CC BY
27
УДК 636.2:612.322:546.48.76.815|.819.
Талоха Н.1., астрант (talokha@ukr. net) Куртяк Б.М., д.вет.н., г.н.с. @ 1нститут бюлогп тварин НААНУ, м.Львгв
ВПЛИВ СВИНЦЮ, КАДМ1Ю I ХРОМУ (VI) НА ЖИТТеД1ЯЛЬН1СТЬ М1КРООРГАН1ЗМ1В РУБЦЯ ВЕЛИКО1 РОГАТО1 ХУДОБИ У ДОСЛ1ДАХ IN VITRO ПРИ ДОДАВАНН1 СЕЛЕН1ТУ НАТР1Ю ТА
В1ТАМ1НУ Е
У статт1 представлено результати дослгджень впливу свинцю, кадмт та хрому (VI) на життед1яльшсть м1крооргашзм1в вмкту рубця великог рогатог худоби за умов in vitro при додаванш до нього селенту натрт та втамту Е. Встановлено, що додавання до вмсту рубця великог рогатог худоби за умов in vitro солей свинцю, кадмт та хрому (VI), а також гх сумiшi у максимально допустимих тлькостях, пригтчуе ркт мiкроорганiзмiв i гх метаболiчну активтсть, що призводить до зменшення кiлькостi амiаку i коротколанцюгових жирних кислот та зниження амыолтичног, протеолтичног i целюлозолтичног активностей. При додавант до вмкту рубця разом з важкими металами, селенту натрт та втамту Е гхня депресивна дiя на ркт мiкроорганiзмiв та гх метаболiчну активтсть зменшуеться.
Ключовi слова: мтрооргатзми, рубець, велика рогата худоба, свинець, кадмт, хром, втамт Е, селен.
Вступ. Одшею з основних причин, KOTpi суттево впливають на функщональний стан оргашзму i здоров'я сшьськогосподарських тварин, е еколопчний стан навколишнього середовища [1]. Особливе мкце, серед забруднювачiв довкшля займають важю метали, яю виявляють токсичну дш на живi оргашзми навт у малих концентращях.
У рубщ жуйних тварин проходить 6wxiMi4^ перетворення поживних речовин корму, що е результатом життедiяльностi багаточисельних видiв симбютичних мiкроорганiзмiв, яю заселяють рубець. Iнтенсивнiсть росту мiкроорганiзмiв у рубцi i 1х метаболiчна активнiсть значною мiрою залежить вiд вмiсту в рацiонi тварин макро- i мiкроелементiв та 1х доступностi [2]. У зв'язку з цим, актуальним е вивчення ди найбiльш поширених полютантiв - свинцю, кадмш та хрому (VI) на життедiяльнiсть мiкроорганiзмiв рубця та 1хню метаболiчну активнiсть.
За ди важких металiв в органiзмi тварин посилюеться утворення активних форм кисню, яю утворюються в процесi аеробного метаболiзму. Тому науково -практичний штерес становить вивчення антиоксидантних властивостей в^амшу Е i селену та 1х зв'язку з антиоксидантними ферментами у кл^инах бактерiй,
® Талоха Н.1., Куртяк Б.М., 2010
299
при пщвищенш у вмют рубця велико! рогато! худоби piBra свинцю, кадмш та хрому [3, 4].
Матер1ал i методи. У дослiдженнях викоpистанi зразки вмкту рубця, одеpжанi вiд трьох фктульних бичкiв-аналогiв укра!нсько! молочно! чорно-рябо! породи 2-piчного вiку у науково-дослщному господаpствi 1нституту бiологi! тварин УААН «Чишки». Зразки вмiсту рубця вщ тварин одержували за допомогою приладу, виготовленого на основi колби Бунзена та вакуумно! помпи Косовського, через 2 години тсля ранково! годiвлi. Одеpжанi зразки вмiсту рубця фшьтрували через 4 шари маpлi i переносили в анаеробних умовах у буферну сумш Мак-Доуля. Пiсля цього фшьтрат вносили в iнкубацiйнi посудини об'емом 100 мл, у яю попередньо вносили у максимально допустимш кiлькостi (МДР) свинець у кшькосп 5,0 мг/кг у виглядi ацетату свинцю, кадмш - 0,4 мг/кг у виглядi Ырчанокислого кадмiю та хром (VI) в кшькосп 0,5 мг/кг у виглядi бiхpомату калш Паралельно в iншi iнкубацiйнi посудини разом з важкими металами вносили: селен у виглядi селенiту натрш - 0,1мг/л, вiтамiн Е у кшькосп 1 мг у виглядi а-токоферол ацетату. За контроль правили зразки вмюту рубця без внесення важких металiв i без внесення селену та впамшу Е. Посудини закривали корками, продували вуглекислим газом та шкубували при темпеpатуpi 38°С протягом 24-х годин. Пiсля закшчення iнкубацi! зразки iнкубату вiдбиpали для дослщження: вимipювали рН [5],визначали кшьккть мiкpобно! маси [6], загальну концентрацш коротколанцюгових жирних кислот [7], амiаку [8], пpотеолiтичну [9], амiлолiтичну [5] та целюлозолпичну активнiсть [10]. Одержат результата опрацьовували статистично.
Результати дослщження. З наведених у таблиц даних, видно, що пiсля 24-годинно! iнкубацi! вмiсту рубця з добавкою солi свинцю, поpiвняно до контролю, в ньому вipогiдно знижуеться рН, кшьккть амiаку, целюлозолiтична, амiлолiтична i пpотеолiтична активнiсть та маса мiкpооpганiзмiв. Цi данi свiдчать про шпбувальний вплив свинцю на життeдiяльнiсть мiкpооpганiзмiв у вмiстi рубця велико! рогато! худоби за умов in vitro. Пщ впливом свинцю у мiкpооpганiзмiв зменшувалася здатнiсть до розщеплення поживних речовин корму, що призводить до зниження штенсивност процеЫв феpментацi! та росту мiкpооpганiзмiв, який залежить насамперед вщ енеpгi!, що звiльняeться в процес феpментацi! вуглеводiв при утворенш коротколанцюгових жирних кислот. Додавання до шкубацшного середовища, що мiстило свинець, селену привело до вipогiдного тдвищення у мiкpооpганiзмiв целюлозолiтично! (на 13,23%), протеолгтично! (на 15,25%) i амшолпично! активностi (на 10,38%), збiльшення загально! концентpацi! коротколанцюгових жирних кислот (на 5,35%) i мiкpобно! маси (на 8,50%). При додаванш до шкубацшного середовища впамшу Е у мiкpооpганiзмiв пiдвищуeться амiлолiтична (на 36,37%), протеолпична (на 12,88%) i целюлозолiтична активносп (на 3,74%), збiльшуeться кiлькiсть мжробно! маси (на 5,87%).
При додаванш до шкубацшного середовища бiхpомату калш, в ньому поpiвняно до контролю, вipогiдно знизилася амiлолiтична активнiсть i зменшилося утворення коротколанцюгових жирних кислот та кшьккть
300
мжробно! маси. Додавання до шкубацшного середовища, що мютило хром, селену привело до тдвищення у мiкpооpганiзмiв целюлозолпично! (на 19,30%)
Таблиця
Вплив солей свинцю, кадм1ю та хрому (VI) на метабол1чну актнвшсть м1крооргашзм1в рубця молодняку великоУ рогатоУ худоби in vitro при __ додаванш селену i вггамшу Е (M±m, n=3)_
Додат компоненти рН Целюлозолггичнг активтсть, % Амшолггична активтсть, ум.ам.од. Протеолi- тична активтсть, нм/100мг бiлку AMiaK, ммоль/л Заг. концентрaцiя ЛЖК, ммоль/л Мiкробнa маса, г/л
контроль 6,02±0,1 60,06±4,0 1,04±0,08 5,96±0,3 16,44±2,0 145,81±11,0 5,58±0,2
Додавання до шкубацшного середовища ацетату свинцю
МДР 5,60±0,1 44,11±3,0 0,77±0,04 2,95±0,1 9,8±0,7 127,35±11,0 4,94±0,2
МДР+Se 5,75±0,1 49,95±3,2 0,85±0,05 3,40±0,2 10,63±0,9 134,17±11,0 5,36±0,3
МДР+Vit.E 5,68±0,1 45,76±2,5 1,05±0,08 3,33±0,2 11,29±1,0 128,67±10,0 5,23±0,3
Додавання до шкубацшного середовища бгхромату калгю
МДР 6,21±0,2 57,55±3,0 0,47±0,02 6,34±0,2 13,61±0,6 112,54±5,4 4,84±0,2
МДР+Se 5,96±0,1 68,66±4,3 0,54±0,02 6,53±0,3 10,85±0,8 118,01±6,8 5,11±0,2
МДР+Vit.E 6,15±0,2 79,28±5,2 0,41±0,02 6,49±0,3 14,39±1,0 117,45±6,7 5,38±0,2
Додавання до шкубацшного середовища арчанокислого кадмгю
МДР 5,81±0,1 47,83±2,5 0,55±0,02 3,20±0,1 12,36±1,0 114,84±5,2 4,75±0,2
МДР+Se 6,56±0,2 59,96±3,3 0,62±0,03 3,29±0,1 12,39±0,8 116,06±6,4 4,94±0,2
МДР+Vit.E 5,78±0,1 54,65±3,0 0,62±0,02 3,26±0,1 10,63±0,7 115,63±5,8 4,93±0,2
Додавання до шкубацшного середовища сумшей солей Pb, Cr, Cd.
МДР 5,96±0,1 54,18±3,0 0,84±0,04 4,52±0,3 11,85±1,1 137,11±13,0 4,84±0,2
МДР+Se 6,06±0,1 58,66±3,2 0,81±0,03 4,59±0,2 12,12±0,9 142,91±13,0 5,16±0,2
МДР+Vit.E 5,94±0,1 76,27±4,8 0,85±0,03 4,65±0,2 11,73±1,0 143,62±11,0 5,23±0,2
i амшолпично! активносп (на 14,89%), збшьшення мiкpобно! маси (на 5,57%) i збiльшення кiлькостi коротколанцюгових жирних кислот (на 4,86%). При додаванш впамшу Е у шкубацшному сеpедовищi спостер^аеться пiдвищення целюлозолiтично! активностi (на 37,75%) та збшьшення мжробно! маси (на 11,15%) та незначне збшьшення кшькосп коротколанцюгових жирних кислот (на 4,36%) та кшькосп амiаку (на 5,73%).
Пщ впливом кадмiю, при при додаванш його до шкубацшного середовища з вмютом рубця, поpiвняно до контролю, в ньому виявлено вipогiдно меншу кiлькiсть мiкpооpганiзмiв i вмiст коротколанцювих жирних кислот, нижчi целюлозолiтичну, амiлолiтичну i пpотеолiтичну активности Цi результати свiдчать про шпбувальний вплив кадмш на ркт мжрооргашзми pубцiя велико! рогато! худоби та !х метаболiчну активнiсть за умов in vitro. Додавання до шкубацшного середовища з кадмiем селену позитивно вплинуло на ферментативну активнiсть мiкpооpганiзмiв. При цьому спостеpiгали пiдвищення целюлозолпично! (на 25,36%) i амiлолiтично! активносп (на 12,72%) та незначне збшьшення мжробно! маси (на 4,08%). Додавання впамшу Е до шкубацшного середовища з кадмiем привело до тдвищення целюлозолпично! (на 14,25%), протеолпично! (на 12,54%) i амшолпично! активносп (на 12,72%).
301
При одночасному додаванш до шкубацшного середовища з вмктом рубця cyMrni важких мет^в у виглядi ацетату свинцю, бiхромату калш та ciрчанокиcлого кадмiю разом, у ньому, порiвняно до контролю, виявлено вiрогiдне зменшення маси мiкроорганiзмiв, юлькосп амiакy i нижчу протеолiтичнy активтсть. 1нпбувальний вплив комплексу важких мет^в (свинцю, кадмiю i хромy(VI)) на рют мiкроорганiзмiв i ïx метаболiчнy активнicть суттево не вiдрiзняeтьcя вщ iнгiбyючого впливу кожного з цих елеменив окремо. Додавання до шкубацшного середовища зi cyмiшшю важких мет^в - селену та вiтамiнy Е привело до збшьшення кiлькоcтi коротколанцюгових жирних кислот (вiдповiдно на 4,23% i 4,74%), мiкробноï маси вщповщно (на 6,61% i 8,05%), тдвищення целюлозолiтичноï активноcтi (на 8,26% i 37,88%).
З наведених даних випливае, що додавання селешту натрш i токоферолу ацетату до шкубацшного середовища з вмктом рубця разом з важкими металами позитивно впливае на ркт мiкроорганiзмiв та ïx ферментативну активтсть.
Висновки. Додавання до вмicтy рубця великоï рогатоï худоби у дослщах in vitro солей свинцю, кадмш та хрому (VI), а також 1'х сумш^ у максимально допустимих кшькостях, пригнiчyе рicт мiкроорганiзмiв та 1'х метаболiчнy активнicть, що призводить до зменшення кшькост амiакy i коротколанцюгових жирних кислот та зниження амшол^ично!', протеолiтичноï, целюлозолiтичноï активност у iнкyбацiйномy cередовищi. Додавання до вмкту рубця разом з важкими металами - свинцем, кадмiем та хромом (VI) - селену та в^амшу Е зменшуе iнгiбyючy дш важких металiв на рicт та життедiяльнicть cимбiотичниx мiкроорганiзмiв рубця.
Л1тература
1. Mukesh K. Raikwar Toxic effect of heavy metals in livestock health [Text] / Mukesh K.Raikwar, Puneet Kumar, Manoj Singh et al. // Veterinary World. — 2008. — Vol.1 (1). — P.28-30.
2. Forsberg C.W. Effects of heavy metals and other trace elements on the fermentative activity of the rumen microflora and growth of functionally important rumen bacteria [Text] /C.W.Forsberg// Can. J. Microbiol. — 1978. — Vol.24 (3). — P.298-306.
3. Волторшстий А.В. Вплив в^амшу Е i селену на ферментативш процеси у вмют рубця телят у дослщах in vitro [Текст] / А.В.Волторшстий, Л.1.Сологуб, М.Г.Гераcимiв, О.М.Стадник // Бюлопя тварин. - 2003. - Т.5. - № 1-2. - с.128-132.
4. Янович В.Г. Бюлопчш основи трансформаци поживних речовин у жуйних тварин [Текст] / В.Г.Янович, Л.1.Сологуб // — Львiв : В-во «Трiада плюс», 2000. — 384с.
5. Тараканов Б.В. Методы исследований микрофлоры пищеварительного тракта с.-х. животных и птицы [Текст] / Б.В.Тараканов// Бюлл.ВНИИФБиП с.-х. животных. — 1998. — 145с
302
6. Powell E.O. A photometric method for following changes in length of bacteria [Text] /Е.О. Powell, P.J. Stoward// J.Gen.Microbiol. — 1962. — Vol.27 (3). — P.489-493.
7. Кроткова А.П. Определение летучих жиных кислот в содержимом рубца у жвачных [Текст] / А.П.Кроткова, Н.И.Митин // Вестник с. - х. науки.1957. — 10. —С.13-17.
8. Курилов Н.В. Определение азотистих веществ в содержимом рубца [Текст] / Н.В.Курилов, Т.А.Радченкова // В кн. «Новые методы и модификации биохимических исследований в животноводстве».М. —: Колос. — 1970. — С.60-65.
9. Аитов А.А. Модификация методики определения протеолитической активности в химусе и слизистой кишечника [Текст] / А.А.Аитов, В.М.Газаров // Бюлл.ВНИИФБиП с.-х. животных. — 1978.
10. Паенок С.М. До методики визначення целюлол^ично! активност ферментних препаратсв та вмкту передшлунюв жуйних тварин [Текст] /С.М.Паенок // Фiзiол. бкшм. с. - г. тварин. —1970. — Вип.15. — С.191-192
Summary
The influence of lead, cadmium and chromium (VI) in maximally possible amounts on the growth and vital activity of cattle's rumen microorganisms in vitro was studied. It was shown, that addition of heavy metals salts at the incubation media decrease the growth of microorganisms, ammonia and volatile fatty acids synthesis. Addition of sodium selenium and vitamin E to the incubation media simultaneously with heavy metals increase microorganisms growth and metabolic activity.
Стаття надшшла до редакцИ 22.03.2010
303
