Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы 9
1.1. Биология клариевого сома 9
1.2. Строение и функции желудочно-кишечного тракта рыб 12
1.3. Механизмы пищеварения 17
1.4. Биологическая роль, распределение в организме и метаболизм изучаемых элементов 1.4.1. Кальций 20
1.4.2. Фосфор 29
1.4.3. Магний 33
1.4.4. Натрий 37
1.4.5. Калий
1.5. Особенности минерального обмена у рыб 43
1.6. Структура химуса и распределение макроэлементов по фракциям химуса 46
1.7. Некоторые свойства кожной слизи рыб 50
II. Материалы и методика исследований 53
III. Результаты собственных исследований 62
3.1 .Структура химуса рыб и локализация катионов в его фракциях 62
3.2. Влияние экзогенного кальция на обмен макроэлементов у клариевого сома 67
3.2.1. Минеральный состав воды и кормов 67
3.2.2. Общее состояние, рост и развитие рыбы 73
3.2.3. Влияние экзогенного кальция на структуру химуса рыб 78
3.2.4. Обмен и распределение кальция в организме клариевого сома при ограничении поступления элемента из корма 82
3.2.5. Обмен и распределение кальция в организме клариевого сома при ограничении поступления элемента из воды 86
3.2.6. Влияние кальция на обмен и распределение фосфора, магния, натрия и калия в организме клариевого сома 92
3.2.6.1. Фосфор 92
3.2.6.2. Магний 98
3.6.2.1. Натрий 105
3.6.2.2. Калий 111
3.3. Некоторые свойства кожной слизи рыб 117
Заключение 121
Выводы 130
Список использованной литературы 132
- Механизмы пищеварения
- Магний
- Минеральный состав воды и кормов
- Влияние кальция на обмен и распределение фосфора, магния, натрия и калия в организме клариевого сома
Введение к работе
Актуальность темы. Важным условием полноценного кормления является обеспечение организма животных минеральными веществами в необходимых количествах и соотношениях.
В настоящее время подробно описаны внешние проявления недостатка и избытка макроэлементов в организме животных, пути поступления и выведения из организма, особенности минерального обмена у разных видов (Георгиевский В.И., 1979, Кальницкий Б.Д., 1985, Хеннинг А., 1976). Показано, что макроэлементы, присутствующие в химусе, имеют четко выраженную локализацию у животных, принадлежащих к разным таксономическим группам (Полякова Е. П., 1996, 2003, 2005; Полякова Е.П., Ксенофонтов Д.А., Ксенофонтова А.А., 2000; Кибеб Л. Г., Каширина Н.А., 2001; Полякова Е.П., Иванов А.А., Ревякин А.О. и др. 2003; Ксенофонтов Д. А., 2008).
Преобладающим макроэлементом в животном организме является кальций (1,2 - 1,5% в сыром веществе). Он является основным структурным компонентом скелета, участвует в процессах генерации нервных импульсов, работы мышц, свертываемости крови. В последнее время обнаружено его присутствие в большом количестве в полостной слизи и высказано предположение о важности кальция для слизистых образований желудочно-кишечного тракта птиц и млекопитающих, участвующих в процессе полостного гидролиза (Полякова Е. П., 1996; Полякова Е.П., Иванов А.А., Ревякин А.О. и др., 2003; Ксенофонтова А.А., 2004).
Процессы пищеварения у рыб изучены в меньшей степени. Однако исследования последних лет показали, что для этих животных характерны основные закономерности образования химуса, содержания и распределения в нем минеральных элементов, обнаруженные у птиц и млекопитающих (Полякова Е. П., 2003). Однако особенности пищеварения и минерального обмена у рыб изучены недостаточно. Это в равной мере касается и такого перспективного объекта рыборазведения, как клариевый сом.
Цель и задачи исследования. Целью нашей диссертационной работы являлось изучение влияния экзогенного кальция на обмен макроэлементов и особенностей формирования химуса у рыб.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
изучить влияние кальция рациона и кальция воды на рост и физиолого-биохимические показатели рыб;
выяснить особенности структурирования химуса рыб и локализацию катионов в нем;
изучить роль экзогенного кальция в структурировании химуса рыб;
4. выяснить влияние кальция на метаболизм фосфора, магния, натрия
и калия у рыб;
5. изучить участие кожной слизи рыб в минеральном обмене.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые на
фоне разного уровня Са в воде и в рационе изучена взаимосвязь энтерального метаболизма макроэлементов с их гомеостазированием во внутренней среде на примере клариевого сома. Изучен метаболизм кальция у клариевого сома при ограничении его поступления в организм через экзогенные источники. Изучена структура химуса рыб. Показана локализация макроэлементов в энтеральной среде рыб. Выявлена адсорбирующая способность слизей ЖКТ рыб по отношению к минеральным элементам. Обнаружены идентичные свойства полостной и наружной слизи накапливать макроэлементы, а также бактериостатические свойства кожной слизи рыб.
Результаты исследований позволяют скорректировать сложившийся в современном научном сообществе взгляд на процессы пищеварения и роль в них катионов. Полученные данные могут быть использованы в учебных целях, для планирования дальнейших исследований процессов пищеварения, при уточнении минерального состава рационов кормления рыб, для разработки концепций питательного гомеостаза, диетического питания и пищеварения.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Международной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева (Москва, 2005), Международной научной конференции молодых ученых «Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» - новые возможности для молодых ученых» (Москва, 2006), Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной выдающимся педагогам Петровской академии (Москва, 2008), XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2009», Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие инноваций аграрной науки» (Москва, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
На защиту выносятся положения
клариевый сом (возраст 1 год) устойчив к длительной депривации экзогенного кальция;
уровень кальция в химусе рыб относится к жестким константам гомеостаза;
кальций участвует в структурировании содержимого желудочно-кишечного тракта рыб;
4. кальций оказывает влияние на энтеральный обмен других макроэлементов.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах компьютерного текста, включает в себя следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методика исследований, результаты собственных исследований, выводы, заключение, список литературы, включающий 211 наименований, из них 64 на иностранном языке, приложения. Работа иллюстрирована 2 рисунками и 39 таблицами.
Механизмы пищеварения
Строение пищеварительного тракта рыб проще, чем у высших позвоночных. Однако внутри класса имеется большое разнообразие видовых особенностей, довольно сложных в морфологическом отношении. Из-за этого до сих пор невозможно признать, что строение и функции желудочно-кишечного тракта рыб глубоко изучены. Пищеварительный тракт рыб, кроме своей основной функции, участвует в осморегуляции, дыхании и, вероятно, в запуске пищевых поведенческих реакций (Шпарковский И.А., 1986). Кузьмина В.В. (1997) выделяет 3 основные функции желудочно-кишечного тракта рыб: трофическую (снабжение организма энергетическими и пластическими веществами), защитную (защита от белковой и токсической агрессии) и трансформационную (деструкция макромолекул до олиго- и мономеров).
Одной из наиболее удачных классификаций пищеварительных трактов рыб считается классификация Г. Г. Вундша, к которой специалисты обращаются с 1937 г. Выделяют 5 основных типов: 1.Лососевый тип - стенка желудка тонкая, имеется от 80 до 400 пилорических придатков. 2.Окуневый тип - толстостенная глотка, цилиндрический желудок, 3 пилорических придатка. З.Щуковый тип - толстостенный пищевод, удлиненный желудок, печень вытянута в соответствии с геометрией тела. 4.Карповый тип - пищеварительный тракт имеет вид тонкой трубки, которая образует несколько петель, желудка нет, но передний отдел кишки расширен. 5.Угревый тип - узкий мускульный пищевод окружен печенью (Уголев A.M., Кузьмина В.В., 1993).
Также сюда можно прибавить сомовый тип — короткий пищевод со складками, с большим количеством слизистых клеток, желудок имеет форму мускульного округлого мешка, образовавшегося за счет развития фундального отдела. На границе желудка и кишечника имеется мощный пилорический сфинктер, кишечник недлинный, в нем наблюдается усложнение строения и усиление стенки за счет дополнительных мышечных прослоек в слизистой, и в мышечной оболочках (Веригина Н.А., Жолдасова И.М., 1982).
По типу пищеварения рыб делят на две группы - желудочные (в основном хищные) и безжелудочные. Они встречаются в пределах одного семейства и даже одного рода.
В пищеварительном тракте настоящих рыб выделяют ротовую полость, глотку, пищевод, желудок (у желудочных), проксимальный (тонкий) отдел кишечника и дистальный (толстый) отдел кишечника.
В ротовой полости большинства рыб обнаруживается секрет, представленный только слизью. Главное назначение этого секрета — защита эпителия и вкусовых рецепторов.
Слизистая оболочка пищевода имеет множественные борозды и складки, в которых накапливается слизь, задачей которой является обеспечение движения пищевого кома из ротовой полости после проглатывания. У некоторых видов рыб (кефаль) слизистая пищевода имеет секреторные клетки, аналогичные секреторным клеткам желудка.
Морфология желудка и присутствие в нем пищеварительных желез не всегда связаны с природой питания рыбы. В желудочных железах костистых рыб идентифицирован только один тип секреторных клеток, которые продуцируют и энзимогены, и соляную кислоту. На апикальном конце этих клеток имеется компактная система канальцев, сходных со структурами обкладочных клеток у высших животных. Также в слизистой оболочке имеются клетки, вырабатывающие слизь. Основными компонентами желудочного сока рыб являются слизь, ферменты и соляная кислота. Однако анализ пищеварения безжелудочных рыб позволяет говорить о том, что соляная кислота не является обязательным компонентом пищеварительных соков даже у хищных рыб.
Секреция пепсина зависит от температуры воды. Количество соляной кислоты и слизи определяется количеством поступившей в желудок пищи.
Кроме протеолитических ферментов, в желудке рыб обнаруживают липазу и хитиназу. Однако хитиназная активность желудка - скорее результат автолиза (Иванов А.А., 2003).
Еще одна особенность желудочного пищеварения рыб — высокая лизосомная активность, что для зоопланктонофагов очень важно.
Кишечник у примитивных рыб представлен простейшей трубкой, площадь которой увеличивается за счет спирального клапана. У костистых рыб площадь кишечника увеличивается за счет ряда приспособлений: пилорических придатков у желудочных рыб, продольных петель кишки, складок слизистой оболочки. У рыб разных видов также установлено наличие щеточной каймы энтероцитов и гликокаликса, что подтверждает принципиальное сходство структурных основ пищеварения у рыб и других позвоночных животных. Вместе с тем обнаружены различия в размере, форме и количестве микроворсинок: у бентософагов (лещ) микроворсинки тоньше, длиннее и расположены чаще, чем у типичных хищников и хищников-факультативных бентософагов (налим) (Уголев A.M., Кузьмина В.В., 1993).
Длина кишечника у хищных и всеядных рыб примерно равна длине тела. У бентософагов и макрофитофагов кишечник может превышать длину тела в несколько раз. і
Также показано наличие у рыб полостного и мембранного пищеварения. Отмечена способность пищеварительной системы рыб адаптироваться к увеличению суточного рациона. Изменяется активность ферментов, участвующих в процессах переваривания пищи. Перераспределяется активность мембранного и полостного гидролиза питательных веществ. Эти изменения приводят к снижению их переваримости при увеличении количества потребляемого корма. Также соотношение мембранного и полостного пищеварения зависит от возраста рыб. У личинок преобладает мембранное пищеварение, при взрослении переходе на другие корма — развивается полостное пищеварение (Ильина ИД., 1987; Трудова Н.В., 1987; Кириленко Н.С., Трудова Н.В., 1987).
Секреторная функция кишечника рыб изучена недостаточно. Кишечный сок является смесью секретов самой кишки, поджелудочной железы и печени. Дополнительную сложность при изучении кишечной секреции создают пилорические придатки, у которых имеется собственный секреторный аппарат.
Содержимое желудка имеет кислую реакцию (рН = 1,2—5), в покое рН = 6,77—6,82. У хищников кислотность выше. Секрет пилорических придатков имеет слабощелочную реакцию (рН = 7-8), химус кишечника - щелочную (рН около 8) (Трямкина СП., 1975). Секрет поджелудочной железы, выделяющийся в просвет кишечника также имеет слабощелочную реакцию (рН = 7,3-8,7) благодаря содержанию значительного количества бикарбоната натрия (Рекрут В.Д., 1988).
Магний
Компоненты-наполнители (манная и кукурузная крупы) выбирались с учетом низкого содержания в них кальция. В качестве основного источника белка были взяты желатин и казеин, жира - кукурузное масло, клетчатки -обеззоленная фильтровальная бумага, витаминов группы В и частично белка — пекарские дрожжи. Жирорастворимые витамины добавляли в виде тривитамина. Кальций добавлялся в виде глюконата кальция, остальные элементы - в виде растворимых солей.
Выбор источника кальция (глюконат) был обусловлен нейтральным вкусом соединения (по сравнению, например, с хлоридом кальция, обладающим горьким вкусом), его плохой растворимостью в воде (для максимального снижения потребления элемента из окружающей воды), нетоксичностью для организма и доступностью для приобретения. Так как нормы кормления клариевого сома по содержанию органических, минеральных веществ и витаминов не разработаны, их выбирали, основываясь на составе комбикормов, используемых для кормления сомов в промышленных условиях, а также на рекомендациях для кормления канального сома (Привезенцев Ю.А., Власов В.А., 2004).
Во втором опыте изучали влияние кальция, получаемого рыбами из воды. Для этого группу 3 содержали в дистиллированной воде, а группу 4 - в водопроводной, дехлорированной путем отстаивания. Обе группы получали промышленный комбикорм «AQUAVALENT» FM 44/18 EX.
Во время предопытной выдержки рыбы содержались в водопроводной воде, дехлорированной путем отстаивания и получали промышленный комбикорм «AQUAVALENT» FM 44/18 ЕХ по поедаемости. Сведения о составе комбикорма приведены в таблице 3.
Рыбы из первого опыта содержались в условиях лаборатории в период с апреля 2005 по июнь 2006 г для подращивания до необходимой живой массы. Рыбы из второго опыта содержались с ноября 2006 по март 2007. Таблица 3. Химический состав полусинтетического рациона и комбикорма «AQUAVALENT» FM 44/18 ЕХ, %
За время периода передержки рыбы адаптировались к условиям содержания, расписанию кормлений, взвешиваниям и отбору образцов кожной слизи. Всех рыб делили на группы методом пар-аналогов, в каждой группе из первого опыта было по 3 самца и 3 самки, из второго опыта - по 4 самки, и 4 и 5 самцов (таблица 1).
Рыб в начале первого опыта в течение двух недель приучали к дистиллированной воде, используя дистиллят вместо водопроводной воды при ежедневной подмене. Затем в течение недели - к ПСР.
Аналогично во втором опыте рыб из группы 3 адаптировали к дистиллированной воде. Тридцать дней рыб в обоих опытах содержали в экспериментальных условиях, затем проводили взятие образцов органов, тканей и химуса.
Физиологические и биохимические методы исследований На первом этапе исследований у рыб (клариевый сом, форель, осетр) через час после кормления в острых опытах извлекали желудочно-кишечный тракт и разделяли его на отделы (желудок, проксимальный отдел кишечника, дистальный отдел кишечника). Извлекали химус, фракционировали его по разработанной на кафедре методике. Затем образцы цельного химуса (ЦХ), пищевых частиц (ПЧ), плотной эндогенной фракции (ПЭФ) и растворимой фракции (РФ) высушивали при 105С. В образцах определяли содержание сухого вещества, а также кальция, фосфора, магния, натрия и калия (Георгиевский В.И., Полякова Е.П., 1977; Усович А.Т., Лебедев П.Т., 1976).
На втором этапе исследований в течение тридцати дней рыб (клариевый сом) в обоих опытах содержали в экспериментальных условиях, затем проводили прижизненный отбор кожной слизи и тотальное взятие крови из хвостовой вены. Из тушки извлекали желудочно-кишечный тракт, брали образцы химуса и оболочек всех отделов желудочно-кишечного тракта, а также образцы костей (позвонки, два первых луча левого грудного плавника, левая половина коракоидной кости), мышечной ткани, кожи, верхних глоточных зубов, селезенки, сердца, гепатопанкреаса, долей гепатопанкреаса, лежащих за грудными плавниками (см. Прил. IV), почек (краниальной и каудальной части), жабр и наджаберного органа. Выбор именно этих материалов был обусловлен их причастностью к обмену кальция.
Из крови получали сыворотку традиционным способом. Образцы химуса, его фракций, органов и тканей изучали по схеме первого этапа исследований.
Пробы отбирали в чистые пробирки и тигли. Посуду отмывали горячим 1% щелочным раствором хозяйственного мыла, затем тщательно промывали водой. После этого посуду помещали в 10% раствор соляной кислоты на сутки, многократно промывали дистиллированной водой. Тигли маркировали над газовой горелкой раствором хромовокислого калия и обжигали в муфельной печи (500-600С). До постоянной массы фарфоровую посуду доводили в сушильном шкафу. Взвешивание производили на аналитических весах с точностью до 0,0002 г.
Цельную кровь стабилизировали цитратом натрия. В образцах стабилизированной крови определяли следующие показатели: СОЭ, содержание гемоглобина, осмотическую резистентость эритроцитов по традиционным методикам (Методические указания, 1999). В образцах сыворотки определяли содержание альбуминов, мочевины, глюкозы с использованием тест-наборов «Агат» и «Ольвекс Диагностикум».
Микробиологические исследования кожной слизи проводили в лаборатории кафедры микробиологии. Исследовали рыб, содержавшихся в водопроводной воде. Брали образцы кожной слизи и воды из аквариума. Определяли количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) чашечным методом Коха, Clostridium perfringens и бактерий группы кишечной палочки (БГКП) методом предельных разведений. Определяли состав доминирующих форм бактерий в воде и слизи и способность кожной слизи подавлять рост представителей таких родов бактерий как Bacillus sp., Sarcina sp., Erwinia sp., а также микромицетов родов Mucor, Penicillium, Aspergillus. Изучение антибиотической активности проводилось методом диффузии с применением бумажных дисков (Методические указания, 1977).
Методика фракционирования химуса В основу разработки методики была положена различная физическая плотность составляющих химуса.
Брали навеску химуса (не более 1 г), разбавляли дистиллированной водой (в среднем 50 мл), тщательно перемешивали до однородной консистенции, затем отстаивали. Более тяжелые пищевые частицы со слизью опускались на дно. Иадосадочную жидкость сливали, осадок снова заливали дистиллированной водой, перемешивали, отстаивали, сливали иадосадочную жидкость. Эти действия повторяли несколько раз, стараясь как можно тщательнее отмыть пищевые частицы от слизи. Осадок составлял отдельную фракцию - пищевые частицы (ПЧ). Чистоту полученных фракций контролировали визуально при помощи микроскопа.
Минеральный состав воды и кормов
Сходная картина наблюдалась в сыворотке крови и глоточных зубах. Обратное явление - более высокое содержание фосфора в группах 3 и 4 по сравнению с группами 1 и 2 отмечалось в кожной слизи, каудальной части почек, наджаберном органе.
Практически не различались по изучаемому показателю кожа, краниальная часть почек, доли гепатопанкреаса, жабры, сердце и селезенка. В гепатопанкреасе были велики индивидуальные различия внутри групп.
Таким образом, при кормлении рыб полусинтетическим рационом в костях происходило отложение фосфора. В условиях второго опыта в оболочках желудочно-кишечного тракта фосфор распределялся следующим образом (таблица 25). В группах 3 и 4 в серозно-мышечной оболочке желудка фосфора содержалось примерно в 2 раза меньше, чем в слизистой. Однако различий между группами не наблюдалось. В слизистой оболочке проксимального отдела кишечника содержание фосфора в группах 3 и 4 достоверно не различалось. В серозно-мышечной — было несколько ниже.
В слизистой оболочке дистального отдела кишечника показатель группы 4 был недостоверно выше, чем в группе 3. В серозно-мышечной -несколько ниже. Показатели серозно-мышечной оболочки были значительно ниже, чем слизистой.
Таким образом, при кормлении ПСР, независимо от содержания в нем кальция, происходило накопление фосфора в костях, мышечной ткани, глоточных зубах. Показатели сыворотки крови подтверждали более напряженный фосфорный обмен у рыб первого опыта по сравнению с группами, получавшими комбикорм. Таблица 25. Содержание фосфора в оболочках желудочно-кишечного тракта рыб, мг% в сухом веществе
Содержание фосфора в оболочках желудочно-кишечного тракта в целом соответствовало концентрации элемента в эндогенных фракциях химуса, подтверждая предположение об эндогенном выделении его в энтеральную среду. Влияние кальция на распределение фосфора в организме клариевого сома не обнаружено. Концентрация фосфора во фракциях химуса представлена в таблице 26. Практически во всех отелах желудочно-кишечного тракта наблюдалось разделение показателей между группами по типу рациона.
В желудке в группах 1 и 2 максимальное содержание фосфора приходилось на РФ (8847 и 5845 мг% в сухом веществе соответственно). В группе 3 - на ПЧ (9750). В группе 4 элемент был обнаружен только в эндогенных фракциях. Минимальное содержание фосфора отмечалось в группах 1 и 2 - в ПЧ (3773 и 2477 мг% в сухом веществе соответственно), в группах 3 и 4 - в ПЭФ (2794 и 3022 мг%). В проксимальном отделе кишечника максимальное содержание фосфора наблюдалось в группах 1 и 2 - в ПЧ (19251 и 119565 мг% в сухом веществе соответственно). В группе 3 - в РФ (4120 мг% в сухом веществе), в группе 4 фосфор в ПЧ не был обнаружен, в РФ содержание элемента (3088 мг% в сухом веществе) было выше, чем в ПЭФ. В группах 1 и 2 показатели распределялись между эндогенными фракциями довольно равномерно, с некоторым преобладанием в ПЭФ (табл. 26). В группах 3 и 4 наоборот, фосфор преобладал в РФ.
В дистальном отделе кишечника максимальное содержание фосфора в группах 1 и 2 отмечалось в ПЧ (19898 и 16988 мг% в сухом веществе соответственно), в группе 3 - в РФ (14805 мг% в сухом веществе), в группе 4 - элемент распределялся между фракциями равномерно (в среднем по 4310 мг% в сухом веществе). Минимальные значения показателей наблюдались в группах 1 и 2 в РФ (11754 и 12862 мг% в сухом веществе), в группе 3 - в ПЧ (2549 мг% в сухом веществе).
Динамика концентрации фосфора во фракциях химуса клариевого сома по мере продвижения по желудочно-кишечного тракта была следующей. В группах 1, 2 и 3 содержание фосфора в ПЧ повышалось при продвижении химуса из желудка в проксимальный отдел кишечника. В дистальном отделе кишечника отмечалось увеличение показателя в группах 1, 3 и
В группе 2 — отмечалось снижение показателя по сравнению с проксимальным отделом кишечника, но содержание элемента было выше, чем в желудке.
Концентрация фосфора в ПЭФ по мере движения химуса по ЖЕСТ возрастала во всех группах. Причем в группе 1 в большей степени это происходило в проксимальном отделе кишечника, в дистальном отделе кишечника увеличение показателя было незначительно. В группе 2 содержание элемента увеличивалось незначительно. В группах 3 и 4 динамика показателей была сходна и отличалась от предыдущих групп более резким увеличением в дистальном отделе кишечника.
В РФ динамика содержания фосфора была сходна с таковой в ПЭФ. Во всех группах наблюдалось возрастание показателя по мере продвижения по желудочно-кишечному тракту.
Таким образом, независимо от типа рациона в желудке происходило выделение фосфора в энтеральную среду преимущественно в несвязанном ПЭФ виде. Однако при продвижении по пищеварительному тракту рацион оказывал определенное влияние на распределение элемента по фракциям химуса. Так, при кормлении ПСР фосфор концентрировался, в основном, в ПЧ. При кормлении комбикормом наибольшее содержание элемента отмечалось в РФ во всех отделах желудочно-кишечного тракта. Динамика содержания элемента была сходна во всех группах - происходило его накопление по мере продвижения по ЖКТ. Это можно объяснить низкой доступностью фосфора кормов во всех группах, и вынужденной секрецией эндогенного элемента для поддержания его необходимого уровня в химусе. Подобное явление для рыб других видов отмечено у И. Н. Остроумовой (2001,2004).
Уровень поступления кальция из экзогенных источников не повлиял на содержание и распределение фосфора в энтеральной среде клариевого сома. Вероятно, функции фосфора и кальция в химусе не имеют прямых связей.
Полученные нами данные не выявили закономерного влияния ограничения поступления кальция на обмен и распределения фосфора. Вероятно, это объясняется многообразием роли фосфора в организме. Так, помимо минерального обмена, он участвует в белковом, углеводном, липидном обменах, изучение которых не являлось целью данного исследования.
Магний является основным элементом внутриклеточной среды. В клетках магний является активным компонентом некоторых ферментов, в митохондриях - активирует процессы окислительного фосфорилирования, Является антагонистом кальция в регуляции возбудимости нервных окончаний и мышечных сокращений. В химусе млекопитающих, по данным ряда авторов (Шевелев Н.С., Полякова Е.П., Ксенофонтов Д.А. и др., 2002) магний функционально связан с кальцием, находясь в определенном равновесии. Мы изучали влияние ограничения поступления кальция в организм клариевого сома на обмен магния.
В теле клариевого сома магний распределялся следующим образом (таблица 27). При ограничении поступления кальция с кормом (опыт 1) основные межгрупповые различия наблюдались в кожной слизи. В группе 1 концентрация магния была более чем вдвое выше, чем в группе
Влияние кальция на обмен и распределение фосфора, магния, натрия и калия в организме клариевого сома
В полости желудочно-кишечного тракта наблюдалась следующая картина. Концентрация кальция в цельном химусе желудка клариевого сома зависела от содержания элемента в корме. В группе 1 содержание элемента в сухом веществе ЦХ (167 мг% в желудке, 439 мг% в проксимальном отделе кишечника и 400 мг% в дистальном отделе кишечника) было значительно ниже, чем в группе 2 (648 мг%, 745 мг% и 767 мг% соответственно).
Во фракциях химуса в желудке и дистальном отделе кишечника кальций накапливался в основном в РФ, в проксимальном отделе кишечника - распределялся между ПЭФ и РФ. В группе 2 во всех отделах желудочно-кишечного тракта наблюдалась тенденция к увеличению концентрации элемента в ПЭФ. В ПЧ химуса всех отделов отмечалось минимальное содержание кальция.
При исключении воды как источника кальция (опыт 2), наблюдалось достоверное снижение концентрации элемента в долях гепатопанкреаса, лежащих за грудными плавниками с 30 мг% в СВ в группе 4 до 6 мг% в группе З (Р 0,01). В мышцах и коракоидной кости наблюдалась обратная картина - содержание кальция достоверно увеличивалось у рыб, содержавшихся в дистиллированной воде. В остальных органах и тканях различий между группами не наблюдалось.
В стенке желудка различий между группами не наблюдалось. Концентрация кальция в слизистой оболочке была незначительно выше, чем в серозно-мышечной. В проксимальном и, особенно, дистальном отделах кишечника содержание кальция в слизистой оболочке было значительно выше, чем в серозно-мышечной.
Энтеральная среда рыб второго опыта была более выровнена по содержанию кальция по сравнению с первым опытом. В сухом веществе ЦХ концентрация элемента отмечалось снижение показателя по мере продвижения по ЖКТ.
При рассмотрении отдельных фракций наблюдалась следующая картина. В группе 4 кальций локализовался в основном в ПЧ (3223 мг% в СВ). В группе 3 в желудке и проксимальном отделе кишечника элемент также накапливался в ПЧ (3872 мг% в СВ). В дистальном отделе показатель снижался до 1754 мг% в СВ и был достоверно ниже соответствующего значения в группе 4 (Р 0,05). В сухом веществе ПЭФ уровень кальция был наиболее постоянным во всех отделах ЖКТ и составлял в желудке 1057 мг%, в проксимальном отделе кишечника — 2895 мг%, в дистальном отделе кишечника - 2280 мг%. В РФ желудка у рыб, содержавшихся в дистиллированной воде, концентрация кальция была достоверно ниже, чем в контрольной группе (Р 0,01). То есть в желудке элемент еще не вышел из ПЧ в обеих группах, поэтому его концентрация там наиболее высока. В проксимальном отделе кишечника из ПЧ высвобождалась органика, увеличивая концентрацию золы и, в том числе, кальция в этой фракции. В дистальном отделе элемент накапливался в РФ, в отличие от наземных животных, так как у рыб в дистальном отделе кишечника отсутствует всасывание воды.
По результатам проведенных исследований можно сказать, что изменение энтерального обмена кальция повлекло за собой изменение энтерального обмена магния и калия.
Полученные нами данные не показали закономерного влияния ограничения поступления кальция на обмен и распределения фосфора. Вероятно, это объясняется многообразием роли фосфора в организме. Так, помимо минерального обмена, он участвует в белковом, углеводном, липидном обменах, изучение которых не являлось целью данного исследования.
Влияние кальция на магний прослеживалось только на уровне энтеральной среды - при добавлении кальция в ПСР в группе 2 отмечалась тенденция к увеличению связывания магния ПЭФ на 42% в желудке, на 18% в дистальном отделе кишечника и снижению концентрации элемента в слизистых оболочках ЖКТ на 2-64%. Динамика магния была тесно связана с динамикой кальция, особенно в ПЭФ. Коэффициент корреляции (г) в этой фракции химуса рыб всех групп был равен 0,86 - 0,99.
Низкое содержание кальция в корме и воде не оказало заметного влияния на обмен и распределение натрия в организме клариевого сома.
Ограничение поступления в организм рыб экзогенного кальция повлияло на энтеральный обмен калия. При ограничении поступления с кормом происходило достоверное увеличение содержания элемента на 61% в ПЭФ и более, чем в 2 раза - в РФ дистального отдела кишечника (Р 0,05). При низкой степени минерализации воды происходило достоверное снижение концентрации калия на 9 - 83% в ПЭФ химуса всех отделов ЖКТ (Р 0,01).
Кожная слизь рыб выполняет ряд важных функций. Это образование принимает активное участие в таких физиологических процессах, как осморегуляция, газообмен, иммунная защита.
Наши исследования показали, что кожная слизь рыб обладает способностью к накоплению макроэлементов, участвуя при этом в осморегуляции и минеральном обмене с окружающей водой. Концентрация кальция и магния в кожной слизи различалась между группами в первом опыте. Содержание кальция у рыб из группы 1 достоверно увеличивалось, магния - снижалось (Р 0,01 в обоих случаях). Концентрация в слизи калия (167-975 мг% в СВ) по группам рыб достоверно не различалась. Содержание фосфора зависело от типа рациона. Показатели группы 1 были меньше показателей групп 3 и 4. В слизи рыб группы 2 элемент не был обнаружен. Содержание натрия в группе 4 (786 мг% в СВ) было достоверно ниже, чем во всех остальных (Р 0,01). Это можно объяснить участием кожной слизи в обмене макроэлементов с окружающей водой. Из литературных источников известно, что у пресноводных рыб в воде с низким уровнем минерализации хорошо развито свойство слизистых оболочек и кожи избирательно удерживать катионы (Иванов А.А., 2003).
Концентрация кальция в слизи рыб всех четырех групп в расчете на сухое вещество была очень высокой и составляла 1-3%. Причем просматривается зависимость этого показателя от степени минерализации среды обитания рыб.
Кальций имеет большое значение для нормального функционирования слизи и ее структурирования. Таким образом, наши исследования подтвердили общие способности кожной и энтеральной слизи к связыванию и накоплению макроэлементов.
Микробиологическое изучение кожной слизи показало, что она обладает бактериостатическими свойствами, подавляя рост ряда патогенных бактерий (Bacillus sp., Sarcina sp., Erwinia sp.) и грибов (Mucor sp., Pennicillum sp., Aspergillus sp.). Кроме того, в кожной слизи были обнаружены микроорганизмы, не встречающиеся в окружающей воде («диплококки»), жизнедеятельность которых препятствует росту других микробов. Слизь, освобожденная от «диплококков» также обладает бактериостатическими свойствами.
