Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Распространение кадмия в природе 9
1.2. Абсорбция и экскреция кадмия животными 14
1.3. Проявление токсического эффекта кадмия в различных органах и тканях 19
1.4. Внутриклеточные механизмы токсичности кадмия 22
1.5. Внутриклеточные детоксицирующие механизмы 28
1.6. Влияние кадмия на метаболизм жвачных животных 33
2. Объект и методы исследований 37
2.1. Условия и схема эксперимента 37
2.2. Методы лабораторных исследований 39
3. Результаты собственных исследований 42
3.1. Влияние разных доз кадмия на клинико-гематологические показатели валухов 42
3.2. Влияние разных доз кадмия на некоторые показатели рубцового метаболизма валухов 45
3.2.1. Уровень рН рубцового содержимого 45
3.2.2. Содержание гексоз в рубцовой жидкости 49
3.2.3. Содержание мочевины в рубцовой жидкости 52
3.2.4. Содержание макроэргических соединений в рубцовой биомассе 55
3.2.5. Активность трансаминаз в рубцовой биомассе 58
3.3. Влияние разных доз кадмия на биохимические показатели крови валухов 62
3.3.1. Содержание глюкозы в сыворотке крови 62
3.3.2. Содержание мочевины в сыворотке крови 66
3.3.3. Активность трансаминаз в сыворотке крови 69
3.3.4. Активность щелочной фосфатазы в сьшоротке крови 73
3.3.5. Содержание макроэргических соединений в крови 77
3.3.6. Содержание общего белка в сыворотке крови 80
3.3.7. Уровень альбумина в сыворотке крови 82
3.3.8. Содержание глобулинов в сыворотке крови 85
3.3.9. Содержание холестерина в сыворотке крови 87
3.3.10. Активность холинэстеразы в сыворотке крови 90
3.4. Распределение кадмия в разных органах и тканях валухов 93
Заключение 96
Выводы 101
Предложения 103
Список литературы 104
Приложения 130
- Абсорбция и экскреция кадмия животными
- Внутриклеточные детоксицирующие механизмы
- Влияние разных доз кадмия на клинико-гематологические показатели валухов
- Содержание глюкозы в сыворотке крови
Введение к работе
В настоящее время нет необходимости убеждать кого-либо в том, какое . большое значение для сельского хозяйства вообще и животноводства в частности играют вопросы, связанные с проблемой загрязнения окружающей среды.
В последние годы уровень загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами неуклонно повышается. Опасность повышенного содержания таких элементов состоит в том, что ионы тяжелых металлов не изымаются из
10 биологического круговорота, их токсичность не снижается со временем, а, напротив, по мере возрастания концентрации увеличивается. Поэтому устойчивые тенденции к росту антропогенного воздействия на окружающую среду позволяют высказать предположение, что существование и развитие всех растительных и животных популяций будет протекать в условиях неизбежного роста содержания минеральных веществ в биосфере. Значительные поступления минеральных веществ в объекты природной среды создают предпосылки к нарушению их естественного содержания в звеньях пищевой цепи и, более того, приводят к накоплению в биосфере несвойственных ей химических элементов. j* В процессе эволюции растения и животные приспособились к природному (фоновому) содержанию тяжелых металлов в окружающей среде. Однако интенсивное развитие промышленности, транспорта, неконтролируемое использование различных химических средств и удобрений привело к накоплению тяжелых металлов на значительных территориях, и, как следствие, фоновый уровень тяжелых металлов в
0 биосфере постоянно возрастает (Трахтенберг И.М. и др., 1994).
Тяжелые металлы относятся к числу наиболее опасных для природной среды химических загрязнителей. Это обусловлено, с одной стороны, технократическим направлением развития общества, а с другой — физиолого-биохимическими особенностями тяжелых металлов. Действие тяжелых металлов зачастую скрыто, но они передаются по трофическим цепям с выраженным кумулятивным эффектом, поэтому проявления токсичности могут возникать неожиданно на отдельных уровнях трофических цепей (Соколов О.А., Черников В.А., 1999).
Кадмий относится к группе наиболее токсичных веществ. Интерес к этому представителю тяжелых металлов вызван его способностью стимулировать при длительном воздействии низких концентраций многочисленные деструктивные процессы в организме животных и человека.
При хроническом поступлении кадмий накапливается в организме (в основном в почках и печени) и вызывает нарушения в общем метаболизме, проявляющиеся в том, что процессы распада начинают преобладать над процессами биосинтеза.
Многочисленными исследованиями, проведенными в нашей стране и за рубежом, доказано, что при определенных дозах кадмий вызывает пищевые отравления, приводит к снижению потребления корма и прироста живой массы животных, отрицательно влияет на молочную продуктивность. Установлены эмбриотоксическое и тератогенное действие кадмия, его способность вызывать злокачественные новообразования, поражения костной и сердечной тканей, снижение иммунитета. Кадмий замещает цинк в энзиматических системах, необходимых для формирования костной ткани, что сопровождается тяжелыми заболеваниями (Липская Е.Г., 1947; Гулько В.В., 1968; Козловская А.Г., 1991; Прокаш К.П., 1994; Федотов А.А., 1996; Минина Е.С., 1997; Фофана Л., 1997; Кроль М.Ю., 1998; Привезенцев К.В., 1998; Челомин В.П., 1998; Клепцина Е.С., 2000; Набиев Р.Ф., 2000; Кальсина О.И., 2001; Малыгина А.А., 2001; Webb М, 1975, 1979; Friberg L. et al., 1995).
Существует несколько способов оценки действия вредных веществ на организм животного, которые могут применяться в качестве тестов. Наиболее часто употребляемый способ оценки токсического воздействия -это определение количества химического вещества, содержащегося в биологическом объекте, подвергнутого его воздействию. Другой способ - это наблюдение за обменом веществ по динамике биохимических реакций у подопытных организмов, находящихся под влиянием различных концентраций исследуемого токсиканта. В настоящее время второй способ в силу своей трудоемкости развит значительно слабее, чем первый, однако следует ожидать, что в дальнейшем он получит достойную оценку и будет преобладать в научных исследованиях вследствие большей эффективности.
Так как одним из основных свойств кадмия является его высокая способность к аккумуляции в различных органах и тканях, из-за чего опасность его воздействия на организм заключается в возможных отдаленных, а первоначально скрытых, патологических последствиях, которые могут быть вызваны прямым или спровоцированы опосредованным влиянием накопления данного металла в клетках. Поэтому наиболее перспективной и необходимой, но и весьма сложной для исследователей, представляется задача выявления скрытых сдвигов в общем метаболизме, которые нередко носят неспецифический характер и реализуются в виде отдаленных эффектов.
Для изучения и выяснения механизма токсичности кадмия необходимо исследование всех систем биохимической детоксикации и выявление наиболее чувствительных к действию этого элемента структур клетки и организма в целом.
Целью настоящей работы является изучение влияние разных доз кадмия в рационе валухов на некоторые процессы рубцового метаболизма и биохимические показатели крови.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
Установить влияние разных доз кадмия в рационе валухов на клинико-гематологические показатели.
Сравнить возможное влияние разных доз кадмия на некоторые биохимические показатели органического обмена валухов;
Изучить некоторые энзиматические показатели в крови и рубцовом содержимом при воздействии разных доз кадмия;
Изучить возможность влияния кадмия на временную динамику некоторых биохимических показателей рубцового содержимого и крови валухов.
Абсорбция и экскреция кадмия животными
Загрязнение организма животных и человека кадмием происходит из пищи, питьевой воды и воздуха. Основные пути поступления кадмия в организм — желудочно-кишечный тракт и легкие. По мнению Ohta Н. и Cherian M.G. (1991) только 3-8% кадмия, поступившего per os, абсорбируется в кишечнике. Кадмий, поступивший этим путем, лучше усваивается в организме особей женского пола. На поглощение кадмия из пищеварительного тракта оказывают влияние различные факторы, например, уровень потребления цинка, кальция, витаминов и растворимость солей кадмия (Зимаков И.Е., 1980; Веранян О.А.,1987).
Эксперименты на животных указывают, что кадмий абсорбируется посредством пассивной диффузии в двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках (Landrigan P. J., 1993). Причем уровень резорбции этого металла в подвздошной кишке значительно выше, чем в тощей. Всасываемость для кадмия существенно ниже, чем для меди и цинка, с которыми он, по-видимому, имеет общий транспортный механизм (Elsenhans В. et al., 1996). Известно, что всасываемость кадмия в желудочно-кишечном тракте животных увеличивается при недостатке Zn, Си и Са в рационе (Andersen О. et al., 1992) и уменьшается при добавлении марганца (Sarhan MJ.etal., 1986).
У новорожденных животных уровень всасывания кадмия в кишечнике значительно выше, чем у взрослых (Bhattacharya М.Н., 1983). Абсорбция кадмия из кишечника включает два этапа: относительно быстрое его поступление через исчерченную каемку эпителия кишечника и более медленный переход из слизистой оболочки в кровь. Всасывание кадмия зависит от множества факторов: оно угнетается цинком, конкурирующим с кадмием за участки связывания, а также молоком и солями желчных кислот. Действие молока объясняется повышенным содержанием кальция, а солей желчных кислот - мицеллообразованием (Федяева Ю.Я., 1998).
Механизм транспортировки кадмия кровью до сих пор не ясен. Экспериментальные исследования на животных дают противоречивые результаты. Некоторые исследователи считают, что ионы кадмия переносятся плазмой, при этом они взаимодействуют с низкомолекулярными протеинами и эритроцитами, в первую очередь с гемоглобином и другими протеинами. Эксперименты показывают, что после одной инъекции уровень кадмия в крови повышается, а затем быстро снижается, при этом введенная фракция вначале присутствует в плазме, в комплексе с низкомолекулярными белками, а затем обнаруживается, в основном, в эритроцитах (Bernard А., LauwerusR., 1996).
Абсорбция ионов кадмия из центров парентеральной инъекции в кровь происходит быстро и полностью. В крови ионы кадмия входят в эритроциты и распределяются в плазме. Кадмий присоединяется к плазменным белкам, особенно к а-глобулинам, и легко попадает в ткани. Вначале происходит резкое возрастание концентрации кадмия в крови (до 300-500 нг/мл) при норме не более 10 нг/мл, однако через 5 минут концентрация кадмия в крови снижается до 30-50 нг/мл, а практически весь введенный в организм кадмий оказывается в печени и корковом слое почек (Gautan А.К., Chowdhury A.R.,1997).
В исследованиях Ohta Н. и Cherian M.G. (1991) аккумуляция кадмия при пероральном поступлении была ниже, чем при внутривенной инъекции. Считается, что одной из причин этого является индукция синтеза металлотионеинов.
При внутривенных инъекциях солей кадмия наблюдается быстрое распределение его в тканях и медленное выведение. Так, распределение кадмия в печени, почках, селезенке и других органах через 28 дней мало отличается от распределения его через 1 час (Gautan А.К., Chowdhury A.R., 1997).
Абсорбция кадмия через кожу незначительна. По данным В.А. Fowler et al. (1989) после вдыхания кадмиевой пыли или аэрозоля кадмий быстро и полностью абсорбируется легкими. Только малорастворимые соли, такие как CdS, остаются в легких неабсорбированными и вызывают местные воспаления и язвы. Вдыхаемые соли кадмия, в зависимости от растворимости, абсорбируются на 10-40% (Fowler В.А. et al., 1989). В опытах с пероральным введением радиоактивного кадмия было показано, что только 0,1% ресорбированного кадмия выделяется через кожу. Механизм этого процесса до сих пор не известен.
Из крови кадмий переносится, в основном, в печень и почки, 50% всего кадмия в организме человека и животных находятся именно в этих органах (Аббас Д.А., 1991; Андрианова Т.Г., Яшенков О.Б., 1997; Уша Б.В. и др., 1997; Baars A.J. et al., 1998; Набиев Р.Ф., 2000). Как считает Nomiyama К. (1978), на интенсивность накопления кадмия в организме влияют вид животного, пол, возраст, физиологическое состояние (беременность и лактация), доза и частота поступления кадмия, присутствие или отсутствие различных лекарств и взаимодействие кадмия с различными нутриентами.
Исследования S. Gulati et al. (1996) показало, что накопление кадмия наблюдается во всех тканях животных, в наибольшем же количестве это происходит в почках, печени, органах размножения и легких. Другие органы, такие как кости, мышцы, мозг, селезенка, жировая ткань, также аккумулируют значительные количества кадмия (Kitamura М. et al., 1970; Johnson D.E. et al., 1981; Grote В., Speck J., 1981; Жуленко В. H., Малярова М.А., 1987; Rowland R.D. et al., 1989; Gulati S. et al., 1996; Марзанов H.C. и др., 1998; Rajan R.A. et al., 2001).
Внутриклеточные детоксицирующие механизмы
По мнению Р. Шуберта (1988) каждый организм обладает в отношении любого химического вещества генетически детерминированным, филогенетически приобретенным уникальным физиологическим диапазоном толерантности, в пределах которого это вещество является для него переносимым. Этот физиологический диапазон толерантности обычно не одинаков на разных стадиях развития организма и для всех особей данной популяции. Кроме того, организм реагирует на внешнее воздействие со свойственной ему предрасположенностью, то есть такими показателями как условия питания, вид, возраст, пол, физиологическое состояние, генетически контролируемая устойчивость к фактору воздействия и уже присутствующие нарушения метаболизма в организме.
Имеются сведения о толерантности к кадмию (Doyle G.G., Pfander W.H., 1995). У животных, получавших предварительно соединения кадмия, проявляется устойчивость к летальным дозам. Например, крысы, которым одноразово подкожно был введен кадмий (2 мг/кг) за сутки до введения летальной дозы (3,9 мг/кг внутривенно), оставались живы.
Толерантность к кадмию имеет генетический механизм. Повторные дозы вызывают увеличение генов, кодирующих металлотионеины, а также скорость транскрипции этих генов (Hall S.K., 1992).
Аккумуляция с физико-химической точки зрения представляет собой цепь последовательных перемещений металла от биоструктур клетки с низкими константами комплексообразования к высокоспецифичным (Rainbow P., Dallinger R., 1993).
Накопление кадмия клеткой указывает на то, что скорость поступления ионов металла превышает интенсивность процессов, которые обеспечивают выведение их из клетки. Для того, чтобы избежать токсичного влияния металла на организм, у различных видов животных в процессе эволюции сформировался особый защитный механизм, который в научной литературе часто называют детоксицирующим. В основе этого механизма детоксикации лежит связывание и изоляция ионов металлов, что предотвращает их негативное взаимодействие с различными чувствительными биоструктурами клетки (Alberoni V., Piccinni Е., 1983).
Химическое постоянство внутренней среды организма и его защита от токсических воздействий внешних факторов обеспечивается кооперативной функцией общей системы естественной детоксикации, включая иммунную систему крови (различные белки сыворотки, форменные элементы), детоксикационную систему печени (микросомальную и немикросомальную -в составе различных специфических ферментов для биотрансформации гидрофобных и гидрофильных веществ), а также систему экскреторных органов (желудочно-кишечный тракт, почки, легкие, кожа) (Голиков С.Н. и др., 1986; БерхинЕ.Б., 1986).
У различных организмов и видов в функционировании этой детоксицирующей системы принимают участие всевозможные внутриклеточные образования: лизосомы, разнообразные метаболические инертные гранулы и специфические металл-связывающие белки. Последние, более известные как металлотионеины (МТ), стали центральным звеном во всех современных схемах детоксикации избыточного количества, как физиологически важных, так и токсичных металлов (Stone Н.С., Overnell J., 1985).
Свое название этот специфический класс белков получил на основе характеристики кадмий-связывающего белка, который впервые был выделен из коры надпочечников лошади в 1957 году, и в его составе было обнаружено необычайно высокое содержание атомов металла и серы (Бурдин К.С., Полякова Е.Е., 1987). Оказалось, что этот белок с молекулярной массой 6-7 кДа представлен одной полипептидной цепью из 61 аминокислотного остатка, 20 из которых (33%) представляют собой цистеин. In vivo металлотионеины могут связывать только цинк, медь, кадмий и ртуть, но пропорции связывания металлов различаются в зависимости от вида организма, возраста и условий окружающей среды (Petering D.H., Fowler В.А., 1986).
Дальнейшие исследования показали, что МТ активно синтезируются в ответ на поступление в клетку различных металлов, в том числе и кадмия. В связи с этим многие ученые отмечали прямую связь между ростом количества металлотионеинов и увеличением концентрации металлов в тканях. Этот факт послужил доказательством того, что основная функция МТ - защита клетки и ее органелл от действия избыточного количества эссенциальных и токсичных металлов (Bernard W.R., Kagi H.R., 1987; Bondia S. et al., 1991; Gerson R., Shaikh Z., 1992).
В дальнейшем это предположение было подтверждено работами многих исследователей, которые обнаружили белки с аналогичными физико-химическими свойствами в представителях практически всех групп организмов, включая микроорганизмы, дрожжи, грибы, растения, беспозвоночных, рыб, птиц и млекопитающих (Сенцова О.Ю., Максимов В.Н., 1985; Foulkes Е.С., McMullen D.M. , 1986; Beattie J.N. et al., 1987; Roesijadi G., 1992).
Кадмий вызывает потерю эндогенного кальция и препятствует усвоению меди, цинка, хрома и железа, а также нарушает метаболизм пиримидинов и тиаминов, липоевой кислоты, ингибирует ферменты окислительного фосфорилирования митохондрий, замещает цинк и медь в жизненно важных ферментах организма, связывается с фосфолипидами клеточных мембран, нарушает синтез нуклеиновых кислот и протеинов, вызывает индукцию металлотионеинов, усиливает карбогидратный и цАМФ-ный метаболизм, нарушает обмен витамина Д и углеводов (Jacobson К. В., Turner J. Е., 1980; Prasada R.P., Sridhar М.К., 1983; Rowland R.D., Bray D.L., 1990; Wahba Z.Z., Waalkes M.P., 1990; Doyle G.G., Pfander W.H., 1995; Bernard A., Lauwerus R., 1996; Eybl V. et al., 1998).
Работа W.Burkart и B.Ogorek (1986) по изучению распределения кадмия в субклеточных фракциях показала, что цитозоль является самым важным участком сосредоточения кадмия. После инъекции радиоактивного кадмия 75-80% 109Cd попадало в цитозоль клеток печени и почек в связанном с металлотионеинами состоянии.
Влияние разных доз кадмия на клинико-гематологические показатели валухов
Изучение рН в содержимом рубца с точки зрения рубцового пищеварения имеет большое значение, так как оказывает существенное влияние на течение биохимических процессов в этом органе.
От концентрации водородных ионов в рубцовом содержимом, прежде всего, зависит активность ферментов микрофлоры и микрофауны в преджелудках жвачных, а в конечном итоге — интенсивность азотистого, углеводного и липидного обменов.
Так, например, в отдельных источниках высказывается мнение, что количество водородных ионов в рубцовой жидкости овец, близкое к 6,0-6,3, вызывает частичную гибель отдельных популяций микроорганизмов в рубце (Несипбаев Т., 1988).
По мнению Курилова Н.В. и Кротковой А.П. (1971) от величины рН рубцового содержимого зависит степень образования той или иной жирной кислоты. Так, при значении рН 5,6-6,0 в рубцовой жидкости в значительных количествах обнаруживается молочная кислота.
Полученные нами экспериментальные данные показывают, что увеличение дозы кадмия в первом опытном периоде до 0,492 мг/кг сух. вещества корма не оказало достоверного влияния на рН рубцового содержимого (табл.3).
Дальнейшее увеличение дозы кадмия в рационе до 0,984 мг/кг сух. вещества во втором опытном периоде достоверно повышает количество водородных ионов в рубцовом содержимом валухов на 7% (Р 0,95) через 3 часа после кормления и 8,8% (Р 0,999) через 6 часов после кормления.
Так как, реакция среды рубцовой жидкости регулируется сложным механизмом взаимодействия кислых и щелочных продуктов рубцового метаболизма (с одной стороны, это образование и всасывание аммиака, а также поступление щелочной слюны, с другой — образование и всасывание летучих жирных кислот и аминокислот при окислении углеводов и белков корма), то именно этим объясняется сравнительное постоянство среды рубцовой жидкости и одновременно некоторые колебания рН между кормлениями.
Повышение дозы кадмия в рационе подопытных животных до 6-ти кратного фонового уровня во второй опытный период вызвало изменение баланса кислых и щелочных метаболитов в рубце, и, как следствие, сдвиг рН рубцового содержимого в щелочную сторону.
Динамика рН рубцового содержимого в разное время после приема корма животными показывает, что до кормления количество водородных ионов составляет 6,45; а через 3 часа после кормления наблюдается снижение рН до 5,82. В дальнейшем с течением времени данный показатель возрастает, достигая 5,93 через 6 часов после кормления валухов.
Хотя содержимое рубца имеет значительную буферную емкость, тем не менее, временный сдвиг рН рубцового содержимого в кислую сторону спустя 3 часа после кормления можно объяснить некоторым увеличением количества и активизацией метаболизма микроорганизмов, имеющих место после поступления корма в рубец в пике пищеварения и, как следствие этого, увеличение количества ЛЖК в рубцовой жидкости.
Приблизительно через 6-7 часов после приема корма рН рубцового содержимого вновь возрастает, по-видимому, в связи с усилением слюноотделения и постепенным уменьшением концентрации летучих жирных кислот вследствие их всасывания в кровь и лимфу и аминирования в аминокислоты, поглощаемые при синтезе белка бактериями рубца. Эта же динамика рН рубцового содержимого крупного рогатого скота наблюдалась в исследованиях Сусовой Н.И. (1966), Веселухина Р.В. (1966) и Симакова А.Ф. (1996).
Увеличение дозы кадмия в рационе до 0,492 мг/кг сух. вещества также вызывал достоверное снижение рН рубцовой жидкости с 6,63 до кормления до 5,74 (Р 0,95) через 3 часа после кормления животных. Через 6 часов после кормления уровень рН увеличивался до 6,29.
При повышении уровня кадмия в рационе до 0,984 мг/кг сух. вещества динамика рН рубцового содержимого сохраняет такую же направленность, как и в контрольном периоде. Так, через 3 часа после кормления, рН рубцовой жидкости достоверно снижается на 8,4% (Р 0,99) с 6,8 до 6,23 относительно уровня рН до кормления животных, а затем постепенно увеличивается до 6,45 через 6 часов после кормления.
Таким образом, шестикратное повышение дозы кадмия относительно его естественного содержания (0,164 мг/кг сух. вещества корма) в рационе подопытных животных способствовало более стабильному поддержанию оптимального уровня рН для микрофлоры и микрофауны рубца, а именно, на уровне 6,23 - 6,45 единиц, даже в пик рубцового пищеварения. Как показывают параллельные исследования обмена минеральных элементов, при повышении дозы кадмия в рационе из плотной эндогенной фракции вытесняется кальций, который может участвовать в нейтрализации кислых метаболитов рубцовой жидкости, что и позволяет стабилизировать уровень рН в разные периоды после кормления животных (Кибеб Л.Г., 2003).
Жвачные животные способны потреблять в большом количестве грубые корма, в составе которых содержатся различные виды углеводов. Большая часть полисахаридов корма под влиянием ферментов микроорганизмов рубца расщепляются до глюкозы, которая затем сбраживается до ЛЖК. Именно ЛЖК всасываются в кровь и используются организмом жвачного животного как энергетический и пластический материал. Поэтому глюкоза у жвачных животных составляет лишь незначительную долю питательных веществ, всасываемых из желудочно-кишечного тракта.
Содержание глюкозы в сыворотке крови
Уровень глюкозы в сыворотке крови у жвачных животных представляет собой довольно постоянную величину. Это постоянство обусловлено динамическим равновесием, которое является результатом непрерывно идущих, но противоположно направленных процессов. С одной стороны, содержание глюкозы в крови увеличивается благодаря ее постоянному всасыванию из желудочно-кишечного тракта, гликогенолизу и глюконеогенезу в печени. С другой стороны, происходит постоянное ее потребление в связи с окислением, отложением в виде гликогена и использованием на синтез веществ неуглеводного характера.
У жвачных, питающихся преимущественно богатыми клетчаткой кормами, из пищеварительного тракта всасывается лишь небольшое количество глюкозы. Как правило, жвачные удовлетворяют большую часть своей потребности в глюкозе за счет глюконеогенеза. Наиболее важным предшественником глюкозы является образующийся в рубце пропионат, около 50-60% которого используется на синтез глюкозы, что обеспечивает образование около 40-60% всей синтезируемой глюкозы, а также гликогенные аминокислоты, глицерин, лактат и некоторые другие субстраты.
Как показывают наши исследования, средняя концентрация глюкозы в сыворотке крови валухов, получающих в контрольный период основной рацион с фоновым содержанием кадмия, находилась в пределах физиологических норм 2,56-3,37 мМ/л (табл. 9).
Увеличение содержания кадмия в рационе в первый опытный период вызвало достоверное снижение концентрации глюкозы в сыворотке крови относительно контрольного периода на 48,1% через 3 часа после кормления, а также на 27,3% и 44,5% до кормления и через 6 часов после кормления соответственно. Такое снижение уровня глюкозы в крови можно объяснить, с одной стороны, угнетением процессов глюконеогенеза в гепатоцитах печени, вызванным влиянием ионов тяжелого металла. С другой стороны -перераспределением соотношения летучих жирных кислот под влиянием кадмия, а именно, с уменьшением доли пропионовой кислоты, которая, как известно, является основным субстратом для синтеза глюкозы у жвачных животных.
Дальнейшее увеличение концентрации кадмия в рационе во второй опытный период сопровождалось достоверным снижением содержания глюкозы в сыворотке крови валухов в 2,9 раза через 3 часа после кормления относительно контрольного периода. За 1 час до кормления и через 6 часов после кормления количество глюкозы в крови валухов было в 2,0 и 2,8 раза меньше, чем в контрольный период.
В работах некоторых исследователей высказывается мнение, что овцы могут выдерживать очень низкий уровень глюкозы в крови без серьезных клинических гипогликемических симптомов (Курилов Н.В., Кроткова А.П., 1971). Полученные нами результаты позволяют сделать тот же вывод, так как температура, частота пульса и количество дыхательных движений у всех подопытных животных находились в пределах физиологических норм.
Снижение количества сахара в крови жвачных является показателем недостаточного усвоения поступающих в большом количестве органических кислот, что в дальнейшем может привести к накоплению в организме недоокисленных продуктов и явлениям ацидоза и кетоза.
Нужно отметить, что при увеличении уровня кадмия в рационе кроме общей гипогликемии наметилась тенденция к изменению динамики концентрации глюкозы в крови в разные периоды после кормления животных. Так, при фоновом уровне кадмия в рационе (контрольный период) через 3 часа после кормления происходит увеличение содержания глюкозы в крови на 41,5%, а через 6 часов после кормления концентрация глюкозы в сыворотке крови все еще выше на 31,7%, чем до кормления.
По мнению Н.Г. Королевой (1999), глюкоза из пищеварительного тракта и печени поступает в кровь жвачных через определенные интервалы времени с биологическим ритмом в 4 часа. Более продолжительный период всасывания в кровь сменяется коротким периодом, когда всасывание отсутствует.
При увеличении дозы кадмия в рационе до трех и шестикратного превышения фонового уровня нами отмечена тенденция к изменению динамики содержания глюкозы в сыворотке крови в разные периоды после приема корма валухами. Наблюдаемый в контрольный период некоторый подъем уровня глюкозы через 3 часа после кормления при повышении содержания кадмия в рационе исчезает, что можно объяснить нарушениями процессов ее всасывания в желудочно-кишечном тракте животных (табл. 9).
Мочевина сыворотки крови, как известно, образуется в процессе тканевого обмена азотсодержащих веществ, а также из аммиака рубцовой жидкости при гидролизе белков корма. В отличие от моногастричных животных, в обмене веществ у жвачных мочевина может иметь несколько путей: экскрецию через почки с мочой или обратное поступление в рубец через стенку, либо с секретом слюнных желез, что определяется различными условиями кормления и характером обменных процессов в организме.
Итак, мочевина представляет собой диамид угольной кислоты, образующийся в печени животных при обезвреживании аммиака.
Сама по себе мочевина мало токсична, но токсичны накапливающиеся с ней ионы калия, производные гуанидина (гуанидинуксусная кислота, ме-тилгуанидин), среднемолекулярные пептиды и некоторые другие соединения. Поэтому часто ее рассматривают в качестве маркера интоксикации.
Будучи способной относительно легко проходить через мембраны клеток (в том числе и эритроцитов) и являясь осмотически активным веществом, она вместе с тем способна при повышении концентрации привести к нарушению водно-солевого обмена, ухудшить функционирование жизненно важных органов и систем (прежде всего, сердечно-сосудистой), вызывая задержку воды в тканях.
Кроме того, об интенсивности процессов белкового обмена у подопытных животных можно косвенно судить по содержанию конечных продуктов распада азотистых веществ, в том числе мочевины (Таранов М.Т., 1976).
