CC BY
26
УДК 546.24:619:612:636.2 (571.13)
Н.А.ПОНОМАРЕВА И.П.СТЕПАНОВА А. Я. РЯБИКОВ
Институт ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета
СОДЕРЖАНИЕ ТЕЛЛУРА В ОРГАНАХ, ТКАНЯХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА_
Определено содержание теллура и установлены возрастные закономерности накопления микроэлемента некоторыми органами, тканями и биологическими жидкостями КРС с учетом ландшафтно-геохимических условий среды обитания животных.
■ Для повышения продуктивности животноводства, профилактики и лечения болезней, вызванных избытком или недостаткам микроэлементов, необходимо изучение роли тяжелых металлов в жизненных процессах и определение основных факторов их накопления организмами. Суммарное содержание каждого из химических элементов в живом организме, определяется, во-первых, внутренними биохимическими факторами, определяемыми биологическими особенностями конкретного вида организмов, во- вторых, внешними ландшафтно-геохимическими факторами, определяемые условиями среды обитания организмов, и, в-третьих, внутренними кристаллохими-ческими факторами, определяемыми свойствами ионов, входящих в состав растений и животных. Значимость отдельных фактов в некоторых случаях может возрастать и становиться определяющей [ 1 ].
Концентрация отдельных1 элементов в Животном организме, атакже их топография во многом зависят от их физиологической роли, а Также от биологических связей между элементами. Значение элемента определяется особенностями строения его иона, то есть положением элемента в периодической системе Д. И. Менделеева [2]. Как правило, с увеличением заряда ядра атомов увеличивается токсичность элементов данной группы и уменьшается их содержание в организме. Уменьшение содержания, очевидно, связано с тем, что многие элементы длинных периодов из-за больших атомов и ионных радиусов, высокого заряда ядра, сложности электронных конфигураций, малой растворимости соединений плохо усваиваются живыми организмами [3].
Сходство и различие биологического действия связано с электронным строением атомов и ионов. Близкие значения атомных и ионных радиусов, энергий ионизации, координационных чисел, склонность к образованию связей с одними и теми же элементами в молекулах биолигандов обуславливает эффекты замещения элементов в биологических системах. Такое замещение ионов может происходить как с усилением (синергизм), так и с угнетением активности (антагонизм) замещаемого элемента [2].
В настоящее время топография и физиологическая роль многих микро- и макроэлементов хорошо изучена [1,5]. В то же время в литературе крайне недостаточно сведений о распределении между органами и тканями элементов, биологическая роль которых до
конца не выяснена, в частности, теллура - элемента VI-A группы. Имеются сообщения, что теллур постоянно присутствует в живом организме, однако норма его содержания в органах и тканях не установлена [4]. По физико-химическим характеристикам теллур, и в особенности селен, похожи на серу, поэтому селен может замещать серу в активных центрах ферментов. Замена водородсульфидной группы на водородселе-нидную группу изменяет течение биохимических процессов в организме. Селен может выступать как синергистом, так и антагонистом серы. Вопрос, играет ли теллур какую-нибудь биологическую роль в живых организмах, до сих пор не выяснен. Известно только, что введение в организм в избытке соединений теллура ведет, как и случае селена, к замещению серы в тиоловых группах, что приводит к ингибиро-ванию ферментов [2]. Этот факт свидетельствует о токсическом влиянии высоких концентраций теллура на организм [2,4].
Имеются единичные сообщения о содержании теллура в организме крупного рогатого скота (КРС) |4]. В то же время отсутствуют сведения о возрастных особенностях накопления этого микроэлемента в органах и тканях КРС. Недостаточно изучена взаимосвязь между уровнем накопления теллура в почве, кормовых культурах и организме КРС. В связи с этим представлялось интересным определить уровень накопления теллура органами, тканями и биологическими жидкостями КРС, выращенных на землях хозяйствах разных почвенно-климатических зон лесостепи Омской области.
Исследования проводили в южной и центральной зонах лесостепи.. Почва опытного участка южной лесостепной зоны — лугово-черноземная, маломощная, малогумусовая, тяжелосуглинистая. Содержание гумуса-3,3%. Глубина залегания грунтовых вод - от 3 до 3.5 м, рН почвенного раствора - 6,7-6,9. Почва опытного участка центральной лесостепной зоны — чернозем обыкновенный, среднемощный, среднегу-мусовый, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса — 7,5%. Глубина залегания грунтовых вод - от 3 до 3.5 м, рН почвенного раствора - 6,7 - 6,9. В год исследования сумма осадков за вегетационный период соответствовала среднемноголетним значениям.
Были проанализированы образцы почвы и кормовых культур (сено злаковое, сено кострецовое и сено степных пастбищ). Также были исследованы образцы
некоторых органов и тканей (печень, почки, легкие, селезенка, сердечная и скелетная мышцы), а также биологические жидкости (кровь, моча) телок красной степной породы разных возрастных групп. (3, б и 24 месяца). Кроме того, были проанализированы образцы молока 3-летних коров аналогичной породы. Содержание теллура определяли методом эмиссионной пламенной фотометрии. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критериев Стьюдента и Фишера.
Исследование в южной лесостепной зоне области показало, что содержание подвижных форм теллура в пахотном слое составляет 1,15 ±0,30 мг/кг сухой массы (п= 10). Уровень микроэлемента в сене злаковом, кострецовом и степных пастбищ соответственно равен 0,059±0,007; 0,070 ±0,007 и 0,040 ±0,002 мг/кг сухой массы (поп= 10).
При анализе содержания теллура в органах и тканях телок разных возрастных групп, выращенных на землях хозяйствах южной лесостепи (табл.1) выявлено, что у 3-месячных животных самый высокий уровень микроэлемента — в печени, почках, легких и сердечной мышце, причем он практически одинаковый в печени, почках и сердечной мышце (р>0,05). В легких концентрация теллура достоверно ниже, чем в печени (р<0,01), но не отличается от содержания микроэлемента в почках и сердечной мышце (р>0,05). Более низкое содержание теллура обнаружено в селезенке, а самое низкое — в скелетной мышце по сравнению с вышеперечисленными органами (р<0,001).
Исследование концентрации теллура в органах и тканях телок в возрасте 6 месяцев показало, что уровень накопления теллура уменьшается в ряду: печень > почки > легкие > сердечная мышца > селезенка > скелетная мышца. Следует отметить, что достоверность отличий средних значений образцов печени и почек, почек и легких, легких и сердечной мышцы, сердечной мышцы и селезенки, селезенки и скелетной мышце соответственно равна 99,9; 99; 99,9; 99,9 и 99,9.
При анализе органов и тканей у 24-месячных животных самая высокая концентрация теллура выявлена в печени, более низкая - в почках (р<0,001), еще более низкая, чем впочках — в селезенке (р<0,01), еще более низкая по сравнению с селезенкой — в легких и сердечной мышце (р<0,001). Самое низкое содержание микроэлемента обнаружено в скелетной мышце, причем оно достоверно отличается по сравнению со всеми изучаемыми органами (р<0,001).
: Исследование уровня накопления теллура в печени телок в постнатальном онтогенезе показало, что в
периоды от 3 до 6, атакже от 6 до 24 месяцев концентрация микроэлемента достоверно повышается (р<0,001).
В почках, легких и скелетной мышце содержание микроэлемента в период от 3 до 6 месяцев имеет тенденцию к повышению (р>0,05), а затем от 3 до 24 месяцев достоверно увеличивается (р<0,001).
В сердечной мышце в изучаемом возрастном диапазоне наблюдается достоверное снижение содержания теллура как в период от 3-х до 6-и месяцев (р<0,001), так и в период от 6-и до 24-х месяцев (р<0,001).
Анализ уровня теллура в селезенке показал, что за период от 3 до 6 месяцев в этом органе происходит достоверное снижение концентрации микроэлемента (р<0,001), а затем. напротив, в период от 6 до 24 месяцев — достоверное повышение содержания теллура (р<0,001). Выявленные закономерности в изменении содержания теллура в органах и тканях телок в постнатальном онтогенезе можно объяснить расширением функций изучаемых органов, а также «биохимическим развитием организма».
Исследование в центральной лесостепи Омской области выявило, что концентрация теллура в пахотном слое почвы составляет 0,91 ±0,27 мг/кг сухой массы (п = 10). Сравнение средних значений образцов почв изучаемых зон лесостепи выявило, что они достоверно отличаются (р<0,001). Уровень микроэлемента в центральной лесостепи в сене злаковом, кострецовом и степных пастбищ соответственно равен 0,055±0,003; 0,064 ±0,009и 0,049±0,005мг/кг сухой массы (поп= 10), причем он достоверно отличается от уровня аналогичного вида сена южной лесостепной зоны области (р<0,001).
Данные по содержанию теллура в органах и тканях телок, выращенных на землях хозяйств центральной лесостепной зоны, представлены в таблице 2. Исследование показало, что в группе животных в возрасте 3 месяцев самый высокий уровень накопления микроэлемента — в печени, почках, легких и сердечной мышце, причем он практически одинаковый в печени, почках и сердечной мышце (р>0,05), а в легких — достоверно ниже, чем в печени с доверительной вероятностью 0,01. Более низкая концентрация теллура обнаружена в селезенке, а самая низкая — в скелетной мышце по сравнению с вышеперечисленными органами (р<0,001).
У 6-месячных телок самое высокое содержание теллура выявлено в печени, более низкое по сравнению с печенью - в почках (р<0,001). Более низкий уровень накопления теллура по сравнению с почками обнаружен в легких (р<0,01), еще более низкий по
Орган или ткань Содержание теллура, мг1 кг ткани (М±ш)
3 мес. (контроль) 6 мес. 24 мес.
Печень; п=9 0,031810,0059 0,094010,0023*** 0,119310,0022***
Почки: п=9 0,0760±0,0025 0,082210,0026 0,094210,0029**"
Легкие; п=9 0,0727±0,0022 0,0744±0,0018 0,0344*0,0016'"
Селезенка; п=9 0,0540*0,0014 0,0449±0,0022*** 0,069710,0015***
Сердечная мышца; п=9 0,0777±0,0032 0,065610.0031*** 0,038410,0069***
Скелетная мышца; п=9 0,004010,0002 0,0047±0,0002 0,005510,0003***
< Таблица 1
Содержание теллура в органах и тканях телок разных возрастных групп, выращенных на землях хозяйств южной лесостепной зоны Омской области
Примечание: *** - достоверность различий по отношению к контролю (р < 0,001).
Таблица 2
Содержание теллура в органах и тканях телок разных возрастных групп, выращенных на землях хозяйств центральной лесостепной зоны Омской области
Орган или ткань Содержание теллура, мг/ кг ткани (М±т)
3 мес (контроль) 6 мес. 24 мес.
Печень; п=9 0,081210,0043 0,092110,0017**' 0,118810,0017"*
Почки; п=9 0,0748±0,0014 0,077210,0062 0,092610,0027"*
Легкие; п=9 0,0724±0,0028 0,074210,0022 0,033110,0017*"
Селезенка; п=9 0,052610,0015 0,043610,0013*" 0,088110,0018'"
Сердечная мышца; п=9 0,076610,0029 0,065210,0036*" 0,0034910,0067"*
Скелетная мышца; п=9 0,0039±0,0004 0,004510,0003 0,005510.0002*"
Примечание: *" - достоверность различий по отношению к контролю (р < 0,001).
сравнению с легкими — в сердечной мышце и селезенке (р<0,001), а самый низкий - в скелетной мышце (р<0,001).
При анализе органов и тканей в группе 24-месячных животных самая высокая концентрация теллура обнаружена в печени, более низкая — в почках (р<0,001),ещеболеенизкая,чемвпочках — вселезен-ке (р<0,01), еще более низкая по сравнению с селезенкой — в легких и сердечной мышце (р<0,001). Самый низкий уровень накопления микроэлемента выявлен в скелетной мышце, причем он достоверно отличается по сравнению со всеми изучаемыми органами с вероятностью 99,9.
Исследование уровня теллура в печени телок выявило, что в период от 3 до 24 месяцев концентрация микроэлемента достоверно повышается (по отношению к контролю - с вероятностью 99,9).
При анализе содержания микроэлемента в почках, легких и скелетной мышце установлено, что в период от 3 до 6 месяцев уровень накопления теллура имеет тенденцию к повышению (р>0,05), авпериодотбдо 24 месяцев - достоверно увеличивается (р<0,001).
Исследование концентрации теллура в сердечной мышце в изучаемом возрастном диапазоне выявило достоверное снижение содержания теллура в этой ткани как в период от 3 до б месяцев (р<0,001), так и в периодотбдо24месяцев (р<0,001).
Анализ уровня накопления теллура в селезенке показал, что за период от 3 до 6 месяцев происходит достоверное снижение концентрации микроэлемента (р«10,001),а затем, напротив, в периодотбдо 24 месяцев наблюдается достоверное повышение микроэлемента (р<0,001).
При сопоставлении аналогичных значений концентрации теллура в органах и тканях телок в возрастном диапазоне от 3 до 24 месяцев, выращенных на землях хозяйс тв южной и центральной лесостепи области, установлено, что они практически не различаются между собой (р>0,05). Таким образом, уровень микроэлемента и характер возрастных изменений в печени, почках, селезенке, легких, скелетной и сердечной мышцах КРС, выращенного на землях разных хозяйств лесостепной зоны области, не зависит от содержания теллура в почве и кормовых культурах.
Значения концентрации теллура в биологических жидкостях телок, выращенных на землях хозяйств южной и центральной лесостепи Омской области, представлены в таблицах 3 и 4.Уровень микроэлемента в крови животных одинаковых возрастных групп
разных хозяйств практически между собой не отличается (р>0,05). В возрастном диапазоне от 3 до 6 месяцев содержание микроэлемента достоверно повыша-етсяв 1,4и 1,7раза соответственнодляюжной(р<0,01) и центральной (р<0,001) лесостепной зон, а затем до 24 месяцев практически не изменяется (р>0,05).
При анализе уровня содержания микроэлемента в моче телок хозяйств южной и центральной лесостепной зон установлено, что концентрация теллура в моче телок разных хозяйств в одинаковых возрастных группах находится практически на одном уровне (р>0,05). Исследование динамики содержания микроэлемента в моче телок разных хозяйств в изучаемом возрастном диапазоне выявило одинаковую закономерность в изменении уровня теллура в этой биологической жидкости, а именно наблюдается достоверное повышение концентрации теллура в моче к 24 месяцам в 1,3 раза по сравнению с контрольными цифрами (р<0,001).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что уровень теллура в крови и моче, так же, как и в
ТаблицаЗ
Содержание теллура в биологических жидкостях телок разных возрастных групп, выращенных на землях хозяйств южной лесостепной зоны Омской области
Биологическая жидкость Содержание теллура, мг/л (М±т)
3 нес. (контроль) 6 мес. 24 мес.
Кровь, п=9 0,005410,0006 0,007210,0006"' 0,007010,0005"'
Моча, п=9 0.07510,0002 0.08010,0005*" 0,09610,0002*"
Примечание: *** - достоверность различий по отношению к контролю (р < 0,001).
Таблица 4
Содержание теллура в биологических жидкостях телок разных возрастных групп, выращенных на землях центральной лесостепной зоны Омской области
Биологическая жидкость Содержание теллура, мг/л (М±т)
3 мес. (контроль) 6 мес. 24 мес.
Кровь.п=Э 0,004210.0006 0,006910,0007*" 0,007110,0006"'
Моча, п=9 0,07410,0003 0,08210.0003*" 0,095+0,0002—
Примечание: *" - достоверность различий по отношению к контролю (р < 0,001).
органах и тканях телок, выращенных на землях южной и центральной лесостепи, не зависит от содержания микроэлемента в почве и кормовых культурах.
При исследовании молока коров разных хозяйств в возрасте 36 месяцев выявлено, что содержание теллура в образцах практически одинаковое (р>0,05). Средняя концентрация микроэлемента в молоке равна 0,0033 мг/кг.
Полученные результаты о содержании теллура в организме КРС не согласуются с ранее полученными данными К.Н. Тереверко с соавт. [ 1 ], но согласуются с данными Дж. Эмсли [5].
Выводы исследований об отсутствии отличий между содержанием теллура в органах, тканях и биологических жидкостях телок разных возрастных групп, выращенных на землях хозяйств южной и центральной лесостепи Омской области, возможно, можно объяснить тем, что содержание теллура в почве и кормовых культурах является невысоким, и поэтому выявленные различия в уровне накопления микроэлемента растениями в этих почвенно- климатических зонах, не сказываются на содержании и топографии теллура в организме КРС.
Таким образом, в работе определено содержание теллура и установлен возрастные закономерности накопления микроэлемента некоторыми органами, тканями и биологическими жидкостями телок красной степной породы с учетом ландшафтно- геохимических условий среды обитания животных.
Литература
1. Алексеенко В. А. Основные факторы накопления химических элементов организмами, // Соровский образовательный журнал. — 2001. - № 8, - С.20-24.
2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. Для вузов. /Ю.А. Ершов, В .А. Попков, A.C. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. - М.: Высш. шк., 2000. - 560с.
3. Сидоренко Г.И., Вашнова В.В., Можаев Е.А. Атомные объемы химических элементов как показатели их острой токсичности. // Гигиена и сан. — 1999. — №2. —С.50-51.
4. Тереверко К.Н., Беркович В. И., БеринаВ.Г. Содержание теллура и рубидия в кормах и тканях крупного рогатого скота. //Сборник науч. трудов: Кли-нико-биохимические исследования, диагностика, лечение и профилактика незаразных болезней сельскохозяйственных животных. - Омск, 1991. - С, 269-271.
5. Эмсли Дж. Элементы: Пер. с анг.-М.: Мир, 1993.-256 с.
ПОНОМАРЕВА Наталья Александровна, доцент. СТЕПАНОВА Ирина Петровна, кандидат биологических наук, доцент.
РЯБИКОВ Анатолий Яковлевич, доктор биологических наук, профессор.
УДК 577 1 636 2 и. П. СТЕПАНОВА
И. В. КОНЕВА А. Я. РЯБИКОВ
Институт ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета
СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНОРЛДИКЛЯЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У ТЕЛОК В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ_
Установлены возрастные закономерности изменений интенсивности процессов пероксидации липидов и состояния антирадикальной системы у телок красной степной породы в постнатальном онтогенезе, которые следует учитывать при составлении кормовых рационов. Показано, что с помощью хемилюминесцентного метода можно своевременно выявлять дисбаланс между активацией процессов ПОЛ и мобилизацией антиоксидантной защиты в организме КРС.
Своевременное определение отклонений в сво-боднорадикальном метаболизме крупного рогатого скота (КРС) позволяет увеличивать продуктивность, снижать заболеваемость и падеж, Важным условием жизнедеятельности организма является сбалансированность процессов пероксидного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиоксидантной системы
(АОС) [1,2,3], В последние годы в ветеринарной практике для оценки реакций ПОЛ и состояния АОС все шире используются интегральные методы, основанные на регистрации спонтанной, либо индуцированной хемилюминесценции (ХЛ) тест-объекта. [4]. Однако с помощью хемилюминесцентного метода не изучались процессы ПОЛ и антиоксидантной защиты
