ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА МИКРОЭЛЕМЕНТОВ (Сu, Мо, Мn) В РАЦИОНЕ НА СОСТОЯНИЕ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

Am. J. Physiol., 1933, v. 103, p. 485.— M с С 1 u г e F. J., Mitchell H. H., J. biol. Chem., 1931, v. 90, p. 297.—M а с u с h P., Ко г t us J., Balazova G. et al. Brit. J. industr. Med., 1968, v. 25, p. 131.— R о с к e г t H., Acta path, microbiol. scand., 1963, v. 59, p. 32.

Поступила 15/1 1970 г.

THE CALCIUM AND PHOSPHORUS BALANCE IN CASE OF LONG-TERM INTRODUCTION OF VARIOUS AMOUNTS OF FLUORINE

V. /. Smolyar

The author's investigation results show that in case of lack or excess of fluorine the increase of the experimental animals' body weight diminished, a negative calcium balance developed and the consumption of phosphorus decreased. A satisfactory calcium and phosphorus balance was noted in experimental animals in case of introduction of 30 meg of fluorine into the body.

УДК 613.27:613.24]:[612.014.461.3 + 612.015.31:541.135

ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА МИКРОЭЛЕМЕНТОВ (Си, Mo, Mn) В РАЦИОНЕ НА СОСТОЯНИЕ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА

А. М. Казаков

Кафедра гигиены и Центральная научно-исследовательская лаборатория Ленинградского

педиатрического медицинского института

I Вопросы, связанные с участием меди (Си), марганца (Мп) и молибдена

(Мо) в водно-солевом обмене, до настоящего времени не нашли достаточно ясного освещения в литературе. В связи с этим мы подвергли изучению влияние рационов с недостаточным содержанием одного из названных микроэлементов (Си, Мо, Мп) или комплекса их на показатели водно-солевого обмена в длительном эксперименте на животных.

Наблюдения вели в течение 7 месяцев над 110 белыми крысами-самками линии Вистар с начальным весом 100—120 г. Животные получали синтетическую казеиново-крахмальную диету, рекомендованную Институтом питания АМН СССР. В диету добавляли ежедневно витамины А (20 ИЕ), D (4 ИЕ) и группы В (пивные дрожжи), а также 4% солевой смеси, в состав которой входили макроэлементы в виде чистых солей (марка х/ч) магния, калия, кальция, натрия и фосфора, микроэлементы марганец, медь, молибден, фтор, йод, кобальт, цинк и алюминий в биотических концентрациях (по прописи М. Г. Коломийцевой). Макро- и микроэлементы вводили в основную диету в пересчете на металл на 100 г веса животного. При этом обращали внимание на сохранение оптимальных соотношений между медью, марганцем и молибденом соответственно 10:30:1 (М. Г. Коломийцева и И. И. Неймарк). Стабильный состав солевой смеси поддерживали в продолжение всего эксперимента путем взвешивания животных через каждые 15 дней и пересчета макро- и микросолей на прибавку в весе.

В зависимости от содержания в солевой смеси изучаемых микроэлементов животные были разделены на 5 равных групп. 1-я группа (контрольная) получала основную диету с полным набором микроэлементов в солевой смеси в следующем количестве: 50 мкг меди, 150 мкг марганца и 5 мкг молибдена. 2-я группа содержалась на диете дефицитной по меди, 3-я — по молибдену и 4-я — по марганцу. Из солевой смеси животных 5-й группы исключался комплекс элементов (Си, Мо, Мп).

Для суждения о состоянии водно-солевого обмена мы определяли суточный диурез, содержание калия и натрия в сыворотке и суточной моче, а также активность фермента гиалуронидазы в моче животных. Наряду с этим наблюдали ежедневно за внешним видом и поведением животных, фиксировали прибавку в весе через каждые 15 дней. Суточную мочу собира-

ли путем высадки животных в обменные клетки, приспособленные для отдельного сбора ее и кала.

Электролиты в сыворотке крови и в моче животных определяли на пламенном фотометре (ФПФ-58) по методике, описанной И. Тодоровым (1968), активность гиалуронидазы — вискозиметрическим методом Мак-Клина (1943). Для получения сравнимых результатов суточный диурез и выделение калия и натрия с мочой рассчитывали на 100 г веса животного. Результаты эксперимента были обработаны методом вариационной статистики.

Изменений в поведении и внешнем виде животных 1-й группы не выявлено. У отдельных крыс 2-й группы с 3-го месяца наблюдения стали отмечаться симптомы недостаточности меди в рационе. Сначала развивалась ахромотрихия, к которой постепенно присоединялась выраженная в различной степени алопеция, державшаяся у животных до конца эксперимента. Депигментация волос без последующей алопеции выявлялась также у животных при недостатке в рационе молибдена или марганца, а также комплекса микроэлементов (Си, Мо, Мп). При этом ахромотрихия у крыс 3-й группы развивалась с 3-го месяца, а у животных 4-й группы (с дифицитом марганца) или 5-й группы (с дефицитом комплекса элементов) в более поздние сроки — с 6-го месяца.

Между животными отдельных групп установлена выраженная разница в весе. У крыс 1-й (контрольной) группы средняя прибавка в весе за период эксперимента составляла 471 мг в сутки. Если эту цифру принять за 100%, то животные 2-й группы отставали в прибавке веса от контрольной на 39%, 3-й группы — на 45%, 4-й группы — на 34% и 5-й — на 34%.

Влиянию недостаточности меди или марганца в корме животных на их рост посвящено значительное число наблюдений. Согласно данным Г. А. Ба-бенко, задержка роста при недостатке меди в рационе является следствием развивающейся анемии. По мнению Gallagher, при недостаточности меди наиболее вероятной причиной торможения роста и веса служит снижение процессов тканевого дыхания, вызванной истощением депо меди в органах и тканях.

Недостаток марганца в организме животных приводит к отставанию их роста и веса из-за нарушения процессов окостенения (Chils и McCollu; Л. И. Куликова).

Резкое отставание в весе наблюдаемых нами крыс 3-й группы трудно объяснить только одним дефицитом молибдена; в литературе мы не встретили описания случаев страдания животных от недостатка молибдена во внешней среде. По-видимому, причина здесь в снижении активности или нарушении синтеза медь — марганец — молибденсодержащих металло-энзимов и как следствие этого — в извращении промежуточного обмена у животных.

Между отдельными группами крыс обнаружено некоторое различие при измерении суточного диуреза. Экскреция мочи у животных с дефицитом

меди (1,7±0,09 мл\ Р<0,05) и комплекса элементов (2±0,14 мл; Р<0,001) была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы (1,3=1=0,11 мл). Существенной разницы между диурезом животных 3-й (1,4=1=0,12 мл\ Я<0,5), 4-й (1,6=1=0,17 мл\ Р<С0,2) и 1-й (контрольной) группы не отмечено. Следовательно, при дефиците меди в рационе животных увеличивается выведение воды из организма. Аналогичные результаты установили М. В. Ермакова и соавт.

При определении активности гиалуронидазы мочи зафиксирована разница между данными контрольной и опытных групп. У животных контрольной группы активность энзима составила 5,2±0,4 усл. ед., тогда как при недостатке одного из микроэлементов или их комплекса активность фермента резко снижалась и составляла у животных 2-й группы 2,9 =Ь 0,22 усл. ед. (Я<0,001), 3-й группы — 3,3±0,29 усл. ед. (Р<0,001), 4-й группы — 3,3±0,30 усл. ед. (Р<0,001) и 5-й группы 3,0±0,23 усл. ед. (Я<0,001).

Активность фермента у отдельных опытных групп существенно не отлича-

лась между собой, хотя она была более низкой у животных, в диете которых наблюдался дефицит меди и комплекса элементов. Если учесть высокий диурез и низкую активность фермента у этих групп, то можно с полным основанием говорить об обратной зависимости между активностью энзима и размером мочеотделения (А. Г. Гинецинский).

По современным представлениям, гиалуронидаза вырабатывается клетками дистальных канальцев нефрона под влиянием антидиуретического гормона задней доли гипофиза. В зависимости от потребности организма в воде фермент способствует обратной ее реабсорбции в дистальных канальцах. В связи с этим можно думать, что медь, марганец и молибден через систему ферментов оказывают комплексное воздействие на секрецию антидиуретического гормона.

Изучая влияние микроэлементов на обмен электролитов в организме животных, мы установили заметное нарушение у них калий-натриевого равновесия. При недостатке меди выявлено снижение содержания ионов калия в сыворотке крови животных на 16% и повышение содержания нат-

Таблица 1

Содержание калия и натрия в сыворотке крови белых крыс (в мг%)

Группа Калий Натрий

п

М±т Р М±т Р

1-Я 36 29,56±0,79 320,78±4,17

2-я 23 24,96^0,59 <0,001 341,13^7,62 <0,02

3-я 27 25,30±0,77 <0,001 324,96^5,39 <0,5

4-я 29 27,55±1,23 <0,2 321,64^6,33 <0,5

5-я 31 25,29±0,66 <0,001 320,16^5,81 <0,5

рия на 6% по сравнению с контролем (содержание калия и натрия в сыворотке крови и суточная экскреция этих электролитов у контрольной группы приняты за 100%).

При дефиците марганца в рационе животных не наблюдалось существенных различий в содержании калия и натрия в их сыворотке крови (табл. 1).

У животных с недостатком в рационе одного молибдена или комплекса элементов отмечено заметное снижение концентрации калия в сыворотке крови (в каждом случае на 14%), тогда как уровень натрия в ней не изменялся.

Влияние дисбаланса микроэлементов сказывалось также и на экскреции электролитов с мочой животных (табл. 2).

' Таблица 2

Суточная экскреция ионов калия и натрия с мочой (в мг)

Группа п Калий п Натрий

М±т Р М±т Р

1-я 30 7,29±0,41 39 11,68^0,70

2-я 35 10,56^0,50 <0,001 33 10,95±0,64 <0,5

3-я 28 9,44±0,84 <0,02 39 10,78^0,70 <0,5

4-я | 35 6,09±0,37 <0,05 33 10,36^0,69 <0,2

5-я 30 5,85±0,42 <0,02 39 12,34^0,58 <0,5

При этом количество натрия, выводимого с водой за сутки, не отличалось у отдельных опытных и контрольной групп. Вместе с тем обнаружено повышение экскреции калия у крыс с недостатком в рационе меди на 45% (/><0,001) или молибдена — на 29% (Р<0,02). При дефиците марганца и комплекса изучаемых микроэлементов в диете выделение калия с мочой

у животных понижалось соответственно на 16 и 20% (Р<0,05 и 0,02). Прямой зависимости между диурезом и количеством ионов калия и натрия в суточной моче не выявлено.

Понижение уровня калия в сыворотке крови животных, содержавшихся на диете, в которой ощущался дефицит меди и молибдена, очевидно, объясняется увеличением выведения этого электролита с мочой, что связано с усиленной продукцией альдостерона, гормона, регулирующего обмен электролитов натрия и калия в организме животных и человека.

Обнаруженное у животных при дефиците в корме марганца или 3 микроэлементов (Мп, Си, Мо) снижение концентрации калия в сыворотке крови, возможно, является следствием перераспределения ионов его между интра- и экстрацеллюлярной жидкостью путем перехода этого электролита внутрь клеток. Это предположение подтверждается и низкой экскрецией калия с суточной мочой. По данным Spies-Bertschinger, введение солей марганца в организм людей вызывало у них повышение уровня калия в сыворотке крови и увеличение его выведения. Логично допустить, что причиной описанного выше перераспределения электролитов в организме наблюдаемых нами животных 4-й и 5-й группы является общий для них недостаток марганца в рационе.

Выводы

1. В общей картине нарушений состояния внутренней среды под влиянием недостаточного поступления в организм одного из микроэлементов (медь, марганец, молибден) или их совокупности ведущее место занимает изменение обмена калия.

2. Если учесть, что уровень этого электролита во внутриклеточной и внеклеточной жидкости представляет собой некоторую физиологическую константу и что его изменение при различных патологических состояниях тяжело переносится организмом (Ю. Е. Вельтищев), то становится очевидной важность сбалансированности рациона по микроэлементному составу.

ЛИТЕРАТУРА

Б а бте н к о Г. А. Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине. Киев, 1965.— Вельтищев Ю. Е. Водно-солевой обмен ребенка. М., 1967.— Г и н е -цинский А. Г. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия. М. — Л., 1964.— Ермакова М. В., Левицкая Н. Г., Гамова Л. Г. и др. В кн.: Микроэлементы в биосфере и их применение в с/х и медицине Сибири и Дальнего Востока. Улан-Удэ, 1969, с. 242.— Коломийцева М. Г., Неймарк И. И. Зоб и его профилактика. М., 1963.— Куликова Л. И. Вопр. питания, 1962, № 5, с. 47.— Школьник М. И. Влияние меди и марганца на некоторые биохимические процессы в организме животных. Автореф. дисс. докт. Казань, 1963.— Тодоров И. Клинические лабор. исслед. в педиатрии. София, 1966.— McClean D., Biochem. J., 1943, v. 37, p. 169.—G a 1 1 a g h e г С. H., Aust. vet. J., 1957, v. 53, p. 311.—S h i 1 s M. E., McCollum E. V., J. Nutr., 1943, v. 26, p. 1.— Spiess-Bertschinger A., Wien. Z. inn Med., 1947, Bd 28, S. 45.

Поступила 17/1V 1970 г.

EFFECT OF THE DEFICIENCY OF MICROELEMENTS (Cu, Mo, Mn) ON WATER-

SALT METABOLISM

A.M. Kazakov

A study of the effect of microelements' disbalance in the food ration on the state of water-salt metabolism in albino rats showed a rise of diuresis in case of deficiency in the diet of copper (by 30.7%) or that of a complex of copper-molybdenum-manganese (by 53.8%). The potassium level in animals' blood serum fell in the lack of copper and molybdenum and that of a complex of investigated elements (by 14—16%). Potassium excretion in the urine rose at deficiency in the food ration of copper (by 45%) and molybdenum (by 29%); in the lack of manganese or that of all the microelemts the potassium content in the urine decreased accordingly by 16 and 20%.