Научная статья на тему 'Влияние хитозана на микроэлементный статус коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала'

Влияние хитозана на микроэлементный статус коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
79
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОРОВЫ СИММЕНТАЛЬСКОЙ ПОРОДЫ АВСТРИЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ / МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ / МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН / ДИСБАЛАНС ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ / ХИТОЗАН / SIMMENTAL COWS OF AUSTRIAN SELECTION / METABOLIC PROCESSES / MINERAL METABOLISM / IMBALANCE OF CHEMICAL ELEMENTS / CHITOSAN

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Мухамедьярова Лилия Газинуровна, Косилов Владимир Иванович

Цель исследования изучить состояние минерального обмена в организме коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала и его коррекцию хитозаном. Исследование проведено на базе ООО «Ясные Поляны» Челябинской области на коровах симментальской породы австрийской селекции. Результаты исследования позволили выявить некоторый дисбаланс химических элементов в организме коров симментальской породы австрийской селекции, что послужило основанием для применения хитозана с целью коррекции состояния минерального обмена в организме коров. Установлено, что применение хитозана кислоторастворимого с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81% способствовало снижению в организме коров концентрации элементов, являющихся средовыми загрязнителями (никеля и свинца). Снижение уровня экотоксикантов в организме коров отразилось на балансе эссенциальных элементов (меди, цинка, железа, кобальта), уровень которых к концу опыта достиг значений, оптимальных для данного вида животных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Мухамедьярова Лилия Газинуровна, Косилов Владимир Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF CHITOSAN ON THE MICROELEMENT STATUS OF SIMMENTAL COWS OF AUSTRIAN SELECTION UNDER THE CONDITIONS OF THE AGROECOSYSTEMS OF SOUTH URALS

The purpose of the research was to study the situation with mineral metabolism in the organism of Simmental cows of Austrian selection under the conditions of South Urals agroecosystem and its correction with Chitosan. The study was carried out on the basis of LLC «Yasnye Polyany», Chelyabinsk region, on Simmental cows of Austrian selection. The results of the study made it possible to reveal certain imbalance of chemical elements in the organism of Simmental cows of Austrian selection, which served as the basis for the use of Chitosan with the purpose of correcting the state of mineral metabolism in the cows. It was found that the use of Chitosan, with molecular weight of 120 kD and the de-acetylation ratio of 81%, contributed to reduction of environmental pollutants (nickel and lead) concentration in cows' body. The decrease of the level of eco-toxicants in the cows' organism has told on the balance of essential elements (copper, zinc, iron, cobalt), the level of which reached the optimal for these animals values by the end of the experiment.

Текст научной работы на тему «Влияние хитозана на микроэлементный статус коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала»

Влияние хитозана на микроэлементный статус коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала

Л.Г. Мухамедьярова, к.б.н., ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ; В.И. Косилов, д.с.-х.н., профессор, ФГОУ ВО Оренбургский ГАУ

В современных условиях ведения животноводства актуальными являются вопросы диагностики, профилактики и коррекции нарушений метаболических процессов в организме сельскохозяйственных животных [1—3]. Наряду с важнейшими питательными веществами — жирами, белками, углеводами для обеспечения лучшего течения метаболических процессов клеткам органов и тканей необходимо поступление минеральных веществ в соответствии с физиологической потребностью [4—6].

Интенсивное воздействие комплекса техногенных факторов на агроэкосистемы, возрастающие нагрузки на организм животных приводят к недостаточности механизмов естественной саморегуляции, и одной из основных причин этого является хронический дефицит комплекса одних жизненно важных микроэлементов на фоне избытка других в экологически неблагополучных регионах [7]. Стабильность химического состава — одно из важнейших и обязательных условий нормального функционирования организма, при этом отклонения в его составе приводят к широкому спектру нарушений в состоянии здоровья животных.

Необходимо отметить, что большая часть хозяйств агропромышленного комплекса Челябинской области находятся в зоне биогеохимических провинций с избытком или недостатком макро- и микроэлементов.

Особенности природных и техногенных аномалий формируют на территории Южного Урала геохимические провинции, элементный состав которых способен оказывать выраженное воздействие на элементный состав питьевой воды, животных, растений и человека [8].

Минеральные элементы в живом организме играют огромную роль: обеспечивают целостность клеточных мембран, поддерживают гомеостаз внутренней среды организма, участвуют в построении тканей, активируют биохимические реакции через ферментные системы, прямо или косвенно влияют на функции эндокринных желёз, воздействуют на симбионтную микрофлору желудочно-кишечного тракта и т.д. Микроэлементам (Со, Си, Zn, Мп, Мо, Fe, Se и др.) в организме отводится особая роль. Вступая во взаимодействие с ферментами и изменяя пространственную конфигурацию белковой части, их молекулы на уровне третичной или четвертичной структуры оказывают влияние уже в малых количествах. Функциональная активность

микроэлементов связана с их способностью образовывать хелатные структуры или комплексы, представляющие собой биологически активную форму микроэлементов, что позволяет использовать её, с одной стороны, в составе минеральных добавок взамен солей неорганических кислот, а с другой — хелатообразующие свойства элементов учитываются при фармакокоррекции уровня тяжёлых металлов при их выведении из животного организма [9, 10]. Кроме того, функциональная активность микроэлементов проявляется практически во всех метаболических реакциях.

Цель исследования — изучить состояние минерального обмена в организме коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала и его коррекцию хитозаном.

Материал и методы исследования. Исследование проводили на базе ООО «Ясные Поляны» Челябинской области на коровах симментальской породы австрийской селекции.

С учётом того, что организм животных нельзя оценивать вне связи с основным источником его питания — растениями, а состав кормов — вне зависимости от состава почвы, нами на первом этапе исследования был проведён мониторинг химических элементов в объектах внешней среды.

На втором этапе для изучения состояния минерального обмена в организме была сформирована группа коров из 10 гол. массой тела 500—550 кг.

На третьем этапе с целью коррекции минерального обмена были сформированы две группы коров по 10 гол. в каждой. I гр. служила контролем, состояла из коров, получавших основной рацион хозяйства; II гр. — опытная, животные в которой дополнительно к основному рациону получали хитозан кислоторастворимый с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81% из расчёта 2 мл/кг массы тела животного однократно в течение двух пятидневных курсов с интервалом пять дней.

Кровь для исследования брали на 10-, 30- и 60-е сут. исследования.

Содержание химических элементов в объектах внешней среды и в организме коров определяли методом атомно-абсорбционной спектрофото-метрии.

Результаты исследования. Почва и растения — важные компоненты биологической среды, которая может быть в целом охарактеризована как огромная, сложная и постоянно изменяющаяся часть биосферы.

Изучение химического состава почвы и кормов на содержание химических элементов, проведённое

в условиях ООО «Ясные Поляны», показало, что почвы хозяйства при концентрациях 8,77±0,28; 6,57±0,19; 460,64± 12,56 мг/кг испытывают недостаток таких минеральных элементов, как медь, кобальт, марганец, что меньше нижней границы оптимального уровня в 1,71; 1,07 и 1,84 раза соответственно. На этом фоне в почвах установлен высокий уровень содержания железа, составивший 2484,12±2,23 мг/кг, и присутствие примесных элементов (никеля, свинца и кадмия) в пределах допустимых концентраций (17,63±2,10; 6,62±0,22 и 0,75±0,001 мг/кг соответственно).

Сопоставление полученных результатов с оптимальными величинами для растений показало, что содержание цинка меньше нижней границы оптимального уровня на 9,00—39,00% в многолетних травах и соломе; меди и марганца — на 35,71-86,28% и 42,50-77,50 - в многолетних травах, сене, сенаже и соломе. Содержание железа в многолетних травах превышало оптимальный для растений уровень в 4,17 раза, а в комбикорме, сене, сенаже и соломе — в 2,07;6,49; 4,17 и 6,55 раза соответственно. Наибольший уровень свинца и никеля зарегистрирован в сене и сенаже.

Анализ минерального обмена в организме исследуемых коров позволил выявить выраженный дисбаланс химических элементов, характеризующийся недостатком меди (6,78±0,11 мкмоль/л) на фоне низкого уровня цинка (17,21 ±0,23 мкмоль/л), марганца (0,54±0,02 мкмоль/л) и кобальта (0,43±0,02 мкмоль/л). Содержание железа в сыворотке крови коров находилось на уровне верхней границы видовой нормы и составляло 19,54±0,53 мкмоль/л.

Важно отметить, что при недостаточном содержании микроэлементов в кормах, токсиканты в большей мере, чем при достаточном поступлении биогенных элементов, проявляют свои конкурентные взаимоотношения.

Вышеизложенное нашло частичное отражение и при анализе результатов нашего исследования. Так, концентрация никеля в крови коров составила 0,06±0,02 мкмоль/л; свинца — 0,10±0,001 мкмоль/л.

Положительным моментом нашего исследования по изучению минерального обмена в организме исследуемых коров считается отсутствие кадмия -элемента, относящегося наряду со свинцом и ни-

25 20 15

10 -

22,37

19,71

Фон

10 сутки 30 сутки 60 сутки

1 Е железо 2 □ медь 3 □ цинк

5

0

Рис. 1 - Динамика содержания железа, меди и цинка в организме коров на фоне применения хитозана, мкмоль/л

Рис. 2 - Динамика содержания свинца и никеля в организме коров на фоне применения хитозана, мкмоль/л

келем к группе тяжёлых металлов и проявляющего антиметаболическую функцию.

Выявленный дисбаланс химических элементов в организме коров симментальской породы австрийской селекции послужил основанием для применения хитозана с целью коррекции минерального обмена в организме опытных коров. Неоспоримые достоинства хитозана связаны главным образом с его биологической активностью, биосовместимостью и биодеградируемостью до естественных продуктов биотопа. Кроме того, преимущество хитозана заключается в наличии в его структуре аминогруппы. Являясь более сильным нуклео-филом и основанием Льюиса, чем гидроксильная группа, аминогруппа боковой цепи коренным образом повышает реакционную способность всей полимерной молекулы.

Результаты изучения влияния хитозана на микроэлементный статус коров симментальской породы австрийской селекции показали, что концентрация железа в крови коров опытной группы к 60-м сут. исследований снизилась до 18,38+0,23 мкмоль/л, что в 1,49 раза было ниже уровня фона и в 1,58 раза — относительно коров контрольной группы.

Установлено, что организм исследуемых коров испытывал недостаток таких эссенциальных микроэлементов, как медь, цинк, кобальт и марганец.

Назначение хитозана способствовало повышению концентрации указанных элементов до значений, оптимальных для данного вида животных. А именно произошло увеличение содержания меди с 6,49+0,09 мкмоль/ л до 10,84+0,15 на 30-е сут. опыта и 13,98+0,24 мкмоль/л — на 60-е сут.; концентрации цинка — с 17,79+0,43 мкмоль/л до 19,42+0,54 мкмоль (30-е сут.) и 22,37+0,46 (60-е сут.). При этом у коров контрольной группы содержание цинка находилось в пределах от 17,50+0,38 до 18,83+0,27 мкмоль/л (рис. 1). Содержание кобальта при фоновом значении 0,46+0,02 мкмоль/л на 30-е сут. опыта увеличилось до 0,52+0,02 мкмоль/л. К 60-м сут. исследования уровень кобальта в крови повысился на 15,39% в сравнении с 30-ми сут. и на 30,44% в сравнении с фоном. У коров контрольной группы уровень содержания кобальта оставался пониженным во все периоды научно-хозяйственного опыта. Аналогичная тенденция была характерна и для марганца. Так, при фоновом значении 0,54+0,02 мкмоль/л его содержание к 30-м сут. опыта повысилось на 35,19%, а к концу периода наблюдений (60-е сут.) — в 1,69 раза.

По отношению к токсикоэлементам хитозан проявляет сорбционные свойства. Так, содержа-

ние никеля и свинца при исходных значениях 0,07+0,002 и 0,09+0,003 мкмоль/л, к концу периода наблюдений достоверно понизился. Содержание никеля к 30-м сут. опыта составляло 0,01+0,0001 мкмоль/л, концентрация свинца к 60-м сут. —

0.01.0,001 мкмоль/л (рис. 2).

Вывод. Применение хитозана кислотораство-римого с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81% с целью коррекции минерального обмена в организме коров симментальской породы австрийской селекции способствовало снижению концентрации элементов, являющихся средовыми загрязнителями и проявляющих преимущественно антиметаболическую роль (никеля и свинца). Снижение уровня экотоксикантов в организме коров отразилось на балансе эссенци-альных элементов (меди, цинка, железа, кобальта), уровень которых к концу опыта достиг значений, оптимальных для данного вида животных.

Литература

1. Быкова О.А. Молочная продуктивность и состав молока коров при скармливании сапропеля и сапроверма энергия Еткуля // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 140-143.

2. Косилов В.И., Миронова И.В. Влияние пробиотической добавки Ветоспорин-актив на эффективность использования энергии рационов лактирующими коровами чёрно-пёстрой породы // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 2 (90). С. 93-98.

3. Губайдуллин Н.М. Гематологические показатели коров-первотёлок бестужевской породы при использовании алюмосиликата глауконита / Н.М. Губайдуллин, Р.С. Зайнуков, И.В. Миронова, Х.Х. Тагиров // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2008. № 1 (17). С. 111-113.

4. Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г. Влияние хитозана на механизмы ограничения стресс-индуцированных повреждений организма коров симментальской породы австрийской селекции // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (40). С. 90-92.

5. Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г., Ахметзянова Ф.К. Оценка функционального состояния организма импортированных коров в новых эколого-хозяйственных условиях Южного Урала // Учёные записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2012. Т. 210. С. 234-239.

6. Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г. Оценка влияния хитозана на выраженность адаптивных процессов в организме коров симментальской породы австрийской селекции в новых эколого-хозяйственных условиях Южного Урала // Успехи современного естествознания. 2012. № 1. С. 94-96.

7. Таирова А.Р. Влияние хитозана на баланс микроэлементов организма коров в условиях биогеохимической провинции Южного Урала / А.Р. Таирова, Л.Г. Мухамедьярова, Е.В. Сень-кевич, Г.В. Мещерякова // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине: сб. трудов I междунар. науч.-практич. конф. СПб., 2010. Т. 4. С. 320-327.

8. Таирова А.Р., Кузнецов А.И. Химические элементы в биосфере // Международный журнал экспериментального образования. 2010. № 10. С. 116.

9. Кабиров Г.Ф., Логинов Г.П., Хазипов Н.З. Использование хелатных форм микроэлементов в животноводстве. Казань.: Изд-во ФГОУ ВПО «КГАВМ», 2005. 98 с.

10. Фролова М.А., Албулов А.И., Еремец В.И. Практические аспекты применения хитозана и его производных в различных областях народного хозяйства // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: мат. VIII Междунар. конф. Казань: РосХит, 2006. С. 68-71.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.