului se pot produce de asemenea la nurcile deficiente.

In cazurile de deficienta severa probabil amestecate cu infectie, poate aparea "burta umeda" in special la masculi, cand urina picura inspre blana de pe burta, dandu-i o infatisare mata si patata.

Deficienta de biotina a fost indusa la pisici prin hranirea cu diete ce contin albusuri crude de ou. Semnele erau similare cu cele vazute la alte mamifere. Primele semne au fost acumuraile de secretii uscate in jurul nasului, gurii si ochilor. Alopecia a aparut mai intai la extremitati si a progresat in mod gradat pe suprafata intregului corp. Pierderea parului in zona faciala a dat aspectul de "ochelari". Imbracamintea piloasa a fost de asemenea afectata de acromaticie si pielea a dezvoltat o dermatita solzoasa generalizata; consumul de hrana si cresterea au fost grav afectata. A fost observata o pozitie reactie diferentiala a sexelor din moment ce un mascul a pierdut grasimea subcutanata mai repede decat o femela dar nu a fost atat de afectat de secretiile uscate.

Dietele cu continut scazut n biotina dar care nu contin albus de ou nu au aratat semne evidente de deficienta de biotina. Nu mai putin, cazurile clinice de pisici ce sufereau de boli ale pielii, cum ar fi exeme sau alopecie, au raspuns la tratamentul cu biotina, desi nu se stie daca aceste boli au fost cauzate initial de deficienta de biotina.

Efectele deficientei de biotnia la caini par a se asemana cu cele intalnite la alte animale imblanite. Asadar, verificarile clinice extensive asupra unor caini afectati de o varietate de boli, au aratat ca tratamentul cu biotina a fost cel mai eficient pentru prevenirea caderii parului. Au mai fost notate si alte ameliorari precum imbunatatirea culorii parului, acesta devenind mai stralucitor si mai putin fragil, si vindecarea dermatitei solzoase si a enzemei. Se pare ca aceste boli au fost induse nutritional si ar putea avea legatura cu dietele cu un continut redus de biotina, bazate pe carne si produse din cereale, avand drept complicatii boli gastrice. Totusi, si la animalele aparent sanatoase, au fost observate dupa administrarea de biotina in plus, ameliorari ale calitatii parului si stralucirii blanii.

Paralizia ascendenta progresiva este o boala specifica la caini, care implica biotina. Cainele devine slabit, apoi se instaleaza paralizia la nivelul membrelor posterioare si se raspandeste la membrele anterioare si la gat. In final animalul moare prin stop respirator. Boala este cauzata de o combinatie de deficiente de biotina si de potasiu si poate fi vindecata rapid prin administrarea de clorura de potasiu, sau mai lent cu biotina.

5.4 Deficienta la vite si oi

Deficienta de biotina poate fi indusa la rumegatoarele tinere prin administrarea unor diete ce contin avidina. Asadar, viteii hraniti cu un inlocuitor de lapte suplimentat cu 4% albumina, au avut o viteza de crestere incetinita si o imbracaminte piloasa mata si aspra. Copitele erau moi, cu tendinta de a crapa. Totusi, paralizia membrelor posterioare raportata de Wiese et al. (1946), nu a fost observata in alte studii si ar putea implica o combinatie ca si in cazul cainilor de 2 deficiente: de potasiu si de biotina. Aparitia spontana la vitei a simptomelor asemanatoare cu cele ale deficientei de biotina la alte mamifere, incluzand caracterul solzos si inrosirea pielii si caderea extensiva a parului, s-a raportat ca reactioneaza la administrarea de biotina.

La rumegatoarele adulte sinteza extensiva de biotina si alte vitamine B are loc in rumen si ca rezultat exista nesiguranta daca, sau in care masura, aceste animale pot trece printr-o deficienta de biotina. Exista perioade, cum ar fi in timpul lactatiei timpurii, cand cererea cailor biotino-dependente ale metabolismului hidratilor de carbon si a sintezei de grasimi, s-ar astepta sa fie ridicata. Exista de asemenea boli, ca ficatul bovin gras, care seamana cu anomaliile observate in Sindromul rinichiului si al ficatului gras la pui. Totusi, studiile biochimice nu au sugerat ca, caile biotino-dependente sunt insuficiente in aceste situatii cel putin, de catre coeficientii de activare a piruvat carboxilazi la bovine. Totusi, la oi au fost observate dovezi evidente ale insuficientei de biotina pentru gluconeogeneza la oile infometate gestante aproape de parturitie, dovezi provenite din sinteza de glucoza cu o sinteza crescuta, observata in urma admnistrarii de biotina.

Concentratiile de biotina din plasma la vaci pot varia mult, intr-un interval de 300 pana la 800 mg/l; si acestea si concentratiile din lapte pot fi ridicate prin administrarea de biotina suplimentara. Totusi, nu au fost observate reactii in cazul productiei de lapte sau a calitatii sau in fertilitate. Asadar, din punct de vedere al acestor criterii metabolice si productive, exista putine dovezi ca rumegatoarele trec prin experienta unei deficiente de biotina. Totusi, exista dovezi ca biotina joaca un rol in cazul leziunilor copitelor, leziuni observate frecvent la vacile adulte, din moment ce ologeala asociata cu probleme ale tesutului moale al cornului a foat redusa considerabil, cand animalelor afectate li s-a administrat biotina suplimentara.

5.4 Deficienta la ecvine

Deficienta experimentala de biotina nu a fost raportata la ecvine. Totusi, la cai se intalnesc cazuri de copite friabile, slabite. Avand in vedere succesul biotinei in tratarea leziunilor copitei la porci, tratamente asemanatoare au fost incercate la cai si au fost eficiente . Eficienta a fost raportata in cazul a cativa cai cu probleme mai vechi ale copitei, caracterizate printr-un corn faramicios, moale, copite concave, calcaie joase, picioare fragile si potcoave aruncate. Dupa 6 luni de tratamente cu biotina, in doze de 1.5 mg pe zi, au fost observate imbunatatiri considerabile a calitatii copitei. Copitele aveau o forma mai buna, calcaieleerau mai adanci si peretii si marginile cornului erau mai puternice, cu rezultatul ca potcoavele puteau fi fixate cu mai multa siguranta. Schimbarile sun aratate in Figurile 21 si 22.

Aceste ameliorari s-au produs mai rapid decat ar putea fi explicate de cresterea unui corn nou, mai puternic.Ca si la porci, se pare torusi ca biotina poate initia procese inauntrul copitelor la cai, care protejeaza tesuturile senzitive si intaresc cutia de corn in partile mai joase ale peretilor copitei. Totusi, mecanismul acestor procese nu se cunoaste inca.

Nu se stie inca daca aceste cazuri reprezinta deficienta de biotina sau anomaliile care raspund la biotina. Nivelul de tratament cu biotina este ridicat fata de nivelele normale nutritional si este legat de greutatea animalului; pentru caii grei ar putea fi necesare pana la 30 mg biotina/zi, pe cand 5 pana la 10 mg ar putea fi suficiente pentru ponei si magari. Hartienne (1985) si Wintzer (1986) au suplimentat multi cai de curse si de calarie cu 3.1-3.7 mg biotina /100 kg greutate vie, timp de aproape 10 luni. Biotina nu a marit viteza de crestere a copitei, dar a corectat diferite probleme ale copitei, cum ar fi copitele fragile, potcovitul prea des si fisuri recidivante ale copitei.

Durata suplimetarii este determinata de perioada de crestere a cutiei de corn. De la coroana in jos, noului corn ii ia 9-12 luni sa creasca in fata peretelui copitei;pe lateral, 6-8 luni; si talpa si furcuta 2-4 luni. Au fost observate reactii in multe alte cazuri in vestul Germaniei, Elvetia, Grecia, Ucraina, Australia, Brazilia, SUA si se cunoaste aparent, ca biotina este un nutriment important pentru calitatea copitei la ecvine.

5.4 Deficienta la pesti

Biotina este un nutriment esential pentru pesti si semnele unei deficiente pot fi determinate prin introducerea de albus crud de ou in hrana. La somon, pastrav si crap, sunt reduse viteza de crestere, transformarea hranei si rezistenta la inot. Efectele patologice includ inchiderea culorii pielii, atrofia muschilor si a tesutului pancreatic, leziuni ale colonului, degenerarea bronhiilor, ficat marit si pal si convulsii spastice. In sange, se produc anemii si fragmentari eritrocitare. In ficat, efectele includ reduceri ale activitatii enzimelor biotino-dependente, scaderea nivelelor de lipide, schimbari ale compozitiei acizilor grasi si acumularea de glicogen. Viteza de crestere a tiparilor cu deficienta este de asemenea redusa si pot adopta o pozitie anormala pentru inot.

"Namolul albastru" sau "bandajul de namol" este o boala sezoniera care poate cauza mortalitate ridicata printre pastravul maroniu si poate afecta de asemenea, pastravul curcubeu si de parau in mai mica masura. Cand se produce, corpul pestelui devine "impachetat" intr-o membrana albastruie, de care unii reusesc sa scape in cele din urma, dandu-i pestelui o infatisare de "bandajat". Pestii afectati devin spalaciti, isi pierd apetitul si mor. Boala este cauzata de deficienta de biotina si poate fi indusa experimental prin hranirea cu albus crud de ou. Pastravii de parau sunt in special mai susceptibili, din moment ce s-a arata ca au un necesar mai ridicat de biotina decat alte specii.

Cantitatea de biotina care o necesita un animal in dieta sa pentru a-si cunoaste cerintele metabolice poate depinde de cativa factori.

Microorganismele intestinale sunt capabile sa sintetizeze multe vitamine B, inclusiv biotina. Dar sunt, de asemenea microorganisme, cum ar fi Lactocacillus si Pseudomonas, care consuma biotina prezenta in chim si astfel concureaza cu gazda pentru biotina. In intenstinul gros sau cecum, totusi, concentratia de biotina a continutului este foarte mult marita. Pe presupunerea ca o cantitate mare din aceasta biotina poate fi absorbita direct, multe studii timpurii asupra deficientei de biotina implicau alimentarea cu pastile pe baza de sulf (ex: sulfaguanidina, sulfasuxidina) pentru a elimina organismele coliforme sintetizatoare de biotina. Oricum, cu identificarea bolilor care reactionau la biotina la cateva clase de animale de ferma, este evident ca, contributia directa a biotinei microbiene este neglijabila la unele animale si s-ar putea sa nu fie atat de importanta pentru altele, asa cum s-a reflectat anterior.

Experimentele au confirmat utilizarea scazuta a biotinei microbiene la unele specii. La puisori, semnele deficientei au fost descoperite a nu fi mai severe decat la puii normali hraniti cu o dieta deficienta in biotina. Sunde et al. (1950) au descoperit ca perioada de depletie a fost prelungita cand gainilor cecomizate li s-a administrat o dieta deficienta si s-a stipulat ca microorganismele care folosesc si absorb biotina s-au stabilit in cecum.

O situatie asemnatoare exista la porc. O sinteza considerabila de biotina se produce in cecum si intestinul gros, dar animalul nu benifiaza de ea daca este prevenita coprofagia. Doi factori contribuie probabil la lipsa absorbtiei biotinei sintetizate intestinal. In primul rand, biotina este produsa inauntrul peretilor celulelor bacteriene si este asadar protejata de procesele digestive si de absorbtie. In al doilea rand, primul sfert al intestinului subtire este locul principal al absorbtiei de biotina dietetica, tinand cont de faptul ca biotina microbiana este produsa in partile mai joase ale sistemului digetiv. Abilitatea scazuta a intestinului gros de a absorbi biotina este aratata de absorbia a doar 10% din biotina radioactiva in solutii injecatate in intestinul gros.

Situatia la animalele monogastrice se schimba daca se produce coprofagia, din moment ce produsii microbieni trec apoi prin parti ale sistemului digestiv, ideal potrivit digestiei si absorbtiei de nutrimente. Asadar, la sobolani, trebuie interzis accesul la excrementele lor, daca se induce deficienta de biotnina. Puii nu tolereaza copofragia pe scara larga, dar pasarile crescute pe pardoseala ciugulesc printre dejectii si fara indoiala, ingera biotina de origine microbiana, din moment ce starea biotinei a fost gasita a fi putin ridicata lapasarile crescute pe paie decat la cele hranite cu aceeasi dieta crescute pe pardoseli de plasa. De asemenea, severitatea deficientei de biotina, din punct de vedere al incetinirii cresterii si al producerii FLKS este mult mai pronuntata la pasarile crescute pe pardoseli de plasa. In opozitie cu broilerii, rasele de carne cu restrictie la hrana par a obtine foarte puina biotina din dejectiile lor, desi sunt vazute a cuiguli printre ele frecvent.

La rumegatoare, produsii fermentatiei ruminale trec prin intestine unde vitaminele sintetizate pot fi absorbite. Viteza sintezei de biotina in rumen poate fi afectata de diete, de exemplu administrarea de uree la vite creste continutul de biotina ruminala. Totusi, cantitatea sintetizata este adesea cea mai mare, cand sunt administrate diete cu continut scazut in biotina, cu rezultatul ca, continuturile de biotina ruminala si de aici, suplimentul de biotina la animal, raman in mod comparativ constante.

Microorganismele din genul Streptomices, care ar putea produce streptavidina si alte proteine ce se leaga de biotina, sunt cunoscute ca apar in dejectii si in nutreturile stricate, dar exista putine informatii asupra informatiei practice a adversarilor din aceasta sursa.

Adversarii principali de o posibila importanta nutritionala sut avidina si strepavidina. Cand sunt utilizati compusii oului ca ingrediente dietetice, ar trebui gatiti pentru a inactiva proteinele ce se leaga de biotina. Unde acest lucru nu este dorit, cum ar fi prepararea dietelor experimentale, avidina din albusul de ou de gaina (uscat prin pulverizare) poate fi neutralizata prin adaugarea de 10-12 mg biotina / kg albus.

Stabilitatea biotinei de origine naturala sau sintetica din ingredientele nutreturilor si diete sub nivelul conditiilor normade de procesare si depozitare, este buna. Masurarea continutului de biotina din diete nu a aratat nici o scadere in timpul depozitarii pe 3 luni. La puii hraniti cu tablete nu a rezultat o scadere a starii biotinei comparativ cu aceia la care hrana se administreaza sub forma de terci. Totusi, exista dovezi ca acizii grasi nesaturati oxidativi pot distruge biotina.

Relatia dintre nivelul de biotina si viteza de crestere la broileri poate fi reprezentat printr-un grafic corespunzator. Totusi, ca si in cazul altor nutrimente, forma graficului si necesarul pentru performanta optina estimata din el depinde de nivelul performantei atinse. Studiile asupra cerintelor gainilor, folosind diete purificate sau conditii de ferma care previn pasarile sa atinga cele mai ridicate viteze de crestere sunt probabil sa subestimeze necesarul.

Acum, ca se cunosc mai multe despre nivelele si disponibilitatile biotinei din furajele uscate, a devenit posibil sa se verifice nivelul disponibil in diete, putand fi realizate studii asupra cresterii folosind diete practice. Graficul corespunzator cresterii, obtinut prin combinarea datelor din doua asemenea experimente in care broilerii au crescut cu o viteza apropiata potentialului lor genetic, este aratat in Figura 23. Din grafic este estimat ca necesarul dietetic pentru performantele optime ale ambelor sexe la pasarile crescute pe pardoseli cu paie a fost de 170 mg biotina disponibila/kg. Acest nivel a fost suficient pentru a reduce mortalitatea in cazul FLKS la minim. Recent, necesarul probabil al broilerilor pentru biotina a fost reactualizat la 180 mg per kg.

Alte doua puncte se inalta din Figura 23. In primul rand, efectul initial al unei deficiente este de obicei o reducere in performanta de crestere; sunt observate leziunile doar cand deficienta este suficient de severa pentru a cauza o scadere considerabila a cresterii.In al doilea rand, necesarul de crestere al broilerilor adopostiti pe pardoseli de plasa si astfel, accesul interzis la dejectiile lor, este aproximativ cu 10% mai ridicat decat pentru cei de pe pardoseli de paie.

In conditii de stres nutritional sau de mediu, necesarul de biotia pentru broileri ar putea fi mai ridicat de 180 mg/kg. De exemplu, cand dietele contin nivele usor scazute de proteine sau grasimi si cand temperatura sau alt tip de stres se combina pentru a cauza FLKS, ar putea fi necesare 250 pana la 300 mg/kg pentru a reduce mortalitatea la minim.

Puii din rasele de oua pentru consum au o viteza de crestere mult mai redusa decat broilerii si gainile a caror necesar de biotina este mai mic. S-a estimat ca aproximativ 40 mg biotina disponibila/kg nutret este suficienta pentru a se dezvolta in bune conditii o puicuta in punctul de ouat.

Totusi, FLKS afecteaza uneori acest gen de pasare si ar putea fi chibzuita furnizarea de 100 mg/kg din timpul primelor cateva saptamani de viata.

Necesarul de biotina al gainii pentru ouat este scazut in comparatie cu cel al broilerilor. Studii timpurii efectuate de Craveus et al. (1942) si Brever si Edwards (1972), au indicat ca atunci cand s-au administrat diete lipsite de biotina. ouatul a continuat aparent neafectat.

Ulterior, Bradley et al. (1976), a observat o imbunatatire a productiei de oua la gainile din rasa Leghorn, cand un nivel ridicat de biotina (550 mg /kg) a fost adaugat la o dieta pe baza de soia. In opozitie, Whitehead (1980), intr-un experiment pe o scara mai larga, nu a obtinut nici o imbunatatire in productia de oua la gainile din rasa Leghorn- albe prin suplimentarea unei diete obisnuite, bazata pe faina de grau, scrumbie(???) si boabe de soia, si care contine estimativ aproximativ 30 mg biotina/kg. Totusi, calitatea interna a albusului de ou, in ceea ce priveste unitatile Haugh, a aratat o imbunatatire de 5% cu un supliment de biotina dietetica de 150 mg/kg. Alte studii efectuate de Leeson et al.(1979a) si Harms et al.(1979), nu au aratat nici o imbunatatire semnificativa a productiei de oua cand au fost suplimentate dietele obisnuite care contineau aproximativ 120mg biotina disponibila/kg. In conditii normale, dietele obisnuite par, asadar, sa contina suficienta biotina pentru a sustine productia optima de oua la gaini.

La gainile de prasila, biotina este un factor important pentru eclozare si cateva studii au dat informatii asupra necesarului gainilor de prasila pentru oua si pentru carne. Exista dovezi din munca lui Leeson et al.( 1979 a, b), ca necesarul pentru vitamina variaza cu rasa, fiind mai ridicat la rasele de carne. Pentru broilerii de prasila hraniti ad libitum, Brewer si Edwards (1972), au estimat ca necesarul pentru o eclozare maxima sa fie 100mg/kg, desi eclozarea actuala atinsa in experiment a fost scazuta de standardele comerciale. La Leghorne, Bradley et al. (1976) a descoperit o mica crestere semnificativa in ceea ce priveste eclozarea, cand o dieta care continea probabil 100-120 mg biotina disponibila/ kg a fost suplimentata cu biotina, dar nu a fost nici o crestere semnificativa a eclozarii cand Harms et al. 1972 a suplimentat o dieta cu continut estimantiv de 120mg/kg.

Cel mai recent studiu asupra broilerilor de prasila a asociat necesarul de biotina nivelului de proteina dietetica. Cerintele broilerilor a caror hrana a fost restrictionata comform metodelor de management conventional s-au dovedit a fi mai ridicate cu o dieta ce contine 16,8% proteina bruta. Pe baza productiei de pui eclozati acceptabili din punct de vedere comercial, necesarul dietetic minim a fost estimat a fi 100 mg/kg, echivalentul unei alimentatii zilnice cu 16 mg / gaina. Totusi, in vederea nevoii de a furniza puii cu o acumulare materna satisfacatoare de biotina, o alocatie dietetica de 200 mg/kg ar putea fi considerata mult mai satisfacatoare.

Necesarul de biotina al curcilor in crestere este ridicat considerabil fata de cel al puilor si a fost subiectul a numeroase investigatii, utilizand atat diete obisnuite cat si purificate. Factorii de complicatie in aprecierea necesarului sunt asemanarile in ceea ce privesc efectele deficientei de biotina si a infectiei cu Mycoplasma si rolul biotinei in metabolismul mycoplasmei. Relatia ar fi contribuit la intinderile largi ale estimarilor aratate in Tabelul 4 pentru necesarul de biotina ar curcilor domestice tinere.

Ca si in cazul puilor, necesarul de biotina pentru curcile de prasila este, in primul rand, pentru eclozare. Cateva studii au investigat aces aspect. Jensen (1967) a descoperit ca o dieta ce contine 110 mg/kg nu a sustinut punctul maxim de eclozare, pe cand Waibel et al. (1969) si Arends et al. (1971) au descoperit ca dietele ce contin 145 si respectiv 155 mg/kg erau adecvate. Suplimentarea peste ultimele 2 nivele nu a imbunatatit performanta curcilor adulte sau a curcilor tinere carora li se administrau diete adecvate. Alte studii cumar fi cele ale lui Atkinson (1972) si Atkinson et al. (1976), au prezentat reactii in ecloziune si in performantele curcilor tinere, cand dietele obisnuite au fost suplimentate cu nivele ridicate de biotina (550 mg/kg), dar nu s-a dat nici o informatie cu privire la continutul de biotina disponibila in dietele de baza.

Pe baza acestor descoperiri, necesarul curcilor de prasila este de aproximativ 150 mg /kg si un nivel de aproximativ 200 mg/kg ar trebui sa fie adecvat in scopul formularii unei diete obisnuite.

Se presupunea ca, dietele obisnuite la porci contineau cantitati adecvate de biotina naturala; de aceea, cateva studii au fost conduse asupra necesarului de biotina pentru diferite stadii ale productiei porcilor. Aceasta presupunere a fost anulata de descoperirile recente asupra reactiilor importante din punct de vedere comercial la biotina suplimentara, care au aratat ca dietele obisnuite ar putea sa nu contina suficienta biotina. Totusi, raspunsurile la aceste studii, insumate in Tabelul 2 si 3, au fost atinse cu nivele relativ singulare generoase suplimentare. Asadar, inca exista putine informatii asupra reactiilor la nivele dietetice gradate de biotina care pot fi folosite ca o baza pentru cerintele de "decor" (??).

Iau nastere dificultati suplimentare asupra interpretarii rezultatelor obtinute cu diete obisnuite. Exista putine informatii directe asupra disponibilitatii biotinei in diferite ingrediente ale nutreturilor. Ar putea exista posibile interactiuni ale biotinei cu alte nutrimente cum ar fi cuprul, dar sunt inca necuantificate. Este asadar imposibil sa se faca declaratii precise cu privire la cerintele minime la porci. Totusi, in baza experientei din teren, si a studiilor de laborator, au sugerat alocatii si suplimente pentru ratiile obisnuite la porc, pentru mentinerea sanatatii si performantei normale - sunt date in Tabelul 5. Sunt necesare nivele dietetice mult mai ridicate pentru a reda sanatatea piciorului la porcii afectati de leziuni ale copitei. Experienta a sugerat ca suplimente de 1 pana la 1,5 mg /kg nutret, echivalentul unei intrari zilnice de 2,5-4 mg/zi pe parcursul unei perioade de 2-4 luni ar putea fi cerute pentru a pemite vindecarea leziunii piciorului la scroafele de prasila.

Studiile asupra nurcilor au sugerat ca necesarul lor de biotina este de aproximativ 250 mg/kg. Aceasta valoare se presupune ca este de asemenea adecvata si pentru alte animale, ca vulpile, cainii si pisicile. Dietele obisnuite ar putea necesita suplimentarea pentru a furniza acest nivel. Cu anumite ocazii ar fi adecvate nivelele mai ridicate, daca calitatea ingredientelor din hrana este in dubiu sau cand este important sa se atinga o calitate foarte ridicata a blanii ca in cazul animalelor de expozitie.

Desi nu exista dovezi experimentale pentru deficienta de biotina la cal, sensibilitatea anumitor boli frecvente ale copitelor sugereaza ca, caii au un necesar dietetic pentru aceasta vitamina. Valorile pentru acest necesar nu au fost inca stabilite, dar doxele de mentinere de 2-7 mg/animal sunt date frecvent pe o baza zilnica.

Literatura asupra necesarului de biotina al pestilor este caracterizata de o gama larga de aprecieri pentru speciile individuale in parte, aceasta ar putea reflecta diferite criterii utilizate din momentul in care Poston (1976) a descoperit ca, intrucat un supliment de 100 mg/kg la o dieta purificata era adecvat pentru cresterea optima si conversia hranei la pastravul de lac, 500-1000 mg/kg erau necesare pentru rezistenta la inot. O complicatie suplimentara in interpretarea studiilor folosind diete practice este aceea ca unele diete au continut produsi de grau; disponibilitatea biotinei in acestia la pesti este necunoscuta. Factorii de mediu ar putea de asemenea sa afecteze necesarul la cateva specii. De exemplu, crapii isi pot mari intrarea de vitamine B, mancand malul de pe fundul iazului. Necesarele sugerate si nivelele suplimentare pentru tipuri variate de pesti sunt date in Tabelul 6.

Primul efect al unei deficiente de biotina la un animal este de obicei o scadere a performantei, care nu ar putea fi detectata rapid. O deficienta mai severa ar putea cauza leziuni care nu sunt diferite de acelea cauzate de deficienta altor nutrimente. Este asadar util sa fie disponibile cateva criterii metabolice pentru aprecierea statutului biotinei la anumale.

Concentratiile tisulare sau plasmatice de biotina la pui sunt asociate cu absorbtia dietetica si pot fi folosite drept criterii ale statutului biotinei la pasari sau diete. La puii tineri, continutul biotinei din ficat a fost utilizat pentru a da informatii asupra situatiei biotinei individuale in legatura cu producerea FLKS. Totusi, concentratiile plasmatice au fost utilizate in mare masura drept criterii ale statutului, din moment ce au prezentat o reactie generala la schimbarile continutului dietetic. Concentratii de 2 pana la 3 ng/ml au fost asociate cu statutul marginal de biotina la puii de 4-5 saptamani. Concentratiile de 1 ng /ml sau mai putin au fost gasite la puii care prezentau leziuni severe ale piciorului si o scadere a cresterii. Aceste reactii sunt ilustrate in Figura 4.

Concentratiile plasmatice ridica aproximativ 10 pliuri (??) la gaini o data cu startul maturitatii sexuale. Majoritatea rapoartelor din literatura arata o relatie relativ lineara intre concentratiile dietetice si plasmatice pana la un nivel dietetic de aproximativ 300 mg/kg. Concentratia plasmatica atinge faza de platou cand dieta contine aproximativ 500 mg/kg, dar creste din nou usor, ca raspuns la intrarile foarte ridicate.

O relatie observata este ilustrata in Figura 25, dar exista diferente intre raportarile individuale cu privire la rapunsul cantitativ precis al biotinei plasmatice. Acestaar putea reflecta diferentele analitice sau de rasa, dar inseamna ca pana cand un grup mai mare de date este disponibil, concentratia plasmatica de biotina nu poate fi utilizata drept criteriu de baza al statului de biotina la gaini. In ceea ce priveste concentratia plasmatica la curci, sunt disponibile doar date limitate. Totusi, un experiment comparativ a aratat o relatie cantitativa foarte asemanatoare, cu continut dietetic, cu aceea observata la puicutele ouatoare.

Depozitarea biotinei in ou a fost in mare masura studiata. Datorita naturii progresive a formarii galbenusului in ovar, concentratiei de biotina din galbenus tine de la 1 la 2 saptamani pentru a reflecta schimbarile din intrarile dietetice. Forma generala a reactiei biotinei din galbenus la biotina dietetica se aseamana cu cea a biotinei plasmatice, dar este in primul rand liniara fata de un sir nutritional semnificativ de intrari dietetice. Mai mult, reactii consistente corecte au fost raportate din cateva studii pe diferite rase. Totusi, cu un continut dietetic de aproximativ 150 mg/kg concentratiile galbenusului au fost gasite a se intinde de la aproximativ 500 mg/g greutate umeda galbenus la gainile din rasa Leghorn, la aproximativ 700 mg/g la rasele de broileri ISA/Brown, Ross si Marshal. Aceste date se refera in principal la gaini aflate in varful productiei de oua (aprox.30 saptamani); pentru gainile mai batrane au fost raportate valori de aproximativ 800 mg/g pentru rasa Leghorn si pentru broilerii de prasila. Diferentele de rasa apar, asadar, a fi relativ mici si este semnificativ a se folosi o valoare de card pentru concentratia in biotina a galbenusului drept criteriu al statutului de biotina la gaini si drept baza pentru aprecierea proportionalitatii unei diete. S-a sugerat ca, o valoare de 550mg/g reprezinta concentratia de biotina minima satisfacatoare a galbenusului pentru rasele de broileri, dar probabil 700 la 800 mg/g

reprezinta valorile sigure pentru a tinti la practicile comerciale. Concentratiile galbenusului la curci sunt aproximativ o jumatate pana la o treime din valorile observate la gaini la nivele dietetice echivalente.

Concentratia de biotina din albus reflecta schimbari rapide in intrarile dietetice si prezinta un raspuns liniar dur la nivele de pana la 1000 mg/kg dieta. Concentratiile sunt mai ridicate in albusul oualor de curca si prezinta o relatie liniara pana la nivele dietetice mult mai ridicate.

Aceste relatii intre nivelele dietetice si plasma si concentratiile de galbenus si albus la gaini sunt ilustrate in Figura 25 si se refera la pasari aflate in varful ouatului. S-a descoperit ca concentratiile de biotina din plasma si galbenus cresc usor pe parcursul perioadei de ouat. Cresteri de 35 si 50% au fost raportate la curci si respectiv la gaini.

Concentratiile plasmatice de biotina au fost masurate la diferite varste si desi nu exista asemenea informatii detaliate asupra reactiilor dietetice asa cum sunt disponibile pentru pui, este clar ca, concentratiile plasmatice reflecta intrarile dietetice. Reactiile observate intr-un experiment unde diferite nivele dietetice erau administrate purceilor sunt aratate in Figura 26. Totusi variatia individuala este ridicata si concluziile extrase din insemnarile grupului sunt mai bune.

La scroafe, concentratiile plasmatice sunt asemanatoare inainte si pe parcursul sarcinii si pe perioada lactatiei si au legatura cu intrarile dietetice. Concentratiile din intervalul 0.33 pana la 0.67 ng/ml, au fost observate la scroafele ce sufereau de leziuni severe ale piciorului. Suplimentarea dietetica cu biotina (400 mg/kg) a rezultat intr-o crestere a concentratiei plasmatice la 1,73 mg/ml. La o turma care a prezentat o reactie reproductiva la biotina, mediile concentratiilor plasmatice au fost marite de la 1.1 la 1,9 mg/ml de catre un supliment dietetic de 350 mg/kg. In cazul alteia, concentratia plasmatica a crescut de la 0.6 la 1,4 mg/ml cu 440mg biotina dietetica suplimentara/kg. Biotina din laptele scroafei creste de asemenea de la 24 la 68 mg/ml.

Concentratia plasmatica de biotina este foarte ridicata la purcei la fatare, dar scade rapid. Asadar, s-a observat o scadere a concentratiei de la 4.25 la 0.62 mg/ml in primele 14 zile de viata. Concentratiile plasmatice ale purceilor reflecta de asemenea statutul de biotina al scroafei; valorile de corespondenta la purceii de la scroafele hranite cu diete suplimentate cu 440 mg/kg erau 1, 3 si respectiv 3, 1 ng/ml.Concentratiile plasmatice de 0.4 ng/ml au fost raportate la purceii intarcati de la scroafele care nu au primit biotina suplimentara. Pe parcursul cresterii pe baza dietelor nesuplimentate, concentratiile plasmatice erau in intervalul 0,59- 0,66 ng/ml si porcii au dezvoltat leziuni ale piciorului. Suplimentarea cu 220 mg/kg a marit concentratiile plasmatice de la 0,95 la 1,3 ng/ml si a imbunatatit sanatatea copitei. In deficienta experimentala de biotina, leziunile au fost observate la purceii tineri in crestere, avend nivelele plasmatice de 0,4- 0,5 ng/ml. Concluziile generale asupra proportionalitatii concentratiilor plasmatice de biotina in relatie cu sanatatea unghiilor si a pielii au fost trase de catre Misir et al. (1986), pe baza unor studii indelungate asupra scroafelor la prima si a doua fatare cu deficienta de biotina indusa. Acesti autori au propus urmatoarea scara (aplicabila porcilor in crestere si celor adulti).

In vederea beneficiilor viitoare ale biotinei in legatura cu reproductia, s-a sugerat ca, concentratiile plasmatice de biotina la scroafele de prasila ar trebui sa fie de cel putin 1,0 ng/ml si, de preferat 1,2 ng/ml.

Dupa cum s-a discutat in capitolul 4, situatia biotinei unui animal poate avea un efect precis asupra activitatilor enzimelor biotino-dependente. Activitatile enzimelor mitocondriale, cum ar fi piruvat carboxilaza si propionil CoA carboxilaza, sunt mult mai sensibile la intrarile de biotina decat acelea ale enzimei citoplasmatice acetil CoA carboxilaza. Desi activitatea ultimei enzime poate fi folosita pentru a da informatii asupra situatiei biotinei la pui, varietatea mult mai mare in activitatea piruvat carboxilazei o face mai potrivita ca indicator. In tesuturi, activitatile din ficat si rinichi sunt cele mai sensibile la schimbarile de biotina dietetica la pui si inficat activitatea este proportionala cu intrarea de biotina asupra unei limite foarte largi de nivele de biotina dietetica. Din pacate, activitatile piruvat carboxilazei in ficat se schimba considerabil cu varsta si poate fi de-asemenea afectat de alte aspecte ale unei diete, cum ar fi nivelul de proteina sau de grasime. Din moment ce masuratoarea enzimelor tisulare necesita invariabil moartea animalului, un criteriu mult mai potrivit al situatiei biotinei este activitatea unei enzime prezente in sange.

La speciile aviare faptul ca celule rosii ale sangelui sunt nucleate si se presupune ca ramasitele mitocondriale sunt prezente in nuclei, explica in mod comparativ nivelele ridicate ale activitatii piruvat carboxilazei care au fost gasite in sangele puilor si curcilor. Mai mult, s-a descoperit ca activitatea acestei enzime da o indicatie buna a situatiei biotinei la aceste specii asupra unei limite foarte largi a intrarilor de biotina dietetica. Activitatile scad pe parcursul primelor cateva saptamani de viata, dar de la 4 la 8 saptamani sunt in mod comparativ constante la broileri. La puii de curca, activitatea este un criteriu satisfacator pana la cel purin 12 saptamani de viata, dupa cum este aratat in Figura 27. Activitatea poate fi afectata de catre nivelele dietetice de proteina si grasime, desi cu extindere mult mai mica decat activitatea din ficat. Activitatea enzimei poate fi pastrata pe baza unui mediu de glicerol astfel largindu-si utilitatea la probele de teren.

Relatia dintre activitatea enzimatica si intrarea de biotina este sigmoida in natura, dar asupra unei limite largi de nivele dietetice, reactia enzimatica este liniara. La cele mai ridicate nivele dietetice exista o relatie apropiata intre reactiile activitatii enzimatice si a performantelor de crestere la broileri, dupa cum este aratat in Figura 28, cu rezultatul ca activitatea enzimei este un bun criteriu nu doar al statutului dar si al necesarului de biotina la broileri. Din cauza variatiei activitatii enzimatice dintre indivizi, masuratorile de grup dau o estimare mai buna a situatiei biotinei si a fost descoperit ca jumatate din activitatile specifice de aproximativ 90 nmoli de ⁴CO₂ incorporat pe g hemoglobina/ minut la 38^o , sunt valabile, cu o intrare de biotina satisfacatoare la broileri la aproximativ 4 saptamani de viata. Din pacate, ca rezultat al schimbarilor o data cu varsta in cadrul acestor activitati, enzimele dau indicatii nesatisfacatoare despre statutul biotinei la pasarile adulte.

Activitatea piruvat carboxilazei a fost detectata de asemenea si in plasma porcilor tineri, desi la un nivel foarte scazut din moment ce enzima este probabil limitata la celulele albe si posibil, la reticulocite. Cu toate acsetea, s-a descoperit ca activitatea este in legatura cu admisia de biotina si ar putea fi de folos ca indicator practic al statutului de biotina.

Din moment ce o reducere a activitatii enzimatice aparuta din deficienta de biotina se datoreaza lipsei de biotina decat celei de apoenzime, gradul la care activitatea enzimatica specifica poate fi intensificata prin incubarea in vitro cu biotina, poate fi folosita pentru a da informatii asupra statutului biotinei. Desi un coeficient de activare mai mare decat unitatea implica, ca la origine a fost prezenta o cantitate insuficienta de vitamina pentru a permite activitatea enzimatica maxima specifica.

Verificarile activitatii enzimatice au fost deja dezvoltate pentru a determina situatiile riboflavinei, tiaminei si piridoxinei. In cazul biotinei, s-a demonstrat la sobolani ca extinderea activarii activitatii piruvat carboxilazei in eritrocite era asociata situatiei biotinei fata de activitatea enzimatica specifica.

La pui, tehnica activarii a fost aplicata cu succes in ficat, atat la piruvat carboxilaza cat si la acetil CoA carboxilaza, desi in sange doar piruvat carboxilaza prezenta o activare. In ciuda nivelelor de activare mult mai scazute ale piruvat carboxilazei din sangele de porc, coeficientul de activare al acestor enzime este de asemenea, legat de statutul biotinei la aceste specii, dupa cum este aratat in figura 29. Activarea enzimei este probabil cel mai potrivit mijloc al aprecierii statutului biotinei individual la animalele si la acele specii unde, activitatile enzimatice specifice sunt scazute sau nici pe departe, legate la statutul biotinei.

De obicei, biotina se produce intr-o forma legata, in majoritatea ingredientelor naturale ale nutreturilor, desi cantitatea poate varia considerabil, nu doar dintr-un singur nutret la altul, dar si intre diferite probe ale aceluiasi nutret. Pot fi multe motive pentru acest lucru. In produsele din plante, pot exista variatii ce depind de tipul de planta, fertilitatea solului si climatul pe perioada sezonului de crestere. Aceasta este ilustrata in Tabelul 7, unde in Ucraina continutul in biotina al graului si in special al orzului au variat considerabil pe parcursul a 3 recolte succesive. Este probabil ca variatiile sa fie de asemenea cauzate de diferentele metodelor de procesare si in timpul stocarii, in special daca sunt prezente grasimile rancede. In final, diferentele din tehnicile analitice pentru extractie si masurarea biotinei, pot fi un factor in cazul valorilor diferite raportate in diferite studii. S-a descoperit in general, ca exista o variabilitate mult mai mare in cazul continuturilor in biotina in proteinele animale decat in proteinele vegetale. Rezultatul unei cercetari a continutului in biotina a ingredientelor nutreturilor facuta la laboratoarele Roche din Basle sunt date in Tabelul 8.

Nu toata biotina prezenta in unele ingrediente ale nutreturilor este disponibila, din punct de vedere nutritional, pentru animale. Bioverificarea reactiei de crestere a puilor a fost utilizata frecvent ca mijloc de determinare a biodisponibilitatii biotinei. Totusi, cresterea este o reactie nespecifica si este necesara o ingrijire considerabila in conditii experimentale si interpretarea datelor pentru a asigura ca estimarea biotinei disponibile intr-o proba de testare este valida. Metoda da cele mai bune rezultate atunci cand probele de testare sunt bogate in biotina, dar au fost intalnite probleme cu unele cereale care sunt surse sarace in biotina disponibila. Problema a fost mult mai severa cu graul. Biodisponibilitatea saraca a graului a fost suspectata cand hranirea cu diete obisnuite bazate pe aceste cereale, au produs leziuni specifice deficientei si, din observatii,ca FLKS s-a produs frecvent cu diete bazate pe grau. Au existat cateva estimari ale biodisponibilitatii de aproape 40% in grau. Totusi, studii mai riguroase au sugerat ca biodisponibilitatea in intervalul 0 la 4%,este foarte mult scazuta. Biodisponibilitatea scazuta a fost observata de asemenea si la alte cereale ( orz de la 10 la 20%, sorg 20-25%).

In opozitie, biotina din mazare s-a dovedit a fi foarte disponibila. S-au desfasurat recent verificari specifice pentru biodisponibilitatea biotinei. A fost utilizata ca baza pentru o verificare reactia liniara a activitatii piruvat carboxilazei din sange la puii tineri asupra unei limite foarte largi de concentratii de biotina dietetica. Rezultatele obtinute cu aceasta metoda au aratat ca biodisponibilitatea este scazuta la grau (5%), ridicata la mazare si la faina din boabe de soia si intermediara intr-un grup de alte ingrediente ale nutreturilor. S-a sugerat ca activitatea piruvat carboxilazei din ficat nu reprezinta o baza atat de potrivita pentru o bioverificare , desi studiul in cauza nu a reusit sa ia in considerare dependenta cunoscuta a acestei enzime de continutul dietetic in proteine.

Continutul in biotina al galbenusului de ou a fost folosit de-asemenea ca criteriu al biodisponibilitatii biotinei. Valorile graului(0%),sorgului(10-20%), mazarii(75-100%) si ale fainii din boabe de soia (100%), au fost obtinute prin aceasta metoda.

Estimarile biodisponibilitatii la pui, intr-un grup de ingrediente sunt incluse in Tabelul 9. Exista putine informatii pentru alte specii. Un scurt raport a sugerat ca biodisponibilitatile din cereale pentru puii de curca sunt aproape asemanatoare cu valorile raportate pentru pui.

Producerea bolilor aparent deficiente la porcii hraniti cu diete bazate pe orz si grau, insotite de nivele scazute de biotina sanguina, sugereaza ca biodisponibilitatea biotinei la porci poate fi de asemenea fi limitata in unele ingrediente ale nutreturilor. Folosind la porci nivelul plasmatic de biotina drept criteriu, au fost gasite valori scazute ale disponibilitatii unor nutreturi importante.Magnitudinea reactiilor la porc convine in mare masura cu valorile gasite la pui (Tab.9). S-ar parea insa, ca porcul este chiar si mai putin capabil sa utilizeze biotina prezenta in unele ingrediente ale nutreturilor.

Nu exista nici o informatie disponibila asupra variatiei biodisponibilitati dintre diferite probe de nutreturi si nici asupra cauzelor de indisponibilitate. S- a presupus ca biotina este implicata in legaturi chimice sau fizice, care nu sunt raspunzatoare de procesul digestiv. S-a demonstrat ca tratarea nutreturilor, cum ar fi prin micronizare, nu imbunatateste biodisponibilitatea. Biotina pare a fi asociata cu componentele fibroase ale cerealelor si Misir si Blair (1984b), au raportat ca fibrele adaugate la dieta pot interactiona cu absorbtia biotinei libere din intestin. Aceasta observatie sugereaza ca fibra are o abilitate de a lega biotina, dar nu exista nici o dovada ca fibra naturala prezenta in nutreturi, cu biodisponibilitate scazuta, poate subrezi disponibilitatea biotinei din alte ingrediente.

Identificarea in ultimii ani a bolilor ce reactioneaza la biotina la porci si la puii de carne, traseaza nevoia continua de a revizui practicile nutritionale in lumina schimbarilor in performanta politicii economice si de furnizare. Pe masura ce eficienta conversiei alimentelor continua sa se imbunatateasca, va fi necesar sa se mareasca concentratia dietetica de vitamine, pentru a sustine procesele metabolice vitale in care sunt implicate.

Aceasta concluzie este sustinuta de modelarea matematica a cerintelor de biotina la pui. Pe baza comparatiiilor "iesiri/intrari" la broilerii de prasila, s-a estimat ca necesarul zilnic pentru mentinere al unui pui este intersectat de o admisie de 0,6 mg biotina/kg greutate corporala. Necesarul de crestere al puiului de carne s-a estimat a fi 170 mg/kg pe baza studiilor in care masculii de broileri au atins 2,1 kg in 56 de zile cu raportul de conversie al hranei de 2,2:1. Pe baza ipotezei ca (a) necesarul de crestere a masurat necesarul maxim la orice varsta (nu a existat crestere compensatorie), si ca (b) proportia de biotina dietetica sortita cresterii era maxima in timpul celei de-a doua saptamani de crestere (conversia hranei era la cel mai ridicat nivel, fara contributia biotinei din sacul galbenusului de ou in timpul primei saptamani), s-a obtinut urmatoarea ecuatie pentru a descrie necesarele de biotina: B= 247W₁+ 0.6W₂, unde B este necesarul zilnic de biotina(mg), W₂ este greutatea corporala (kg) si W₁ este greutatea obtinuta(kg/d).

Folosind ecuatia, se poate calcula ca broilerii, care iau in greutate pana la 2,5 kg la 49 de zile cu un raport de conversie al hranei de 2:1, ar putea avea la inceput un necesar dietetic de biotina de 180mg /kg. Pot fi calculate si necesarele teroretice pe parcursul etapelor ulterioare ale cresterii.

In ceea ce priveste pana in prezent exploatarea economica, introducerea formularii dietetice cu cost minim a avut ca rezultat eliminarea din dietele comerciale a multor ingrediente minore bogate in biotina si folosirea la nivel maxim in multe parti ale lumii, a graului. Acest lucru a avut ca rezultat o scadere a continutului de biotina disponibila din dietele porcilor si puilor.

In Anglia, Efectele combinate ale acestor schimbari de ordin nutritional si genetic, asupra admisiei de biotina naturala al scroafelor pe o perioada de 15 ani, sunt ilustrate in Tabelul10. Calculele arata ca, admisia de biotina disponibila, a scazut cu aproape jumatate pe parcursul acelei perioade. Tendinte asemanatoare s-au produs cu puii si acest lucru subliniaza importanta crescuta a biotinei suplimentare in formularea dietelor practice.

In tabelul 11 sunt prezentate continuturile in biotina disponibila a unor diete de inceput tipice pentru broileri. Unde este graul cereala principala, sunt necesare suplimentari majore cu biotina. Chiar si cu diete de mazare- boabe de soia, continuturile calculate sunt suboptime marginal(??), desi din curba de crestere din Figura 23, este evident ca potentialul pentru imbunatatirea cresterii in aceasta zona a curbei este foarte probabil sa fie mic. Cu toate acestea, de la larga variatie in continuturile de biotina a ingredientelor individuale indicate in Tabelul 8, este posibil ca dietele bazate pe boabe de soia-mazare sa fie deficiente la un nivel semnificativ din punct de vedere economic cand ele includ incarcaturi de ingrediente care contin nivele de biotina mai scazute decat normal. Au fost raportate exemple de reactii la suplimentarea cu biotina a dietelor bazate pe mazare-boabe de soia. Au fost observate pe parcursul unor serii de verificari in teren a broilerilor reactii importante din punct de vedere comercial asupra greutatii corporale si a eficientei de conversie a hranei la un supliment ce continea biotina (50mg /kg) si tiamina (1mg/kg). Intr-o singura verificare, a fost observata o reactie la biotina doar. Au fost raportate de asemenea ameliorari ale bolilor picioarelor si de piele si a veziculelor de pe piept.

Nivelele de biotina dietetica suplimentara recomandate sunt date in tabelul 13.