CC BY
51
Биология
ВЛИЯНИЕ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОВИНЦИИ
НА БИОХИМИЧЕСКИЙ и микроэлементный статус коров
СИММЕНТАЛЬСКОЙ породы В УСЛОВИЯХ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
Д. ММ. КОЛОБКОВ, 457100, Челябинская область, г. Троицк,
ул. Гагарина, д. 13; тел. 89080528620;
аспирант, Уральская ГАВМ e-mail: [email protected]
Ключевые слова: хром, биогеохимические провинции, источники поступления, процесс адаптации, минеральные соединения, симментальский скот, кормление.
Keywords: сhrome, biogeochemical provinces, entering sources, adaptation process, mineral bonds, симментальский cattle, feeding.
Биогеохимические провинции — области на поверхности Земли, различающиеся по содержанию (в их почвах, водах и т. п.) химических элементов (или соединений), с которыми связаны определенные биологические реакции со стороны местной флоры и фауны. Состав почв влияет на подбор, распределение растений и на их изменчивость под влиянием тех или иных химических соединений или химических элементов, находящихся в почве.
Химические элементы, образующие хорошо растворимые соединения в почвенных условиях, вызывают наиболее сильную биологическую реакцию у местной флоры. Имеет значение и форма нахождения химических элементов в среде. Например, молибден вызывает у животных заболевание только в районах с щелочными почвами (молибденовая кислота дает растворимые соединения с щелочами); в районах кислых почв избыток молибдена не вызывает заболеваний и т. п. Химические элементы Т1, Zr, Н^ ТЬ|, Sn, Pt и многие другие, не образующие в почвенных условиях легкоподвижных растворимых соединений, не вызывают образования биогеохимических провинций и эндемий.
В пределах провинции различают два вида концентрации организмами химических элементов: групповой, когда все виды растений в данной провинции в той или иной степени накапливают определенный химический элемент, и селективный, когда имеются определенные организмы-концентраторы того или иного химического элемента вне зависимости от уровня содержания этого элемента в среде. Известны различные виды растений, которые концентрируют определенные элементы и подвергаются при этом изменчивости.
Процесс адаптации крупного рогатого скота, завезенного из Швейцарии и Германии, в биогеохимических провинциях Уральского региона проходит через глубокие изменения в состоянии обменных процессов и связан с нарушением белкового, жирового, углеводного и минерального обменов.
Челябинская область является одним из регионов, испытывающем на себе мощные техногенные нагрузки. Генотип австрийских симменталов хорошо отселекциониро-ван для индустриального производства, что важно и для нашей страны.
Решающим фактором в формировании биогеохимических провинций является антропогенное воздействие на объекты
окружающей среды. Многочисленными исследованиями А. А. Кабыша [4, 5, 6] определен ряд элементов, дефицит или избыток которых сосредоточены на территории Южного Урала, включающих более 20 элементов, однако в нем нет хрома. А этот элемент, в свою очередь, играет важную роль в обмене веществ живого организма [1].
Ряд авторов отмечают, что содержание его в почве, кормах и тканях животных характеризуется большой вариабельностью в зависимости от природно-климатической зоны, вида растений, условий выращивания, заготовки, хранения и использования кормов, вида источника хрома, применяемой дозы и способа введения в организм [2, 3, 7, 8, 9].
Доказано, что наиболее значительные концентрации хрома характерны для уль-траосновных и основных горных пород. Содержание хрома в кислых изверженных и осадочных породах значительно ниже и в общем случае изменяется в пределах 5-120 мг/кг, достигая максимальных значений в глинах [6].
Биологическая роль хрома в организме животных исследована слабо. Однако имеющиеся литературные сведения позволяют сделать заключение о жизненной необходимости этого элемента для животного и человека, а именно: важнейшая биологическая ценность хрома состоит в регуляции углеводного обмена и уровня глюкозы в крови, поскольку хром является компонентом низкомолекулярного органического комплекса — фактора толерантности к глюкозе (Glucose Tolerance Factor, GTF). Он нормализует проницаемость клеточных мембран для глюкозы, процессы использования ее клетками и депонирования и в этом плане функционирует совместно с инсулином. Следовательно, как напрямую, так и косвенно регулирует обмен углеводов в первую очередь. Он способен усиливать
действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном. Избыточное же поступление хрома в организм провоцирует развитие новообразований в различных системах органов, а также может развить стойкое токсическое состояние [9].
Хром следует рассматривать как незаменимый питательный микроэлемент. Он физиологически активен в трехвалентном состоянии в концентрациях около 100 мкг/кг пищи [10].
Цель и методика исследований.
В связи с вышеизложенным, целью нашей работы явилось изучение влияния биогеохимических провинций на биохимический и микроэлементный статус коров симментальской породы в условиях биоге-охимической провинции Южного Урала.
Исследования проводились на базе ООО «Ясные Поляны» (отделение № 1) Троицкого района Челябинской области.
Были проведены исследования почвы, кормов, воды, крови, молока, органов и мочи на содержание хрома. Исследование вышеперечисленных объектов на содержание хрома проводили атомноадсорбционным методом. Содержание макро- и микроэлементов определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-3 по ГОСТ 26929-94, ГОСТ 30178-96. Общий белок — рефрактометрически, глюкозу — с ортотолуидиновым реактивом, мочевину — уреазным и белковые фракции — нефелометрическим методами. Результаты исследований кормов приведены в табл. 1.
Результаты исследований.
Нашими исследованиями установлено, что количество хрома в почве на территории ООО «Ясные Поляны» Троицкого района Челябинской области не превышает 33,65 ± 0,01 мг/кг (при ПДК 190/мг/кг). Содержание хрома в сенаже 0,58 ± 0,01
Таблица 1
Содержание хрома в почве, кормах, воде, крови, молоке, органах и моче (X ± mx, п = 10)
Объект исследования Количество хрома
Почва 33,65 ± 0,01 мг/кг
Корма (сенаж ) 0,58 ± 0,01 мг/кг
Вода 0,24 ± 0,02 мг/л
Кровь 0,088 ± 0,002 мг/л
Молоко 0,22 ± 0,02 мг/л
Моча 0,24 ± 0,02 мг/л
Почки 0,007 ± 0,002 мг/кг
Печень 0,0014 ± 0,002 мг/кг
Мышечная ткань 0,008 ± 0,001 мг/кг
12
www. m-avu. narod. ru
Биология/Ветеринария
Таблица 2
Биохимические показатели крови дойных коров (X ± тх, п = 10)
№ Наименование показателя Контрольная группа Опытная группа
Начало опыта Конец опыта Начало опыта Конец опыта
1. Гемоглобин, г/л 11б,0 ± б,7 118,0 ± б,7 118,5 ± 8,1 128,5 ± 10,2
2. Эритроциты, 109/л 5,82 ± 0,52 5,92 ± 0,72 4,13 ± 0,38 б,93 ± 0,41
3. Лейкоциты, 106/л 8,бб ± 1,32 8,58 ± 1,32 б,09 ± 1,45 8,7 ± 0,5
4. Общий белок, г/л 77,2 ± 3,2 79,2 ± 3,0 82,0 ± 0,4 87,2 ± 0,б***
5. Мочевина, ммоль/л 3,73 ± 0,4 3,87 ± 0,7 3,9 ± 0,б 1,5 ± 0,5**
б. Глюкоза, ммоль/л 2,б4 ± 0,04 2,б1 ± 0,04 2,11 ± 0,50 2,72 ± 0,42
7. Холестерин, ммоль/л 4,3 ± 1,1 4,0 ± 1,0 3,3б ± 0,30 2,57 ± 0,б
8. Железо, мкмоль/л 15,1 ± 2,5 1б,1 ± 2,5 28,7 ± 7,3 39,7 ± 9,2
9. Медь, мг/л 0,б3 ± 0,01 0,б1 ± 0,01 0,78 ± 0,02 1,01 ± 0,01
10. Хром, мг/л 0,08б ± 0,002 0,084 ± 0,002 0,078 ± 0,002 0,032 ± 0,002***
11. Кобальт, мг/л 0,04 ± 0,01 0,04 ± 0,01 0,03 ± 0,01 0,0б ± 0,01*
12. Марганец, мг/л 0,01 ± 0,01 0,01 ± 0,01 0,02 ± 0,01 0,04 ± 0,01*
* Р < 0,05: ** Р < 0,01: *** Р < 0,001.
(при ПДК 0,5мг/кг). В органах количество хрома было следующее: почки — 0,007 ± 0,002 мг/л, печень — 0,0014 ± 0,002 мг/л, мышечная ткань — 0,008 ± 0,001 мг/л. В воде же из автоматических поилок его количество росло от начала трубопровода к его концу 0,01 мг/л до 0,24 мг/л (при ПДК 0,1 мг/л).
На наш взгляд, данные изменения могли быть вызваны использованием различных марок стали при производстве труб, которые содержали в большей или меньшей степени хром. Таким образом, кумуляция последнего в большей степени произошла в конце трубопровода.
Анализируя рацион кормления дойных коров, состоящий из сена кострецового, сенажа, смеси концентрированных кормов, минеральной подкормки (соль поваренная и мел), можно сказать, что по общей питательности он соответствовал продуктивности животных на уровне 19-20 кг. В структуре данного рациона на долю грубого корма приходилось 21,9 % общей питательности, сочного корма — 33,9, концентратов — 43,6.
В соответствии с чем тип кормления животных был концентратно-сенажный, уровень кормления — высокий.
В рационе имеет место дисбаланс эссенциальных микроэлементов: избыток меди — 79,9 мг, марганца — 83,0 мг и дефицит цинка — 301,6 мг и никеля — 114,6 мг. Суточное поступление с кормом и водой хрома составляет 12,6 мг.
В крови коров наблюдалось повышенное содержание магния 1,09 ± 0,06 ммоль/л (при норме 0,82-1,23 ммоль/л) и хрома 0,084 ± 0,002 мг/л (при норме 0,05 мг/л). Пониженное количество цинка 2,15 ± 0,13 мг/л (при норме 2,5-6,0 мг/л) и кобальта 0,04 ± 0,01 мг/л (при норме 0,04-0,09 мг/л).
Учитывая вышесказанное, на базе ООО «Ясные Поляны» Троицкого района Челябинской области поставлен научнопроизводственный опыт. По принципу сбалансированных групп было сформировано 2 группы коров симментальской породы по 10 голов в каждой. Содержание животных стойлово-выгульное, условия кормления и содержания были одинаковые.
Животным опытной группы, для сбалансирования рациона по микроэлементам, дополнительно к основному рациону задавали кобальта хлорида в дозе 30 мг, марганца сульфата — 50 мг, цинка сульфата — 50 мг, калия йодида — 10 мг и меди
сульфата — 50 мг на 100 кг живой массы в течение 30 дней. Данные исследований приведены в табл. 2.
В результате проведенных исследований у коров опытной группы отмечено увеличение количества эритроцитов и лейкоцитов на 14,6 % и 1,3 % соответственно.
Отмеченные изменения произошли на фоне увеличения гемоглобина с 118,0 до 128,5 г/л, или на 8,2 %. Данные изменения мы также связываем с увеличением количества меди в крови. По данным ряда авторов, медь необходима для абсорбции и утилизации железа, участвует в формировании эритроцитов, синтезе соединительной ткани, формировании и укреплении костей, передаче нервных импульсов. Обладает противовоспалительными свойствами. Также участвует в окислительно-восстановительных процессах, синтезе гемоглобина, в реакциях клеточного дыхания, способствует повышению активности инсулина и более полной утилизации углеводов; стимулирует эритропоэз [5].
Анализируя содержание общего белка, установили, что его количество возросло на 9,2 % на фоне снижения мочевины. Ее уровень снизился на 61,2 %.
Увеличение количества глюкозы с 2,61 до 2,72 ммоль/л на фоне снижения
холестерина на 55,0 % можно объяснить повышением функциональной активности печени за счет дополнительного ввода микроэлементов, в частности марганца. Кроме этого, дополнительный ввод в рацион микроэлементов оказал влияние на их уровень в крови. В результате чего концентрация меди, марганца и кобальта возросла соответственно на 39,6 %, 75,0 % и 33,3 % соответственно. При этом уровень хрома снизился на 61,6 % (Р < 0,01), по сравнению с животными, не получавшими минеральную добавку, и составил 0,032 мг/л. В вышеперечисленных органах количество хрома снизилось на 23 %, 35 % и 21 % соответственно.
Выводы и рекомендации.
Таким образом, комплексное применение дополнительно к основному рациону кобальта хлорида в дозе 30 мг, марганца сульфата 50 мг, цинка сульфата 50 мг, калия йодида 10 мг и меди сульфата 50 мг на 100 кг живой массы в течение 30 дней оказало положительное влияние на показатели белкового, углеводного и жирового обмена, что является эффективным средством патогенетической терапии в техногенных по хрому зонах, а также является основой полноценного кормления животных в дефицитных по вышеуказанным элементам географических зонах.
Литература
1. Виноградов А. П. Биохимические провинции. М., 1949. 12З с.
2. Вяйзенен Г. Н. Ускорение выведения тяжелых металлов и радионуклидов из организма сельскохозяйственных животных. М., 195З. 2З4 с.
3. Гибалкина Н. И. Потребность бычков в хроме при сенажном типе кормления : автореф. дис. ... канд. сельхоз. наук. Саранск, 1998. 21 с.
4. Ионов П. С., Кабыш А. А., Тарасов И. И. [и др.]. Внутренние незаразные болезни крупного рогатого скота. М. : Агропромиздат, 1985. З45 с.
5. Кабыш А. А. Нарушение фосфорно-кальциевого обмена у животных на почве недостатка и избытка микроэлементов в зоне Южного Урала. Челябинск, 2006. 408 с.
6. Кабыш А. А. Эндемическая остеодистрофия крупного рогатого скота на почве недостатка микроэлементов. Челябинск : ЮжноУральское книжное издательство, 1967. З72 с.
7. Федотов А. А., Некрасов А. В. Экологическое равновесие. Новгород, 1996. 1З6 с.
8. Уразаев Н. А., Никитин В. Я., Кабыш А. А. Эндемические болезни животных. М. : Агропромиздат, 1990. 272 с.
9. Christian G. D., Cnoblock E. G., Purdy W. C, Mertz W. A polarographie study of chromium — insulin — mitochondrial interaction // Biochem. Biophys. 196З. № 66. P. 420—42З.
10. Mertz W., Roginski E. E., Feldman R. J., Thurman D. E. Dependence of chromium transfer into the rat embryo on the chemical form // Nutr. 1969. № 99. P. З6З—З67.
www.m-avu.narod.ru 1З
