Влияние различных форм кальция в рационе на микро- и макроэлементный состав органов и тканей крыс

Проблемы кальциевой обеспеченности организма имеют несколько этиологий. Во-первых, кальций в рационе должен обладать высокой биологической доступностью, вследствие чего необходим подбор форм кальцийсодержащих веществ, отвечающих такому критерию. Во-вторых, производители кормов склонны к перенасыщению рационов кальцием или он добавляется для улучшения физических свойств во время обработки некоторых видов отходов зерноперерабатывающей промышленности, например соевого шрота, однако такие включения часто не учитываются. Несмотря на широко представленную научную проработку вопроса, поиск наиболее доступной формы кальция для организма животных по-прежнему актуален. В настоящей работе впервые установлен элементный профиль органов-мишеней у крыс линии Wistar при избытке различных форм кальция. Выявлены метаболические взаимоотношения макро- и микроэлементов, в том числе кальций-сопряженных, в зависимости от органа и формы вводимых веществ. Цель работы заключалась в изучение концентрации макро-, микро- и токсичных элементов в печени, почках, бедренной кости и сыворотке крови крыс линии Wistar при дополнительном использовании в рационе различных источников кальция: хлорида, цитрата и карбоната. Работа была выполнена в условиях вивария ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН (г. Оренбург) в 2024 году на самцах крыс линии Wistar в возрасте 6 мес. Длительность учетного периода эксперимента составила 21 сут. После подготовительного периода (10 сут) 20 крыс случайным образом разделили на четыре группы ( n = 5): контрольную и три опытных. Животные опытных групп дополнительно к основному рациону получали 45 % кальция от его суточной потребности в форме CaCl2 (I группа), Ca3(C6H5O7)2 (II группа) и CaCO3 (III группа). Количество корма, согласно суточной потребности, составило 30 г/особь. Исходным веществом для приготовления различных форм кальция служила известняковая мука (CaCO3) (ООО «Аккерман Цемент», Россия). Для получения CaCl2 использовали методику перевода ионов Ca2+ в раствор реакцией с соляной кислотой. Цитратную форму Ca3(C6H5O7)2 получали в реакции известняковой муки с раствором одноводной лимонной кислоты (концентрация меньше 10 %). Биоматериал (кровь, печень, почки, бедренная кость) получали после декапитации крыс под ингаляционным наркозом через 21 сут после начала эксперимента. Элементный анализ субстратов проводили методом масс-спектрометрии на одноквадрупольном масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Agilent 7900 ICP-MS («Agilent», США). Термоокислительную деструкцию органической матрицы осуществляли в микроволновой системе пробоподготовки TOPEX+ («PREEKEM», Китай). Содержание Cr, Fe, Zn и As определяли в гелиевом режиме с использованием коллизионной ячейки. Концентрацию Ca, P, Mg и Fe в сыворотке крови измеряли с использованием автоматического биохимического анализатора CS-Т240 («DIRUI Industrial Co., Ltd.», Китай). Исследуя элементный профиль органов и тканей крыс при добавлении в рацион различных форм кальция, мы обнаружили, что при применении хлорида и карбоната токсичные и условно токсичные элементы (Pb, Ba, Al) аккумулировались в образцах в большей степени, а при использовании в рационе цитратной формы - в меньшей степени (Bi). Из профилей исключались токсичные и условно токсичные элементы на фоне применения Ca3(C6H5O7)2 (пять элементов - V, Al, Ba, Sr, Sn), CaCl2 (четыре элемента - Cd, Al, Ba, Sn), CaCO3 (один элемент - Sn). В свою очередь, формы кальцийсодержащих веществ не влияли на концентрацию кальцийзависимых элементов. В эксперименте не установлено критического снижения их количества. Выявлена тенденция к снижению содержания железа и никеля в бедренной кости при накоплении селена и бария в печени, никеля и хрома - в почках во всех группах. Кальций накапливался только в печени при введении CaCl2. Наблюдалась тенденция к снижению содержания в сыворотке крови меди, железа, цинка, магния, марганца при использовании всех форм кальция. Полученные результаты позволили оценить метаболизм кальция, его синергистов и антагонистов при действии изучаемого фактора, что на практике поможет оптимально нормировать рационы и обеспечить приоритетность той или иной форме кальция, особенно при риске его гипердозировок.