Антропогенные загрязнители и селен в организме сельскохозяйственной птицы

Введение. Физиологически полноценное питание сельскохозяйственной птицы является основой профилактики нарушений метаболизма, высокой жизнеспособности животных и их продуктивности. Однако повсеместное загрязнение биосферы в сочетании с особенностями микроэлементного состава биогеохимических провинций приводит к нарушению распределения минеральных веществ [1]. В этих условиях сложно обеспечить сбалансированное питание птицы, так как в корма попадает чрезмерное количество экотоксикантов, в частности свинца и кадмия. Большой интерес вызывает взаимодействие микроэлементов в живых тканях и влияние их друг на друга и на биохимические процессы [2]. Знание этих взаимодействий помогает решать многие практические задачи: проблемы профилактики отравлений птиц экотоксикантами; поиск препаратов, выводящих токсичные вещества или уменьшающих их вредное влияние; оценку устойчивости живого организма к внешним воздействиям и другие [3]. Научный и практический интерес представляют исследования взаимодействия некоторых селенсодержащих препаратов и тяжелых металлов (свинца и кадмия) в организме птицы.

Цель исследований. Изучить влияние селенсодержащих соединений на аккумуляцию тяжелых металлов в организме сельскохозяйственной птицы и экспериментально обосновать оптимальную концентрацию селена для снижения содержания ионов кадмия и свинца в организме птицы.

Материал и методика исследований . Исследования проводили на цыплятах-бройлерах, общая схема опыта представлена в таблице 1. Цыплята подбирались в суточном возрасте по принципу аналогов с учетом живой массы. В течение всего опыта (42 суток) птицу содержали и кормили согласно нормам ВНИТИП, с учетом возраста. В качестве токсичных веществ использовались ацетат свинца и ацетат кадмия, в качестве селеновых добавок: селенит натрия и органическое соединение селена – фармакопейный препарат «Селена Вел».

По окончании опыта определяли содержание свинца, кадмия и селена в корме, органах и тканях птицы. Свинец и кадмий определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии, селен – флуориметриче-ским методом. Показатели сыворотки крови определяли по методикам ЗАО «Вектор-Бест», утвержденным МЗ РФ.

Материал обработан методом вариационной статистики, достоверность различия между средними значениями двух выборочных совокупностей определяли с помощью критерия Стьюдента [4].

Таблица 1

Вариант	Режим кормления
Первый опыт
Контрольная (К)	Основной рацион (ОР)
1-я опытная (1)	ОР + 4,5 мг свинца + 0,45 мг кадмия на 1 кг корма (ТМ)
2-я опытная (2)	ОР + 1,0 мг селена на 1 кг корма (органическое соединение)
3-я опытная (3)	ОР + 1,0 мг селена на 1 кг корма (неорганическое соединение)
4-я опытная (4)	ОР + ТМ + 1,0 мг селена на 1 кг корма (органическое соединение)
5-я опытная (5)	ОР + ТМ + 1,0 мг селена на 1 кг корма (неорганическое соединение)
Второй опыт*
Контрольная (К*)	Основной рацион (ОР)
1-я опытная (1*)	ОР + 4,5 мг свинца + 0,45 мг кадмия на 1 кг корма (ТМ)
2-я опытная (2*)	ОР + ТМ + 0,5 мг неорганического селена на 1 кг корма
3-я опытная (3*)	ОР + ТМ + 1,0 мг неорганического селена на 1 кг корма
4-я опытная (4*)	ОР + ТМ + 1,5 мг неорганического селена на 1 кг корма
5-я опытная (5*)	ОР + ТМ + 2,0 мг неорганического селена на 1 кг корма

* Р ≤0,05.

Схема серий опытов

Результаты исследований . Фоновое содержание селена в комбикорме находилось на уровне 10 мкг/кг; свинца – 2,56; кадмия – 0,22 мг/кг корма. Составляющие корма получены в районах с близостью источников загрязнения тяжелыми металлами, вследствие этого содержание токсических элементов в корме может возрастать. Имеющегося количества селена достаточно, чтобы не развился селенодефицит, но его недостаточно для возникновения острых или хронических селенотоксикозов. С другой стороны, при возрастании в корме содержания солей тяжелых металлов данного количества селена не хватит для выведения токсичных элементов [5].

При лабораторных исследованиях в первом опыте в органах и тканях птицы, взятых для анализа, обнаружены все исследуемые элементы.

Содержание селена в печени птиц контрольной группы – 0,38 мг/ кг, в мышцах – 0,32 мг/ кг (рис.); при увеличении концентрации селена в корме содержание микроэлемента в печени возросло и составило 0,548– 0,555 мг/ кг (Р ≤ 0,001); в мышцах – 0,370 (Р ≤ 0,01) – 0,396 (Р ≤ 0,001) мг/кг.

При возрастании содержания в рационе птицы тяжелых металлов концентрация селена в этих органах уменьшилась. Одновременное потребление селеновых добавок и токсичных элементов не показало достоверных отличий в накоплении селена в мышцах и печени от контрольных значений.

Кадмий концентрируется в первую очередь в почках (0,22 мг/кг), печени (0,199); далее: в сердце (0,079), пере (0,075) и костях (0,053). В мясе содержание кадмия увеличилось до 0,012 мг/ кг.

0,7

0,6

го I CD

о

ГО £ Q.

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

oOh

Мышцы Печень

Группы

Содержание селена в мышцах и печени цыплят-бройлеров, мг/кг

При использовании селеновых добавок содержание свинца и кадмия в органах и тканях птицы снизилось, но эффект применения селенита натрия оказался выше. Снижение концентрации свинца в разных органах составило от 44,2 до 74,3%, при этом количество металла в мясе соответствовало санитарным нормам для данного продукта. При применении препарата «Селена Вел» количество свинца в организме птицы уменьшилось на 26,7–62,2%.

Снижение содержания кадмия оказалось менее эффективным, чем свинца: органический селен снижает аккумуляцию металла в органах и тканях птицы на 29,6–54,3%, селенит натрия – на 20,2–60,8%.

Добавление тяжелых металлов в корм привело к изменению биохимических показателей крови. Содержание сывороточного белка снизилось на 30% за счет уменьшения содержания альбуминов на 52%, глобулинов – на 13; глюкозы – на 17, кальция – на 69 и фосфора – на 19%. Наблюдалось увеличение концентрации мочевины крови на 120%, активности ферментов: АСТ – на 50; АЛТ – на 71, щелочной фосфатазы – на 57%.

При поступлении свинца и кадмия в организм ухудшились морфологические показатели крови, снизилось количество эритроцитов на 14%, лейкоцитов – на 39, гемоглобина – на 11%.

При скармливании птице селеновых добавок наблюдалась нормализация показателей. Органический селен способствовал увеличению количества сывороточного белка на 27,0%, альбуминов – на 86,2, глобулинов – на 2,2%. При потреблении селенита натрия содержание тех же показателей возросло на 34,1; 96,8 и 8,2% соответственно. Содержание мочевины снизилось в крови при потреблении селенита натрия на 39,2%, использование препарата «Селена Вел» уменьшило этот показатель на 30,8%. Органический селен показал лучшие результаты, чем селенит натрия, в нормализации содержания глюкозы в крови. Снижение концентрации сывороточных кальция и фосфора частично корректировалось селеновыми добавками (различия результатов с контролем достоверны с различной степенью достоверности). Увеличение содержания кальция в этом случае 126,7%, фосфора – 25,7, при применении препарата «Селена Вел» – 108,6 и 4,7% соответственно. Активность АСТ у птиц, потреблявших органический селен в качестве детоксиканта, уменьшилась на 19,8%, АЛТ – на 35,7% (в сравнении с птицей, потреблявшей ТМ), но различия полученных данных с показателями контрольной группы достоверны. У птиц пятой опытной группы (селенит натрия) активность этих ферментов достоверно не отличалась от контрольных значений. Возросшую активность щелочной фосфатазы «Селена Вел» снижает на 27,4%; результаты, полученные при использовании селенита натрия, достоверно не отличались от контрольных значений.

Во втором опыте также было определено содержание тяжелых металлов в тканях птицы.

Концентрация свинца в основном продукте птицеводства – мясе – при получении 1,5 мг селена/ кг корма оказалась в 2,2 раза ниже, чем в группах птиц, потреблявших 0,5 или 2,0 мг селена на 1 кг корма (табл. 2). Содержание свинца в мясе и тканях печени птиц, получавших 1,0 и 1,5 мг селена на 1 кг корма, сравнимо. В костях количество свинца в группе птицы, получавшей дозу селена 1,5 мг селена на 1 кг корма, ниже, чем в любой другой опытной группе, в 1,2–1,5 раза. В этой же группе свинца в почках меньше, чем у птиц 2-й опытной группы, в 1,7 раза; чем в 5-й опытной группе в 1,4 раза. Результаты между птицей, потреблявшей 1,0 и 1,5 мг селена на 1 кг корма, близки. В органах птиц 2-й и 5-й опытных групп (0,5 и 2,0 мг селена на кг корма) содержание свинца ниже, чем у птицы, потреблявшей тяжелые металлы, но снижение это минимально (табл. 2).

Снижение содержания кадмия эффективнее дозой 1,5 мг селена на кг корма в печени, мясе, костях и сердце (табл. 3). Наименьшее снижение содержания кадмия наблюдалось в органах птиц, получавших 0,5 мг селена на кг корма.

Таблица 2

Содержание свинца в некоторых органах и тканях птицы при применении различных концентраций селенита натрия, мг/кг

Вариант	Печень	Мясо	Кости
К*	0,185 ± 0,009	0,124 ± 0,008	0,243 ± 0,011
1*	1,733 ± 0,141***	1,392 ± 0,100***	2,268 ± 0,165***
2*	0,848 ± 0,024**	1,082 ± 0,066***	1,359 ± 0,115***
3*	0,446 ± 0,015***	0,511 ± 0,015***	1,093 ± 0,066***
4*	0,431 ± 0,012***	0,481 ± 0,015***	0,935 ± 0,030***
5*	1,004 ± 0,042***	1,043 ± 0,045***	1,114 ± 0,047***

* Р ≤ 0,05; ** Р ≤ 0,01; *** Р ≤ 0,001.

Во втором опыте содержание белка и белковых фракций в группе птицы, потреблявшей 1,5 мг селена на 1 кг корма, достоверно не отличалось от контроля (табл. 4). Концентрация селена 1,5 мг на 1 кг корма в составе селенита натрия максимально снизила концентрацию мочевины в крови на 43,0%. При подборе оптимальной концентрации селенита натрия максимальное увеличение показателя наблюдалось у птицы 4-й группы – 32,7%.

Таблица 3

Содержание кадмия в некоторых органах и тканях птицы при применении различных концентраций селенита натрия, мг/кг

Вариант	Печень	Мясо	Кости
К*	0,039 ± 0,002	0,0060 ± 0,0003	0,024 ± 0,001
1*	0,199 ± 0,018***	0,012 ± 0,001***	0,053 ± 0,004***
2*	0,138 ± 0,008***	0,011 ± 0,003***	0,042 ± 0,002***
3*	0,115 ± 0,009***	0,0080 ± 0,0004*	0,030 ± 0,001***
4*	0,091 ± 0,005***	0,0068 ± 0,0003	0,026 ± 0,001
5*	0,128 ± 0,010***	0,0077 ± 0,0004*	0,035 ± 0,001***

*Р ≤ 0,05; ** Р ≤ 0,01; *** Р ≤ 0,001.

При работе с различными концентрациями селенита натрия установлено, что оптимальными являются добавки селена по 1,0 и 1,5 мг на 1 кг корма. В группах птицы, получавшей это количество селена, данные активности АЛТ и АСТ достоверно не отличались от контрольных. Активность фосфатазы эффективнее нормализуется добавкой селенита натрия с концентрацией селена 1,0 МДУ.

Таблица 4

Содержание общего белка и белковых фракций в крови цыплят при получении детоксикантов

Показатель	Группа
	К*	1*	2*	3*	4*	5*
Общий белок, мг/л	48,76± 1,17	34,09± 1,04***	39,93± 1,89***	45,84± 1,90	46,56± 2,00	36,23± 1,46***
Альбумины, мг/л	21,12± 0,49	10,12± 0,28***	18,61± 0,80**	19,92± 0,76	19,43± 0,76	18,12± 0,73**
Глобулины, мг/л	27,63± 1,26	23,97± 1,03*	21,32± 1,20**	25,92± 1,24	27,13± 1,34	18,11± 0,82*

*Р≤ 0,05; ** Р ≤ 0,01; *** Р≤ 0,001.

Выводы

• 1.    При совместном поступлении в организм птицы повышенного количества свинца и кадмия происходит накопление этих веществ в органах и тканях, многократно превышающее фоновое значение. Основное накопление свинца наблюдается в костях (2,27 мг/кг), пере (2,18), печени (1,73), мясе (1,39 мг/кг); кадмия – в почках (0,22 мг/кг), печени (0,199), сердце (0,079), пере (0,075), мясе (0,012 мг/кг).

• 2.    Потребление свинца и кадмия привело к изменению биохимических и морфологических показателей крови. Отмечается снижение содержания сывороточного белка на 30% за счет уменьшения содержания альбуминов на 52%, глобулинов – на 13; глюкозы – на 17, кальция – на 69 и фосфора – на 19%. Наблюдается увеличение мочевины в крови на 120%, активности ферментов: АСТ – на 50%, АЛТ – на 71, щелочной фосфатазы – на 57%. Снижается количество эритроцитов на 14%, лейкоцитов – на 39, гемоглобина – на 11%.

• 3.    Применение селенового препарата органической природы «Селена Вел» в количестве 1,0 мг селена на 1 кг корма приводит к снижению аккумуляции тяжелых металлов в различных органах птицы: свинца – на 27–62%, кадмия – на 30–54 %.

• 4.    Использование селенита натрия в количестве 1,0 мг селена на 1 кг корма в рационе снижает накопление свинца в органах и тканях птицы на 44–74%, кадмия – на 20–61%. Селенит натрия эффективнее взаимодействует с тяжелыми металлами в организме птицы и способствует большему снижению содержания поступивших в организм токсикантов.

• 5.    Потребление птицей селена в количестве 1,0 и 1,5 мг на 1 кг корма в составе селенита натрия полностью нормализует морфологические и частично биохимические показатели крови.

• 6.    Аккумуляция свинца в органах и тканях птицы эффективно снижается применением селенита натрия в количестве 1,5 мг селена на 1 кг корма, накопление кадмия уменьшается дозами селена 1,0 и 1,5 мг на 1 кг корма.