Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ВЗАИМОСВЯЗИ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПЕЧЕНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ

Стрижкова М.В. 1 Короткевич О.С. 1 Коновалова Т.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»
В настоящее время система отбора племенных животных может дополняться данными генетических, биохимических химических, физиологических, иммуногенетических и других исследований статуса, которые отражают уровень и направление обменных процессов, протекающих в организме животных. Исследования проведены на бычках черно-пёстрой породы в возрасте 18 месяцев. Были отобраны пробы печени от 26 клинически здоровых животных. Концентрацию макроэлементов в пробах определяли методом плазменной атомно-эмиссионной спектрометрии. Установлены среднепопуляционные уровни макроэлементов в печени бычков черно-пестрой породы, содержавшихся в экологически чистом хозяйстве. Показано, что ранжированный ряд по концентрации макроэлементов представлен в виде: Р > К > Na > Mg > Ca в соотношении 66: 44: 13: 2,6: 1 соответственно. Концентрации всех макроэлементов характеризуются относительно не высокой фенотипической изменчивостью (CV = 8-17%). Показано, что увеличение уровня свинца в печени ведет к повышению концентрации калия и снижении аккумуляции натрия, что можно рассматривать как один из защитных механизмов организма.
порода
магний
калий
фосфор
натрий
кальций
макроэлементы
печень
бычки
1. Васильева Е.А. Клиническая биохимия сельскохозяйственных животных / Е.А. Васильева. – М.: Роcсельхозиздат, 1982. – 254 с.
2. Ефанова Ю.В. Содержание цинка в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы / Ю.В. Ефанова, К.Н. Нарожных, О.С. Короткевич // Главный зоотехник. – 2012. - №11. – С.30-33.
3. Желтиков А.И. Черно-пестрый скот Западной Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С. Короткевич, Н.М. Костомахин и др. – Новосибирск: НГАУ. 2010. – 500 с.
4. Желтикова О.А. Аккумуляция макро- и микроэлементов в печени свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) / О.А. Желтикова, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. –2007. - № 6. – С. 50-56.
5. Желтикова О.А. Аккумуляция некоторых макро- и микроэлементов в органах свиней / О.А. Желтикова, О.С. Короткевич // Сибирский вестник с.-х. науки. – 2007. - № 8. – С. 48-50.
6. Зайко О.А. Характеристика генофонда линий породы свиней СМ-1 по аккумуляции свинца в органах и тканях / О.А. Зайко, Т.В. Коновалова // Свиноводство. – 2013. - № 8. – С.11-12.
7. Зайко О.А. Содержание макро- и микроэлементов в печени свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) и их связь с уровнем свободных аминокислот в сыворотке крови / О.А. Зайко, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 2013. - № 5. – С. 51-53.
8. Зайко О.А. Особенности аккумуляции макро- и микроэлементов в миокарде свиней скороспелой мясной породы / О.А. Зайко, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов // Главный зоотехник. – 2013. - №6. – С. 35-40.
9. Зайко О.А. Влияние генофонда семейств скороспелой мясной породы на аккумуляцию свинца в некоторых органах и тканях свиней / О.А. Зайко, Т.В. Коновалова // Мир науки, культуры, образования. – 2013. - № 4 (41). – С. 432-434.
10. Камалдинов Е.В. Полиморфизм белков сыворотки крови свиней сибирской северной породы / Е.В. Камалдинов, О.С.Короткевич, В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, А.А. Фридчер Доклады Российской академии с.-х. наук. – 2010. - №4. – С. 49-51.
11. Короткевич О.С. Биохимические, гематологические параметры и аккумуляция тяжелых металлов в органах и тканях свиней скороспелой мясной породы / О.С. Короткевич, О.А. Желтикова, В.Л. Петухов // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. –2009. - № 4. – С. 41-43.
12. Незавитин А.Г. Проблемы сельскохозяйственной экологии / А.Г. Незавитин, В.Л. Петухов, А.Н. Власенко, О.С. Короткевич и др. – Новосибирск: Наука СИФ РАН, 2000. – 255 с.
13. Нарожных К. Содержание железа в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы / К. Нарожных, Ю. Ефанова, О. Короткевич, В. Петухов // Молочное и мясное скотоводство. – 2013. - № 1. – С. 24-25.
14. Нарожных К. Содержание меди в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы. / К. Нарожных, Ю. Ефанова, О. Короткевич // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. – 2013. - №2 (27). – С.73-76.
15. Нарожных К.Н. Содержание кадмия в некоторых органах и тканях бычков герефордской породы / К.Н. Нарожных, Ю.В. Ефанова, О.С. Короткевич // Мир науки, культуры, образования. – 2012. - № 4. – С. 315-318.
16. Петухов В.Л. Ветеринарная генетика / В.Л. Петухов, А.И. Жигачев, Г.А. Назарова. М.: Колос, 1996. – 384 с.
17. Петухов В.Л. Иммуногенетические системы сывороточных белков крови свиней / В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, М.Л. Кочнева, О.И. Себежко, В.В. Гарт, О.С. Короткевич, Е.В. Камалдинов // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 2003. - №5. – С. 38-40.
18. Петухов В.Л., Генетическая структура кемеровской и крупной белой пород свиней по системам групп крови / В.Л.Петухов, А.И. Желтиков, В.В. Гарт, Е.В. Камалдинов О.А. Желтикова // Сельскохозяйственная биология. – 2004. - №2. – С. 43-49.
19. Петухов В.Л. Содержание тяжелых металлов в мышцах судака (Stizostedion Lucioperca) / В.Л. Петухов, И.С. Миллер, О.С. Короткевич // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. – 2012. – T .2. – 23-z. – С. 49-52.
20. Петухов В.Л. Генетика / В.Л. Петухов, О.С. Короткевич, С.Ж. Стамбеков, А.В. Бакай, А.И. Жигачев. Учебник / Министерство образования и науки Республики Казахстан; Семипалатинский государственный пединститут. – Новосибирск, 2007. – 628 с. 2-е издание.
21. Петухов В.Л. Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики / В.Л. Петухов, А.И. Жигачев, Г.А. Назарова. – М.: Агропромиздат, 1985. – 368 с.
22. Петухов В.Л. Влияние породы на устойчивость крупного рогатого скота к некоторым болезням / В.Л. Петухов, Е.В. Камалдинов, О.С. Короткевич // Главный зоотехник. – 2011. - №1. – С10-12.
23. Способ оценки накопления цинка в мышцах и костях птицы. Петухов В.Л., Клепцына Е.C., Желтиков А.И., Петухов И.В., Короткевич О.С., Токарев В.С. Патент на изобретение RUS 2264094 05.07.2001.
24. Способ определения содержания кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота. Петухов В.Л., Короткевич О.С., Желтиков А.И., Петухова Т.В. Патент на изобретение RUS 2426119 24.03.2010.
25. Способ определения содержания свинца в органах крупного рогатого скота. Петухов В.Л., Короткевич О.С., Стрижкова М.В. и др. Патент на изобретение RUS №2421726 08.04.2010.
26. Способ отбора крупного рогатого скота на устойчивость к туберкулезу/ Петухов В.Л., Эрнст Л.К., Желтиков А.И., Незавитин А.Г., Короткевич О.С. Патент на изобретение RUS 2058733 27.04.1996.
27. Способ определения содержания кадмия в органах и мышечной ткани свиней. Петухов В.Л., Желтикова О.А., Желтиков А.И., Короткевич О.С., Камалдинов Е.В., Себежко О.И. Патент на изобретение RUS 2342659 28.03.2007.
28. Стрижкова М.В. Содержание макроэлементов в селезенке крупного рогатого скота / М.В. Стрижкова // Мир науки, культуры, образования. – 2013. - № 3 (40).– С. 429-431.
29. Стрижкова М.В. Содержание макроэлементов в органах и тканях крупного рогатого скота / М.В. Стрижкова, О.С. Короткевич // Сиб. вестн. с.-х. науки. – 2008. - № 5. – С. 89-93.
30. Стрижкова М.В. Содержание свинца в органах и тканях бычков черно-пестрой породы/ М.В. Стрижкова, Т.В. Петухова, О.С. Короткевич // Главный зоотехник. – 2011. – С. 66-68.
31. Чысыма Р.Б. Содержание тяжелых металлов в волосе животных из разных экологических зон / Р.Б. Чысыма, С.А. Патрашков, И.В. Петухов, В.Л. Петухов // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. –2004. - № 1(151). – С. 75-76.
32. Эрнст Л.К. Физиологические и иммунологические показатели голштинизированного черно-пестрого скота / Л.К. Эрнст, А.И. Желтиков, В.Л. Петухов // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 1999. - №6. – С. 35-36.
33. Chysyma R.B Heavy metal concentration in water and soil of different ecological areas of Tyva Repablic / R.B. Chysyma, Y.Y. Bakhtina, V.L. Petukhov, G.N. Korotkova, M.L. Kochneva // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – C. 301-302.
34. Chysyma R.B. The content of heavy metals in feeds of the Tyva Republic / R.B. Chysyma, V.L. Petukhov, E.E. Kuzmina et al. // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. – 2003. – C. 297-299.
35. Content of 137 Cs and 90 Sr in the Forages of Various Ecological Zones of Western Siberia /O.S. Korotkevich, V.L. Petukhov, O.I. Sebezhko, Ye.Ye. Barinov, and T.V. Konovalova//Russian Agricultural Sciences, 2014, Vol.40, No3, pp/195-197.
36. Kamaldinov E.V. Heavy metals influence on ascorbic acid level / E.V. Kamaldinov, S.A. Patrashkov, E.V. Batenyeva, O.S. Korotkevich // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – C. 687-689.
37. Marmuleva N.I. Radionuclides accumulation in milk and its products / N.I. Marmuleva, E.Y. Barinov, V.L. Petukhov // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. –2003. – C. 827-829.
38. Miller I.S. Accumulation of heavy metals in the muscles of Zander from Novosibirsk water basin /I.S. Miller, V.L. Рetukhov, O.S. Korotkevich, G.N. Korotkova, I.S Konovalov. Proceeding of the 16 th International Conference on Heavy Metals in the Environment. Edited by N. Pirrone. Rome. Italy // E3S Web of Conferences 1,11007 (2013). DOI: 10.1051/ e3sconf/20130111007.
39. Narozhnyh K.N. The content of lead in some organs and tissues of Hereford bull-calves / K.N. Narozhnyh, Y.V Efanova., V.L. Petukhov, O.S. Korotkevich et al. // E3S Web of Conferences 1, 15003 (2013). DOI: 10.1051 /e3sconf/20130115003.
40. Petukhov V.L. Cu influence on hens egg productivity / V.L. Petukhov, S.A. Patrashkov, G.N. Korotkova et.al. // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 3-5.
41. Petukhov V.L. Cs-137 and Sr-90 level in diary products / V.L. Petukhov, Y.A. Dukhanov, I.Z. Sevryuk, S.A. Patrashkov, O.S. Korotkevich, T.S. Gorb, I.V. Petukhov // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 1065-1066.
42. Petukhov V.L. Сu influence on hens weight / V.L. Petukhov, S.A. Patrashkov, I.A. Afonina, E.S. Kleptsyna // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron: C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 1-2.
43. Petukhova T.V. Content of heavy metals in the muscle tissue of cattle / Y.V. Efanova., V.L. Petukhov, O.S. Korotkevich et al. // Proceeding of the 16 th International Conference on Heavy Metals in the Environment. Edited by N Pirrone. Rome. Italy. E3S Web of Conferences 1, 15002 (2013). DOI: 10.1051 /e3sconf / 201301115002.
44. Patrashkov S.A. Content of heavy metals in the hair / S.A. Patrashkov, VL. Petukhov, O.S. Korotkevich, I.V. Petukhov // Journal De Physique IV: JPXX International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 1025-1027.

Условия окружающей среды в значительной степени влияют на продуктивность растений и животных, их устойчивость к болезням, на интенсивность накопления химических элементов в почве, воде, тканях и органах [20,21, 33-35].

В основе селекции крупного рогатого скота лежит отбор по комплексу признаков. Животные, которые сочетают необходимые качества, являются наиболее ценными в племенном отношении [35]. С помощью определения биохимического и химического статуса селекционер может достигнуть высокой продуктивности животных, рассматривая организм животного как целостную систему [1, 3, 16, 32]. Интерьер рассматривается как совокупность морфо-физиологических, биохимических, химических и других особенностей организма, связанных с количественными признаками животных. В настоящее время система отбора племенных животных может дополняться данными генетических, биохимических химических, физиологических, иммуногенетических и других исследований статуса, которые отражают уровень и направление обменных процессов, протекающих в организме [11, 16, 17, 29, 36]. Известно, что биохимические и другие особенности организма тесно связаны с продуктивными племенными качествами и здоровьем животных, следовательно, отражают их генетический потенциал [10, 18, 22, 26, 37, 40, 41]. Исследователи изучали и продолжают изучать содержание макро- и микроэлементов в органах и тканях животных [30, 31, 39, 42-43]. Известно, что тяжелые металлы могут накапливаться в органах и тканях крупного рогатого скота [2, 13-15, 44], свиней [4, 5, 7, 8], птицы [23], рыб [19] и других видов животных [38].

В связи с изменением экологической обстановки, развитием приборной базы, совершенствованием методик исследований, возникла потребность в уточнении норм по содержанию микро- и особенно макроэлементов в различных органах и тканях крупного рогатого скота в онтогенезе, в изучении метаболизма и функциональной значимости минеральных элементов в организме животных, с учетом конкретных территорий, технологических приемов и биологических особенностей животных [12, 28]. Все это послужило основанием к изучению содержания химических элементов в печени крупного рогатого скота.

Материал и методы исследования

Исследования проведены в 2004 - 2010 гг. в Убинском районе Новосибирской области. В ОАО Кундранское. Исследования проведены на бычках черно-пёстрой породы в возрасте 18 месяцев. Были отобраны пробы печени от 26 клинически здоровых животных. Концентрацию макроэлементов в пробах определяли методом плазменной атомно-эмиссионной спектрометрии (ИСП-АЭС) в лаборатории аналитической геохимии Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН.

Цель исследований

Установить содержание и взаимосвязи основных макроэлементов и Pb в печени крупного рогатого скота черно-пестрой породы.

Результаты исследования и обсуждение

Представляют интерес обобщенные результаты количественного химического анализа макроэлементного состава проб печени бычков черно-пестрой породы (табл. 1).

Таблица 1

Содержание макроэлементов в печени бычков черно-пестрой породы, мг/кг

Элемент

±S

σ

Cv

Lim

Отношение крайних вариантов

Ca

60,6±2,04

10,4±1,4

17,2±2,4

43,7-89

1:2,7

Mg

160,9±4,07

20,7±2,8

12,9±1,8

120-215,5

1:1,8

Na

834,2±29,3

146,5±20,7

17,5±2,5

375,6-1069

1:2,8

K

2679,2±46,8

238,7±33,1

8,90±1,2

2278-3359

1:1,47

P

4020,8±63,4

323,4±44,9

8,04±1,1

3110-4620

1:1,48

В печени ранжированный ряд по уровню макроэлементов был представлен следующим образом: Р > К > Na > Mg > Ca в соотношении 66 : 44 : 13 : 2,6 : 1 соответственно. В этом органе наблюдалось высокое количество фосфора и низкое количество кальция.

Концентрация калия и фосфора в печени характеризуется относительно низкой фенотипической изменчивостью. Индивидуальная изменчивость остальных элементов была значительно выше. В целом изменчивость изученных макроэлементов в печени была значительно ниже, чем, например, паратипическая изменчивость ряда тяжелых металлов в органах и тканях крупного рогатого скота [2, 28].

Изменения уровня макроэлементов обусловлено влиянием различных условий среды и наследственностью. Так, О.А. Зайко и др. установили влияние генофонда линий и семейств свиней на аккумуляцию некоторых химических элементов органах и тканях [6, 9].

Выявлена средняя положительная корреляция между калием и свинцом (табл. 2). Свинец накапливается у животных в состоянии покоя. Он является сильным восстановителем и «вытесняет» катионы из соединений. Это приводит к торможению всасывания элементов в тонком отделе желудочно-кишечного тракта. Антагонизм тяжелых металлов в организме животных необходимо рассматривать в механизмах взаимодействия химических элементов между собой [1, 8]. Так, тяжелые металлы являются более активными элементами и способны замещать в коферментах энзимов первичные металлы. При этом активность ферментов изменяется. Ферменты полностью теряют свою активность, если активный центр замещается медью, кадмием, свинцом. Первичный механизм антагонизма между микроэлементами и тяжелыми металлами проявляется в замещении активного центра ферментов другими, более активными металлами. Можно предположить, что увеличение уровня калия на аккумуляцию свинца является защитным механизмом организма.

Таблица 2

Корреляции химических элементов в печени

Коррелируемые

показатели

r

Коррелируемые

показатели

r

K-P

0,49**

Mg-P

0,70***

К-Pb

0,64**

Na-Pb

-0,46**

** P ≤0,05; *** P ≤0,001

В то же время между уровнем натрия и свинца выявлена средняя отрицательная связь. Имеется как бы два вида выведения ксенобиотиков: те, которые очищают внутреннюю среду всего организма, и те, которые поддерживают чистоту внутренней среды одного органа. Принцип работы системы выведения одинаков: транспортные клетки образуют слой, одна сторона которого граничит с внутренней средой организма, а другая – с внешней. Мембрана клеток не пропускает ксенобиотики, но в этой мембране имеется белок-переносчик, который опознает «вредное» вещество и переводит его во внешнюю среду. Анионы выводятся одним видом переносчиков, а катионы – другим [1]. Повышение уровня свинца в печени негативно влияет на концентрацию натрия.

Транспортные механизмы обеспечивают выведение ксенобиотиков из организма. Они обнаружены во многих органах человека. Наиболее мощные находятся в клетках печени и почечных канальцах.

Ферментные системы превращают ксенобиотики в соединения, менее токсичные и легче удаляемые из организма. Они катализируют процессы взаимодействия ксенобиотика с молекулами других веществ. Продукты взаимодействия легко удаляются из организма [1]. Наиболее мощные ферментные системы находятся в клетках печени. В большинстве случаев она может справляться с этой задачей и обезвреживать опасные вещества.

Ранее нами было показано, что по содержанию, например калия в волосе можно прижизненно диагностировать степень аккумуляции свинца в печени и почках [25].

Известно, что химические, биохимические и другие параметры могут быть использованы в качестве маркеров накопления ряда химических элементов в органах и тканях крупного рогатого скота [43, 44]. Поэтому многие биохимические маркеры могут быть использованы для ранней диагностики накопления полютантов в организме животных.

Выводы

Установлены средние популяционные уровни содержания макроэлементов в печени крупного рогатого скота черно-пестрой породы. Содержание К и Р характеризуются низкой фенотипической изменчивостью, а Ca, Na, Mg – средней. Повышенная аккумуляция свинца ведет к увеличению уровня калия, что можно рассматривать как один из защитных механизмов организма. В то же время свинец снижает степень аккумуляции натрия в печени.

Рецензенты:

Дементьев В.Н., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры ветеринарной генетики биотехнологии ФГБОУ ВПО «НГАУ», г. Новосибирск;

Клименок И.И., д.с.-х. н., профессор, зам. директора по научной работе ГНУ СибНИИЖ Россельхозакадемии, г. Новосибирск.


Библиографическая ссылка

Стрижкова М.В., Короткевич О.С., Коновалова Т.В. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ВЗАИМОСВЯЗИ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПЕЧЕНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14532 (дата обращения: 06.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074