CC BY
4УДК 636.32/.38.035:611.81:612Ш4.4
Мамаев А.В., д.б.н., профессор Коновалов К.В., менеджер Мамаева О.А, аспирант Самусенко Л.Д., кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ ВО Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, г. Орел, Россия Mamaev A.V., Doctor of Biological Sciences, Professor Konovalov K. V., manager Mamaeva O. A., graduate student Samusenko L.D., candidate of biological sciences, associate professor Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin, Orel, Russia, е-mail: shatone@mail.ru
СПОСОБ ОЦЕНКИ УРОВНЯ КОНТАМИНАНТОВ В ПРОДУКТАХ УБОЯ ОВЕЦ
(Bioenergetic assessment of the level of contaminants in sheep slaughter products)
Реферат. В настоящее время известно много способов определения содержания контаминантов в пищевых продуктах (мышечная ткань, внутренние органы и другие ткани), которые можно использовать только после убоя животных. Недостатком этих способов является невозможность прижизненного определения в раннем возрасте степени накопления загрязнителей в организме животных с целью оценки и коррекции экологической безопасности будущего животного сырья. Целью исследований являлось зучение содержания контаминантов- мышьяк As, кадмий Cd, медь Си, свинец РЬ, цин^п, в организме овец с разной биоэлектрической активностью поверхностно локализованных биологически активных центров и разработка простого способа прижизненной физиологически обоснованной оценки накопления этих контаминантов. Изучали количество контаминантов в образцах печени, длиннейшей мышце спины и бедренних костей баранчиков романовской породы в возрасте 6-6,5 месяцев с разным уровнем биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров. В опытах установлено, что у животных с более высокой концентрацией тяжелых металлов и мышьяка в органах, средний биоэлектрический потенциал центров достоверно выше, чем у животных с низким средним биоэлектрическим потенциалом центров. Самые высокие концентрации контаминантов зафиксированы в костной ткани животных с более низким биоэлектрическим потенциалом центров, достоверно отличавшихся по этому показателю от баранчиков с более высоким средним биоэлектрическим потенциалом. В результате проведенных исследований установлена обратная коррелятивная взаимосвязь среднего уровня биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров и содержания конта-минантов в организме овец романовской породы, выращиваемых в Ливенском районе Орловской области. Предлагаемый способ экспресс оценки степени накопления контаминантов в организме овец позволяет в раннем возрасте, и своевременно принять меры для корректировки концентрации контаминантов в продуктах убоя.
Ключевые слова: биоэлектрический потенциал; поверхностно локализованные биологически активные центры; овцы; романовская порода; контаминанты; тяжелые металлы; мышьяк; токсиканты.
Abstract. Currently, there are many methods for determining the content of contaminants in food products (muscle tissue, internal organs and other tissues), which can only be used after the slaughter of animals; The disadvantage of these methods is the impossibility of in vivo determination at an early age of the degree of accumulation of contaminants in the body of animals in order to assess and correct the environmental safety of future animal raw materials. The aim of the research was to study the content of contaminants - arsenic As, cadmium Cd, copper Cu, lead Pb, zinc Zn, in the body of sheep with different bioelectrical activity of surface localized biologically active centers and to develop a simple method for in vivo physiologically based assessment of the accumulation of these contaminants. The number of contaminants in samples of the liver, longissimusdorsi muscle and femurs of rams of the Romanov breed at the age of 6-6.5 months with different levels of bioelectric potential of superficially localized biologically active centers was studied. In experiments it was found that in animals with a higher concentration of heavy metals and arsenic in the organs, the average bioelectric potential of the centers is significantly higher than in animals with a low average bioelectric potential of the centers. The highest concentrations of contaminants were recorded in the bone tissue of animals with a lower bioelectric potential of the centers, which significantly differed in this indicator from rams with a higher average bioelectric potential. As a result of the research, an inverse correlation was established between the average level of the bioelectric potential of superficially localized biologically active centers and the content of contaminants in the body of the Romanov breed sheep grown in the Livensky district of the Oryol region. The proposed method for rapid assessment of the degree of accumulation of contaminants in the body of sheep allows at an early age and in a timely manner to take measures to adjust the concentration of contaminants in slaughter products.
Keyword: bioelectric potential; superficially localized biologically active centers; sheep; Romanov breed; contaminants; heavy metals; arsenic; toxicants.
Введение. В последнее время приобретает актуальное значение вопросы техногенного характера, связанные с проблемой загрязнения окружающей среды. Для предприятий сельского хозяйства, а особенно животноводческих организаций, данный вопрос является первостепенным [9]. В некоторых городах России, и в частности Орловской области все чаще наблюдается превышения уровня предельно допустимой концентрация токсических веществ - контаминантов (пестицидов, тяжелых металлов, бытовых отходов) в воде, воздухе, почве, и животных кормах [7, 11]. К тяжелым металлам по мнению большинства исследователей относятся свинец РЬ, медь Си, цинк 2п, никель №, кадмий Cd, кобальт Со, сурьма Sb, олово Sn, висмут В^ ртуть Например, тяжелые металлы при превышенной концентрации попадая в окружающую среду проявляют себя как токсиканты (яды) и экотоксиканты [1]. В свою очередь к токсикантам относятся элементы и соединения, оказывающие негативное воздействие на отдельный организм или биологическую систему, а эко-токсикантамиявляются отравляющие вещества, способные загрязнять окружающую среду и накапливаться в ее компонентах. Среди токсических металлов специалисты в области охраны окружающей среды выделяют приоритетную группу, в которую входят свинец, кадмий, ртуть, мышьяк, медь, никель, хром и цинк как наиболее вредоносные для живых организмов, как человека, так и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны. Поступление данных токсичных загрязнителей в окружающую среду непосредственно связано с динамичной деятельностью людей: промышленные выбросы, выхлопные газы автотранспорта, установки по сжиганию мусора, котельные установки и предприятия сельского хозяйства. К загрязняющим окружающую среду контаминантами, относятся такие отрасли промышленности, как: производство керамики, стекла, черных и цветных металлов, предприятия по добыче топлива (твердого и жидкого), горнообогатительные комбинаты, электроэнергетическое производство и др. В сельском хозяйстве пестициды и удобрения характеризуют как контами-нанты, загрязняющие почву [8]. Идентификация и содержание, оценка распространения, и действия негативных факторов внешней среды, а также поиск методов и путей по снижения отрицательного воздействия на организм животных и человека является актуальной задачей для сельского хозяйства как с научной точки зрения так и на практике [10].
Чрезмерное накопление контаминантов в питьевой воде и кормах, потребляемых животными, доходит до отметок, способных оказать негативное влияние на продуктивные характеристики и общее состояние здоровья животных [4, 12, 13]. Тяжелые металлы и их соединения занимают особое место среди экотоксикантов. В отличие от других веществ они не разлагаются и имеют тенденцию к накоплению [3, 8].
Цель исследования. Цель настоящей работы - изучение содержания контаминантов (мышьяк As, кадмий Cd, медь Си, свинец Pb, цинк Zn) в организме овец с разной биоэлектрической активностью поверхностно локализованных биологически активных центров и разработка простого способа прижизненной физиологически обоснованной оценки накопления этих контаминантов.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены в животноводческом предприятии ООО СельхозИнвест, сельского поселения Навесное, Ливенского района Орловской области, на поголовье овец романовской породы.
В результате обследования баранчиков, осеннего окота, романовской породы, 6 - 6,5 месячного возраста, методом пар-аналогов были сформированы две опытные группы по уровню биопотенциала - высокий и низкий (контроль), по семь голов в каждой.
Основываясь на метамерно-структурной организации центров, сегментарной теории взаимо-связинервных центров с разными органами и системами животного организма, были выбраны поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ) молодняка овец №5,10,59,64, расположенные в зонах прохождения наибольшего числа сплетений симпатической и парасимпатической нервных систем [6]. Измерение биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ проводили в утренние часы (до кормления) 3 дня подряд с помощью прибора ЭЛАП[2,5,6].
Топографический поиск и измерение биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ проводили по методике А.М. Гуськова, А.В. Мамаева (1996). Электрод с зажимом надежно закрепляли на безволосой части тела животного (внутренняя поверхность тела, пах). Места контактирования электродов смачивали водой, прикладывали щуповой электрод надавливая до максимального отклонения стрелки, фиксировали измеряемый биопотенциал ПЛБАЦ [2, 5].
Места локализации ПЛБАЦ:
№5.(Грудная клетка) - на дорсомедиальной линии между 8-м и 9-м остистыми отростками грудных позвонков;
№10.(Пояснично-брюшной отдел) - на дорсомедиальной линии между 3-ми 4-м остистыми отростками поясничных позвонков;
№59.(Грудная клетка) - билатерально, в 6-ом межреберьекраниально 13-го ребра, на уровне верхнего края плечевого сустава;
№64.(Пояснично-брюшной отдел) - билатерально, каудально 13-го ребра на 1 ширину ладони и 2 поперечника пальца и дорсально БАЦ 63 на два поперечника пальцев[6].
По окончании процедур по измерению уровня биоэлектрического потенциала в ПЛБАЦ, проводили убой по три головы опытных животных из каждой группы и отбор образцов органов и тканей для дальнейших исследований. В день убоя отобранные образцы (печень, длиннейшая мышца спины и бедренная кость) были переданы в лабо-
раторию для определения содержания мышьяка As, кадмия Cd, меди Си, свинца Pb, и цинка Zn на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ICAP 6300 Duo.
Результаты и обсуждение. В результате исследований было установлено, что концентрация мышьяка и тяжелых металлов в печени, костной ткани и мясе были выше, чем в образцах полученных от молодняка овец романовской породы с низким средним уровнем биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ. Так же установлено, что у животных первой опытной группы (низкий уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ) была максимальная концентрация свинца в костной ткани (бедренная кость), которая в 6-6,5 месячном возрасте составила 0,068±0,003 мг/кг, это превышало аналогичные показатели у животных второй опыт-
ной группы, с более высоким средним уровнем биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ на 11,27%, при достоверных различиях относительно контроля (Р<0,01) (таблица 1, рисунок 1). Концентрация РЬ в печени и длиннейшей мышце спины животных контрольной группы превышал показатели второй опытной группы на 27,3% и 4,8%, соответственно. Содержание мышьяка в печени, костной ткани и в длиннейшей мышце спины у животных контрольной группы также превышали показатели концентрации этих контаминантов у животных второй опытной группы. Самое большое содержание цинка обнаружено в длиннейшей мышце спины животных второй опытной группы и составило 13,65±0,08 мг/кг, что отмечается как тенденция к увеличению относительно контрольных животных.
Таблица 1 - Концентрация контаминантов в организме опытных овец
Показатели
1группа, низкий уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ (контроль, n=3) 2группа, высокий уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ (n=3)
Биоэлектрический потенциал ПЛБАЦ, мкА 44,3±0,43 48,73±0,12**
Печень, мг\кг As 0,013±0,002 0,011±0,002
Pb 0,031±0,002 0,022±0,002**
Cd 0,018±0,002 0,016±0,001
Zn 6,1±0,15 6,01±0,14
Cu 0,85±0,02 0,76±0,03*
Костная ткань, мг\кг As 0,009±0,001 0,008±0,001
Pb 0,068±0,003 0,061±0,002**
Cd 0,008±0,001 0,004±0,002**
Zn 16,95±0,14 16,83±0,2
Cu 1,2±0,03 1,17±0,01**
Длиннейшая мышца спины, мг\кг As 0,026±0,005 0,024±0,002
Pb 0,02±0,001 0,018±0,002
Cd 0,013±0,002 0,011±0,002
Zn 13,2±0,3 13,65±0,08
Cu 0,97±0,05 0,96±0,06
Разница статистически достоверны: *-Р<0,05; **-Р<0,01; ***-Р<0,001.
В итоге, сравнивая показатели содержания контаминантов в отобранных образцах внутренних органах баранчиков с разным уровнем биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ, установлено, что у животных с более высокой концентрацией тяже-
лых металлов и мышьяка в органах, средний биопотенциал центров достоверно выше, чем у животных с низким средним биоэлектрическим потенциалом ПЛБАЦ.
Рис. 1 - Концентрация As, РЬ, Cd в бедренных костях баранчиков, мг\кг
Концентрация Си и 1г\ в печени
7,4
>л
7
6,8
6,6
6,4 ^^Си
6,2 6 -----—
5,8
5,6
5,4
1(к) 2
Рис. 2 - Концентрация Си и Zn в печени баранчиков, мг\кг
Необходимо отметить, что самые высокие концентрации контаминантов наблюдаются в костной ткани животных контрольной группы, достоверно отличавшихся более низким средним биоэлектрическим потенциалом ПЛБАЦ от баранчиков с более высоким средним биоэлектрическим потенциалом.
Выводы. В результате проведенных исследований установлена обратная коррелятивная взаимосвязь среднего уровня биоэлектрического по-
тенциала ПЛБАЦ и содержания контаминантов в организме овец романовской породы, выращиваемых в Ливенском районе Орловской области. Полученные данные позволяют разработать недорогой способ экспресс оценки степени накопления контаминантов в организме овец в раннем возрасте, и своевременно принять меры для корректировки концентрации контаминантов в продуктах убоя.
Литература
1. Авакаянц, Б.М. Отравление животных солями
тяжелых металлов и мышьяка / Б.М. Авакаянц, Л.А. Попова, Т.И. Коток // Ветеринарный консультант. - 2006. - №15. - С.12 - 17.
2. Гуськов А.М., Мамаев А.В. Методическое по-
собие для проведения научных исследований аспирантами, соискателями и студентами в области животноводства. - Орел, 1996. - С.39.
3. Донник, И.М. Оценка здоровья сельскохозяй-
ственных животных при техногенном загрязнении среды /И.М. Донник, А.Г. Исаева // Аг-роэкологические проблемы сельхоз. производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистем. - Казань, 2002. - Ч.2. - С.253-255.
4. Епимахов В.Г., Козьмин Г.В. Установление
количественных закономерностей исхода острого лучевого поражения овец / EastEuropeanScientificJournal (WschodnioeuropejskieCzasopismoNaukowe) Варшава, Польша Biología № 6. 2016. С. 144148.
5. Коновалов К.В, Identification and morphological
features of biologically active centers of sheep / К.В. Коновалов, Л. Д. Самусенко, А.В.Мамаев// материалымеждународной-научно-практическойконференции. - Орел 2019. С. 111-114.
6. Коновалов К.В. Биоэнергетическая оценка по-
тенциала мясной продуктивности баранчиков северокавказской и романовской пород [Текст]/ К.В. Коновалов, А.В. Мамаев// Вестник аграрной науки. -2021.-№2(89).-С.93-99
7. Митрохин О.В. Оценка транслокального за-
грязнения как составная часть социально- гигиенического мониторинга / О.В. Митрохин // Здоровье населения и среда обитания. 2001. -№ 9. - С. 11- 14.
8. Новиков В.А. Техногенное воздействие тяже-
лых металлов на окружающую среду и животных / В.А. Новиков, М.Я. Тремасов // Ветеринария. -2004. - №11. - С. 51 - 55.
9. Папуниди К. Х., Шкуратова И. А. Техноген-
ное загрязнение окружающей среды как фактор заболеваемости животных // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2005. No 6. С. 80.
10. Ревич Б.А. Проблемы прогнозирования, «горя-
чие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России // под ред. В.М. Захарова. 2007. - C. 15/
11. Савельев С.И., Морозов В.Н., Свиридова Н.А.,
Харламов А.П., Шепелева О.А. Гигиеническая оценка выполненных мероприятий по организации санитарно-защитных зон предприятиями Липецкой области //Социально -гигиенический мониторинг здоровья населения. - Вып. 12. - Рязань, 2008. - С. 110- 112.
12. Федяева, Ю.А. Токсикокинетика тяжелых ме-
таллов в организме овец /Ю.А. Федяева // Материалы международной научной конференции, посвященной 125-летию КГАВМ. - Казань, 1998. - Ч.2. - 168 с.
13. Kisdayova, S. Effects of cadmium on the rumen
protozoan population in sheep / S. Kisdayova, P. Sviatco, I. Zelenak // Vet. Med. 2000. -45, №12.-P. 343-346.
Поступила в редакцию: 20.03.2023 г. Принята к публикации: 15.05.2023 г.
Мамаев А.В., д.б.н., профессор, Коновалов К.В., менеджер, Мамаева О.А, аспирант, Самусенко Л.Д.,
кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ ВО Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, г. Орел, Россия, е-таП: shatone@mail.ru
