CC BY
19
Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 67
УДК 636.085:577.17:636.1
Влияние породной принадлежности на элементный статус лошадей
С.А. Мирошников1, О.А. Завьялов1, А.Н. Фролов1, М.Я. Курилкина1, М.М. Атрощенко2
1 ФГБНУ«Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
2 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства»
Аннотация. Проведено исследование элементного статуса лошадей в связи с породной принадлежностью. Эксперимент выполнялся на модели кобыл чистокровной верховой, ахалтекинской и арабской чистокровной пород, разводимых в условиях одной биохимической провинции (Ставропольский край). Живая масса кобыл в период отбора образцов шерсти составляла 440-550 кг, возраст - 4-6 лет. Методикой отбора биосубстратов обеспечивался отбор проб волос с гривы животных, сформированных в один и тот же период времени, что достигалось путём срезания волос на расстоянии 1 см от кожи, с последующим усечением волоса и сохранением участка волоса длиной 4 см, соответствующего периоду формирования ноябрь-февраль. Элементный состав волос определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП). Установлено, что кобылы ахалтекинской породы превосходили животных арабской чистокровной и чистокровной верховой пород по содержанию в волосах калия на 50,9 и 82,4 % (Р<0,05), натрия -на 173,0 (Р<0,05) и 120,6 % (Р<0,01), железа - на 170,5 (Р<0,01) и 47,41 %; йода - на 231,0 (Р<0,01) и 63,7 % ; селена - на 27,5 (Р<0,01) и 47,4 % (Р<0,001), при этом достоверно уступали по содержанию магния кобылам чистокровной верховой породы на 43,4 % (Р<0,05), кобылам арабской чистокровной породы по накоплению в волосах цинка - на 8,9 % (Р<0,05). В волосах кобыл ахалтекинской породы содержалось меньше свинца соответственно на 39,9 (Р<0,05) и 32,4 % (Р<0,05).
Ключевые слова: лошади, волос, элементный статус, химические элементы, чистокровная верховая порода, ахалтекинская порода, арабская чистокровная порода.
Введение.
Объективная оценка элементного статуса человека и животных по широкому перечню элементов и интерпретация полученных данных по отношению к эталонным показателям являются неотъемлемой частью исследований состояния организма и оценки воздействия на него внешней среды [1].
В этой связи мультиэлементный анализ шерсти (волос) и других биосубстратов постепенно приобретает всё большее значение в диагностике лечения заболеваний наравне с исследованиями состава крови и т. д. [2, 3] Так, неинвазивный метод оценки элементного статуса позволяет комплексно оценить состояние здоровья человека, исключить причины патологии из-за интоксикации тяжёлыми металлами, диагностировать нарушение в питании и др. [4].
В практике разведения лошадей методика оценки элементного статуса по химическому составу волос пока не получила широкого распространения. Это обусловлено целым рядом причин, в числе которых отсутствие необходимых аналитических методов для анализа и полученного цифрового материала, и обширных баз данных состава биосубстратов [5-7].
В рамках этих работ нами проведены комплексные исследования элементного статуса лошадей в зависимости от породной принадлежности. Анализ полученных данных указывает на перспективность дальнейшего использования метода.
Цель исследования.
Изучить особенности элементного статуса лошадей в связи с породной принадлежностью.
68 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве
Материалы и методы исследований
Объект исследования. Исследования выполнены на модели кобыл чистокровной верховой, ахалтекинской и арабской чистокровной пород, разводимых в условиях одной биохимической провинции (Ставропольский край). Живая масса кобыл в период отбора образцов шерсти составляла 440-550 кг, возраст - 4-6 лет.
Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.
Схема эксперимента. Для исследований отбирались клинически здоровые кобылы чистокровной верховой (n=15), ахалтекинской (n=15) и арабской чистокровной (n=15) пород, одинакового физиологического состояния (4-5 месяц жерёбости). В качестве диагностического биосубстрата использовались волосы, отобранные с гривы животного.
В потребляемом суточном рационе кобыл в двухмесячный период, предшествующий отбору образцов, содержалось: Ca - 73,1-77,3 г, P - 54,7-56,2 г, Mg - 15,9-16,7 г, Fe - 1212-1253 мг, Cu -129-131 мг, Co - 7,5-8,1 мг, Mn - 603-618 мг, I - 7,5-7,9 мг.
Отбор проб волос производился в мае-июне 2017 года. Методикой отбора биосубстратов обеспечивался отбор проб волос с гривы животных, сформированных в один и тот же период времени, что достигалось путём срезания волос на расстоянии 1 см от кожи, с последующем усечением волоса и сохранением участка волоса длиной 4 см, соответствующего периоду формирования ноябрь-февраль. Совокупная масса отбираемых волос составляла не менее 1 мг.
Элементный состав биосубстратов исследовали по 25 показателям (Al, As, B, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Sr, V, Zn).
Оборудование и технические средства. Элементный состав волос определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в Испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины», г. Москва (Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017 - 5.04.06). Озоление биосубстратов проводили с использованием микроволновой системы разложения MD-2000 (США). Оценка содержания элементов в полученной золе осуществлялась с использованием масс-спектрометра Elan 9000 («Perkin Elmer», США) и атомно-эмиссионного спектрометра Optima 2000 V («Perkin Elmer», США).
Статистическая обработка. Для проверки гипотезы о нормальности распределения других количественных признаков применяли критерий Шапиро-Уилка. Закон распределения исследуемых числовых показателей отличался от нормального, поэтому достоверность различий проверяли при помощи U-критерия Манна-Уитни. Во всех процедурах статистического анализа рассчитывали достигнутый уровень значимости (P), при этом критический уровень значимости в данном исследовании принимался меньшим или равным 0,05. Для обработки данных использовали пакет прикладных программ «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США).
Результаты исследований.
Сравнительная оценка полученных в ходе исследований результатов элементного состава волос, отобранных от животных изучаемых групп, выявила факт значительных различий по концентрации в них макроэлементов (табл. 1).
Кобылы ахалтекинской породы превосходили животных арабской чистокровной и чистокровной верховой пород по содержанию в волосах калия на 50,9 и 82,4 % (Р<0,05), натрия - на 173,0 (Р<0,05) и 120,6 % (Р<0,01), при этом достоверно уступали по содержанию магния кобылам чистокровной верховой породы на 43,4 % (Р<0,05).
Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 69
Таблица 1. Содержание макроэлементов в волосах с гривы лошадей в зависимости от породной принадлежности, мкг/г
Элемент Порода
ахалтекинская арабская чистокровная чистокровная верховая
M±m M±m M±m
Са 1270±106,1 1044±151,7 1405±140,8
К 1282±318,1 849,8±191,2 702,8±79,37*
Mg 412,0±52,22 382,8±52,39 728,2±81,09*
Ш 581,4±168,9 212,9±31,69* 263,6±39,32**
Р 545,8±35,01 516,7±35,66 599,4±32,87
Примечание: * - при Р<0,05; ** - при Р<0,01; *** - при Р<0,001
(по отношению к ахалтекинской породе)
В результате изучения степени взаимосвязи между содержанием эссенциальных элементов в волосах и породной принадлежностью животных было установлено, что кобылы ахалтекинской породы опережали арабских чистокровных и чистокровных верховых особей по накоплению в волосах железа на 170,5 (Р<0,01) и 55,8 %, йода - на 231,0 (Р<0,01) и 63,7 %; селена - на 27,5 (Р<0,01) и 47,4 % (Р<0,001) соответственно, уступали кобылам арабской чистокровной породы по накоплению в волосах цинка на 8,9 % (Р<0,05) (табл. 2).
Таблица 2. Содержание эссенциальных микроэлементов в волосах с гривы лошадей в зависимости от породной принадлежности, мкг/г
Элемент Порода
ахалтекинская арабская чистокровная чистокровная верховая
M±m M±m M±m
Со 0,1±0,014 0,058±0,026 0,074±0,018
Сг 0,331±0,052 0,246±0,093 0,320±0,062
Си 5,39±0,314 6,56±0,418 5,67±0,179
Fe 266,1±44,71 98,38±31,66** 170,8±35,92
I 0,591±0,145 0,179±0,056** 0,361±0,089
Мп 6,25±0,954 3,79±2,19 5,09±1,12
Se 0,653±0,048 0,512±0,037** 0,443±0,017***
2п 138,4±3,37 151,9±4,16* 123,0±4,08*
Примечание: * - при Р<0,05; ** - при Р<0,01; *** - при Р<0,001
(по отношению к ахалтекинской породе)
Концентрация условно-эссенциальных элементов в волосах кобыл ахалтекинской породы была выше относительно сверстниц арабской чистокровной и чистокровной верховой пород на 57,5 (Р<0,05) и 138,9 % (Р<0,001) для лития, на 90,2 и 40,5 % (Р<0,05) - для ванадия.
При сравнении концентрации токсичных элементов в волосах изучаемых групп было выявлено, что статистически значимые отличия наблюдались по содержанию свинца, алюминия и мышьяка. Так, в волосах кобыл ахалтекинской породы содержалось меньше свинца по сравнению с арабской чистокровной и чистокровной верховой породами соответственно на 39,9 (Р<0,05) и 32,4 % (Р<0,05). По содержанию алюминия они достоверно превосходили сверстниц арабской чистокровной породы на 61,7 (Р<0,01), мышьяка - на 42,7 (Р<0,01).
70 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве
Обсуждение полученных результатов.
Объективная оценка элементного состава волос позволила выявить значительные различия в элементном статусе сравниваемых групп животных. Анализируя полученные результаты, можно констатировать, что практически все вышеописанные изменения в концентрациях химических элементов в волосах с гривы лошадей определялись под влиянием породных особенностей животных [8].
Останавливаясь на отдельных параметрах, можно отметить, что выявленное в нашем эксперименте статистически достоверное понижение содержания йода на 69,7 (Р<0,01) и 38,9 %; селена - на 21,6 (Р<0,01) и 32,2 % (Р<0,001) в волосах лошадей арабской чистокровной и чистокровной верховой пород относительно сверстниц ахалтекинской породы может быть связано с повышением сорбции антагониста этих элементов - свинца на 66,4 (Р<0,05) и 47,9 % (Р<0,05) соответственно [9, 10]. Пониженное содержание йода и селена в волосах особей арабской чистокровной и чистокровной верховой пород требует дополнительного изучения, так как может свидетельствовать о дефиците этих микроэлементов в организме, что в свою очередь может негативно сказаться на их воспроизводительной способности [11, 12].
Однако сложно интерпретировать полученные данные без наличия «физиологических норм» концентрации химических элементов в волосах с гривы лошадей. Поэтому дальнейшая работа над проблемой предполагает определение референтных и процентильных интервалов концентраций химических элементов в волосах гривы лошадей в связи с их пулом в организме.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект №» 17-16-01109)
Литература
1. Фролов А.Н., Завьялов О.А., Харламов А.В. Особенности элементного состава шерсти и адаптационные способности тёлок импортной селекции в зависимости от их продуктивности // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 2(94). С. 39-44.
2. Скальный А.В. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция // Микроэлементы в медицине. 2000. Т. 1. № 1. С. 2-8.
3. Региональные особенности элементного состава шерсти крупного рогатого скота (результаты пилотного исследования) / С.А. Мирошников, А.В. Харламов, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 2(90). С. 7-10.
4. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб., 2008. 544 с.
5. Аналитические методы в биоэлементологии / А.В. Скальный, Е.В. Лакарова, В.В. Кузнецов, М.Г. Скальная; под ред. А.В. Скального, С.П. Нечипоренко. СПб.: Наука, 2009. 264 с.
6. Информативность биосубстратов при оценке элементного статуса сельскохозяйственных животных (обзор) / А.В. Харламов, А.Н. Фролов, О.А. Завьялов, А.М. Мирошников // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 4(87). С. 53-58.
7. Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / S. Miroshnikov, A. Kharlamov, O. Zavyalov, A. Frolov, G. Duskaev, I. Bolodurina, O. Arapova // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. Т. 14. № 9. С. 632-636.
8. Особенности формирования элементного статуса крупного рогатого скота в связи с продуктивностью и принадлежностью к половозрастной группе / С.А. Мирошников, А.В. Харламов, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Кудашева, А.Г. Зелепухин, А.Х. Заверюха, В.Г. Литовченко // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 4(92). С. 94-99.
9. Лебедев С.В., Барышева Е.С., Малышева Н.В. Степень накопления и особенности взаимодействия токсичных и эссенциальных элементов в организме лабораторных животных (экспериментальные исследования) // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 2. С. 33-35.
Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 71
10. Элементный состав шерсти как модель для изучения межэлементных взаимодействий / С.А. Мирошников, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, Г.К. Дускаев, М.Я. Курилкина // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 4(96). С. 9-14.
11. Селен и проблема репродуктивного женского здоровья / Т.М. Гусейнов, Ф.Р. Яхъяева, Э.С. Багирова, Р.Т. Гулиева // Микроэлементы в медицине. 2012. № 13(1). С. 25-28.
12. Влияние дефицита йода на репродуктивное здоровье женщины / Р.М. Есаян, А.В. Секи-наева, Н.К. Рунихина, Е.А. Ушкалова // Гинекология. 2013. № 2. С. 33-36.
Мирошников Сергей Александрович, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, директор ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-41, e-mail: vniims.or@mail.ru
Завьялов Олег Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: oleg-zavyalov83@mail.ru
Фролов Алексей Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: forleh@mail.ru
Курилкина Марина Яковлевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник Испытательного центра ЦКП ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехно-логий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, e-mail: icvniims@mаil.ru
Атрощенко Михаил Михайлович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии размножения ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства», 391105, Рязанская область, Рыбновский район, пос. Ди-вово, тел.: 8(4912)24-02-65, e-mail: atromiks-77@mail.ru
Поступила в редакцию 28 мая 2018 года
UDC 636.085:577.17:636.1
Miroshnikov Sergey Aleksandrovich1, Zavyalov Oleg Aleksandrovich1, Frolov Alexey Nikolaevich1 Kurilkina Marina Yakovlevna1, Atroshchenko Mikhail Mikhaylovich2
1FSBSI «Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences», e-mail: vniims.or@mail.ru
2 FSBSI«All-Russian Research Institute of Horse Breeding», e-mail: atromiks-77@mail.ru The influence of breed on the horses' elemental status
Summary. The research of elemental status of horses in connection with the breed was carried out. The experiment was carried out on the model of purebred mares, Akhal-Teke and Arabian breeds in the environment of one biochemical province (Stavropol Territory). The live weight of mares at the selection of hair samples was 440-550 kg, age - 4-6 years. Selection of hair samples was performed by biosubstrates selecting method from the manes of animals formed at the same time period that was achieved by cutting hair at a distance of 1 cm from the skin, followed by truncation of the hair and preservation of a 4 cm long hair band corresponding to the formation November-February period. Elemental composition of hair was determined by the atomic emission and mass spectrometry (AES-ISP and MS-ISP) methods. It was established that Akhal-Teke breed mares exceeded the animals of the Arabian breed and purebred horse breeds by the content in the hair of potassium by 50.9 and 82.4 % (P<0.05), sodium - by 173.0 (P<0.05) and 120.6 % (P<0.01), iron - by 170.5 (P<0.01) and 47.41 %; iodine - by 231.0 (P<0.01) and 63.7 %; selenium - by 27.5 (P<0.01) and 47.4 % (P<0.001), while the content of magnesium were significantly lower than of purebred breed by 43.4 % (P <0.05), content of zinc in hair was lower than in Arabian breed mares - by 8.9 % (P<0.05). The hair of the Akhal-Teke breed mares contained less lead, respectively, by 39.9 (P<0.05) and 32.4 % (P <0.05).
Key words: horses, horse-hair, elemental status, chemical elements, purebred horse, Akhal-Teke horse breed, Arabian breed.
