CC BY
49
УДК 631.8:631.95
ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ СЕЛЕНА В ПОЧВЕ НА НАКОПЛЕНИЕ ЕГО В РАПСЕ ЯРОВОМ И СОСТОЯНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕЧЕНИ КРЫС
А. В. СИНДИРЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Омский ГАУ О.А. ЗАЙКО, аспирант Омская ГМА
E-mail: [email protected]
Резюме. Установлена количественная связь между поступлением селена в лугово-черноземную почву и содержанием этого элемента в зеленой массе рапса ярового. Выявлено влияние кормов с повышенной концентрацией селена на показатели энергетического обмена и перекисного окисления в печени крыс. Проведенные исследования на животных позволяют точнее диагностировать картину хронического отравления селеном, что можно использовать в медицинской и ветеринарной практике.
Ключевые слова: селен, лугово-черноземная почва, рапс яровой, энергетический обмен, перекис-ное окисление.
Всемирной организацией здравоохранения селен отнесен к незаменимым факторам питания. Сегодня хорошо известно, что этот микроэлемент имеет первостепенное значение в зашите организма от оксидантного стресса. Кроме того, результаты некоторых исследований подтверждают гипотезу о защитной функции селена при ряде онкологических заболеваний. Однако отдельные территории имеют статус селенодефицитных, что объясняется низким содержанием этого элемента в почве [ 1 ]. В таких условиях необходима научная разработка мероприятий по увеличению его содержания в продуктах питания, в том числе применение селена в системе почва-растение.
В тоже время при повышенном содержании микроэлементов в почве процесс регулирования их поступления в растения в значительной степени подавляется, что может привести к резкому изменению соотношения химических элементов [2, 3], а высокое содержание селена в пище может вызывать интоксикацию, механизм которой изучен недостаточно. Поэтому возникает необходимость разработки методов и критериев оценки действия селена в трофических цепях, установления оптимальных и токсичных доз этого элемента, проведения исследований по изучению его влияния на животный организм. Целью наших исследований было определение действия селена в системе почва-растение-животное в условиях южной лесостепи Омской области.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в два этапа. На первом изучали влияния селена в количестве 0,5...2 ПДК на химический состав и качество рапса ярового; на втором — определяли воздействие повышенного количества селена в кормах на метаболизм лабораторных животных (крыс).
Полевой мелкоделяночный эксперимент по изучению действия селена на химический состав ярового рапса сорта «Золотонивский» проводили в 2005-2007 гг. на опытном поле Омского ГАУ. Селен применяли в виде соли Ыа28е03 с доведением его содержания в почве до 0,5 ПДК (11,7 кг/га), 1 ПДК (23,7 кг/га), 2 ПДК (47,7 кг/га).
Концентрацию селена в почве и растениях определяли флуорометрическим методом в Институте питания РАМН. После уборки зеленую массу рапса ярового, выращенного на фоне 2-хкратного превышения ПДК по селену в почве, в течение 4 месяцев вводили в рацион белых беспородных крыс в количестве 50 г в сутки (согласно нормам зеленых кормов для лабораторных животных). Особи контрольной группы получали обычный рацион. По окончании эксперимента животных декапитировали под эфирным наркозом и отбирали у них кровь и печень. Из последней готовили надмитохондриальную фракцию, в которой определяли активность супероксиддисмутазы (СОД), ка-талазы, глутатионпероксидазы (ГлПО), глутатионре-дуктазы (ГлР), глкжозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-Ф ДГ), содержание глугатиона (О-БН) и малонового диальдегвда (МДА). Кроме того, изучали концентрацию гликогена, а в приготовленных липидных экстрактах — антиокислительную активность липидов (АОАЛ), концентрацию диеновых конъюгатов (ДК) и липофусциноподобного пигмента (ЛФПП). Использованные в работе биохимические методы исследования изложены в статье [4]. Полученные данные обрабатывали статистически с помощью критерия Стью-дента и непараметрических методов математического анализа.
Результаты и обсуждение. В рамках проведенных исследований мы установили зависимость, которая позволяет прогнозировать и оптимизировать содержание Бе в случае его дополнительного поступления при антропогенной деятельности и определили коэффициент «Ь» интенсивности действия этого элемента на химизм лугово-черноземной почвы (одна из типичных почв южной лесостепи Омской области):
С = Сн +Д- Ъ, (1),
где С — накопление 8е в почве, мг/кг сухого вещества; Сн — фоновое содержание микроэлемента в
почве, мг/кг сухого вещества; Д — доза поступления элемента, кг/га; Ь — коэффициент интенсивности действия единицы селена поступившего в почву (Ъ = 0,45 мг/кг).
В условиях моделирования содержания селена в почве в границах от 0,5 до 2 ПДК установлена зависимость между дозой поступления микроэлемента и его содержанием в зеленой массе рапса ярового (см. рисунок). На основании полученных результатов была
Рисунок. Зависимость поступления селена в растение от дозы его внесения в почву.
выведена формула, которая дает возможность определять накопление селена в растениях в зависимости от дозы поступления этого элемента в почву:
1 = 0 Ь, (2)
где / — накопление Бе в растении, мг/кг сухого вещества; Б — доза поступления элемента в почву, кг/га; Ь - коэффициент интенсивности действия единицы поступившего элемента в растение (/>=0,036 мг/кг).
Согласно литературным данным нижняя предельная концентрация селена для кормовых растений составляет 100 мкг/кг, верхняя — 3000 мкг/кг сухого вещества, а величина токсических концентраций микроэлемента варьирует в зависимости от вида растений в широких пределах [1].
В условиях проведенного эксперимента наибольшее содержание селена в зеленой массе ярового рапса отмечено при внесении его в почву в дозе 47,7 кг/га. В среднем за годы исследования оно составляло 4,7 мг/кг сухого вещества, или в 33 раза выше уровня фона.
Через 4 месяца потребления кормов, содержащих 4,7 мг/кг селена, в организме крыс были зафиксированы явления гипоксии. Количество эритроцитов и концентрация гемоглобина в крови достоверно (р<0,05) снизились, по сравнению с контролем, соответственно на 21,7 и 25,7 %. Это можно связать с усиленным гемолизом, вызываемым как прямым воздействием селена на белки эритроцитов, так и опосредовано — через усиление им липопероксида-ции мембранных структур. Определенную роль в развитии этого процесса играет, вероятно, и недостаточно эффективный эритропоэз, связанный с тем, что селен сдерживает биосинтез гема и глобина.
Из-за снижения в крови уровня эритроцитов и гемоглобина нарушается доставка в ткани кислорода, что приводит к замедлению генерации АТФ в ми-
тохондриях. Параллельно развивается гистотокси-ческая гипоксия, обусловленная тем, что селен повреждает энзимы аэробного гликолиза. Всё это вызывает компенсаторное усиление выработки АТФ в реакциях анаэробного гликолиза, что выражается в повышении концентрацие молочной кислоты в крови, по сравнению с аналогичным показателем у контрольных крыс, на 79,3 % (р<0,01).
Поскольку этот процесс энергетически малоэффективен (из одной молекулы глюкозы генерируется только две молекулы АТФ), он сопряжена с затратой дополнительного количества углеводов. В результате потребность тканей в глюкозе повышается, что приводит к интенсификации глюконеогенеза с последующим увеличением ее концентрации в крови, по сравнению с контролем, на 34,3 % (р<0,01). Это можно рассматривать как компенсаторную меру организма, направленную на сглаживание последствий гипоксии. Тем не менее, такие метаболические перестройки не возмещают повышенных энергетических потребностей организма в условиях интоксикации селеном, что приводит к «срыву» его адаптационных возможностей с последующим развитием дефицита углеводов. Об этом свидетельствует снижение содержания гликогена в печени, по сравнению с контрольными животными, на 43,1 % (р<0,01).
Известно, что при закислении среды активируются энзимы катаболизма пуриновых мононуклеотидов — АМФ-дезаминаза и аденозиндезаминаза [5, 6]. Об интенсификации этого процесса в организме крыс, получавших корм с повышенным содержанием селена, свидетельствует увеличение концентрации мочевой кислоты в крови (на 26,5 %; р<0,05). В норме она образуется в основном из экзогенных пуринов, поступающих с пищей, в результате реакции, катализируемой ксантиндегидрогеназой (КсДГ). Последняя, окисляя гипоксантин и ксантин до ура-та, восстанавливает НАД. После вызываемого интоксикацией селенитом натрия частичного протеолиза молекулы КсДГ или окисления входящих в ее состав БН-групп происходит конверсия этого энзима в ксантиноксидазу (КсО), способную генерировать су-пероксидные радикалы и перекись водорода [6,7].
Об усиленной продукции этим ферментом, супе-роксидных радикалов и перекиси водорода в организме крыс группы, получавшей корм с повышенной концентрацией селена свидетельствует уменьшение содержания АОАЛ в печени (на 17,6 %; р<0,05). Определенный вклад в истощение фонда антиоксидантов, по-видимому, вносит недостаточно эффективная инактивация кислорода такими ферментами, как СОД и каталаза. Их активность в печени достоверно (р<0,05) снизилась, по сравнению с контролем, соответственно на 29,0 и 23,2 %.
Торможение неферментативного и ферментативного звеньев системы антирадикальной защиты вызывает чрезмерную липопероксидацию фосфоглице-ридов мембранных структур. Содержание ДК, МДА и ЛФПП в печени по окончанию эксперимента у жи-
вотных опытной группы превысило величину этого вать изменение содержания селена в лугово-черно-
показателя в контроле соответственно на 65,3 земной почве и растении в случае его антропогенно-
(р<0,01), 72,3 (р<0,01) и 145,2 (р<0,001) %. Способ- го поступления.
ствует этому также недостаточно эффективное дей- Корма, выращенные при концентрации селена в ствие энзимов антиперекисной защиты. почве на уровне 2 ПДК, токсичны для животных, их
Выводы. Таким образом, у.ы установили прямую ежедневное употребление сопряжено с проявлени-
связь между дозой поступающего селена и его накоп- ем гипоксии, нарушением энергетического обмена
лением в почве и зеленой массе рапса ярового. и усиленной липопероксидацией мембранных струк-
Полученные уравнения позволяют прогнозиро- тур клеток печени крыс.
Литература.
1. Голубкина Н.А., Папазян Т. Т. Селен в питании: растения, животные, человек. — М.: Изд-во Печатный город, 2006. — 254 с.
2. Ермохин Ю.И. Диагностика питания растений. - Омск: Изд-во ФТОУВПО ОмГАУ, 1995. - 207с.
3.Пархоменко Н.А., Ермохин Ю.И. Агроэкологическая оценка действия тяжелых металлов в системе почва-растение вдоль автомагистралей в условиях лесостепи Западной Сибири. — Изд-во ФГОУВПО ОмГАУ, 2005. — 112с.
4. Конвай В Д., Золин П. П. Роль острого нарушения метаболизма пуринов в развитии постреанимационной патологии печени // Омский научный вестник,- 2003.-М3 (24), сентябрь.- С. 168-171.
5. Buhl M.R. Purine metabolism in ischemic kidney tissue//Dan. Med. Bui- 1982,- V. 29, Nol.- P. 497-515.
6. Clare D.A., Blakistone A., Swaisgood H., Morton H.R. Sulfyedryl oxidase-catalyzed of xanthine dehydrogenase to xanthine oxidase //Arch. Biochem. Biophys.-1981.- V. 211, Nol.- P. 44-47.
7. Arch J. R. S., Newsholm E.A. Activities and some properties of 5 “-nucleotidase, adenosine kinase and adenosine deaminase in tissues from vertebrates and invertebrates in relation to the control of the concentration and physiological role of adenosine // Biochem. J. -1978. - V. 174, No3. - P. 965-977.
INFLUENCE INCREASED CONTENTS OF SELENIUM IN SOIL ON ACCUMULATION IN RAPE SPRING
AND ANTIOXIDANT ACTIVITY IN LIVER OF RATS
A.V. Sindireva, O.A. Zaiko
Summary. Quantitative relationship is installed as a result of work between arrival of the selenium in ground and contents of this element in green mass of the rape spring.
The called on studies on animal allow more exactly diagnose the picture of the chronic poisoning by selenium that can be used in medical and veterinary practical person.
Keywords: selenium, meadow-chernozem soil, spring rape, energy exchange, peroxide oxidation.
УДК 636.2:636.082.35:636.084.1
ЭВРИФАГИЯ ТЕЛЯТ В ПЕРИОД ПРИВЫКАНИЯ К ГРУБЫМ КОРМАМ
Ю.Н. ЛИТВИНОВ, кандидат биологических наук, зав. кафедрой
Белгородская ГСХА E-mail: litvin [email protected]
Резюме. В статье представлены сведения о раннем периоде привыкания телят к поеданию грубых кормов (сена). Рассмотрены вопросы использования ароматической добавки. Применение препарата «Сукрам 810» благоприятно отразилось на потреблении сена телятами в период с 10 по 40 сутки. Телочки опытной группы оказались более развитыми и упитанными, что увеличивает вероятность реализации их генетического молочного потенциала во взрослом состоянии. Ключевые слова: эврифагия, пищевое поведение, телята, сено, ароматизатор, пищевые рефлексы.
Накопление научных данных привело ряд исследователей к мысли о том, что тактика потребления животным пищи оптимальна, то есть оно выбирает
корм, обеспечивающий максимальное поступление энергии за единицу времени. Вместе с тем, органолептические и вкусовые характеристики корма также имеют большое значение [1...3, 5...7].
В процессе роста и развития животных происходит усложнение и становление поведенческих реакций, которые присущи взрослым особям. Так, общая продолжительность стояния в период от рождения до 18 месячного возраста увеличивается на 17 % при существенном (р<0,01) сокращении времени на сон (41 %) и отдых (18,5 %) [4].
Цель нашей работы заключается в том, чтобы изучить пищевое поведение телочек (ремонтный молодняк молочного стада) в период приучения к грубым кормам. Конкретно ставилось 2 задачи:
изучить возрастные особенности пищевых реакций телят-молочников при переходе на растительные корма;
обосновать возможность применения препарата «Сукрам 810» как ароматизатора корма для улучшения вкусовых качеств и поедаемости растительных кормов.
