Вплив мікроелементів на життєдіяльність сільськогосподарських тварин

Мінеральні елементи в організмі тварин (і в організмі людини також) відіграють важливу роль: потрібні для нормального функціонування різних органів, росту і розвитку організму, беруть участь у підтриманні осмотичного тиску, сприяють підтриманню необхідної концентрації іонів, є складовими різних біологічних рідин живого організму: гормонів, вітамінів, білків, ферментів тощо. Вони беруть участь в активізації хімічних реакцій шляхом впливу на ферментні системи, прямо або опосередковано діють на функції ендокринних залоз і виконують ще багато життєво важливих функцій в організмі, які ще досі не вивчено. Елементи, які входять до складу організму до рівня 0,01%, називаються макроелементами (до них можна віднести О, Н, С, М, Р, К, Са, Nа, Сl ), а в межах 0,001% і менше — мікроелементами (Мn, І, В, Сu, Zn, Ва, Li, Ni, Rb, F та інші). В окрему групу можна виділити ультрамікроелементи. Орієнтовний склад їх у живому організмі становить приблизно від 10–6 до 10–12% загальної маси. До них належать: Мо, Аs, Аg, Нg, Аu Рb, Ra та інші. Усі мінеральні елементи, залежно від їхньої біологічної ролі, можна поділити на життєво необхідні, умовно необхідні та елементи з невивченою роллю. До групи життєво необхідних елементів відносять залізо, мідь, цинк, марганець і кобальт. Мінеральні речовини надходять в організм тварин із кормом та водою. Нестача їх у раціоні спричиняє порушення обміну речовин, захворювання та загибель тварин. Мінеральні речовини мають постійно надходити в організм, оскільки вони виводяться з сечею, калом, потом, а в лактуючих тварин — і з молоком. Підвищена потреба в мінеральних речовинах спостерігається під час вагітності, посиленої лактації, у період росту; у овець — після стрижки; у птиці — під час линяння та в період інтенсивного відкладання яєць. Отже, поряд із збалансуванням раціонів за основними поживними речовинами, особливу увагу слід приділяти вмісту в них мікроелементів, функції яких в організмі дуже різноманітні. В основі біологічної активності мікроелементів лежить хімічна структура сполук, у вигляді яких вони вводяться в організм тварин з кормами. Сьогодні як мінеральні добавки використовують переважно неорганічні солі макро- та мікроелементів, проте вони мають низку недоліків щодо використання та зберігання, а також характеризуються певною токсичністю. Тому постає проблема створення нових сполук макро- та мікроелементів на основі органічних речовин, яку можна вирішити лише за умови глибокого та різнобічного вивчення їхніх хімічних та фізичних властивостей, здатності вступати в реакції з білками, амінокислотами та пептидами, що містяться в біологічних рідинах організму тварин. Експериментально доведено, що залізо, мідь, цинк, марганець, кобальт та селен є обов’язковими компонентами багатьох ферментних систем. Вони потрібні для росту, розвитку і розмноження тварин. Зупинимося детальніше на цих мікроелементах. Залізо (Fе). В організмі тварин його вміст становить приблизно 0,005% загальної живої маси, зокрема 90% всього заліза сполучено з білками. Воно є складовою хроматинової речовини клітинних ядер, гемоглобіну, міоглобіну, а також входить до складу пероксидаз, оксидаз, каталази і цитохромних ферментів, що беруть участь у біологічному окисленні. На залізо оксидаз і цитохромних ферментів припадає 10–15%. Всмоктування відбувається в порожній кишці, шлунку, передшлунках (у жуйних) і частково у товстій кишці. Спочатку залізо поглинається слизовою оболонкою кишок (під дією НСl шлункового соку Fe2+ перетворюється на Fe3+ і за допомогою феритину всмоктується в слизову оболонку), а вже потім за допомогою білкових переносників проникає у кров. Основними депо заліза в організмі тварин є червоний кров’яний мозок (“90%), печінка, селезінка, стінки кишок, а надлишок заліза виділяється з калом та сечею. На сьогодні виявлено, що існує тісний взаємозв’язок між вітаміном Е і залізом. Вітамін Е може підтримувати необхідне співвідношення закисного та окисного заліза в тканинах або впливати на розподіл цього елемента в організмі. Потреба організму в залізі підвищується в період інтенсивного росту (молодняку) та в період вагітності. Потреба дорослих тварин у залізі невелика і повністю забезпечується кормами. Основним джерелом заліза для тварин є: зелені листки, трава бобових рослин, оболонка зерна злакових рослин, силос та солома, сухий жом, рибне борошно. Нестача заліза в організмі призводить до залізодефіцитної анемії, блідості слизових оболонок і зовнішніх покривів, сухості шкіри, порушення утворення еритроцитів, синтезу гемоглобіну. Доведено, що в організмі новонароджених тварин існує достатня кількість заліза. З ростом існуючі запаси заліза використовуються на фізіологічні потреби організму, тому їх поповнення відбувається за рахунок материнського молока, але в молоці деяких тварин його міститься недостатньо, що зумовлює виникнення в новонароджених тварин анемії. Для забезпечення потреби організму тварин залізом рекомендуються встановлені дози сірчанокислого заліза: для телят — 50 мг і для поросят — 8–10 мг на добу. Мідь (Сu). Головною функцією міді в організмі слід вважати її участь у процесах тканинного дихання. Процеси дихання забезпечуються ферментами — оксидазами, — що мають окислювальні властивості. До складу оксидази входить не менш як чотири атоми міді. Мідьвмісні білки (аскорбатоксидаза, церулоплазмін та інші) беруть участь у різноманітних біологічних процесах: від перенесення електронів до окислення різних субстратів. Іони міді беруть участь у процесах транспорту амінокислот і, таким чином, впливають на швидкість білкового обміну. Мідь стимулює виведення азоту з організму, тим самим підсилюючи розпад білків у тканинах. Мідь необхідна для утворення кісткового мозку, оскільки бере участь у складних біохімічних процесах, що відбуваються в місцях пошкодження кісткової тканини в процесі її регенерації. Бере участь у біосинтезі гемоглобіну, еластину, каталази, пероксидази, потрібна для дозрівання ретикулоцитів до еритроцитів. Сприяє транспорту вітаміну С в організмі, тобто каталізує окислення аскорбінової кислоти то дегідроаскорбінової, яка, у свою чергу, швидше проникає в еритроцити. Виявлено певну взаємозалежність між міддю та вітамінами групи А, Е та К: вітамін А пригнічує каталітичну дію міді, а мідь, у свою чергу, підсилює використання тканинами вітамінів Е та К. Мідь активує дію інсуліну та гальмує дію адреналіну, стимулює діяльність гормонів гіпофіза та усуває токсичну дію тироксину. Всмоктування міді відбувається в шлунку і тонкій кишці. Інтенсивність всмоктування залежить від складу кормів. Так, солі міді з амінокислотами та жирними кислотами всмоктуються краще, ніж солі мінеральних кислот. Використання міді в організмі значно знижується за надлишку в кормах кальцію та різко підвищується у самок в період лактації (частина міді виділяється разом з молоком). Дефіцит міді у тварин може бути результатом споживання ними підвищених доз молібдену і сульфатів, що блокують засвоєння міді. Надлишок міді виділяється жовчним міхуром, нирками, шкірою, слизовими оболонками дихального апарату. Як за недостатнього (0,012 мг), так і за надлишкового (0,36 мг) вмісту в організмі міді, спостерігається ослаблення імунобіологічної реактивності організму. Розвивається анемія, виникають проноси, свербіж шкіри, порушуються функції статевої, кровоносної, м’язової та нервової систем. Експериментально викликана у тварин мідна недостатність призводила до затримки росту та розвитку кістяку, супроводжувалася депігментацією волосяного покриву, полисінням та дерматитами. У тварин відмічають множинні розлади сполучної тканини, у тому числі деформацію скелета і суглобів, емфізему легень, судинні аневризми та ураження серця. У великої рогатої худоби спостерігається зниження статевої активності, молочної продуктивності, відтворювальної здатності, розвивається анемія. Телята від таких корів гинуть у перші дні життя. Різка нестача міді в організмі тварин, особливо вагітних, призводить до діареї. За зниження кількості міді в сироватці крові до 1–3 мг% (норма 6–12) у великої рогатої худоби відмічають лизуху. Добова потреба тварин у міді становить 8–5 мг/кг сухої речовини. Для забезпечення тварин міддю у достатній кількості застосовують сульфат та хлорид міді. Основним джерелом міді в кормах є конюшина, жом, дріжджі, гичка буряків, соєвий шрот, тваринне борошно. Цинк (Zn). Кількісний вміст цинку в організмі тварин становить приблизно 0,003% живої маси. В організмі існує у вигляді вільних іонів або солей. Міститься майже в усіх органах. Найбільший його вміст у гіпофізі, статевих залозах, печінці, м’язах, шерсті. Завдяки своїй здатності до утворення ковалентного зв’язку, він утворює численні комплексні сполуки з білками, амінокислотами, пуриновими основами, нуклеотидами. На противагу більшості біологічних катіонів, цинк є повністю недіалізуючим. Цинк входить до складу простатичної групи дихальних ферментів карбоангідрази. Основна функція останньої полягає у зворотному гідратуванні СO2, що утворюється при диханні клітин у результаті декарбоксилювання органічних речовин. Цинк входить до складу білка густину, що міститься в слині тварин і людини та відіграє важливу роль у процесах смакових відчуттів. За нестачі цинку вміст густину в слині тварин значно знижується, що призводить до порушення смакової чутливості та втрати апетиту, а згодом і до спотворення смаку. Цинкові притаманна функція стимулювання обміну вуглеводів та білків, активування дії гормонів, зокрема адреналіну, тестостерону, фолікуліну, пролану, гонадотропного гормону та інших. Йому також належить важлива роль у розвитку скелета. Відсутність або недостача його в організмі порушує відтворну функцію, затримує ріст і розвиток молодняку, порушує функції центральної нервової системи, процеси травлення, затримує ріст шерсті. Основними клінічними ознаками дефіциту цинку в організмі є надмірне слиновиділення, гіперкератоз шкіри шиї, нижньої щелепи і внутрішнього боку кінцівок, тріщини шкіри тощо. У більшості тварин цинк всмоктується в тонкій кишці, у жуйних, крім того, у сичузі. Основним депо цинку є печінка, з якої цинк надходить до інших органів і використовується для забезпечення потреб організму. Обмін цинку регулює щитоподібна залоза. Зниження концентрації цинку у крові тварин призводить до розм’якшення копитного рогу, випадання шерсті, повільного рубцювання ран. Дефіцит цинку в раціонах тварин призводить до погіршення зору, оскільки він активує фермент сітківки ока — ретинолдегідрогеназу, що взаємодіє з родопсином і сприяє виникненню первинного імпульсу в зоровому нерві. Порушуються процеси ороговіння клітин епідермісу. Виникають проноси, дерматити, анемія, знижується продуктивність, настає безпліддя, припиняється ріст і розвиток, починається виснаження, і тварина гине. Негативний вплив на вміст цинку в організмі тварин має надлишок в раціоні кальцію. Це спричинює утворення в шлунково-кишковому тракті важкорозчинних і погано засвоюваних сполук цинку і кальцію. Засвоєння цинку зменшується також за високого вмісту в раціоні тварин кобальту, марганцю, фітинової кислоти, що пояснюється утворенням у рубці важкорозчинного незасвоюваного Са-Zn-фітинового комплексу. Оптимальна потреба для всіх сільськогосподарських тварин і птиці становить 40–50 мг/кг сухого корму. Основним джерелом цинку в раціоні є зелені корми (до 30 мг/кг сухої речовини), сінне борошно, пшеничні висівки, рибне борошно. І. Дерев’янко,
канд. біол. наук, доцент,
Національний аграрний університет