Способ определения содержания лития в мышечной ткани крупного рогатого скота
METHOD FOR DETERMINATION OF LITHIUM CONTENT IN MUSCLE TISSUE OF CATTLE

Данное изобретение относится к отрасли животноводства, экологии, ветеринарии и предназначено для использования в качестве теста на степень концентрации лития в мышечной ткани крупного рогатого скота.
Литий относится к «новейшим» условно эссенциальным микроэлементам, интерес к которому возрос за последние 5-10 лет. Содержание его в организмах не превышает нескольких мг/кг массы тела, однако элемент проявляет высокую биологическую активность: участвует в регуляции деятельности нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной, репродуктивной, выделительной и иммунной систем. Литий влияет на многие метаболические пути и функции органов, но его основная функция и механизм действия до сих пор неизвестны. У животных дефицит лития приводит к отставанию в росте, рождению очень слабого или нежизнеспособного потомства, развитию гинекологических заболеваний и доброкачественных новообразований (Щербаков Г.Г. Внутренние болезни животных. Для ссузов: учебник / Г.Г. Щербаков, А.В. Яшин, С.П. Ковалев, С.В. Винникова. - 4-е изд., стер. - Санкт-Петербург: Лань, 2019. -111 с. ).
Уровень лития в организме крупного рогатого скота достаточно низок. Сравнение его с содержанием в мышечной ткани диких копытных и крупного рогатого скота показывает, что у диких животных оно выше: у кабана и оленя в 3 раза, у косули - в 2,7 раза. Это, несомненно, связано с большим поступлением лития с пищей, и свидетельствует об обеднении среды агроэкосистем данным элементом.
Крупный рогатый скот, в течение многих поколений, выращиваемый в условиях периодического литиевого дефицита, адаптирован переносить его нехватку, регулируя выведение и перераспределение микроэлемента по всем органам в зимний период.
Основным источником лития для животных служат корма. Количество лития, ежедневно потребляемое дойными коровами со средней живой массой 450 кг и среднесуточным удоем 17 кг, при малоконцентратном типе кормления в летний период составляет 44,35 мг на голову в сутки, в зимний - только 18,5 мг, что соответствует 2,46 и 0,9 мг/кг сухого вещества корма. Минимальной достаточной концентрацией принято считать 3 мг/кг. Подкормка литием карбонатом способствует увеличению массы окорока, толщины шпика, длины туши и площади мышечного глазка.
Оценка содержания лития в кормах показала дефицит данного элемента в рационах крупного рогатого скота. В летний период в рационе содержалось лития 2,5 мг/кг сухого вещества корма, а в зимний - 0,9 мг/кг.
Отмечена способность крупного рогатого скота удерживать и перераспределять литий в организме в ответ на снижение его уровня в рационе, кроме того, дана оценка влияния различных доз лития на рост и физиологическое развитие крупного рогатого скота.
Степень усвоения элемента обратно пропорциональна количеству лития, потребленного с кормом. Известны способы определения микроэлементов в органах и тканях различных видов животных с использованием волоса (Патент на изобретение RU 2426119 С1, 10.08.2011). В этом патенте описан метод определения Cd в мышцах по концентрации Zn и Rb в сыворотке крови. Описан способ определения Cd в легких по содержанию Fe в волосе. (Патент на изобретение RU 2548774 С1, 25.03.2014). Однако не известны методы определения уровня Li в мышечной ткани с использованием каких-либо субстратов (волос, кровь, копытный рог и т.д.)
Для прижизненного определения уровня лития в мышечной ткани крупного рогатого скота, устанавливают концентрацию Μn в волосе и рассчитывают уравнение регрессии:
у = - 0,0335 + 0,0114х, где
у - содержание Li (мг/кг) в мышечной ткани,
x - содержание Μn (мг/кг) в волосе.
Заявляемым способом решается задача прижизненной неинвазивной оценки содержания лития в мышечной ткани крупного рогатого скота. Данный способ сравнительно прост и дает возможность практически единовременно обследовать значительное количество животных. Поставленная задача достигается путем установления концентрации Μn в волосе с последующим расчетом уровня лития в мышцах по уравнению регрессии.
Пример выполнения.
3
Волос является более подходящей тканью, чем, например, кровь или моча, для исследования баланса микроэлементов. Волос - это метаболически активный, простой и безболезненный при получении материал. Пробы волоса были отобраны от крупного рогатого скота в возрасте 15-18 месяцев, путем настрига его в области холки, последовательным квартованием их до получения усредненной пробы в количестве не менее 1,0-1,4 г. Длина волос должна быть не более 5 см, а масса не менее 10 г. Лабораторные пробы упаковывают в специальные бумажные пакеты. Пробу с волосом тщательно трехкратно промывают в горячей воде в широкой емкости с моющим средством путем шутелирования (встряхивания). Затем тщательно полощут обычной водопроводной, а далее дистиллированной водой. Далее пробе нужно просохнуть, после чего ее помещают в пластиковую пробирку на 50 мл, заливают ацетоном, закрывают крышкой и оставляют на 5-6 часов. После чего ацетон сливают и помещают пробирки с пробами в HotBlok на просушку при температуре 70°С. Навеску, подготовленной, таким образом, пробы волос, следует поместить в фарфоровый тигель и обжечь в муфеле, при это постепенно увеличивая температуру до 510°С, в течение 4-5 часов. После обжига, золу переносят во фторопластовые чашки и обрабатывают по каплям 5 мл концентрированной HNO, немного нагревают, приливают 1 мл HF, закрывают крышками и оставляют на холоде до утра. Утром пробы следует медленно нагреть под крышками 1 час, крышки снимают и упаривают до влажных солей. Влажные соли обрабатывают 10 мл раствором HCL (1:1), упаривают до влажных солей, приливают 5 мл 5% HCL и переносят в пробирку на 10 мл дистиллированной водой.
3
3
3
4
Для пробы мышечной ткани отбирают свежее и охлажденное мясо. Пробу мышечной ткани (около 0,1 кг) в области лопатки брали до кормления и поения после убоя животных. Пробы упаковывают раздельно в типовые контейнеры, изготовленные из стекла или пластика. Далее отобранные пробы в срок не более 24 часов направляются в лабораторию. Навеску пробы (мышцы) 2-5 г помещают в кварцевую чашку на 50 мл и заливают 25-50 мл этилового спирта и оставляют на холоде до утра, накрытыми фильтровальной бумагой. Утром пробы подсушивают при слабом нагреве, охлаждают и добавляют малыми порциями раствор HNO (1:1) и следят за реакцией окисления, не допуская бурного выделения пены. После того как пробы прореагировали с раствором кислоты HNO (1:1), их медленно нагревают на плите до обугливания. Кварцевые чашки с обугленными пробами еще горячие помещают в нагретый до 250°С муфель. Далее пробы сжигают в муфеле, при этом постепенно увеличивая температуру до 510°С. При такой температуре пробы выдерживают не менее 4 часов. После озоления пробы обрабатывают 5 мл концентрированной HNO и 1 мл HCLO, накрывают крышками и греют при сильном нагреве до посветления раствора. Затем крышки снимают и пробы упаривают досуха. Сухой остаток обрабатывают 5 мл раствора HCL (1:1) и упаривают до влажных солей. Влажные соли переводят на объем 10 мл 2,5% раствором HCL.
Химические элементы в волосе и мышечной ткани устанавливались с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа на базе Аналитического центра коллективного пользования Института геологии и минералогии им. B.C. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Для анализа мышечной ткани использовался атомно-эмиссионный спектрометр SOLAAR, серия М6 и ICPAESIRIS.
Данные по содержанию лития в мышечной ткани и других химических элементов в волосе представлены в табл.1. Выявлено, что наибольшая концентрация в волосе характерна для фосфора. Концентрация Μn в волосе была в 31 раз меньше, чем уровень Ρ (Р<0,001).
v
Наибольшая фенотипическая изменчивость характерна для уровня лития в мышечной ткани, которая была, например, в 2,7 выше, чем вариация марганца в волосе. Относительно низкая индивидуальная изменчивость наблюдалась по концентрации Ρ в волосе (C = 18,2%).
В табл. 2 показано, что между концентрацией изученных химических элементов имеются положительные корреляции. Следовательно, при наличии связей между данными элементами, можно рассчитать уравнение регрессии. Из двух уравнений регрессии более надежным является использовать уравнение первое. Это позволит прижизненно у крупного рогатого скота прогнозировать содержание лития в мышечной ткани, установив концентрацию марганца в волосе.
Таким образом, заявляемый способ позволяет провести прижизненную оценку депонирования лития в мышцах по содержанию Μn в волосе. Полученные данные можно использовать для дополнительной оценки интерьера крупного рогатого скота по элементному составу мышц и волоса, а также в ветеринарии и экологических исследованиях.