CC BY
81
doi: 10.24411/0235-2451-2020-10310 УДК 619:636.2.034
Корреляционный анализ как диагностический и прогностический критерий в оценке метаболизма микроэлементов у крупного рогатого скота*
Е. О. КРУПИН
Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства ФИЦ Казанский научный центр РАН, ул. Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - установление величины и достоверности корреляционных связей между содержанием микроэлементов в биологических жидкостях коров и телят голштинской породы. Концентрацию меди (Cu), цинка (Zn), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), селена (Se) определяли в крови и молоке методом атомно-абсорбционного анализа. В крови и молоке коров установлено по 6 достоверных корреляционных связей между микроэлементами, а в крови телят - 2 достоверные связи. Высокие положительные достоверные корреляции в крови и молоке коров установлены между цинком и селеном (гп = 0,717 и гп = 0,860). В 30,55 % случаев достоверные связи выявлены с позиции оценки «молоко коров - кровь телят». Наибольшая положительная достоверная связь в крови коров выявлена между медью и марганцем, самая сильная отрицательная достоверная связь - между медью и кобальтом - гс = 0,916 и гс = -0,671 соответственно. В молоке коров наивысшая положительная связь характерна для меди с селеном (гс = 1,000). В крови телят наибольшая достоверная положительная связь характерна для цинка с железом (гп = -0,928). Выявлены равные достоверные отрицательные связи между медью в крови коров с цинком и марганцем в их молоке (гс = -0,829). Наибольшая достоверная положительная связь между микроэлементами в молоке коров и крови телят характерна для цинка с марганцем (гп = 0,931). Достоверные положительные связи выявлены между селеном и марганцем, а также медью и кобальтом в крови коров и телят - гс = 0,829 и гп = 0,828, наибольшая достоверная отрицательная - характерна для меди. Ключевые слова: железо, кобальт, кормление, корова, корреляция, кровь, марганец, медь, молоко, селен, цинк. Сведения об авторах: Е. О. Крупин, кандидат ветеринарных наук, зав. отделом (e-mail: evgeny.krupin@gmail.com). Для цитирования: Крупин Е. О. Корреляционный анализ как диагностический и прогностический критерий в оценке метаболизма микроэлементов у крупного рогатого скота // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 3. С. 51-56. doi: 10.24411/02352451-2020-10310.
*Работа выполнена в рамках государственного задания «Мобилизация генетических ресурсов растений и животных, создание новаций, обеспечивающих производство биологически ценных продуктов питания с максимальной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды». Номер регистрации: АААА-А18-118031390148-1.
Correlation analysis as a diagnostic and predictive criterion in the assessment of micronutrient metabolism in cattle
E. O. Krupin
Tatar Scientific Research Institute of Agriculture, FRC Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences, ul. Orenburgskii trakt, 48, Kazan', 420059, Russian Federation
Abstract. This study was aimed at establishing the magnitude and significance of collations between trace elements in the biological fluids of Holstein-breed cows and calves. The contents of copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co) and selenium (Se) were determined in the blood and milk of experimental animals by atomic absorption analysis. For the blood and milk of cows, 6 statistically significant correlations between trace elements were established, while 2 significant correlations were found for the blood of calves. High positive significant correlations were established between Zn and Se contents in the blood and milk of cows (г(Р) = 0.717 and г(Р) = 0.860). In 30.55% of cases, significant collations were identified in the assessment 'cow's milk - calves' blood'. For the blood of cows, the greatest significant positive correlation was revealed between Cu and Mn concentrations. At the same time, the strongest significant negative correlation was between Cu and Co: r(S) = 0.916 and r(S) = -0.671, respectively. The highest positive relationship was between Cu and Se contents in the milk of cows (r(S) = 1.000). The greatest significant positive relationship was characteristic of Zn and Fe in the blood of calves (r(P) = -0.928). Equal significant negative correlations were established between Cu in the blood of cows and Zn and Mn in their milk (r(S) = -0.829). The greatest significant positive relationship between trace elements in the milk of cows and the blood of calves was demonstrated between Zn and Mn (r(P) = 0.931). Significant positive correlations were identified between Se and Mn, as well as Cu and Co in the blood of cows and calves: r(S) = 0.829 и r(P) = 0.828; while the highest significant negative relationship was found for Cu. Keywords: iron; cobalt; feeding; cow; correlation; blood; manganese; copper; milk; selenium; zinc. Author Details: E.O. Krupin, Cand. Sc. (Vet.), head of division (e-mail: evgeny.krupin@gmail.com).
For citation: Krupin EO. [Correlation analysis as a diagnostic and predictive criterion in the assessment of micronutrient metabolism in cattle]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020;34(3):51-6. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10310.
Одно из абсолютно новых направлений современной науки - металломика, «наука о металлах, формах нахождения металлов и их взаимодействиях, превращениях и функциях в биологических системах», как ее определил Н. НагадисЫ [1]. Из-за различного количественного содержания металлов в воде, почве, растительном сырье и кормах требуется детальное изучение основных параметров и закономерностей их распределения в организме животных и оценки корреляционной связи между различными микроэлементами в его биологических жидкостях [2].
В животноводстве пока не разработаны инструменты для неинвазивной оценки общих и обменных пулов химических элементов в организме. Те или иные суждения
делают на основе валового содержания химических элементов в сыворотке (плазме), цельной крови, молоке и др. и не предполагают учета индивидуальных особенностей животных. Это порождает череду других проблем. Например, потребление людьми микроэлементов не соответствует количествам, необходимым для предотвращения дефицита. Рацион кормления животных, физиологическое состояние, факторы внешней среды могут влиять на переход микроэлементов в сырье (молоко, мясо, яйцо и др.), в результате его качество и полноценность ухудшаются. Не стоит забывать и о качестве приплода [3, 4].
Считается, что в разведение должны вовлекаться животные с оптимальным содержанием микроэлементов в молоке и в организме в целом. Некоторые ученые
полагают, что стратегии разведения должны быть направлены на уменьшение или, по крайней мере, поддержание концентрации меди, цинка, марганца, железа и других элементов на постоянном уровне там, где это возможно. Знаний относительно вклада генетики коров в вариацию концентраций микроэлементов и витаминов в крови и молоке пока недостаточно [5, 6].
Целью наших исследований было установление корреляционных связей между содержанием микроэлементов в крови коров и телят и в молоке коров с определением степени их достоверности.
Условия, материалы и методы. Опыт проводили на 30 коровах голштинской породы в возрасте от 3,1 до 3,9 лет и 30 телятах в возрасте от 1 до 90 дня жизни, полученных от них. Всех животных содержали в СХПК «Племзавод им. Ленина» Атнинского муниципального района Республики Татарстан. Работа выполнена в 2019 г. Лабораторные исследования проводили в Татарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (ТатНИИСХ). Во время опыта условия содержания животных в каждой возрастной группе были одинаковыми. Эксперименты осуществляли в соответствии с ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур», и они не противоречили European Convention for the Protection of Vertebrate Animais used for Experimental and Other Scientific Purposes (European Treaty Series - No. 123).
Формирование групп животных и постановку научно-хозяйственного опыта (в том числе наличие подготовительного и учетного периодов - соответственно 10 дней и 150 дней) осуществляли согласно рекомендациям А. И. Овсянникова (Москва, 1976). В том числе 60 дней исследования охватывали сухостойный период, следующие 60 дней от даты отела составил период исследований на коровах, 90 дней от даты отела - на телятах.
В общей группе из 30 коров по принципу пар-аналогов с учетом возраста, живой массы и продуктивности за законченную лактацию были сформированы подгруппы животных по 10 гол. в каждой. Первая подгруппа получала рацион кормления (основные корма - сено люцерновое, сенаж из однолетних трав, силос кукурузный) с комбикормом, обогащенным премик-сом П60-3/2 производства ТатНИИСХ (1,0 % от массы комбикорма) на протяжении 60 дней сухостойного периода.
Вторая подгруппа получала аналогичный рацион на протяжении первых 45 дней сухостойного периода. Затем, следующие 15 дней сухостойного периода, пре-микс П60-3/2 заменяли экспериментальным премиксом П60-3/П производства ТатНИИСХ (1,0 % от массы комбикорма) и энергетической кормовой добавкой на основе пропиленгликоля (ППГ) (BASF, Германия) - 300 мл внутрь за 7, 5, 3, 1 дней до отела. Премикс П60-3/П отличается от П60-3/2 большим содержанием витаминов Е, В1, В4, В5, серы, магния, железа, цинка, меди, йода, кобальта, наличием селена в органической форме.
Третья подгруппа животных на протяжении 60 дней сухостойного периода получала рацион, обогащенный экспериментальным премиксом П60-3/П (1,0 % от массы комбикорма) и энергетической кормовой добавкой на основе ППГ в аналогичные второй подгруппе дозы и сроки.
В 1, 3 и 5 дни после отела коровы второй и третьей подгрупп дополнительно к рациону (основные корма -сено люцерновое, сенаж люцерновый, силос кукуруз-
ный) получали ППГ в дозе 300 мл/гол., а также с 1 по 30 день лактации в их рационы дополнительно включали кормовую добавку на основе кальциевых солей жирных кислот (Schils, Нидерланды) - по 300 г два раза в сутки. С 1 по 60 дни лактации коровы получали рационы кормления с комбикормами, в состав которых входили премиксы П60-3/2 (первая подгруппа) и П60-3/П (вторая и третья подгруппы), норма ввода которых составляла 1,0 % от массы комбикорма.
Результаты по разным группам объединяли и обрабатывали совместно. Использование различных премиксов в рационах кормления сухостойных и дойных коров в отличающиеся по продолжительности сроки способно создать разный уровень обеспеченности животных микроэлементами, что, вероятно, позволит установить наиболее очевидные и не очевидные на первый взгляд связи между уровнем их содержания в биологических жидкостях.
С 1 дня жизни телята получали молозиво каждый от своей матери, далее с 10 дня жизни - сборное молоко согласно групповой принадлежности в количестве и с частотой выпойки в соответствии с принятой в хозяйстве системой кормления молодняка до 90 дня жизни. Различий в условиях содержания телят не было.
Кровь у коров и телят брали с соблюдением всех необходимых ветеринарных требований в следующие сроки: у коров - перед постановкой на сухостой, за 14 дней до предполагаемой даты отела, на 30 и 60 дни после отела, у телят - на 60 и 90 дни жизни. Молоко у коров отбирали с соблюдением всех необходимых ветеринарно-санитарных требований на 30 и 60 день после отела. В крови и молоке определяли содержание таких микроэлементов, как медь (Cu), цинк (Zn), марганец (Mn), железо (Fe), кобальт (Co), селен (Se) на атомно-абсорбционном спектрометре «Analyst 200» методом атомно-абсорбционного анализа согласно методике производителя (PerkinElmer Instruments, США).
Результаты исследований обрабатывали с применением биометрических методов по А. Н. Плохинскому (Москва, 1970). Для проверки нормальности распределения полученных данных использовали критерий Шапиро-Уилка. Для демонстрации общих зависимостей между содержанием указанных микроэлементов в различных биологических жидкостях коров и телят рассчитывали коэффициенты корреляции Пирсона (гп), если гипотеза Н0 о нормальном распределении подтверждалась, и Спирмена (гс), когда она была отклонена. В нашем исследовании рассмотрена модель, когда зависимость между признаком и откликом, в качестве которых выступают уровни содержания микроэлементов в биологических жидкостях, моделируется линейной функцией. Оценку силы связи проводили по шкале Чеддока.
Результаты и обсуждение. Анализ критерия Шапиро-Уилка не подтвердил гипотезу Н0 о нормальном распределении меди, марганца и железа в крови коров. Результаты оценки коэффициентов корреляции между содержанием микроэлементов в крови коров (табл. 1) указывают на наличие очень высокой положительной достоверной связи между содержанием меди и марганца (гс = 0,916, р < 0,01), причем величина установленного коэффициента корреляции в 3,52 раза выше, чем указывает S. J. Denholm [7] для шотландской популяции голштино-фризских коров. Кроме того, в отношении этой связи мы получили более высокий уровень достоверности. Средняя достоверная, но от_ Достижения науки и техники АПК. 2020. Т 34. № 3
Таблица 1. Коэффициенты корреляции между содержанием микроэлементов в крови и молоке коров
Показа- Cu Zn Mn Fe Co Se
тель
Cu 1,000 / 1,000
Zn -0,182С / 0,771С 1,000 / 1,000
Mn 0,916**С / 0,771С -0,448С / 0,931** 1,000 / 1,000
Fe 0,357С / 0,829С -0,266С / 0,990** 0,210С / 0,927** 1,000 / 1,000
Co -0,671*С / 0,429С 0,674* / 0,570 -0,748**С / 0,436 -0,406С / 0,494 1,000 / 1,000
Se -0,231С / 1,000**С 0,717** / 0,860* -0,392 С / 0,641 -0,552С / 0,859* 0,699* / 0,671 1,000 / 1,000
* - р < 0,05; ** - р < 0,01; до черты (/) - коэффициент корреляции для крови, после черты - для молока; С - коэффициент корреляции Спирмена, без индекса - коэффициент корреляции Пирсона.
рицательная связь установлена между содержанием меди и кобальта (гс = -0,671, р < 0,05), в то время как другие авторы обнаружили положительную корреляцию - r = 0,49 (р < 0,05) [8, 9]. Связь концентрации меди с содержанием таких микроэлементов, как цинк и селен, очень слабая отрицательная недостоверная. Об отсутствии статистически значимых связей в паре цинк-медь у коров Силезского макрорегиона Польши сообщал Z. Dobrzanski [8], на наличие положительной связи у индийских популяций коров указывали H. Yildiz и Y. Akur [9], в то время как L. D. Klein [10] отмечал, что в крови человека указанная связь высоко достоверна, r = 0,39 (р < 0,001).
Уровень содержания марганца в крови коров имеет отрицательную высокую достоверную (гс = -0,748, р < 0,01), слабую отрицательную и очень слабую положительную недостоверные связи с концентрацией кобальта, селена и железа соответственно. В отношении железа и селена результаты согласуются с таковыми у S. J. Denholm [7], а в части взаимосвязи с кобальтом -противоречат им.
Величина критерия Шапиро-Уилка подтвердила гипотезу Н0 о нормальном распределении цинка в крови коров. Средняя положительная достоверная связь отмечена между концентрацией в крови цинка и кобальта (гп = 0,674, р < 0,05), что противоречит данным Z. Dobrzanski [8], а высокая - между цинком и селеном (гп = 0,717, р < 0,01), хотя S. J. Denholm [7] установил очень слабую достоверную связь и величину коэффициента корреляции в 10,25 раз меньше. На отрицательную недостоверную связь между содержанием цинка с марганцем и железом указывают гс = -0,448 и гс = -0,266. При этом выявленная между цинком и железом отрицательная средняя связь противоречит результатам S. Habrana [11], который у морских млекопитающих идентифицировал ее как положительную. Эти две корреляционные связи с учетом ненормального распределения марганца и железа в крови и отсутствия достоверности можно рассматривать как незакономерные.
Между кобальтом и селеном отмечена средняя достоверная положительная связь - гп = 0,699 (р < 0,05).
Проверка гипотезы Н0 подтвердила нормальное распределение содержания в молоке цинка, марганца, железа, кобальта и селена. Анализ коэффициентов корреляции между концентрацией микроэлементов в молоке коров (см. табл. 1) показал наличие шести достоверных связей между микроэлементами, распределение которых соответствовало нормальному, так же как и в крови.
Содержание цинка связано очень высокими достоверными связями с концентрацией марганца и железа (гп = 0,931, р < 0,01 и гп = 0,990, р < 0,01 соответственно) и высокой - с селеном (гп = 0,860, р < 0,05). На достоверную связь между содержанием цинка и железа у китайской популяции голштино-фризских коров указывал H.Wang [12], однако коэффициенты корреляции в наших
исследованиях оказались 3,20 раза выше. Очень слабая связь (г = 0,084) между величинами этих показателей отмечена у индийских буйволов [13]. Корреляция между содержанием цинка и кобальта оказалась средней и недостоверной, в то время как упомянутые ранее авторы [13] идентифицировали ее как очень слабую.
Между уровнями марганца и железа отмечена очень высокая достоверная корреляционная связь (гп = 0,927, р < 0,01), железа и селена - высокая (гп = 0,859, р < 0,05). При этом в отношении связи марганец-железо коэффициенты корреляции в нашем исследовании превосходили таковые, установленные Б. J. Denholm [7], в 2,20 раза, а в отношении связи железо-селен - в 3,58 раза. Между содержанием марганца и концентрациями кобальта и селена установлены слабая и средняя корреляции соответственно, между железом и кобальтом - слабая, между кобальтом и селеном - средняя, все перечисленные связи недостоверны.
По критерию Шапиро-Уилка распределение содержания меди в молоке не соответствовало нормальному. Однако корреляционные связи между уровнем железа и селена у этого микроэлемента достоверные высокие и очень высокие - гс = 0,829 (р < 0,05) и гс = 1,000 (р < 0,01).
Оценка критерия Шапиро-Уилка подтвердила гипотезу Н0 о нормальном распределении всех без исключения изучаемых микроэлементов в крови телят, однако только две корреляционные связи были достоверны (табл. 2). Это очень высокая связь между содержанием цинка и железа (гп = 0,928, р < 0,01) и высокая - между концентрацией меди и цинка (гп = 0,874, р < 0,05). Все остальные корреляции между концентрациями микроэлементов в крови телят недостоверны.
Таблица 2. Коэффициенты корреляции между содержанием микроэлементов в крови телят
Показатель Cu Zn Mn Fe Co Se
Cu 1,000
Zn 0,874* 1,000
Mn 0,616 0,724 1,000
Fe 0,736 0,928** 0,778 1,000
Co 0,451 0,261 0,326 0,082 1,000
Se -0,237 -0,032 0,102 0,103 0,402 1,000
* - р < 0,05; ** - р < 0,01.
При этом, если мы наблюдали очень слабую отрицательную связь между концентрациями цинка и селена, то М. Рои^аг [14] у верблюжат в Турции установил очень высокую достоверную корреляцию (г = 0,855, р < 0,05) между содержанием этих микроэлементов.
Таким образом, из общего количества изучаемых корреляционных зависимостей, как в крови, так и в молоке коров установлено по 6 достоверных связей, а в крови телят - 2 достоверные связи. Можно полагать, что кровь и молоко коров могут в равной степени отражать изменения метаболизма микроэлементов при изменении их количественного содержания в рационе кормления. Кроме
того, одновременно достоверные корреляции в крови и в молоке, установленные в паре цинк-селен (уровень связи соответствует высокой положительной), могут выступать достоверным критерием взаимного прогнозирования изменения уровня каждого из этих микроэлементов в изучаемых биологических жидкостях.
Установлена достоверная одинаковая по силе отрицательная связь (гс = -0,829, р < 0,05) между содержанием меди в крови коров с уровнем цинка и марганца в молоке коров (табл. 3). Остальные корреляции между концентрациями микроэлементов в крови и молоке коров недостоверны. Обращают на себя внимание высокие отрицательные связи между уровнем меди в крови коров и железа в их молоке; цинка в крови коров и железа в молоке; положительная - содержания цинка в крови коров с кобальтом в молоке; высокие положительные связи между уровнем марганца в крови коров с концентрацией цинка и марганца в молоке.
Таблица 3. Коэффициенты корреляции между содержанием микроэле ментов в крови и молоке коров
Показатель Кровь коров
Cu 1 Zn Mn Fe 1 Co Se
Cu -0,486С -0,143С -0,314С -0,257С 0,371С 0,257С
Я ш Zn -0,829*С 0,139 0,771С -0,486С -0,497 -0,235
о о Mn -0,829*С -0,734 0,771С -0,486С -0,351 -0,400
о g Fe -0,714С -0,809 -0,600С -0,257С -0,610 -0,523
¿г * Co -0,086С 0,791 0,143С -0,600С 0,301 0,382
Se -0,486С 0,459 -0,314С -0,257С 0,616 0,240
Наши результаты отличаются от данных В. В. Федоровича [15], который для украинской популяции черно-пестрой молочной породы указывает в крови и молоке соответственно для меди и кобальта связи от очень высоких отрицательных до высоких положительных, для железа - от средней отрицательной до слабой положительной, для марганца - от очень слабой отрицательной до слабой положительной. H. Wang [12] не установил значимых взаимосвязей между содержанием меди в крови и молоке коров, равно как и J. G. Dorea [16] у тюленей. При этом для марганца H. Wang [12] выявил слабую достоверную положительную связь - r = 0,388 (р < 0,05), для цинка - очень слабую положительную, что согласуется с нашими данными, для железа - очень слабую отрицательную, что не подтвердилось в наших исследованиях. На отсутствие корреляции для железа также указали и B. Lunnerdal, C. L. Keen, L. S. Hurley [17] и S. L. Kelleher, B. Lunnerdal [18]. S. Habrana [11] выявил среднюю положительную связь между содержанием селена в крови и молоке морских млекопитающих, а установленный ими коэффициент корреляции превышал полученный для крупного рогатого скота в нашем исследовании в 2,56 раза. F. Fantuz [19] на популяции ослов в Италии не обнаружил закономерностей между содержанием цинка, железа, меди и марганца в крови и молоке, что в отношении последнего расходится с нашими данными для крупного рогатого скота.
Отрицательная слабая не достоверная связь между уровнем меди в крови и молоке коров по данным W. G. Eggleton [20] может быть физиологически обу-
словлена формированием пула меди в их организме, который необходим изначально для формирования депо меди в печени плода, а после отела - для собственного метаболизма коровы. Автор [20] считает, что доля меди, усвоенной из молока новорожденными, низкая, и теленок в первые месяцы жизни получает этот микроэлемент из депо, роль которого выполняет его собственная печень. Стоит учесть, что в нашем исследовании, исходя из рационов кормления коров, содержание меди в 1 кг сухого вещества при переходе от сухостоя к раздою увеличивалось лишь на 9,47 %, что, в определенной степени, сдерживает переход меди в молоко, вовлекая ее в обменные процессы новотельной коровы.
Аналогичная картина в виде положительной высокой не достоверной связи была характерна и для уровней марганца в крови и молоке коров. В этом случае высокие концентрации указанного микроэлемента в крови, по мнению E. Orent и E. McCollum [21], объясняются формированием его пула в печени и трубчатых костях коров, а после отела - участием в образовании гормонов передней доли гипофиза, играющих важнейшую роль в деятельности репродуктивных органов после отела, а также в функционировании молочной железы после смены доминанты беременности доминантой лактации. При использовании изучаемых рационов кормления увеличение поступления марганца в 1 кг сухого вещества рациона в период раздоя составило 21,53 %. Отрицательную слабую недостоверную связь можно наблюдать в отношении содержания железа в крови и молоке коров. Стоит отметить, что в период раздоя происходило уменьшение концентрации железа в 1 кг сухого вещества рациона на 13,05 %, что, вероятно, послужило фактором, снижающим эффективность его перехода в молоко. В целом, как указывает G. R. Mann [22], основное направление, на котором задействовано железо после отела, это образование гемоглобина у коров-матерей, что в определенной степени может отрицательно повлиять на показатели уровня железа, а также отразиться на железосвязывающей емкости молока.
Между содержанием меди и цинка в крови телят и уровнем цинка, марганца и железа в молоке коров выявлены очень высокие и высокие положительные достоверные связи (табл. 4). Причем наиболее сильная из указанных - между уровнем цинка в крови и содержанием марганца в молоке: r = 0,931 (р < 0,01). Между концентрацией марганца в крови телят и цинка и железа в молоке коров установлены высокие достоверные положительные связи - r = 0,851 (р < 0,05) и r = 0,867 (р < 0,05) соответственно. Между содержанием железа в крови
Таблица 4. Коэффициенты корреляции между содержанием микроэлементов в молоке коров и крови телят
* - р < 0,05; С - коэффициент корреляции Спирмена, без индекса - коэффициент кор реляции Пирсона.
Показатель Кровь телят
Cu Zn Mn Fe Co Se
Cu 0,657С 0,771С 0,886*С 0,771С 0,314С -0,200С
о Zn 0,835* 0,884* 0,851* 0,801 0,215 -0,304
о о Mn 0,882* 0,931** 0,778 0,921** 0,100 -0,247
5 S Fe 0,868* 0,919** 0,867* 0,827* 0,324 -0,192
Co 0,039 0,312 0,642 0,426 -0,392 -0,223
Se 0,539 0,702 0,784 0,568 0,278 -0,137
* - р < 0,05; ** - р < 0,01; С - коэффициент корреляции Спирмена, без индекса - коэффициент корреляции Пирсона.
Таблица 5. Коэффициенты корреляции между содержанием микроэлементов в крови коров и телят
Показатель Кровь телят
Cu | Zn Mn Fe Co Se
о Си -0,829*С -0,543С -0,486С -0,543С -0,086С 0,771С
Q. Zn 0,536 0,226 -0,285 0,062 0,003 -0,592
§ Mn -0,714С -0,429С -0,257С -0,429С -0,029С 0,829*С
£ Fe -0,200С -0,371С 0,029С 0,371С 0,771С 0,714С
ä Co 0,828* 0,698 0,569 0,691 -0,032 -0,546
* Se 0,218 0,308 0,192 0,377 -0,735 -0,728
* - р < 0,05; С - коэффициент корреляции Спирмена, без индекса - коэффициент корреляции Пирсона.
телят и молоке коров установлена высокая достоверная положительная связь (r = 0,827, р < 0,05), а между железом в крови телят и марганцем в молоке коров - очень высокая достоверная (r = 0,921, р < 0,01). Марганец и цинк - это микроэлементы, проявляющие антагонистические свойства, но поглощение их организмом линейно возрастает с увеличением содержания в растворах, к которым условно можно отнести и молоко коров [23]. Так как мы наблюдали достоверную положительную очень высокую корреляционную связь между указанными микроэлементами в молоке, то можно предположить, что в желудочно-кишечном тракте телят их всасывание происходило наиболее эффективно, что и отразилось на связях с их содержанием в крови, на что указывают результаты B. Sandstrom [23].
Кроме того, установлена высокая достоверная положительная связь между содержанием меди в молоке коров и марганцем в крови телят - гс = 0,886 (р < 0,05).
Установлены достоверные положительные тесные связи между концентрацией меди и кобальта (гп = 0,828, р < 0,05), селена и марганца (гс = 0,829, р < 0,05) в крови телят и коров (табл. 5). Между медью в крови коров и телят отмечена высокая достоверная отрицательная связь - гс = -0,829 (р < 0,05). Также обращают на себя внимание высокие положительные связи между медью в крови коров и селеном в крови телят, железа в крови коров с кобальтом и селеном в крови телят; высокие отрицательные связи между содержанием селена в крови коров и кобальта в крови телят, однако достоверность их не подтверждена. Между содержанием селена в крови коров и телят установлена высокая недостоверная отрицательная связь (гп = -0,728), в то время как на американской популяции животных R. L. Kincaid и A. S. Hodgson [24] выявили высокую достоверную положительную связь (r = 0,740, р < 0,05).
Таким образом, достоверные связи от общего изучаемого их количества по каждому критерию оценки («молоко коров - кровь телят», «кровь коров - кровь телят», «кровь коров - молоко коров») в 30,55 % слу-
чаев были получены в паре «молоко коров - кровь телят», в 8,3 % - «кровь коров - кровь телят», в 5,6 % случаев -«кровь коров - молоко коров». В большей степени можно ожидать изменения уровня микроэлементов в крови телят под влиянием изменения микроэлементного состава молока коров.
Выводы. Из общего количества изучаемых зависимостей, как в крови, так и в молоке коров установлено по 6 достоверных связей, в крови телят - 2 достоверные связи. Высокие положительные достоверные связи, как в крови, так и в молоке установлены между цинком и селеном - гп = 0,717 (р < 0,01) и гп = 0,860 (р < 0,05) соответственно. Достоверные связи в 30,55 % случаев были получены с позиции оценки «молоко коров - кровь телят», в 8,3 % - «кровь коров - кровь телят», в 5,6 % случаев - «кровь коров -молоко коров». Выявлена наибольшая положительная достоверная связь между содержанием меди и марганца и самая высокая отрицательная достоверная связь между концентрацией меди и кобальта в крови коров - гс = 0,916 (р < 0,01) и гс = -0,671 (р < 0,05) соответственно. В молоке коров максимальная положительная связь характерна для меди с селеном (гс = 1,000, р < 0,01), отрицательных связей не установлено. В крови телят самая сильная достоверная положительная связь отмечена для цинка с железом (гп = -0,928, р < 0,01), достоверных отрицательных связей между микроэлементами не установлено.
Выявлены равные достоверные отрицательные связи между содержанием меди в крови коров с цинком и марганцем в их молоке (гс = -0,829, р < 0,01). Достоверных положительных связей между микроэлементами в крови и молоке коров не установлено. Наиболее сильная достоверная положительная связь между микроэлементами в молоке коров и крови телят характерна для пары цинк-марганец при гп = 0,931 (р < 0,01). Достоверных отрицательных связей не установлено. Достоверные положительные связи обнаружены в отношении содержания селена с марганцем и меди с кобальтом в крови коров и телят - гс = 0,829 (р < 0,05) и гп = 0,828 (р < 0,05) соответственно, наибольшая достоверная отрицательная связь была характерна для меди.
Полученные результаты помогут в прогнозе изменений уровня микроэлементов в различных биологических жидкостях при изменении их содержания в рационах кормления.
Литература.
1. Haraguchi H. Metallomicsas intergrated biometal science // J. Anal. At. Spectrom. 2004. Vol. 19. P. 5-14.
2. Черняхов В. Б., Щеглова Е. Г. Параметры распределения и оценка корреляционной связи между микроэлементами (Bi, Ba, Sr, Mn, Ni, Ti, Cr, V, Ca, Fe, Mg) в растительном покрове Яман-Касинского медноколчеданного месторождения// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 6 (62). С. 193-196.
3. Мирошников С. А., Болодурина И. П., Арапова О. С. Закономерности формирования элементного состава биосубстратов человека и животных как основа технологии оценки и коррекции элементозов // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2014. № 4. С. 1.
4. Milk: White elixir or white poison? An examination of the associations between dairy consumption and disease in human subjects / D. I. Givens, K. M. Livingstone, J. E. Pickering, et al. //Anim. Front. 2014. No. 4. P. 8-15.
5. Rey-Crespo F., Miranda M., Lopez-Alonso M. Essential trace and toxic element concentrations in organic and conventional milk in NW Spain // Food Chem. Toxicol. 2013. Vol. 55. P. 513-518.
6. Rooke J., Flockhart J., Sparks N. The potential for increasing the concentrations of micro-nutrients relevant to human nutrition in meat, milk and eggs // J. Agric. Sci. 2010. Vol. 148. P. 603-614.
7. Phenotypic and genetic analysis of milk and serum element concentrations in dairy cows / S. J. Denholm, A. A. Sneddon, T. N. McNeilly, et al. // J. Dairy Sci. 2019. Vol. 102. P. 11180-11192.
8. Trace and ultra-trace elements in cow's milk and blood/Z. Dobrzanski, H. Gorecka, S. Opalinski, et al.// Medycyna Weterynaryjna. 2005. Vol. 61. P. 301-304.
9. Yildiz H., Akur Y. Relationship between serum progesterone and some mineral levels during cycles in cows // Saglik Bilimleri-Dergi-Firat Universities. 2001. Vol. 15. P. 77-84.
10. Concentrations of trace elements in human milk: Comparisons among women in Argentina, Namibia, Poland, and the United States /L. D. Klein, A. A. Breakey, B. Scelza, et al. //PLoS ONE. 2017. Vol. 12 (8). P. e0183367.
11. Changes in trace elements during lactation in a marine top predator, the grey seal/ S. Habrana, P. P. Pomeroy, C. Debierc, et al. //Aquatic Toxicology. 2013. Vol. 126. P. 455-466.
12. Levels of Cu, Mn, Fe and Zn in cow serum and cow milk: Relationship with trace elements contents and chemical composition in milk/H. Wang, Z. Liu, L. Yiu, et al. //Acta Scientiae Veterinariae. 2014. Vol. 42. Pub. 1190.
13. Guha A., Gera S., Sharma A. Evaluation of milk trace elements, lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase activity of subclinical mastitis as indicator of subclinical mastitis in (Bubalus bubalis) // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences (AJAS). 2012. Vol. 25. No. 3. P. 353-360.
14. Correlations between serum trace elements (selenium, copper and zinc) and antioxidant vitamins (vitamin A, e and C) in clinically healthy dromedary camels / M. Pourjafar, K. Badiei, S. Nazifi, et al. //Istanb Univ Vet Fak Derg. 2014. Vol. 40. No. 1. P. 7-13.
15. Микроэлементы в молоке и крови коров украинской черно-пестрой молочной породы/В. В. Федорович, И. З. Сирацкий, Е. В. Бойко и др. //Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2013. № 16 (2). С. 54-60.
16. Dorea J. G. Iron and copper in human milk// Nutrition. 2000. Vol. 16. P. 209-220.
17. Lunnerdal B., Keen C. L., Hurley L. S. Iron, copper, zinc and manganese in milk// Annual Review of Nutrition. 1981. Vol. 1. P. 149-174.
18. Kelleher S. L., Lunnerdal B. Molecular regulation of milk trace mineral homeostasis // Molecular Aspects of Medicine. 2005. Vol. 26. P. 328-339.
19. Essential trace elements in milk and blood serum of lactating donkeys as affected by lactation stage and dietary supplementation with trace elements / F. Fantuz1, S. Ferraro, L. Todini, et al. //Animal. 2013. Vol. 7 (11). P. 1893-1899.
20. Eggleton W. G. The zinc and copper contents of the organs and tissues of Chinese subjects // The Biochemical journal. 1940. Vol. 34. No. 7. P. 991-997.
21. Orent E., McCollum E. Effects of deprivation of manganese in the rat // J. Biol. Chem. 1931. Vol. 92. No. 3. P. 651-678.
22. Effects of mineral content of bovine drinking water: Does iron content affect milk quality? / G. R. Mann, S. E. Duncan, K. F. Knowlton, et al.// Journal of Dairy Science. 2013. Vol. 96. No. 12. P. 7478-7489.
23. Sandstrom B. Dose dependence of zinc and manganese absorption in man // Proceedings of the Nutrition Society. 1992. Vol. 51. No. 2. P. 211-218.
24. Kincaid R. L., Hodgson A. S. Relationship of selenium concentrations in blood of calves to blood selenium of the dam and supplemental selenium // J. Dairy Sci. 1989. Vol. 72. P. 259-263.
References
1. Haraguchi H. Metallomicsas intergrated biometal science. J. Anal. At. Spectrom. 2004;19:5-14.
2. Chernyakhov VB, Shcheglova EG. [Distribution parameters and assessment of the correlation between microelements (Bi, Ba, Sr, Mn, Ni, Ti, Cr, V, Ca, Fe, Mg) in the vegetation cover of the Yaman-Kasinsky copper pyrite deposit]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016;(6):193-6. Russian.
3. Miroshnikov SA, Bolodurina IP, Arapova OS. [Regularities of the formation of the elemental composition of human and animal biosubstrates as the basis of the technology for assessing and correcting elementoses]. Byulleten' Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN. 2014;(4):1. Russian.
4. Givens DI, Livingstone KM, Pickering JE, et al. Milk: White elixir or white poison? An examination of the associations between dairy consumption and disease in human subjects. Anim. Front. 2014;(4):8-15.
5. Rey-Crespo F, Miranda M, Lopez-Alonso M. Essential trace and toxic element concentrations in organic and conventional milk in NWSpain. Food Chem. Toxicol. 2013;55:513-8.
6. Rooke J, Flockhart J, Sparks N. The potential for increasing the concentrations of micro-nutrients relevant to human nutrition in meat, milk and eggs. J. Agric. Sci. 2010;148:603-14.
7. Denholm SJ, Sneddon AA, McNeilly TN, et al. Phenotypic and genetic analysis of milk and serum element concentrations in dairy cows. J. Dairy Sci. 2019;102:11180-92.
8. Dobrzanski Z, Gorecka H, Opalinski S, et al. Trace and ultra-trace elements in cow's milk and blood. Medycyna Weterynaryjna. 2005;61:301-4.
9. Yildiz H, Akur Y. Relationship between serum progesterone and some mineral levels during cycles in cows. Saglik Bilimleri-Dergi-Firat Universities. 2001;15:77-84.
10. Klein LD, Breakey AA, Scelza B, et al. Concentrations of trace elements in human milk: Comparisons among women in Argentina, Namibia, Poland, and the United States. PLoS ONE. 2017;12(8):e0183367.
11. Habrana S, Pomeroy PP, Debierc C, et al. Changes in trace elements during lactation in a marine top predator, the grey seal. Aquatic Toxicology. 2013;126:455-66.
12. Wang H, Liu Z, Yiu L, et al. Levels of Cu, Mn, Fe and Zn in cow serum and cow milk: Relationship with trace elements contents and chemical composition in milk. Acta Scientiae Veterinariae. 2014;42:1190.
13. Guha A, Gera S, Sharma A. Evaluation of milk trace elements, lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase activity of subclinical mastitis as indicator of subclinical mastitis in (Bubalus bubalis). Asian-Australasian Journal of Animal Sciences (AJAS). 2012;25(3):353-60.
14. Pourjafar M, Badiei K, Nazifi S, et al. Correlations between serum trace elements (selenium, copper and zinc) and antioxidant vitamins (vitamin A, e and C) in clinically healthy dromedary camels. Istanb Univ Vet Fak Derg. 2014;40(1):7-13.
15. Fedorovich VV, Siratskii IZ, Boiko EV, et al. [Trace elements in milk and blood of cows of Ukrainian black-motley dairy breed]. Aktual'nye problemy intensivnogo razvitiya zhivotnovodstva. 2013;(2):54-60. Russian.
16. Dorea JG. Iron and copper in human milk. Nutrition. 2000;16:209-20.
17. Lunnerdal B, Keen CL, Hurley LS. Iron, copper, zinc and manganese in milk. Annual Review of Nutrition. 1981;1:149-74.
18. Kelleher SL, Lunnerdal B. Molecular regulation of milk trace mineral homeostasis. Molecular Aspects of Medicine. 2005;26:328-39.
19. Fantuz F, Ferraro S, Todini L, et al. Essential trace elements in milk and blood serum of lactating donkeys as affected by lactation stage and dietary supplementation with trace elements. Animal. 2013;7(11):1893-9.
20. Eggleton WG. The zinc and copper contents of the organs and tissues of Chinese subjects. The Biochemical journal. 1940;34(7):991-7.
21. Orent E, McCollum E. Effects of deprivation of manganese in the rat. J. Biol. Chem. 1931;92(3):651-78.
22. Mann GR, Duncan SE, Knowlton KF, et al. Effects of mineral content of bovine drinking water: Does iron content affect milk quality? Journal of Dairy Science. 2013;96(12):7478-89.
23. Sandstrom B. Dose dependence of zinc and manganese absorption in man. Proceedings of the Nutrition Society. 1992;51(2):211-8.
24. Kincaid RL, Hodgson AS. Relationship of selenium concentrations in blood of calves to blood selenium of the dam and supplemental selenium. J. Dairy Sci. 1989;72:259-3.
