Особенности минерального обмена в организме ремонтных тёлок казахской белоголовой породы

Особенности минерального обмена в организме ремонтных тёлок казахской белоголовой породы

Б.К. Балабаев, аспирант, М.А. Дерхо, д.б.н, профессор, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ

Успешным ростом и развитием крупного рогатого скота определяется формирование его будущей продуктивности и воспроизводства [1]. Важную роль в этом процессе играет минеральный обмен, который, с одной стороны, обеспечивает процессы жизнедеятельности макро- и микроэлементами, а с другой — является частью общего метаболизма организма.

Минеральные вещества в организме животных выполняют разнообразные функции. Они содержатся в клетках и биологических жидкостях, определяя в них ионный состав, значение рН, осмотическое давление и проницаемость мембран; участвуют в построении опорных тканей, синтезе органических веществ, трансформации энергии, в передаче нервных импульсов, в кроветворении; регулируют активность ферментов, растворимость и пространственную конфигурацию белков и т.д. [2—4]. Генерализованное влияние минеральных веществ на состояние тканевых коллоидов, их специфические химические свойства позволяют им выполнять важную роль в интеграции ключевых метаболических процессов в организме животных [3] и за счёт этого избирательно влиять на процессы роста и развития животных, реализацию генетического потенциала продуктивности [4]. При этом жизненно необходимыми являются кальций и фосфор, составляющие 70% золы и 2,5% массы всего организма [5].

Изучение особенностей минерального обмена и роли минеральных веществ в биохимических и физиологических процессах важно не только для раскрытия закономерностей постнатального развития сельскохозяйственных животных, но и для оценки состояния здоровья, прогнозирования продуктивных качеств, обогащения рационов кормления и т.д. Для этих целей можно использовать метаболические тесты [6], отражающие биохимические особенности клеточного метаболизма в зависимости от возраста, пола, породы и т.д. животных.

В связи с этим целью исследования явилось изучение возрастных особенностей обмена макроэлементов (кальций, фосфор, магний, хлориды) в организме ремонтных тёлок казахской белоголовой породы в зависимости от возраста и уровня каль-цитонина в крови.

Материал и методы исследования. Матери -ал, представленный в работе, получен в период 2016—2017 гг. на базе животноводческой фермы племенного хозяйства ТОО «Агрофирма «Боровское» (Республика Казахстан, Костанайская обл.

Мендыкаринский р-н, с. Будёновка), лабораторные исследования — на базе кафедры морфологии, физиологии и фармакологии ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ».

Объектом исследования служили ремонтные тёлки казахской белоголовой породы, из которых в послеотъёмный период по принципу сбалансированных групп были сформированы три опытные группы (n= 10). В I гр. были подобраны животные в 8-месячном возрасте; во II — в 15-месячном и в III — 18-месячном. Материалом исследования служила кровь, которую брали утром до кормоления из подхвостовой вены. В сыворотке крови определяли концентрацию общего кальция (Са), неорганического фосфора (Р), магния (Mg), хлоридов (C1) колориметрическим методом с помощью наборов реагентов «КлиниТест-Са AIII», «КлиниТест-НФ», «Магний Абрис+», «Хлориды Абрис+». Для определения кальцитонина (КТ) использовали иммуноферментный метод и наборы реактивов «Biomerica Calcitonin ELISA». Прирост живой массы контролировали по результатам ежемесячных взвешиваний. Статистическую обработку данных проводили методом вариационной статистики на ПК с помощью табличного процессора «Microsoft Ехсе1-2003» и пакета прикладной программы «Биометрия» и «Версия». Связи признаков оценивали путём расчёта коэффициентов корреляции (r) по Пирсону. Долю объясняемой дисперсии определяли с помощью коэффициента детерминации (R2), который рассчитывали по формуле R2=r2-100 (%).

Результаты исследования. Живая масса, как показатель развития тёлочек, планомерно увеличивалась в ходе их взросления. Во все исследуемые периоды показатель превышал стандарт 1-го класса породы, свидетельствуя о соответствии условий существования скорости роста животных, что в совокупности обеспечивало поддержание уровня здоровья. Живая масса ремонтных тёлочек I гр. составляла 195,63+1,34 кг (табл. 1). К 15-месячному возрасту она увеличилась на 66,52% (Р<0,5), а к 18-месячному - на 98,79% (Р<0,5).

Интенсивность роста молодняка сопряжена с уровнем обменных процессов, активность и направленность которых должна соответствовать и обеспечивать развитие организма. Биохимические превращения, лежащие в основе процессов жизнеобеспечения, протекают при участии минеральных веществ, которые прямо или опосредованно включены во многие химические реакции. Биологическая роль минералов определяется видом элемента, но в определённой степени она зависит и от породы, пола, направления продуктивности, живой массы и т.д. животных. Поэтому содержание минеральных веществ в крови ремонтных тёлок

хотя и соответствовало границам нормы, изменялось с возрастом.

Наиболее существенную роль в сопряжённости метаболических потоков в организме животных играют кальций и фосфор, характер взаимосвязей между которыми определяется как эндогенными, так и экзогенными причинами. Так, в крови 8-месячных животных содержание общего кальция составляло 2,52+0,09 ммоль/л (табл. 1). Концентрация элемента планомерно повышалась по мере роста и развития тёлок и в 18-месячном возрасте превышала исходный уровень на 12,69% (Р<0,05). Прирост концентрации кальция происходил на фоне убыли неорганического фосфата. Это обусловливало повышение величины соотношения Са/Р с 1,33+0,05 до 1,87+0,07 усл.ед. (Р<0,05).

В организме животных обмен кальция тесно сопряжён с магнием, являющимся его физиологическим антагонистом и за счёт этого участвующим во всех кальцийзависимых биохимических реакциях. Уровень магния в крови ремонтных тёлок в 8-месячном возрасте составлял 1,00+0,03 ммоль/л. Величина параметра увеличивалась по мере роста и развития животных и в организме 18-месячных животных была равна 1,26+0,05 ммоль/л (табл. 1).

Основным анионом крови являются хлориды, участвующие в транспорте катионов через плазматические мембраны, поддержании осмотического давления и рН крови. Количество хлоридов в крови животных опытных групп планомерно увеличивалось (табл. 1). Возрастной прирост показателя составил 21,89% (Р<0,05).

Установлено, что в поддержании минерального гомеостаза важную роль играет скелет, являющийся основным депо элементов. В физиологических условиях костная ткань подвергается постоянной перестройке за счёт протекания двух взаимно противоположных процессов — костеобразования и костеразрушения [7], метаболический эффект которых сопряжён в первую очередь с кальций-фосфорным гомеостазом.

С целью оценки роли костной ткани в формировании уровня элементов в крови ремонтных тёлок мы рассчитали метаболический индекс — системный индекс электролитов: где Са, М§, С1

и Р — концентрация кальция, магния, хлоридов и фосфора в крови, ммоль/л [3], который информативно отражает процесс ремоделирования костной ткани, так как в его числитель входят ионы, которые являются главными продуктами её деминерализации, а в знаменатель, наоборот, связанные с процессом новообразования и минерализации.

Величина системного индекса электролитов в I гр. была равна 132,77+6,89 усл. ед. (табл. 1). Возрастной прирост показателя составил 2,15 раза (Р<0,05). Следовательно, в ходе роста и развития организма ремонтных тёлок для поддержания уровня электролитов (Са, М§, Р, С1) в пределах границ физиологической нормы в костях скелета процессы деминерализации кости преобладали над минерализацией. Возможно, это было следствием или быстрого обновления костного матрикса в развивающейся костной ткани на фоне прироста живой массы, или увеличения объёмной доли костей скелета в условиях интенсивного роста организма.

Возрастная изменчивость величины СИЭ согласуется с динамикой концентрации кальцитонина в крови животных. Уровень гормона планомерно увеличивался с 2,21+0,07 у 8-месячных тёлок до 2,71+0,11 пг/мл (Р<0,05) у 18-месячных (табл. 1).

Кальцитонин синтезируется в щитовидной железе в ответ на повышение концентрации ионизированного кальция во внеклеточной жидкости [8, 9], он подавляет активность остеокластов, тормозит резорбцию костного матрикса, в результате чего деминерализация кости и отток из неё кальция снижаются. В то же время гормон активирует деятельность остеобластов, что способствует отложению минералов в кости [3, 7]. Исходя из вышесказанного следует, что возрастной прирост концентрации кальцитонина в крови ремонтных тёлок был результатом попытки организма ограничить процесс рассасывания костной ткани для подержания уровня макроэлементов в крови животных и создания условий для деятельности остеобластов. При этом проявился общеизвестный механизм регуляторного действия гормона на концентрацию кальция в крови. Наименьшему уровню кальция в крови 8-месячных тёлок соответствовал минимальный уровень кальцитонина,

1. Показатели минерального обмена

Показатель Группа

I II III

Живая масса, кг 195,63±1,34 325,77±1,69*** 388,90±1,71***

Кальций, ммоль/л 2,52±0,09 2,73±0,04 2,84±0,07*

Фосфор, ммоль/л 1,89±0,03 1,72±0,05* 1,52±0,06*

Са/Р, усл. ед. 1,33±0,05 1,59±0,03* 1,87±0,07*

Магний, ммоль/л 1,00±0,03 1,13±0,04* 1,26±0,05*

Хлориды, ммоль/л 99,58±1,36 107,34±1,81* 121,38±0,05*

СИЭ, усл. ед. 132,77±6,89 192,52±7,38* 285,75±11,68*

Кальцитонин, пг/мл 2,21±0,07 2,32±0,14 2,71±0,11*

Примечание: * — Р<0,05 по отношению к I гр.

2. Корреляции кальцитонина

Показатель Группа

I II III

г Я2, % г Я2, % г Я2, %

Живая масса, кг 0,62±0,27 38,44 0,72±0,24* 51,84 0,80±0,21* 64,00

Кальций, ммоль/л 0,71±0,25* 50,71 0,75±0,23* 56,25 0,91±0,15* 82,81

Фосфор, ммоль/л -0,10±0,35 1,00 -0,02±0,35 0,04 -0,19±0,34 3,61

Са/Р, усл. ед. -0,59±0,28 34,81 0,90±0,15* 81,00 0,73±0,24* 53,29

Магний, ммоль/л 0,94±0,12* 88,36 -0,66±0,26 43,56 -0,83±0,20* 68,89

Хлориды, ммоль/л 0,53±0,30 28,09 0,78±0,22* 60,84 0,63±0,28 39,69

СИЭ, усл. ед. 0,91±0,15* 82,81 0,77±0,22* 59,29 0,70±0,25* 49,00

Примечание: * — Р<0,05

а при повышении уровня минерала у 18-месячных животных — секреция гормона стимулировалась.

Следовательно, процесс роста и развития ремонтных тёлок в послеотъёмный период был сопряжён с изменением структурно-метаболического состояния костной ткани. Это было результатом возрастных особенностей обмена кальция, фосфора и сопряжённых с ними элементов — магния и хлора в организме животных при условии активации секреторной активности щитовидной железы на фоне увеличения живой массы и соответственно костной ткани в организме.

Эндокринная система оказывает существенное влияние на конституциальный тип животного, его продуктивные качества и интенсивность обмена веществ [10]. Поэтому мы определили связи кальцитонина с живой массой ремонтных тёлок и уровнем параметров минерального обмена, анализ которых позволил выявить следующие особенности (табл. 2):

1. Положительные корреляции преобладали над отрицательными, они составляли 71,43% от их общего количества. Значит, возрастное уменьшение концентрации кальцитонина в крови тёлок служило основанием для повышения уровня большинства изучаемых признаков.

2. Число достоверных корреляций между каль-цитонином и признаками составляло 61,92% от их общего количества. Наибольшее количество статистически значимых коэффициентов корреляции выявили в группах 15- и 18-месячных ремонтных тёлок, т. е. при достижении организмом животных состояния половой и физиологической зрелости. Следовательно, биологические эффекты кальцито-нина, проявляющиеся в регуляции минерального обмена, способствуют развитию физиологических систем организма, обеспечивая обменные процессы ионами кальция, фосфора, магния и хлора.

3. Сопряжённость концентрации кальцитонина с уровнем живой массы тёлок увеличивалась с возрастом. Если вариабельность живой массы, определяющаяся уровнем гормона в крови 8-месячных животных, составляла 38,44%, то в 18-месячном возрасте увеличилась до 64,00%. Это доказывает, что кальцитонин, являясь частью эндокринной системы организма, участвует в реализации гене-

тического потенциала роста молодняка крупного рогатого скота за счёт формирования активности и направленности обмена веществ в животном организме [10].

4. Концентрация кальцитонина, независимо от возраста ремонтных тёлок, достоверно была связана с содержанием в крови кальция и магния. Доля объясняемой дисперсии для кальция колебалась в пределах 50,71-82,81%, магния - 43,56-88,36%. Следовательно, гормон, участвуя в регуляции уровня кальция в крови, определял и изменчивость содержания магния.

3. Кальцитонин в организме ремонтных тёлок значимо влиял на обмен минералов в костной ткани, так как достоверно коррелировал с величиной СИЭ. При этом доля вариабельности метаболического индекса от уровня гормона в крови в 8-месячном возрасте составляла 82,81%. По мере роста и развития животных сила связи данных признаков уменьшалась. В III гр. она была равна 49,00%. Это свидетельствует о том, что с возрастом основным механизмом, обеспечивающим содержание ионов в кровотоке, являлся высокий уровень обменных процессов в аморфной части костей скелета.

Выводы. Концентрация кальция, магния, фосфора и хлоридов в крови ремонтных тёлок казахской белоголовой породы зависит от возраста, живой массы и уровня кальцитонина. В послеотъёмный период в динамике от 8- до 18-месячного возраста увеличивается уровень кальция (на 12,69%, Р<0,05), магния (на 26,00% Р<0,05), хлоридов (на 21,89%, Р<0,05) на фоне убыли неорганического фосфата (на 19,57%, Р<0,05). Это обуславливает повышение величины Са/Р-соотношения на 40,60% (Р<0,05) и системного индекса электролитов в 2,15 раза (Р<0,05), подтверждая участие костной ткани в минеральном обмене организма.

Уровень ионов в крови и изменчивость величины СИЭ являются результатом возрастного уменьшения концентрации кальцитонина в крови, который статистически значимо коррелирует с 61,92% изучаемых признаков. Уровень гормона сопряжён с величиной живой массы, определяя на 38,44-64,00% её вариабельность, концентрацией кальция (Я2 = 50,71-82,81%), магния (Я2 = 43,5688,36%) и величиной СИЭ (Я2 = 82,81-49,00%).

Литература

1. Осадчук Л.В., Вдовина Г.В., Смирнов П.Н. Возрастная динамика содержания гормонов в периферической крови у тёлок при разных технологиях выращивания // Сельскохозяйственная биология. 2012. № 4. С. 56—61.

2. Дерхо М.А., Концевая С.Ю. Состояние минерального обмена при лечении переломов методом чрескостного остеосинте-за // Ветеринария. 2001. № 11. С. 56.

3. Дерхо М.А. Динамика биохимических показателей в ходе остеогенеза после травмы различных костей скелета собак: дисс. ... докт. биол. наук. М., 2004. С. 153—165.

4. Лёвичева Е.В., Козлов А.С. Физиологическая роль минеральных веществ в организме молодняка крупного рогатого скота и их влияние на реализацию генетического потенциала продуктивности животных // Вестник ОрелГАУ. 2015. № 3 (54). С. 95-99.

5. Нуржанов Б.С., Жаймышева С.С., Комарова Н.К. Обмен минеральных веществ в организме бычков при скармливании пробиотического препарата // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 4 (32). С. 155-157.

6. Волкова Е.М., Зелёнко Т., Радовня А. Акклиматизационные способности мясного скота на основании гематологических показателей крови // Физико-химическая биология: сб. тр. IV межд. науч. интернет-конф. Ставрополь, 2016. С. 147—149.

7. Тимофеев С.В., Концевая С.Ю., Дерхо М.А., Шакирова В.Ф. Современные представления о репаративной регенерации костной ткани при оперативном лечении переломов костей животных: учеб. пособие. Казань: Центр инновационных технологий, 2007. С. 10—37.

8. Балтабекова А.Ж., Дерхо М.А. Возрастная динамика каль-цитонина и основных показателей фосфорно-кальциевого гомеостаза у ремонтных бычков казахской белоголовой породы // АПК России. 2017. Т. 24. № 1. С. 181-186.

9. Масалова И.Н., Захаренко Р.В. Состояние фосфорно-кальциевого обмена и костного метаболизма в норме и при нарушении функции щитовидной железы // Дальневосточный медицинский журнал. 2009. № 2. С. 122-125.

10. Лукьянов В.Н., Прохоров И.П. Гормональный статус бычков симментальской породы и её помесей с герефордской и шаролезской // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2015. № 4. С. 77-86.

Клинические показатели и газоэнергетический обмен телят при использовании бентонита и премикса в условиях долинной зоны Таджикистана

М.О. Каримова, аспирантка, Т.А. Иргашев, д.с.-х.н., Институт животноводства ТАСХН; В.И. Косилов, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, О.А. Быкова, д.с.-х.н., ФГБОУ ВО Уральский ГАУ

Продуктивные качества скота обусловлены уровнем обменных процессов в организме [1—10]. Известно, что существует тесная связь обменных процессов в организме животного с уровнем газоэнергетического обмена.

Интерес в нашем исследовании представляло изучение показателей лёгочного дыхания, интенсивности газообмена и теплопродукции при круглогодовом выращивании животных на открытой площадке в условиях Гиссарской долины Республики Таджикистан летом и относительно холодного, зимой.

Исследованиями ряда учёных были установлены определённые закономерности изменения обменных процессов, которые зависели от уровня и характера кормления. Эти изменения отражаются на количестве выделенной из организма углекислоты (СО2), которая, в свою очередь, зависела от потребления кислорода (О2) и энергетического метаболизма.

Цель исследования — изучение влияния бентонита и премикса Алояк на уровень газоэнергетического обмена телят таджикского типа чёрно-пёстрой породы в условиях Гиссарской долины Республики Таджикистан.

Материал и методы исследования. Объектом исследования являлись телята таджикского типа чёрно-пёстрой породы, разведением которых занимается производственно-кооперативное предприятие им. Л. Муродова Гиссарского района Республики Таджикистан. По своему хозяйственному

направлению оно является многоотраслевым, с развитым растениеводством и племенным молочным скотоводством. Хозяйство расположено в западной части Республики Таджикистан. Отдалённость от центра района составляет 3 км, от г. Душанбе — 26 км. По своим природно-климатическим условиям оно является типичным для Гиссарской долины, относится к зоне сухих субтропиков и характеризуется предгорно-равнинным рельефом. Высота над уровнем моря составляет 350 м. Молочная ферма в 2007 г. утверждена в качестве племенного завода по разведению таджикского типа чёрно-пёстрой породы.

Экспериментальную часть работы проводили в условиях племенного фермерского хозяйства им. А. Юсупова Гиссарского района Республики Таджикистан. Изучали влияние местной бентонитовой глины и витаминно-минерального премикса Алояк в кормлении телят-бычков до 6-месячного возраста.

Для проведения исследования по принципу аналогов, среднесуточного прироста живой массы было сформировано три группы телят таджикского типа чёрно-пёстрой породы. В основной рацион (ОР) животных. I опытной гр. включали 80 г витаминно-минерального премикса Алояк, в качестве основного наполнителя добавляли бентонит местного производства, II опытной гр. — ОР + 80—100 г бентонитовой глины месторождения Шар-Шар, телятам III контрольной гр. задавали основной рацион, принятый в хозяйстве.

Условия содержания и кормления животных всех групп были одинаковы.

В период балансовых опытов были изучены клинические показатели, газоэнергетический обмен и лёгочное дыхание у подопытных телят масочным методом.