Концентрации натрия, калия, хлора
В секторах тела млекопитающих (ммоль/л)
| Ион | Водный сектор | |
| Внутриклеточный | Внеклеточный | |
| Натрий | ||
| Калий | ||
| Хлор |
Если общие количества растворенных в цитоплазме низкомолекулярных частиц отличаются от содержащихся во внеклеточном секторе, то вода переходит в сторону большего осмотического давления (находится в прямой зависимости от концентрации растворенных частиц). Это сближает его величину в секторах, но изменяет их объемы. В нормальных условиях осмотическое давление в секторах равно, а содержание в них воды достаточно постоянно.
Внеклеточный сектор представлен интерстициальной (межклеточной) и внутрисосудистой жидкостями. Разделяющие их стенки кровеносных капилляров не являются барьером для веществ, молекулярная масса которых ниже, чем у белков. Следовательно, осмотические давления во внеклеточных секторах близки, а основной причиной перераспределения воды между ними является разница онкотических давлений (преимущественно создаются растворенными белками) по обе стороны стенки кровеносного капилляра.
Потребность животных в воде зависит от их вида, условий содержания (особенно температуры окружающей среды) и свойств корма. Например, в расчете на 1 кг корма в условиях нормальной температуры, коровы за сутки должны потреблять 4–6 л воды, овцы - 2–3 л, а свиньи - 7–8 л.
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
В водных секторах находятся растворенные и связанные с другими частицами неорганические электролиты. Растворенные электролиты создают осмотическое давление, входят в состав буферных систем, обеспечивают наличие мембранных потенциалов, участвуют в синаптической передаче, мышечном сокращении и свертывании крови, а также регулируют активность многих ферментов. Связанные электролиты участвуют в накоплении и транспорте веществ, а также являются компонентами ферментов и витаминов.
Необходимость регулярного поступления минеральных веществ в организм животных объясняется постоянными потерями некоторой их части с мочой, потом и калом.
Кроме абсолютного содержания минеральных веществ в корме, необходимо, чтобы соотношения грамм-эквивалентов кислотных (их основными биогенными представителями являются хлор, фосфор и сера) и щелочных (калий, натрий, кальций и магний) элементов в кормах составляло 0,8-0,9. Избыток кислотных элементов (ими богаты зерновые корма) может привести к ацидозу (снижению рН), а щелочных (много в сене, соломе, свекле, моркови, картофеле, зеленой траве, силосе, сенаже и др.) - к алкалозу (росту рН).
В живых организмах обнаружены практически все природные элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Основная их часть попадает в организм животных с питьевой водой и кормом. Многие из них в корме связаны (например, с целлюлозой, гемицеллюлозой, пектином) и не могут сразу всосаться в кровь. Уже в желудке, под действием соляной кислоты, происходит освобождение части анионов и катионов, которые сразу диффундируют в кровь, или эвакуируются в тонкий кишечник. Из него большинство неорганических катионов всасывается в комплексе с транспортным белком металлотионеином или (например, железо, кобальт, марганец, никель и медь) жирными кислотами.
На всасывание электролитов влияет и состав корма. Так, фосфаты способствуют всасыванию магния и кальция, но ухудшают поступление в кровь цинка, меди и железа. Все злаки и большинство овощей содержат производные фитина. Он образует с кальцием, магнием, марганцем, медью, цинком, никелем и железом трудно усваиваемые комплексы (фитаты), для разрушения которых необходимы фитазы. Большие их количества присутствуют в некоторых растениях (например, в пшенице и ячмене) и в пищеварительном тракте животных (преимущественно у жвачных и лошадей). У птицы, свиней и ряда других животных с однокамерным желудком фитаз мало. Это обеспечивают полное усвоение связанных фитином металлов и входящего в его состав фосфора только при бедных фитатами рационах. Прием богатого фитином корма приводит к потере части металлов и фосфора с калом. При интенсивном животноводстве на ограниченных территориях это приводит к загрязнению сточных вод, что способствует гибели рыб и заболачиванию. Для предупреждения подобных последствий, Канадские генетики вывели породу свиней, способную синтезировать много фитаз. Использование таких животных ослабляет их неблагоприятное экологическое воздействие, а также снижает необходимость включения в рацион макро- и микроэлементов.
Потребность в минеральных веществах зависит от продуктивности, возраста и физиологического состояния животных. Например, корова в период высоких удоев теряет с молоком до 400 г минеральных веществ в сутки. Кроме того, одних веществ в корме может быть много, других мало (например растительный корм богат калием, но беден натрием). Лишние вещества организм стремится удалить (например с мочой), а недостающие (даже при избытке корма) ищет поедая и облизывая всё, что его окружает.
В зависимости от нормального содержания в плазме крови, неорганические вещества делят на макро- (концентрация более ммоль/л) и микроэлементы (менее мкмоль/л).
Макроэлементы
К макроэлементам относятся: натрий, калий, хлор, кальций, фосфор, магний и сера.
Тесно взаимосвязан обмен натрия ихлора. Они необходимы для пищеварения, дыхания, генерации биопотенциалов, поддержания и изменения возбудимости тканей, регуляции водного обмена и давления крови в сосудах и практически всех других физиологических процессов. Кроме того, хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока (на это расходуется до 20% всего хлора в организме), а ионы натрия участвуют в работе буферных систем.
Избыток хлорида натрия способствует обезвоживанию клеток, затрудняет удаление продуктов обмена через выделительные органы и увеличивает объем циркулирующей крови.
Дефицит натрия и хлора ускоряет переход воды в клетки и выделение ее с мочой. Это нарушает аппетит, приводит к мышечной слабости, а также снижает объем циркулирующей крови. При этом у животных ухудшается усвоение питательных веществ, усиливается теплопродукция, задерживаются рост и развитие.
Корма растительного происхождения бедны натрием и хлором. Важным их источником для животных является поваренная соль. Крупному рогатому скоту, лошадям и овцам ее скармливают в свободном доступе (животные сами дозируют необходимое количество соли, а остальным животным - только с учетом суточных норм. В расчете на 100 кг массы тела, взрослым свиньям ее необходимо до 40 г, взрослым собакам – 22 г, птице – от 0,3 до 0,5 г (на 100 г сухого корма).
Если натрий и хлор преимущественно внеклеточные ионы, то основная часть калия находится в цитоплазме. В связи с этим, натрий и хлор обеспечивают до 90% осмотического давления во внеклеточном секторе, а калий – в клетках.
Калий активирует синтез белков и поддерживает рН в цитоплазме, влияет на активность нейронов, мышечных клеток, печени и других органов. Низкое содержание калия в плазме крови приводит к извращению аппетита, а также ослаблению рефлекторных реакций, тонуса мышц и приостановке роста у молодняка.
Калием особенно богаты молодые растения. Сравнительно много калия в сене, овсе, ячмене и кукурузе.
Суточная потребность дойных коров в калии составляет 60-180 г в сутки, телят до 6-месячного возраста - от 8 до 25 г, молодняка крупного рогатого скота - от 30 до 70 г, взрослых собак - 220 мг, щенков - 440 мг (на 1 кг массы тела). В рационах надо соблюдать соотношение калия и натрия 2:1. При богатом белками рационе потребность в солях калия растет.
Кальций есть во всех тканях животных, а наибольшая его концентрация в костях. Без кальция невозможны синаптическая передача, мышечное сокращение, свертывание крови, проявление активности многих ферментов и желез, формирование памяти и цитоскелета, деление клеток, межклеточное взаимодействие и регуляция проницаемости биомембран. Необходимый для перечисленных процессов стабильный уровень кальция в плазме крови обеспечивается способностью костной ткани накапливать данный ион при его избыточном поступлении в организм, а при недостатке - частично возвращать в кровь. Недостаток кальция вызывает у молодняка задержку роста, расстройства пищеварения и развитие рахита (искривляются трубчатые кости, позвоночник и грудная клетка, а также утолщаются концы трубчатых костей), а у взрослых (чаще беременных и лактирующих) животных – остеопороза.Поступающий с кормом кальций всасывается после связывания его одноосновных фосфатов с желчными кислотами. Оптимальное для этого соотношение кальция и фосфора в корме моногастричных животных - 2:1. Избытки в корме щавелевых кислот, животных жиров и фитина затрудняют всасывание кальция. Для лучшего усвоения его необходимы: высокобелковый рацион, ненасыщенные жирные кислоты и витамин D.
Суточная потребность молодняка крупного рогатого скота в кальции 20-60 г, у лактирующих коров - может достигать 180 г, а в период сухостоя падает до 90 г. Взрослым лошадям кальция нужно 4-12 г, их молодняку 13-21 г, овцематкам - 4,2-12,0 г, ягнятам - 5,0-6,5 г, свиноматкам - 20-50 г, поросятам - 7-25 г. Концентрация солей кальция в сухом корме для кур-несушек должна составлять 3%, для цыплят - 1,2%.
Больше половины имеющегося в организме магния накапливается в костях и способствует их формированию. Практически вся остальная его часть связана с белками и АТФ в клетках различных тканей (чем активнее метаболизм в клетках, тем больше в них магния). Причем по содержанию в цитоплазме ионы магния уступают только калию.
Магний участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран и объемов водных секторов, а также влияет на обмен веществ и энергии, возбудимость нейронов и мышц, структуры нейронов, просвет сосудов, передачу генетической информации, защитные свойства покровов тела, желчеотделение и моторику кишечника.
В ряде случаев магний является антагонистом кальция. Например, магний снижает возбудимость нейронов и тормозит освобождение медиаторов в синапсах, а кальций возбуждает нейроны и облегчает синаптическую передачу. Магний снижает тонус кровеносных сосудов и артериальное давление, а кальций повышает их. В то же время, оба эти ионы усиливают многие функции кишечника, белковый синтез, сокращение скелетных мышц, устойчивость организма к инфекциям и делают прочнее костную ткань.
Недостаток магния задерживает рост, снижает антиоксидантную защиту и повышает чувствительность животных к инфекциям. При этом растет возбудимость животного и даже слабые раздражения (чаще у крупного рогатого скота при кормлении травой с низким содержанием магния) могут вызвать судороги (травяная тетания).
Сравнительно богаты магнием зерновые корма, луговое и люцерновое сено, жмыхи и отруби. Причем, в бобовых находятся самые усваиваемые формы магния. Его всасыванию способствуют молоко и витамин D, а избытки кальция, фосфора и железа в кормах препятствуют усвоению магния.
Дойной корове магния нужно 20-40 г в сутки, телятам до 6-месячного возраста - 1-7 г. Суточная потребность в магнии у лошадей 2,5–4,0 г на 100 кг живой массы. Оптимальное отношение содержания в рационе кальция и магния - 2:1.
Фосфорприсутствует во всех тканях животных, но наибольшее его количество в костях. Он необходим для формирования биомембран и транспорта веществ через них, проведения нервного импульса, переноса липидов кровью и лимфой, обмена энергии, размножения клеток, проявления влияния гормонов и медиаторов на мишени, а также поддержания кислотно-щелочного равновесия. Концентрация фосфора в крови относительно постоянна. Его избыток депонируется в костных тканях и печени или выделяется во внешнюю среду с калом (преимущественно травоядными) и мочой (плотоядными). Дефицит фосфора в организме ухудшает общее состояние и аппетит животного, развитие костей и продуктивность, а в рубце тормозит использование азотистых веществ.Важными источниками фосфора для животных являются злаковые (овес, ячмень, кукуруза), отруби, жмыхи, шроты и корма животного происхождения (например, костная мука). До 90% фосфора в кормах растительного происхождения содержится в фитине. Поэтому возникновению недостатка фосфора в организме животного способствует низкая активность фитаз в пищеварительном тракте.
Средняя суточная потребность молодняка крупного рогатого скота в фосфоре 10-40 г, молочных коров - 95-105 г, овцематок - 2,6-6,8 г, свиноматок - 30-40 г, взрослых лошадей – 3,0–9,0 г (на 100 кг живой массы) и жеребят - 12-15 г. Сухой корм для кур-несушек должен содержать 0,8% усвояемого неорганического фосфора. Оптимальное соотношение фосфора и кальция в рационах равно 1,5:2.
В теле животных основная часть серы содержится в метионине, цистине и цистеине. Этими аминокислотами богаты кератины и мукоиды. Сера также присутствует в ряде необходимых животному биологически активных веществ (например, в гепарине), витамине В1 и молекулах, участвующих в обезвреживании ядов (например, индола и фенола).
Богаты серой злаковые и бобовые корма, луговое и люцерновое сено, обрат.
Средняя суточная потребность в сере у коров в период лактации - 25-50 г, телят до 6-месячного возраста – 3-10 г, баранов - 4-9 г, овцематок - 3-6 г, ягнят - 2-3 г.
5.2.2. Микроэлементы
В организме животных присутствуют не менее 70 различных микроэлементов. Их источниками являются корм, питьевая вода и атмосферный воздух, минеральные составы которых в значительной степени зависят от геохимических условий в месте получения.
Потребность животных в определенных микроэлементах зависит от возраста, физиологической активности, температуры окружающей среды, состава корма и ряда других факторов. Поэтому нормы потребления многих микроэлементов приблизительны или даже не установлены.
Ничтожные потребности животных в микроэлементах делают редким их дефицит в организме. В то же время, загрязнение окружающей среды промышленными отходами и широкое применение микроэлементов в растениеводстве способствуют развитию микроэлементозов (болезней вызванных избытком микроэлементов в организме).
Ниже описано биологическое значение наиболее изученных микроэлементов.
Двухвалентное железо необходимо для кроветворения, формирования костной и нервной систем, работы пищеварительного тракта, выработки гормонов, метаболизма витаминов, а также осуществления иммунных и окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие функции железо выполняет в составе гемоглобина (переносит газы с кровью), миоглобина (депонирует газы в мышцах), цитохромов (передают электроны по дыхательной цепи) и пероксидаз.
Основная часть железа переносится в крови трансферрином. Он и некоторые другие белки (например, лактоферрин, гаптоглобины и альбумин) участвуют в обмене железа между макрофагами и клетками красного костного мозга. Основными депо железа являются ферритин (в стенке кишечника, печени, селезенке и красном костном мозге) и гемосидерин (в ретикулярных клетках).
Недостаточность железа проявляется низким аппетитом, задержкой роста, анемией, хрупкостью костей и когтей, а также нарушением работы сердца, дыхания и репродуктивной функции.
Избыток железа в организме вызывает диарею, ацидоз, гипотермию, гемосидероз, а также нарушает усвоение кальция, марганца, цинка, витамина E и фосфора.
Растительный корм богат трехвалентным железом, которое в желудке под действием соляной кислоты и витаминов (В12 и С) становится двухвалентным. Его усвоению способствуют белки животного происхождения, углеводы (лактоза, фруктоза), аминокислоты (гистидин, лизин, цистеин), витамины (В9, В6 и Е), а также умеренные концентрации меди, кобальта, марганца и никеля. Избытки в рационе этих ионов, а также кальция, цинка, кадмия, оксалатов, цитратов, фосфатов, яичного белка, лактоферрина, клетчатки и фитатов замедляют всасывание железа. В молоке его мало и до перехода к смешанному и обычному кормлению млекопитающие, в основном, используют запасы, отложенные в печени до рождения. У поросят они истощаются за первые 7-10 дней жизни. Поэтому с 2-3-дневного возраста поросятам рекомендуется введение железосодержащих препаратов.
Дойным коровам железа требуется от 0,7-2,0 г. В расчете на 1 кг массы тела взрослым лошадям - 80-120 мг, свиноматкам – 200-600 мг. Телятам - в среднем 50 мг, собакам - 1,3 мг, курам - 100 мг на 1 кг концентрата.
Кобальт преимущественно используется для синтеза витамина B12в преджелудках и толстом кишечнике. У собаки и кошки этот процесс выражен слабо, а у жвачных и лошади возможно полное удовлетворение потребности в данном витамине. Кроме того, всосавшиеся ионы кобальта активируют фосфоглюкомутазу (катализирует превращение глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат), аргиназу (расщепляет аргинин на орнитин и мочевину) и фосфатазу (активирует отложение фосфора в костях), а в красном костном мозге - ускоряют включение железа в гем и выход эритроцитов в кровь.
При недостатке кобальта у жвачных животных, реже - свиней и лошадей возникает акобальтоз (сухотка). Он характеризуется потерей аппетита, вялостью, исхуданием, падением продуктивности и нарушением шерстного покрова.
Кобальт содержится в большинстве естественных кормов. Его особенно много в злаково-бобовом сене, травяной и перьевой муке, шротах, кормовых дрожжах. Для всеядных и хищников источником кобальта может являться печень.
Дойным коровам ежедневно требуется 5-25 мг кобальта, овцематкам - от 0,4 до 1,0 мг, собакам - 0,05 мг (на 1 кг массы тела), а птице - 1 мг (на 1 кг сухого корма).
Медь является кофактором ферментов (преимущественно оксидаз). Например, медь в аскорбинатоксидазе способствует метаболизму витамина С, а в уриказе - мочевой кислоты. Без меди невозможно образование костей, соединительной ткани, кожи и ее производных. Медь также участвует в регуляции иммунных реакций обмена других ионов (кальция и фосфора), поддержании активности гормонов, усвоении корма, окислении цистеина и репродуктивных процессах.
Наиболее богаты медью трава и сено, полученные с черноземов и красноземов, а также отруби, жмыхи, шроты, кукурузно-глютеновый корм, зеленые овощи, барда, мясокостная мука, бобовые, печень, рыба и морепродукты.
Крахмал повышает всасывание меди, а наличие в кормах высоких концентраций сульфатов, йодидов, железа, молибдена, свинца, кадмия, ртути, цинка, мышьяка, белка, клетчатки и фруктозы снижает его.
После всасывания медь транспортируется белками (транскупреином и альбумином) и свободными аминокислотами в печень. Здесь медь включается в церулоплазмин (белок с 6 атомами меди), который разносит ее к другим органам и тканям, а также переводит железо в трехвалентное состояние для включения его в белки и активации разрушения крупных молекул, подлежащих удалению.
При нехватке меди в мозге нарушаются продукция энкефалинов и миелинизация нейронов, в печени замедляется депонирование железа, а в красном костном мозге – его использованию для синтеза гемоглобина. Кроме того, недостаток меди снижает у животных аппетит и прирост живой массы, приводит к поносам и появлению симптомов лизухи, а их волосяной покров обесцвечивается, становится жестким и свисает клочьями. В тяжелых случаях возникают аневризмы аорты, гипертрофия миокарда, аутолиз мозговой ткани, рахитоподобный синдром и сахарный диабет. У коров падают надои и наступает стерильность. Эмбрионы цыплят погибают. Наиболее чувствительны к нехватке меди овцы и ягнята.
Избытокмеди снижает эластичность кровеносных сосудов, подавляет функцию нервной системы и нарушает формирование скелета. При этом медь и железо конкурируют при всасывании, что может вызвать анемию. Даже незначительный избыток меди в рационе может привести к гепатиту или циррозу печени у доберман-пинчеров и терьеров. У птицы избыток меди вызывает гиперемию и эрозию железистого желудка. У овец снижает упитанность, количество сахара в крови и тонус мышц, развиваются атония желудочно-кишечного тракта, а так же дистрофия и цирроз печени.
В сутки на 1 кг массы тела дойным коровам меди требуется 70-300 мг, свиноматкам – 40-100 мг, овцематкам – 10-20 мг. Потребность животных в меди и ее усвоение зависят от содержания в рационах протеина, кальция, молибдена (оптимальное соотношение меди и молибдена 4-5:1), свинца, сульфатов и некоторых других элементов.
Цинк участвует в гормональной регуляции и образовании многих ферментов. Наибольшие концентрации данного микроэлемента отмечены в костях, коже, печени и железах (поджелудочной, щитовидной и половых). Без цинка не синтезируется карбоангидразы (участвуют в транспорте углекислого газа и удалении его через легкие), полимеразы (необходимы для формирования нуклеиновых кислот) и тиреотропный гормон, а ряд других гормонов снижают активность.
Дефицит цинка замедляет рост и половое созревание молодняка, нарушает обмен веществ, иммунные реакции и заживление ран, а также способствует возникновению недостаточности инсулина, рахита и остеопороза. У взрослых животных при этом нарушаются вкусовые (например, лошади начинают грызть дерево) ощущения, исчезает аппетит, нарушаются воспроизводительные функции, кроветворение и секреция гормонов, ухудшается состояние кожи и ее придатков. У свиней при недостаточности цинка появляется паракератоз - поражение кожи с потерей и извращением аппетита.
Цинк лучше всасывается из кормов животного происхождения. Этому способствуют протеины, лактоза, некоторые аминокислоты и аскорбиновая кислота.
В растительных кормах цинк обычно связан гемицеллюлозой и фитатами, что замедляет усвоение данного микроэлемента животными. Всасыванию цинка также препятствуют высокие уровни в корме меди, кадмия, свинца, кальция, фосфора и железа.
Основные источники цинка - мясо, яйца, молоко, тыквенные семечки, пивные дрожжи, отруби, мука из клевера, люцерны и злаковых культур. Средняя суточная потребность в цинке на 100 кг живой массы быков-производителей составляет 300-600 мг, поросят – 100-180 мг, лошадей - 55-96 мг, собак - 11-20 мг, птицы - 70 мг (на 1 кг сухого корма).
Марганец участвует в антиоксидантной защите, обмене жира, углеводов и азотистых соединений, построении костных и соединительных тканей, в синтезе холестерола, ДНК и половых гормонов. В преджелудках жвачных животных данный микроэлемент участвует в метаболизме витаминов (С и группы В).
Дефицит марганца замедляет развитие скелета, вызывает деформацию суставов и сокращает продолжительность жизни. При этом развивается жировая инфильтрация печени, накапливаются перекисные соединения, снижается половая активность и оплодотворяемость, рождается слаборазвитый приплод с признаками анемии, часты мертворождения, удлиняются сроки стельности. Надои у коров и жирность молока падают. У несушек при недостатке марганца снижаются яйценоскость и прочность скорлупы яиц, а эмбрионы гибнут или вылупляются с повышенной возбудимостью нервной системы и перозисом (проявляется изменением формы костей, расслаблением связок и опуханием суставов).
Избыток марганца тормозит образование гемоглобина у многих животных, у птицы приводит к марганцевому рахиту, а у некоторых кошек понижает репродуктивную способность и вызывает частичный альбинизм.
Много марганца в сене, отрубях и шротах. Его усвоение затрудняют кальций, фосфаты, железо, кобальт и медь. Аскорбиновая и лимонная кислоты увеличивают всасывание марганца. Дефицит железа так повышает усвояемость марганца, что он может повредить мозг и эпителий воздухоносных путей.
Средняя суточная потребность в марганце у лошадей - 60-120 мг (на 100 кг живой массы), у свиней – 40-50 мг (на 1 кг сухого вещества рациона), у птиц - 25 мг (на 1 кг сухого корма).
Йод животные получают с водой, воздухом, кормами и минеральными добавками. Его неорганические соединения быстро всасываются из пищеварительного тракта и органов дыхания, а затем в основном используются щитовидной железой (для синтеза гормонов).
Даже легкий дефицит йода у беременных самок вызывает рождение слабого потомства с зобом и редким волосяным покровом. У молодняка (особенно собак, кошек, птиц и лошадей) при недостатке йода (гипотиреозе) замедляются рост, умственное и половое развитие, снижается работоспособность и создается предрасположенность к хроническим заболеваниям. У взрослых животных гипотиреоз сопровождается увеличением щитовидной железы (зобом), снижением основного обмена и температуры тела, ухудшением состояния кожного и волосяного покровов, вялостью и нарушением метаболизма кальция. Избыток йода (гипертиреоз) у млекопитающих (особенно у лошадей) тоже ослабляет синтез гормонов щитовидной железы и может стать причиной зоба. У кошек гипертиреоз вызывает лихорадку и потерю веса.
Много йода в злаково-бобовом сене, травяной муке, отрубях, шротах, водорослях и муке из морских рыб. Развитию гипотиреоза способствуют недостаточность меди и кобальта, а также избыток марганца и наличие в корме гойтерогенов (присутствуют в сырой капусте, редиске, репе, брюкве, кукурузе, просе, бобах и горчичных маслах),которые нарушают использование микроэлемента щитовидной железой.
Средняя суточная потребность в йоде у дойных коров - 6-25 мг (с 10 л молока теряется 5,8 мг йода), у молодняка крупного рогатого скота – 1-3 мг, у свиноматок - 1-2 мг, у собак (в расчете на 1 кг массы тела) - 0,03-0,06 мг. В расчете на 100 кг живой массы, суточная потребность в йоде у лошадей - 0,8-1,4 мг (в зависимости от тяжести физических нагрузок), у молодняка 1,5-2,0 мг. Птице необходим сухой корм с концентрацией йода 1 мг/кг.
Селен участвует в синтезе белка, фосфорилировании и окислительно-восстановительных реакциях. Это повышает чувствительность сетчатки глаза к свету, защищает от неблагоприятных воздействий спермии и увеличивает их подвижность, снижает нейротоксичность металлов, стимулирует образование ЛЖК в рубце, влияет на метаболизм гормонов щитовидной железы и усиливает их действие на мозг плода. Перечисленные свойства позволяют селену снижать вероятность развития воспалений, стрессов, мышечной дистрофии, миокардита, анемии, инфантилизма и инфекционных заболеваний. Антиоксидантные эффекты селена тесно связаны с витамином Е, метионином и цистеином, а вместе с кобальтом и магнием, селен противодействует повреждению хромосом.
Селен действует на организм животного как в составе неорганических соединений, так и в связанном с белками (в виде селенопротеидов) состоянии. Например, селенит натрия регулирует проницаемость биомембран во многих тканях (его нет только в жировых клетках), а селенопротеид глютатионпероксидаза (содержит 4 атома селена) защищает клетки от повреждения продуктами ПОЛ и гемоглобин - от превращения в метгемоглобин.
Одним из симптомов дефицита селена является беломышечная болезнь (дистрофия скелетных и сердечных мышц). У многих животных недостаток селена проявляется нарушением роста, репродуктивной функции и отеками. У птиц при этом наблюдается скудость оперения и фиброзное перерождение поджелудочной железы.
Из окружающей среды селен поступает через дыхательные пути, кожу и желудочно-кишечный тракт. Хорошо усваивается селен из морепродуктов, лука, риса, помидор, отрубей, злаков и молока. Улучшают всасывание селена витамин В1, цистеин и глютатион, а замедляют - свинец, ртуть, метионин и пуриновые основания (их много во всех кормах животного происхождения, кроме молока).
У большинства теплокровных суточная потребность в селене составляет 0,04-0,2 мг/кг сухого корма. Из-за способности замещать серу в белковых молекулах, разница между нормой приема и токсичной дозой селена невелика (богатые им биодобавки должны использоваться только по показаниям). В то же время, токсичность селена снижают соединения серы и льняное масло, а также корма, богатые белками, метионином и витамином Е.
Фтор придает костям и эмали зубов прочность (у эмали она уступает только алмазу), а также способствует восстановлению эмали ферментами слюны.
Основная часть фтора поступает в организм животного с питьевой водой. Его оптимальные концентрации в воде - 0,5-1,0 мг/л, а в сухом веществе корма - 10-25 мг/кг. При длительной нехватке фтора наблюдается кариес зубов. Если содержание фтора в кормах превышает 30 мг/кг, а в воде – более 1,2-1,5 мг/л - возможен флюороз (его типичным проявлением являются меловидные пятна на эмали зубов). Он сопровождается снижением подвижности нервных процессов, остеодистрофией, расстройствами пищеварения, обмена фосфора, кальция, белков и углеводов. Всё это негативно сказывается на росте и продуктивности животных.
Молибден в небольших количествах способствует метаболизму углеводов и жиров, предупреждению анемии и разрушения зубов, удалению излишков меди из организма и росту бактерий в кишечнике.
Данный микроэлемент депонируется в печени (бедный белками рацион замедляет этот процесс) и почках, а затем расходуется на образование флавиновых ферментов (обеспечивают утилизацию железа, обмен пуринов, выделение мочевой кислоты и сульфатов, формирование мозга, способность организма к освобождению толстого кишечника от продуктов жизнедеятельности грибов).
Дефицит молибдена может привести к почечнокаменной болезни (особенно у овец), снижению прироста массы тела и повышению нервной возбудимости.
Существуют почвы с высоким содержанием молибдена (как правило, торфяники), а в сельском хозяйстве его применяют в качестве микроудобрения для бобовых культур. Из грунта молибден может чрезмерно поглощаться растениями (например, клевером), поедание которых (наиболее чувствителен крупный рогатый скот, наименее - лошади и свиньи) может вызвать молибденоз (его вероятность усиливается если соотношение меди и молибдена в рационе меньше чем 2:1). При нем молибден вытесняет медь и фосфор из печени и костей, что нарушает развитие скелета, а также использование энергии АТФ. Стимуляция роста кишечной микрофлоры при молибденозе может вызвать нарастающий понос. Это приводит к слабости животного и исхуданию, дистрофии почек и печени, тахикардии, анемии, снижению оплодотворяемости, отекам слизистых оболочек, остеопорозу и отложению мочевой кислоты в суставах («молибденовая» подагра). Темные волосы становятся серыми, а красные - ржаво-оранжевыми.
Организмунеобходим трехвалентный хром. При его недостаточности у животных понижается чувствительность к инсулину. Это повышает содержание в плазме крови глюкозы, триацилглицеролов и холестерола, а также вызывает глюкозурию. Избыток хрома в организме повышает чувствительность тканей к инсулину (возникает гипогликемия), а также вызывает поражение печени, селезенки, почек, костей, ЦНС и костного мозга.
В продуктах растительного происхождения хрома очень мало (много только в дрожжах).
Никель стабилизирует нуклеиновые кислоты и рибосомы, а также активирует фермент уреазу. Дефицит никеля нарушает секрецию пролактина, а избыток - стимулирует выработку гормонов передней доли гипофиза (но не пролактина) и глюкагона. Недостаток никеля снижает прирост массы тела, молочную продуктивность, уровень гемоглобина в крови и размножение метанообразующих бактерий в преджелудках.
Наиболее богаты никелем орехи, бобы, горох, зерновые, фрукты и овощи. Потребность в данном микроэлементе повышается при избытке в рационе железа.
Ванадий способствует осаждению солей кальция в костях и зубной эмали. Дефицит данного микроэлемента повышает содержание триглицеридов в плазме крови, а у цыплят нарушает рост перьев. Избыток ванадия снижает синтез холестерина в печени и подавляет рост микрофлоры в пищеварительном тракте.
Основными источниками ванадия для животных являются горох, молоко, вода, а также пыль и аэрозоли в воздухе.
Кремний необходим для формирования органической матрицы костной, эпителиальной и соединительной тканей, а также формирования кожи и ее придатков.
На протяжении веков мышьякрасценивался только как яд. Теперь доказано, что в небольших количествах мышьяк является жизненно необходимым микроэлементом. При его дефицитепоявляется предрасположенность к аллергическим и опухолевым заболеваниям, чрезмерно накапливаются медь и марганец в тканях, повреждаются органеллы и отмечается бесплодие, а у беременных учащаются мертворождения.
Основными источниками мышьяка являются: питьевая вода, морская рыба и морепродукты. Отравление мышьяком (возможно при вдыхании выделяемых плесенью мышьяковистых соединений, попадании их на кожу или в пищеварительный тракт) сопровождается депрессией, расстройствами памяти, слуха, зрения, вкуса и обоняния, невритами, дерматитами, повреждением слизистых оболочек, нарушением кроветворения, энцефалопатией, бронхиальной астмой и гепатитами, ростом вероятности онкологических заболеваний.
5.3. РЕГУЛЯЦИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА
На содержание воды и минеральных веществ в теле животного влияют такие факторы как функциональное состояние организма, пол, возраст, время года, климат и место обитания. Например, в период лактации у коров уменьшается содержание кальция, фосфора и магния, но становится больше железа и марганца. Осенью отмечается повышенный уровень кальция, фосфора, магния, железа и меди. Такие изменения, как правило, не свидетельствуют о болезнях, а обеспечиваются механизмами регуляции в соответствии с потребностями животного в данный период.
Ведущую роль в этом играет ЦНС. Она контролирует состав внутренней среды организма и, при необходимости, по нервным путям или через эндокринные механизмы, изменяет потребность животного в приеме воды и солей, а также регулирует выведение их во внешнюю среду. Специализированным отделом мозга, ответственным за поддержание определенного уровня водно-электролитного обмена является гипоталамус. Его нейроны сами выполняют функции рецепторов, а также получают соответствующие сигналы от периферических рецепторов. Ионорецепторы улавливают колебания концентрации определенных ионов, а осморецепторы - изменения осмотического давления. Волюморецепторы (расположены в стенках предсердий и крупных вен) реагируют на увеличение или уменьшение объема циркулирующей крови. Повышение осмотического давления и уменьшение объема циркулирующей крови стимулируют центр жажды, а снижение концентрации натрия в цереброспинальной жидкости - активирует центр солевого аппетита. Это побуждает животное к поиску и потреблению, соответственно, воды или натрия. Поведенческие реакции используют в основном нервные механизмы. В то же время, важную роль в обеспечении водно-солевого гомеостаза играют и почки. Их деятельность регулируется при взаимодействии нервной и эндокринной систем. Ощущение жажды сопровождается секрецией антидиуретического гормона (АДГ) из задней доли гипофиза в кровь, что ограничивает потери воды с мочой.
Регуляция объема внеклеточной жидкости тесно связана с балансом натрия. Его выделение в основном регулируют: ренин-ангиотензин-альдостероновая система и натрийуретические пептиды. Реакции барорецепторов в аорте и сонных артериях на понижение артериального давления, через симпатическую нервную систему усиливают выработку почками гормона ренина. Он превращает присутствующий в плазме крови ангиотензиноген в ангиотензин I, который под действием ангиотензинпревращающего фермента (образуется в легких) становится ангиотензином II. Он суживает артериолы (это повышает артериальное давление) и стимулирует выработку надпочечниками альдостерона. Данный гормон усиливает реабсорбцию натрия и хлора в почке, что способствует задержке воды в организме. Натрийуретические пептиды стимулируют выделение натрия почкой при увеличении циркуляторного объема. Наиболее изученные из н