CC BY
23
Ukrainian Journal of Ecology
UkrainianJournal of Ecology, 2017, 7(2), 9-13, doi: 10.15421/201714
ORIGINAL ARTICLE UDC 636.09: 615.9
The influence of nitrate and cadmium load on protein and nitric
metabolism in young cattle
B. Gutyj, N. Nazaruk, N. Levkivska, A. Shcherbatyj, A. Sobolev*, J. Vavrysevych, Y. Hachak, O. Bilyk, V. Vishchur, Z. Guta
S.Z. Gzhytskiy L viv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies PekarskaStr, 50, 79010Lviv, Ukraine, [email protected] Bila Tserkva National Agrarian University, Soborna Av., 8/1, Bila Tserkva, 09111, Ukraine Submitted:25.02.2017. Accepted: 10.04.2017
We studied the impact of nitrate and cadmium load on protein and nitrogen metabolism in young cattle. The feeding with forage of sodium nitrate at a dose of 0.15 g NO3/kg and cadmium chloride at a dose of 0.02 mg/kg of body weight leads to a violation of protein and nitrogen exchange, as indicated by the low levels of urea, total protein and high levels of ammonia. We registered that the lowest urea content in blood serum of research bulls was on the 20th day of the experiment. The combined use of nitrate and cadmium on the animals was accompanied with a greater reduction of urea concentration in their blood, caused by sodium nitrate. The gradual reduction of urea in the blood serum of bulls indicated reduced activity of metabolic processes in an organism of bulls and inhibition of functional capacity of the liver to synthesize proteins. Under the influence of nitrites and cadmium in our experiments in an organism of bulls was set the decrease in total protein in serum, depending on the intensity of met hemoglobin formation and the level of aggressive forms of oxygen, are formed after the activation of these processes. The changes of total protein level in the blood serum can be considered as suppression of protein synthesizing liver function.
Calves feeding with sodium nitrate and cadmium chloride promoted significant increase of ammonia in the blood serum than just feeding of calves with sodium nitrate. On the twentieth day of the experiment the level of ammonia in the second experimental group of animals was higher by 53% towards the control. Key words: nitrates, nitrites, cadmium, total protein, ammonia, urea, bulls.
Вплив ытратного та кадм'евого навантаження на бшковий та азотовий обм1н у молодняку велико!' рогатоТ худоби
Б.В. Гутий, Н.В. Назарук, Н.Д. Левювська, А.Р. Щербатий, О.1. Соболев*, Я.С. Ваврисевич, Ю.Р. Гачак, З.А. Гута
Льв1вський нац 'юнальнийунiверситетветеринарно!медицини та б'ютехнолопй i'менi С. З. Жицького,
вул. Пекарська, 50, Льв1в 79010, УкраТна, [email protected] *Блоцерк1вський нацональний аграрнийун'верситет, пл. Соборна, 8/1, м. Бла Церква, 09111, УкраТна
Результати демонструють вплив нитратного та кадм'евого навантаження на бшковий та азотовий обмЫ у молодняку велико! рогато! худоби. Згодовування з кормом нгграту натр'ю у доз1 0,15 г NO3 /кг маси т1ла та кадм'ю хлориду у доз1 0,02 мг/кг маси т1ла тварини зумовлюе порушенню бшкового та азотового обм'ну, на що вказуе низький р'вень сечовини, загального протеТ'ну та високий р'вень ам'аку.
Найнижчий вм1ст сечовини в сироватц1 кров1 досл|дних бугайц'в був на 20-у добу досл'ду. Сл1д в'дзначити, що сукупне застосування нггралв i Кадм'ю тваринам супроводжувало до бшьшого зниження концентрацп сечовини у Тх кров1, н1ж задавання самого н'трату натр'ю. Поступове зниження р1вня сечовини у сироватц1 кров1 бичюв вказуе про зниження
активност метаболiчних процеав в органiзмi бугайцiв та пригычення функцiональноí здатностi печiнки синтезувати бтки.
Пiд впливом нiтритiв та Кадм^ в органiзмi бугайцiв ми встановили зниження рiвня загального протеУну в сироватцi кровi, який залежить вщ iнтенсивностi метгемоглобiноутворення та рiвня агресивних форм кисню, що утворюються пiсля активаци цих процесiв. Встановлен нами змiни рiвня загального протеину у сироватцi кровi можна розцЫювати, на нашу думку, як пригычення бiлоксинтезувальноí функцп печiнки.
Згодовування бугайцям ытрату натрiю та кадмiю хлориду сприяло вiрогiдному зростанню рiвня амiаку у сироватцi кровi, чим згодовування бугайцям ттьки нiтрату натрiю. На двадцяту добу дослiду рiвень амiаку у другоУ дослiдноí групи тварин був найвищим - 53% вщносно контролю.
Ключов1 слова: нiтрати, нггрити, кадмiй, загальний протеУн, амiак, сечовина, бугайцк
Вступ
В умовах прогресування техногенного забруднення навколишнього середовища одним iз прiоритетних напрямкiв токсикологи та ветеринарноУ медицини залишаеться вивчення особливостей i механiзмiв комбiнованоí ди поширених токсикантiв - важких металiв та азотовмкних речовин Ю^у еt а!.. 2016а; Nazaruk еt а!.. 2016а, 2016Ь). Дан ксенобiотики надходять у навколишне середовище у процес промислового виробництва, викидiв автотранспорту, Ытенсивного використання у сiльському господарс^ хiмiчних засобiв Ю^у еt а!.. 2016Ь. 2016с). Внаслiдок чого, вищезгадан речовини накопичуються в надмiрних ктькостях у Грунтах, водах, рослинах, а також надходять у корми для тварин, що в подальшому призводить до Ух надмiрного накопичення в органiзмi тварин. Це згодом спонукае до зниження тваринноУ продуктивности а у надмiрних кiлькостях спричиняе розвиток токсикозiв рiзноí етiологií (КЬ^г^ еt а!.. 2016а; КИаг1у. 2016).
Метою наших дослiджень було дослiдити вплив нiтратного та кадмiевого навантаження на бiлковий та азотовий обмЫ у молодняку великоУ рогатоУ худоби.
Матер1ал \ методи
Дослщження проводились на базi навчально-науково-виробничого центру «Комарывський» Городоцького району Львiвськоí област на 15 бугайцях шестимiсячного вку, чорно-рябоУ породи, якi були сформовав у 3 групи по 5 тварин у кожнм. Тваринам 1-У дослщноУ групи протягом одного мкяця задавали нiтрат натрiю у дозi 0,15 г N03 /кг маси тта. Тваринам другоУ дослiдноí групи задавали нгграт натрiю у дозi 0,15 г N03 /кг маси тта разом iз хлоридом кадм^ у дозi 0,02 мг/кг маси тта тварини. Бугайцi третьоУ групи були контрольними.
При проведены дослщжень дотримувалися правил, обов'язкових при виконанн зоотехнiчних дослiдiв щодо пщбору та утримання тварин-аналогiв у групи, технологи заголвл^ використання й облку спожитих кормiв. Рацiон тварин був збалансований за поживними i мЫеральними речовинами, якi забезпечували Ух потребу в основних елементах живлення.
Дослщ тривав упродовж 30-и дiб. Кров для аналiзу брали з яремноУ вени на 1 -. 5-. 10-. 15-. 20- i 30-ту добу дослiду. У сироватц кровi дослiджували концентрацiю сечовини - диметилдюксиновим методом за Н.М. Петрунь i спiвавт.; концентрацiю амiаку - фенолгiпохлоритним методом у модифкаци А.Л. Белкiна i Л.П. ОсадчоУ; рiвень загального протеУну - визначали з бiуретовим реактивом за методом Н.Л. ДелекторськоУ (УМо еt а!.. 2012).
Ус манiпуляцií з тваринами проводили вщповщно до ЕвропейськоУ конвенци про захист хребетних тварин, як використовуються для експериментальних i наукових цiлей (Страсбург, 1986 р.).
Аналiз результатiв дослiджень проводили за допомогою Statistica 6.0. Вiрогiднiсть рiзниць оцiнювали за t-критерiем Стьюдента, результати вважали вiрогiдними при Р < 0,05, дан на рисунках наведено у виглядк середне значення та стандартне вщхилення.
Обговорення результат1в досл1дження
Для дiагностики порушень обмiну речовин у молодняку великоУ рогатоУ худоби важливе значення мае дослщження бткового метаболiзму еt а!.. 2016Ь). На рис. 1 наведенi дан рiвня загального протеУну кровi бугай^в за умов
нiтратного та кадмiевого навантаження. Пiд впливом нiтратiв та кадмю в органiзмi бугайцiв встановлено зниження рiвня загального протеУну в сироватц кровi, який залежить вщ iнтенсивностi метгемоглобiноутворення та рiвня агресивних форм кисню, що утворюються пкля активаци цих процесiв.
На п'яту добу дослщу рiвень загального протеУну кровi у першоУ дослiдноí групи тварин становив 65,3±1,15 г/л, тодi як у другоУ групи вЫ становив 65,4±1,13 г/л. У подальшому рiвень загального протеУну у кровi продовжував поступово знижуватися. На п'ятнадцяту добу дослщу даний показник у першоУ дослщноУ групи знизився на 2%, у другоУ дослщноУ групи - на 3% вщносно контрольно!' групи.
Зниження загального протеУну у кровi бугайцiв обох дослщних груп вiдбувалося до двадцятоУ доби дослiду. На тридцяту добу дослщу рiвень загального протеУну кровi почав дещо зростати i вщповщно становив у двох дослiдних групах 64,9±1,15 i 64,7±1,15 г/л.
11
В пли в навантаження на блковий та азотов ий обмн велико!рогато!худоби
Рис. 1. Рiвень загального протеУну у сироватц кровi бугай^в за ытратно-кадмлевого навантаження; (М±т, п = 5)
Можливо, зниження загального протеУну пов'язане з розвитком гепатозу на ™ токсичноУ дм' кадмию та нiтратiв. Встановленi нами змЫи рiвня загального бiлка у сироватц кровi можна розцiнювати, на нашу думку, як пригычення бшоксинтезувальноУ функцп печiнки.
На рис. 2 наведено концентра^ю сечовини у кровi бугай^в за нiтратно-кадмiевого навантаження. З даних лтератури вiдомо, що сечовина е юнцевим продуктом обмiну азоту i змiна и концентраци вказуе на порушення дезЫтоксикацмноУ функцп печiнки (КИапу еt а!.. 2016Ь).
Рис. 2. Концентра^я сечовини у сироватц кровi бугайцiв за нiтратно-кадмiевого навантаження; (М±т, п = 5)
До початку згодовування токсиканлв концентрацiя сечовини у кровi контрольноУ i дослщних груп коливалась у межах величин 3,91±0,09 - 3,94±0,09 ммоль/л. Згодовування Ум ытрату натрiю у дозi 0,15 г N03"/^ маси тварини, сприяло поступовому зниженн концентраци сечовини у кровi першоУ дослщноУ групи тварин.
Порiвняно з контрольною групою тварин, концентрацiя сечовини знизилася на десяту добу на 3%, на п'ятнадцяту добу - на 5%. На двадцяту добу вщзначали найнижчу концентра^ю сечовини у першоУ дослщноУ групи, яка вщповщно становила 3,73±0,08 ммоль/л.
Пкля сукупного згодовування бугайцям ытрату натрiю та кадмiю хлориду, концентра^я сечовини на п'яту добу становила, вщповщно, 3,82±0,09 ммоль/л, що на 2,2% нижче контролю. У подальшому концентра^я сечовини у кровi другоУ дослiдноУ групи тварин продовжувала знижуватися i порiвняно до контрольноУ групи на десяту добу дослщу вона знизилася на 3%, на п'ятнадцяту добу - на 6%, на двадцяту добу вщповщно - на 7%. На тридцяту добу дослщу концентра^я сечовини доходила до величин десятоУ доби дошду i вщповщно становила 3,78±0,07 ммоль/л.
Слщ вщзначити, що сукупне застосування нiтратiв i кадмiю тваринам супроводжувало до бтьшого зниження концентраци сечовини у Ух кров^ нiж задавання самого ытрату натрiю. Поступове зниження рiвня сечовини у сироватц кровi бугайцiв вказуе про зниження активност метаболiчних процеав в органiзмi тварин та пригычення функцiональноí здатностi печiнки синтезувати бтки.
Рiвень амiаку у кровi тварин уах дослiдних груп на початку дослщу був у межах фiзiологiчних величин. Бугайцям, яким з кормом згодовували нгграт натрiю, рiвень амiаку у сироватцi кровi починаючи з п'ятоУ доби дослiду зрiс на 9% вщносно контрольноУ групи. На десяту добу дослiду рiвень амiаку становив у першоУ дослiдноí групи 1,37±0,06 мг/л, що на 28% е бтьшим за показники контрольноУ групи тварин. На п'ятнадцяту добу дослщу рiвень амiаку продовжував зростати i на двадцяту добу дослщу вiн досягав максимального значення, де вщповщно становив 1,50±0,06 мг/л, тобто зрк на 43% (рис. 3).
Рiвень амiаку у кровi тварин, яким згодовували ытрат натрiю сукупно з кадм^ хлоридом на п'яту добу дослщу зрiс на 15% вщносно контрольноУ групи. На десяту добу дослщу рiвень показника, який дослщжувався. був у межах 1,44±0,05 мг/л. На двадцяту добу дослщу рiвень амiаку у другоУ дослiдноí групи тварин був найвищим, де вщповщно до величин контрольноУ групи вЫ зрiс на 53%, а вщносно першоУ дослiдноí групи вiн зрк на 7%. На тридцяту добу дослщу рiвень амiаку у кровi другоУ дослщноУ групи тварин почав знижуватися i вiдповiдно становив 1,31 ±0,06 мг/л.
Рис. 3. PiBeHb амлаку у сироватцi KpoBi бугайцiв за нiтратно-кадмieвого навантаження; (M±m, n = 5)
1з одержаних даних дослщжень випливае, що згодовування бугайцям ытрату натрiю у дозi 0,15 г NOs'/кг маси тта та кадмiю хлориду у дозi 0,02 мг/кг сприяло вiрогiдному зростанню рiвня амiаку у сироватц кровi, чим згодовування бугайцям ттьки нiтрату натрiю у дозi 0,15 г NOs'/кг маси тта тварини.
Висновки
Згодовування HiTpaTy натр^ у дозi 0,15 г NOs'/кг маси тiла тварини спричиняе розвиток xpoHi4Horo нiтратно-нiтритного токсикозу, який характеризуеться низьким piвнем сечовини, загального протеУну, високим piвнем aмiaкy. Вipогiднi змiни вказаних покaзникiв спостеpiгaли на двадцяту добу дослщу.
Згодовування ытрату нaтpiю iз кaдмiю хлоридом тваринам сприяло вipогiднiшим змiнaм покaзникiв кpовi нiж згодовування тiльки одного ытрату нaтpiю.
Пpоведенi дослiдження дали можливкть глибше розкрити патогенез токсичноУ дм кaдмiю та нiтpaтiв на оргаызм молодняку великоУ рогатоУ худоби та використати ц дaнi при розробц антидоту при нiтpaтно-кaдмiевiй iнтоксикaцiУ.
References
Gutyj, B.V. (2016). Osobennosti funkcionirovanija sistemy antioksidantnoj zashhity organizma krys pri kadmievom toksikoze. Nauchno-prakticheskij zhurnal. Uchenye Zapiski. Vitebsk, 52(2), 24-28 (in Russian).
Gutyj, B., Lavryshyn, Y., Binkevych, V., Binkevych, O., Paladischuk, O., Strons'kyj, J., Hariv, I. (2016a). Influence of "Metisevit" on the activity of enzyme and non-enzyme link of antioxidant protection under the bull's body cadmium loading. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 2(66), 52-58. http://dx.doi.org/10.15421 /nvlvet6612. Gutyj, B.V., Hufriy, D.F., Hunchak, V.M., Khariv, I.I., Levkivska, N.D., Huberuk, V.O. (2016b). The influence of metisevit and metifen on the intensity of lipid per oxidation in the blood of bulls on nitrate load. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 3(70), 67-70 http://dx.doi.org/10.15421 /nvlvet7015
13
В пли в навантаження на блковий та азотов ий обмн велико)' рогато)' худоби
Gutyj, B.V., Murs'ka, S.D., Gufrij, D.F., Hariv, I.I., Levkivs'ka, N.D., Nazaruk, N.V., Gajdjuk, M.B., Pryjma, O.B., Bilyk, O.Ja., Guta, Z.A. (2016c). Vplyv kadmijevogo navantazhennja na systemu antyoksydantnogo zahystu organizmu bugajciv. Visnyk Dnipropetrovs'kogo universytetu. Biologija, ekologija, 24(1), 96-102. doi:10.15421/011611 (in Ukrainian). Khariv, M.I., Gutyj, B.V. (2016). Vplyv liposomal'nogo preparatu Butaintervit na protei'nsyntezuval'nu funkciju pechinky shhuriv za otrujennja tetrahlormetanom. Visnyk Dnipropetrovs'kogo universytetu. Biologija, medycyna, 7(2), 123-126 doi:10.15421 /021622 (in Ukrainian).
Khariv, M.I., Gutyj, B.V., Vishhur, O.I., Solovodzins'ka, I.Je. (2016a). Funkcional'nyj stan pechinky u shhuriv za umov oksydacijnogo stresu ta dii' liposomal'nogo preparatu. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University, Ser. Biology, 2(66), 76-84 (in Ukrainian).
Khariv, M., Gutyj, B., Butsyak, V., Khariv, I. (2016b). Hematological indices of rat organisms under conditions of oxidative stress and liposomal preparation action. Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University, 6 (1), 276289. http://dx.doi.org/10.15421 /201615
Nazaruk, N.V., Gutyj, B.V., Murs'ka, S.D., Gufrij, D.F. (2016a). Vplyv metifenu ta vitamiksu SE na riven' vitaminiv A i E u krovi bychkiv za nitratno-kadmijevogo navantazhennja. Visnyk Sums'kogo agrarnogo universytetu. Serija "Veterynarna medycyna". Sumy, 6(38), 27-30 (in Ukrainian).
Nazaruk, N.V., Gutyj, B.V., Murskaja, S.D., Gufrij, D.F., Hariv, I.I., Guta, Z.A., Vishhur, V.Ja. (2016b). Vlijanie vitamiksa Se i metifena na sistemu antioksidantnoj zashhity organizma bychkov pri nitratno-kadmievoj nagruzke. Nauchno-prakticheskij zhurnal. Uchenye Zapiski. Vitebsk, 52(1), 134-138 (in Russian).
Vlizlo, V.V. Fedoruk, R.S., Ratych, I.B. (2012). Laboratorni metody doslidzhen' u biologii', tvarynnyctvi ta veterynarnij medycyni: dovidnyk. L'viv: Spolom (in Ukrainian).
Citation:
Gutyj, B., Nazaruk, N., Levkivska, A., Shcherbatyj, A., Sobolev, A., Vavrysevych, J., Hachak, Y., Bilyk, O., Vishchur, V., Guta, Z. (2017). The influence of nitrate and cadmium load on protein and nitric metabolism In young cattle. Ukrainian Journal of Ecology, 7[2), 9-13. I (cQE^^MIThis work Is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0. License
