Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

FEATURES ACCUMULATION CD, PB, CU, ZN AND FE IN THE MYOCARDIUM AND HEREFORD BULLS IN WESTERN SIBERIA

Narozhnykh K.N. 1
1 Novosibirsk State Agrarian University
Investigations were carried out on the basis of biochemical laboratory SibSRTDIL. Content of heavy metals in the myocardium was determined by atomic absorption spectrometry, by Photometer Shimadzu AA-7000 and Perkin Elmer 360. For the study samples of heart were taken by 29 clinically healthy animals of Hereford breed. In the myocardium of bulls there was found an average value of cadmium level (0.0076 ± 0,0009 mg / kg), of lead (0.028 ± 0.004 mg / kg), copper (2.46 ± 0.22 mg / kg), zinc (18.84 ± 0.34 mg / kg) and iron (44.0 ± 1.5 mg / kg). Content of heavy metals can be represented as a range: Fe> Zn> Pb and Cu> Cd in a ratio 17.9: 7.7: 1 and 36.8: 1 respectively. The concentration of cadmium and lead in the myocardium does not exceed the maximum allowable values by SanPin 2.3.2.1078-01. A positive correlation between the concentration of lead and copper (r = 0.69; P <0.01) was established.
heavy metals
Hereford
myocardium
heart
bulls

Актуальность  исследования  закономерностей  аккумуляции  в организмах животных тяжелых металлов связана, с одной стороны, с их эссенциальностью для живых организмов, а с другой – с потенциальной угрозой при попадании в организм их высоких концентраций [2, 8-12, 30-32, 34, 36]. Однако по сей день нет научно обоснованных нормативных значений ни по одному химическому элементу в органах и тканях животных и человека [5]. Возможность накопления тяжелых металлов в клетках животных и человека основана на их способности образования стойких комплексов органических соединений. Многие тяжелые металлы входят в состав катализаторов и регуляторов важных физиологических процессов. Таким образом, определение параметров накопления тяжелых металлов живыми организмами, в том числе сельскохозяйственными животными, является важной компонентой биоиндикации состояния окружающей среды [1, 24-28, 37, 38]. Химический статус животных разных видов может зависеть от условий среды и генетической структуры популяций [7. 21, 22, 33]. Определение содержания тяжелых металлов в органах и тканях животных имеет большое значение для оценки возможного воздействия загрязняющих веществ на человека [12-16, 38]. Поэтому важен поиск маркеров и методов производства экологически безопасной продукции [17-20, 27].

Цель работы – установить особенности накопления, изменчивости и сопряженности между тяжелыми металлами в миокарде крупного рогатого скота герефордской породы и их среднее популяционное значение.

Объекты и методы исследования

Анализ по определению тяжелых металлов в сердце проводили на базе лаборатории  СибНИПТИЖ. Для исследования были отобраны пробы сердца от 29 быков герефордской породы в возрасте 17–18 месяцев, выращенных на территории Западной Сибири. Перед убоем все животные были клинически здоровы. Содержание химических элементов определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометрах Shimadzu AA-7000 (Япония) и Perkin Elmer 360 (США) по ГОСТам. Полученные данные были обработаны с помощью методов описательной статистики с использованием программы STATISTICA 6.0 (StatSoft Inc., США) на персональном компьютере. Нормальность  распределения  оценивали  с  помощью  критерия Шапиро – Уилка (W). Сопряжённость между признаками определяли с помощью коэффициента корреляции Пирсона.

Результаты исследования и их обсуждение

Материалы по содержанию и изменчивости тяжелых металлов в сердце животных представлены в таблице 1. Полученные данные с использованием критерия Шапиро – Уилка были протестированы на нормальность распределения. Распределение изученных элементов соответствовало нормальному. Максимальное содержание в миокарде отмечалось у цинка, а минимальное – кадмия. Уровень Cd и Pb в миокарде был значительно ниже ПДК (СанПиН 2.3.2.1078-01), которая составляет 0,05 и 0,5 для Cd и Pb соответственно [23]. Соотношение тяжелых металлов можно представить в виде ряда: Fe>Zn>Cu и Pb>Cd в соотношении 17,9:7,7:1 и 36,8:1 соответственно.  Высокая фенотипическая изменчивость отмечается по концентрации кадмия, свинца и меди. Индивидуальная изменчивость уровня цинка и железа была относительно низкой.

 

Содержание тяжелых металлов в миокарде, мг/кг

Химический элемент

n

Х±Sx

95% ДИ* для среднего

σ

Сv

Lim

Cd

22

0,0076±0,0009

0,0056-0,0095

0,0043

57,6

0,0015-0,015

Pb

21

0,028±0,004

0,020-0,036

0,0178

63,3

0,005-0,071

Cu

29

2,46±0,22

2,01-2,92

1,20

48,7

0,53-4,5

Zn

28

18,84±0,34

18,15-19,53

1,78

9,5

15,0-23,55

Fe

28

44,0±1,5

40,9-47,2

8,1

18,5

32,0-65,3

*ДИ – доверительный интервал.

В сердце между концентрацией Cd, Pb, Cu, Zn и Fе выявлена только одна положительная высокая корреляция между содержанием Pb и Cu (r=0,69; Р<0,01). В литературе есть сведения о том, что при увеличении в рационе концентрации меди происходит увеличение аккумуляции свинца в печени и почках у крыс [30]. По другим данным свинец может способствовать снижению уровня меди в организме, что приводит к падению концентрации  церулоплазмина и супероксиддисмутазы [35].

Содержание тяжелых металлов в сердце герефордского скота было значительно ниже (Р<0,001), чем у свиней породы СМ-1. Так, кадмия было в 28 раз меньше, свинца в – 25 раз, меди в – 2 раза, цинка в – 3 раза, железа в – 4 раза [4, 18].  Таким образом, можно говорить о значительных межвидовых различиях в аккумуляции тяжелых металлов в миокарде животных разных видов. Учитывая индивидуальную разность накопления тяжелых металлов в миокарды у герефордского скота и значительные межпородные различия, можно предположить, что данный признак может быть генетически детерминирован [29]. Исследования аккумуляции тяжелых металлов у животных показали влияние генофонда семейств на накопление свинца в скелетной мускулатуре, легких и щетине [3].

Заключение

Определены средние популяционные уровни и доверительные интервалы концентрации тяжелых кадмия, свинца, меди, цинка и железа в миокарде крупного рогатого скота герефордской породы, которые могут быть использованы для оценки параметров интерьера животных. Выявлены различные степени аккумуляции тяжелых металлов в сердце быков. Для изученных химических элементов в миокарде характерна разная фенотипическая вариация. Выявлены значительные индивидуальные различия в аккумуляции химических элементов, что может указывать в определенной степени на наследственную обусловленность этих изменений и необходимость учитывать эту изменчивость при отборе животных.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №15-16-30003).