Trace element status of highly productive cows in different physiological conditions under increased technogenic load

Full Text

Введение

Задача повышения продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных животных к различным заболеваниям является приоритетной для развития животноводства. Решение данной проблемы связано с поддержанием интенсивного обмена веществ высокопродуктивных животных, для чего необходимо обеспечить полноценное кормление, содержащее биологически активные компоненты в оптимальном соотношении [1—4]. Значительную роль в поддержании и интенсификации обменных и регуляторных процессов в организме животных играют микроэлементы, являющиеся их активными участниками [5—9].

При ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях сельскохозяйственные животные подвергаются хроническому воздействию факторов физической, химической и биологической природы. Техногенные биогеохимические зоны, как правило, образуются по соседству с крупными промышленными предприятиями и рудными разработками. Промышленные выбросы накладывают отпечаток на все биологические объекты, находящиеся в зоне предприятия, и на состояние здоровья продуктивных животных [10—13].

В свою очередь, дисбаланс микроэлементов в организме животных оказывает негативное влияние на функциональное состояние органов и систем, генетический потенциал и воспроизводительную функцию, устойчивость к различным заболеваниям, способность реагировать на изменяющиеся условия среды [14, 15]. Для более полного изучения обеспеченности организма высокопродуктивных животных микроэлементами и диагностики нарушения обмена веществ, особенно в условиях антропогенной нагрузки, необходимо проведение биохимических исследований крови [16].

Цель исследования — и зучение микроэлементного статуса у высокопродуктивных коров при различном физиологическом состоянии в условиях экологического неблагополучия.

Материалы и методы исследований

Исследования проведены на 40 клинически здоровых коровах (в возрасте 2…5 лет) из двух животноводческих комплексов Воронежской области, один из которых (хозяйство 2) находится в зоне крупного химического предприятия с факельными выбросами в атмосферу. Отбор проб крови животных обоих хозяйств проводили за 2 недели до отела, через неделю и месяц после отела.

В цельной крови определяли содержание железа, меди, цинка и марганца атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре Shimadzu AA-6300. Подготовку проб проводили методом мокрого озоления при повышенном давлении в микроволновой системе MARS-5. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программы Statistica v6.1, оценку достоверности — п о критерию Стьюдента. Достоверность разницы между показателями рассчитывали по методу Манна — У итни.

Результаты исследований и обсуждение

Анализ проведенных исследований содержания микроэлементов в цельной крови коров хозяйства 1 не показал зависимости изменения их содержания до и после отела (таблица).

Содержание микроэлементов в цельной крови коров хозяйств 1 и 2

Показатели	Группы
	Хозяйство 1	Хозяйство 2
За две недели до отела
Железо, мМ/л	4,19±0,034	3,94±0,043***
Медь, мкМ/л	11,9±0,60	12,2±0,86
Цинк, мкМ/л	36,7±1,71	39,6±1,92
Марганец, мкМ/л	3,1±0,16	2,6±0,31
Через неделю после отела
Железо, мМ/л	4,22±0,051	4,03±0,072*
Медь, мкМ/л	13,2±0,74	13,6±0,74
Цинк, мкМ/л	32,8±1,49	35,7±1,41
Марганец, мкМ/л	2,8±0,17	2,4±0,12*
Через месяц после отела
Железо, мМ/л	4,18±0,069	3,98±0,087*
Медь, мкМ/л	12,7±0,29	13,2±0,85
Цинк, мкМ/л	34,7±1,16	38,4±2,87
Марганец, мкМ/л	3,0±0,15	2,5±0,23*

*—  Р < 0,05; *** —  Р < 0,001 —  относительно хозяйства 1.

The content of trace elements in whole blood of cows farms № 1 and 2

Indicators	Groups
	Farms № 1	Farms № 2
Two weeks before calving
Fe, mM/l	4.19±0.034	3.94±0.043***
Cu, mM/l	11.9±0.60	12.2±0.86
Zn, mM/l	36.7±1.71	39.6±1.92
Мg, mM/l	3.1±0.16	2.6±0.31
One week after calving
Fe, mM/l	4.22±0.051	4.03±0.072*
Cu, mM/l	13.2±0.74	13.6±0.74
Zn, mM/l	32.8±1.49	35.7±1.41
Мg, mM/l	2.8±0.17	2.4±0.12*
One month after calving
Fe, mM/l	4.18±0.069	3.98±0.087*
Cu, mM/l	12.7±0.29	13.2±0.85
Zn, mM/l	34.7±1.16	38.4±2.87
Мg, mM/l	3.0±0.15	2.5±0.23*

* P < 0.05; ***— Р<0.001 —  relative to farm no 1.

Установлено, что концентрация железа и марганца на протяжении всего периода исследования находилась в пределах физиологической нормы для этих элементов (3,6…5,4 и 2,7…3,6 мкМ/л соответственно), а меди и цинка меньше нижней границы (14…19 и 43…74 мкМ/л соответственно). Так содержание меди было меньше на 15,0 % за 2 недели до отела, на 5,7 % через неделю после отела и на 9,3 % через месяц после отела, цинка — н а 14,7, 23,7 и 19,3 % соответственно.

При исследовании содержания микроэлементов в цельной крови коров хозяйства 2 не установлена зависимость их концентрации от физиологического состояния (см. табл.). Из полученных результатов видно, что содержание железа в ходе исследования находилось в пределах нормативных значений, а меди, цинка и марганца не достигало нижней границы нормы. Так, содержание меди было меньше на 12,9 % за 2 недели до отела, на 2,9 % через неделю после отела и на 5,7 % через месяц после отела, цинка —  на 7,9, 17,0 и 10,7 %, а марганца —  на 3,7, 11,1 и 7,4 % соответственно.

Сравнительный анализ содержания микроэлементов в крови коров двух хозяйств показал, что концентрация железа у животных хозяйства 2 была достоверно ниже на протяжении всего периода исследования, а марганца —  через неделю и месяц после отела. Достоверных различий концентрации меди и цинка в крови коров этих хозяйств не выявлено.

Следует отметить, что содержание марганца в крови животных хозяйства 2 было меньше нижней границы физиологической нормы, тогда как у животных хозяйства 1 оно находилось в ее пределах.

Анализ полученных результатов показал недостаточную обеспеченность высокопродуктивных коров медью, цинком и в одном хозяйстве марганцем, а также меньшее содержание железа и марганца у животных из хозяйства с повышенной техногенной нагрузкой. В связи с этим возникает необходимость регулярного проведения биохимических исследований крови для контроля уровня этих элементов, особенно в условиях повышенной антропогенной нагрузки на животноводческие комплексы.

Заключение

Полученные данные исследования крови высокопродуктивных коров двух хозяйств не показали четкой зависимости содержания микроэлементов от физиологического состояния животных (до и после отела). Анализ результатов показал пониженный уровень меди и цинка у животных обоих хозяйств на протяжении всего исследования. При сравнении концентрации микроэлементов в крови коров двух хозяйств установлено, что содержание железа у животных хозяйства 2 было ниже на протяжении всего исследования, а марганца через неделю и месяц после отела. Полученные данные свидетельствуют о необходимости регулярного мониторинга уровня микроэлементов в крови высокопродуктивных животных, особенно в условиях повышенной техногенной нагрузки.

About the authors

Oleg S. Drozhzhin

Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy

Email: icrsa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0354-8149

Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher, Laboratory of toxicology, safety risk assessment of raw materials and products of biological Origin

114 b, Lomonosov st., Voronezh, 394087, Russian Federation

Valeriy V. Shipilov

Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy

Author for correspondence.
Email: vnivipat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0730-3680

Engineer for adjustment and testing, Laboratory of toxicology, risk assessment of the safety of raw materials and products of biological origin

114 b, Lomonosov st., Voronezh, 394087, Russian Federation

References