Влияние сульфата и наночастиц железа на особенности обмена химических элементов в мышечной ткани

Актуальность исследования. Неотъемлемой составляющей полноценного развития и функционирования всех внутренних органов и систем является постоянство внутреннего гомеостаза живого организма. Минеральные вещества играют немаловажную роль в этом постоянстве [5]. Так, железо активно участвует в ферментативных процессах, кроветворении и переносе кислорода [6]. В многочисленных исследованиях установлено, что на обмен химических элементов оказывает влияние большой ряд факторов [2, 3, 4, 6], в частности, не последнее место среди них занимают способ введения в организм, дозировка и форма соединений химических элементов [1, 3, 5]. Все это свидетельствует о сложности межэлементных взаимоотношений и нестабильности равновесия в организме, что делает необходимым более глубокое их изучение для понятия физиологического состояния организма, выявление нарушений, связанных с дисэлементозами, и разработку путей их коррекции.

Материалы и методы. Исследования были выполнены на модели цыплят-бройлеров в условиях экспериментально-биологической клиники Оренбургского государственного университета. Продолжительность экспериментальной части составила 42 дня. На протяжении всего периода исследования птица всех опытных групп кормились идентичными комбикормами, составленными по рекомендациям ВНИТИП (2010). Количество особей в группе составляло 30 голов. С 1 по 14 день жизни птица находилась на подготовительном периоде при содержании на контрольном рационе. Начиная с 14 дня цыплятам-бройлерам I и II опытных групп скармливался комбикорм с добавлением FeSO 4* 7 H 2 O (8 мг/кг) корма и наночастиц Fe (8 мг/кг) корма, соответственно.

Анализ биосубстратов цыплят-бройлеров на содержание химических элементов осуществлялся методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины» г. Москва (аттестат аккредитации – ГСЭН. RU. ЦОА. 311, регистрационный номер в государственном реестре – Росс. RU 0001. 513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017-5.04.06).

Основные данные, полученные в исследованиях, были обработаны с использованием программ «Excel» и «Statistica 6,0», оценку статистической значимости эффектов при анализе концентраций химических элементов оценивали по U-критерию Манна.

Результаты и их обсуждение. Полученные результаты анализов содержания химических элементов в мышечной ткани сведены в таблицу 1.

1. Содержание химических элементов в мышечной ткани цыплят-бройлеров

Примечание:* - р<0,05.

При пероральном поступлении в организм опытной птицы дополнительного количества FeSO4 отмечалось повышение концентрации кобальта в 3 раза, железа в 2,86, кальция в 0,35 и стронция в 0,5 раза при снижении цинка в 0,41 относительно особей, содержащихся на контрольном рационе.

Скармливание цыплятам-бройлерам рациона, содержащего наночастицы железа сопровождалось повышением концентрации в мягких тканях кобальта и железа, на 100 и 57,9%, соответственно, при снижении содержания цинка, кальция и стронция на 37,9, 17,5 и 36,7%, относительно аналогов из контроля.

На наш взгляд, для понимания процессов межэлементных взаимоотношений под воздействием исследуемых факторов необходимо рассматривать не только их концентрации, но и средние значения соотношений химических элементов в органах, так как данная характеристика наиболее наглядно демонстрирует влияние на антагонистические и синергетические взаимодействия минералов. Полученные результаты расчетов соотношений элементов приведены в таблице 2.

2.Средние значения соотношений химических элементов в мышечной ткани цыплят-бройлеров

Под влиянием перорального поступления в организм дополнительного количества FeSO 4 происходило повышение соотношений Fe/Cu с 17,1 до 62,0 и Ca/Zn - с 10,86 до 24,83, по сравнению с контролем и снижение соотношений Zn/Cu – с 18,13 до 10,01, Zn/Fe - с 1,06 до 0,16 и Ca/Sr – с 1254 до 1124. Полученные результаты указывают на то, что дополнительное поступление в организм FeSO₄, выступив антагонистическим фактором для меди и цинка, способствовало увеличению показателя соотношения цинка к меди в атомарном количестве. Скармливание наночастиц железа способствовало повышению соотношений Fe/Cu с 17,1 до 26,3, Ca/Zn - с 10,86 до 14,43 и Ca/Sr - с 1254 до 1723 при снижении соотношений Fe/Co с 4,4*10³ до 3,5*10³, Zn/Fe – с 1,06 до 0,42 и Zn/Cu - с 18,13 до 10,93 в сравнении с птицей, потребляющей контрольный рацион. Из полученных данных следует, что потребление наночастиц железа в составе комбикормов оказывает влияние на депонирование химических элементов, участвующих в формировании опорно-двигательного аппарата, а именно: Ca и Sr, при этом механизм воздействия неясен. Можно предположить, что это связано с увеличением показателя соотношения количества атомов цинка к кальцию, являющихся антагонистами.

Заключение. Дополнительное пероральное поступление железа в форме ионов и наночастиц сопровождается повышением его концентрации в мышечной ткани. Одновременно на фоне этого наблюдается снижение атомарного железа по отношению к кобальту и цинку. При этом данная зависимость по отношению к кобальту более выражена при введении железа в нано-, в отношении цинка – в ионной формах.

ЛИТЕРАТУРА. 1. Вишняков А.И. Особенности элементного статуса красного костного мозга цыплят-бройлеров при введении в организм нанопорошка меди/ А.И.Вишняков// Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2011. № 207. С. 105-110. 2. Лебедев С.В. Особенности влияния дополнительного введения в рацион кур несушек микроэлементов CD, I, SE и ZN на макроэлементный состав яиц / С.В. Лебедев // Вестник ОГУ. 2009. № 12. С. 96-98. 3. Нестеров Д.В. Влияние сульфата и микрочастиц цинка на обмен токсических элементов в костной ткани цыплят)бройлеров/ Д.В. Нестеров, О.Ю., Сипайлова, С.В. Лебедев // Вестник ОГУ. 2012. № 6. С. 176-179. 4. Оберлис, Д. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных / Д. Оберлик, Б. Харланд, А. Скальный. - СПб. : Наука, 2008. - 544 с. 5. Скальная, М. Г. Макро- и микроэлементы в питании современного человека: экологофизиологические и социальные аспекты / М. Г. Скальная, С. В. Нотова. – М. РОСМЭМ, 2004. – 310 с. 6. Скальный А.В. Биоэлементы в медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудаков. – М. Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир, 2004. – 272 с.

ВЛИЯНИЕ СУЛЬФАТА И НАНОЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА НА ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Сизова Е.А., Лебедев С.В., Сипайлова О.Ю., Нестеров Д.В.

Резюме

В статье рассматриваются изменения межэлементных взаимоотношений в мышечной ткани под воздействием перорального введения хлорида и наночастиц железа. Установлено, что дополнительное поступление в организм железа, независимо от его формы, приводит к накоплению данного элемента в мышечной ткани, а также сопровождается повышением содержания кобальта и меди.

THE INFLUENCE OF SULPHATES AND IRON NANOPARTICLES ON FEATURES OF EXCHANGE OF CHEMICAL ELEMENTS IN MUSCLE TISSUE

Sizova E.A., Lebedev S.V., Sipailova O.Yu., Nesterov D.V.