Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

КОНСТРУКТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ НА УРОВНЕ ЭНТЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА У БЫКОВ-КАСТРАТОВ ПРИ РАЗНОМ СОДЕРЖАНИИ МАГНИЯ В РАЦИОНЕ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "КОНСТРУКТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ НА УРОВНЕ ЭНТЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА У БЫКОВ-КАСТРАТОВ ПРИ РАЗНОМ СОДЕРЖАНИИ МАГНИЯ В РАЦИОНЕ"



На правах рукописи

КСЕНОФОНТОВА Анжелика Александровна

КОНСТРУКТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ НА УРОВНЕ ЭНТЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА У БЫКОВ-КАСТРАТОВ ПРИ РАЗНОМ СОДЕРЖАНИИ МАГНИЯ В РАЦИОНЕ

Специальность 03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степе™ кандидата биологических наук

Москва 2004

Диссертационная работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии животных ФГОУ ВПО Московской сельскохозяйственной академии имени К А. Тимирязева

Научный руководитель, кандидат биологических наук, старший

научный сотрудник, Полякова Елена Павловна

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Овсшцер Борис Рувимович доктор биологических наук, профессор, Максимов Владимир Ильич.

Ведущая организация Российский Университет Дружбы Народов

Защита диссертации состоится « ». ; ^2005 г в часов

на заседании диссертационного совета Д 220 043 09 при Московской сельскохозяйственной академии имени К А. Тимирязева

Адрес. 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул , 49, ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомится в ЦНБ МСХА Автореферат разосчан « » декабрь 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Подколзина Т М

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблема минерального питания всегда привлекала внимание исследователей. В связи с улучшением генетического потенциала е.-к. животных постоянно вносятся изменения в нормирование рационов. Пересмотр и уточнение норм минерального питания животных должен основываться на глубоком понимании физиологических процессов на разных этапах обмена веществ. Закономерности обмена минеральных элементов в животном организме рассматривались в работах Дмитроченко А.П. (1968), Ю.К. Олля (1967), А. Хеннига (1976), Г.Т. Клиценко (1989), В.ИГеоргиевского, Б.Н. Анненкова, В.Т.Самохина (1979), Б.Д. Калывщкого (1985).

Процессы гидролиза и абсорбции питательных веществ в пищеварительном тракте с.-х. животных являются основой теоретических разработок в области кормления, разработки и балансирования рационов по всем составляющим. В свете теории контактного (пристеночного) пищеварения, основоположником которого стал A.M. Уголев (1958), . достаточно полно изучены механизмы всасывания, в то время как, в области полостного пищеварения остается много неясного, в том числе, обмен и взаимодействии минеральных веществ на уровне энтеральной среды. В полости кишечника обнаружены две новые реакционные зоны: слой слизистых наложений и полостная слизь, которые выполняют не только защитную функцию, но и участвуют в полостном гидролизе и абсорбции питательных веществ (Ю.М Гальперин, 1986; А.И. Морозов, 1988). Одновременно на кафедре физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных МСХА изучались свойства и функции слизистых образований пищеварительного тракта на птице (Е.П. Полякова, 1986; В.И. Георгиевский, 1995) и жвачных животных (Н.С. Шевелев, 1998-2000). Было показано, что полостная слизь составляет основной объем химуса всех отделов желудочно-кишечного тракта и участвует в его формировании. Методом рентгено-струкгурного анализа ими установлено, <гго полостная слизь это не бесформенная масса, а упорядоченное

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

фонд научной литературы NC

образование Обнаружено, что макро- и микроэлементы в химусе имеют определенные места локализации, что вероятно связано с их непосредственным участием в полостном пищеварении Цель и задачи исследований.

Цель работы изучить взаимодействие макроэлементов на уровне энтерального и внутреннего обмена веществ у быков-кастратов, при естественном и повышенном содержании магния в рационе

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние повышенного уровня магния в рационе на усвоение макроэлементов

2 Проследить суточную динамику содержания макроэлементов во фракциях рубцового содержимого

3 Выявить особенности распределения макроэлементов по фракциям содержимого разных отделов пищеварительного тракта при нормальном и повышенном уровне в рационе животных

Научная новизна и практическая значимость исследований.

На кафедре физиологии и биохимии животных МСХА разработана и впервые применена методика разделения химуса желудочно-кишечного тракта у жвачных животных на фракции остатки корма (пищевые частицы - ПЧ), плотную эндогенную фракцию (ПЭФ) и растворимую фракцию (РФ)

Установлена способность плотной эндогенной фракции в значительном количестве куммулировать двухвалентные катионы, в том числе кальций и магний и в гораздо меньшей степени связывать одновалентные натрий и калий

Установлены конструктивные взаимодействия макроэлементов между собой и эндогенными образованиями химуса Показано распределение макроэлементов по фракциям химуса во всех отделах желудочно-кишечного тракта быков-кастратов Обнаружено, что взаимодействие макроэлементов между собой начинается на уровне энтеральной среды

Прослежена суточная динамика распределения макроэлементов по фракциям рубцового содержимого при нормальном и избыточном содержании магния. Установлено влияние избыточного количества магния в рационе на обмен кальция на уровне пищеварительного тракта жвачных животных, при непосредственном участии полостной слизи.

Нами экспериментально установлено, что увеличение уровня магния в рационе в 1,5 раза, против рекомендованной нормы, приводит к изменению в накоплении макроэлементов в органах и тканях, изменяется скорость их экстрагирования из корма на уровне пищеварительного тракта, а также нарушается их гомеостатическое соотношение в эндогенных фракциях содержимого разных отделов пищеварительного тракта.

Материалы, представленные в работе, позволяют дать научное обоснование допустимого содержания магния в рационах жвачных животных. Полученные данные позволяют с иных позиций рассматривать энтеральную среду в целом. Основные положения диссертации могут быть использованы в учебных курсах по физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных в высших учебных заведениях при изучении обмена минеральных веществ. Апробация.

Основные положения диссертации доложены на седьмой и девятой гастроэнтерологических неделях, 2001, 2003; на научной (декабрьской) конференции МСХА, 2000г; на конференции молодых ученых МСХА, 2000, 2002. По теме диссертации опубликовано 5 научных статей. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, объекта и методов исследований, результатов собственных исследований, заключения, выводов, предложений, списка использованной литературы и приложений; содержит 18 таблиц, 21 рисунок. Список использованной литературы включает 253 наименования, в том числе 162 иностранных авторов.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Опыт проводили на базе вивария зооинженерного факультета МСХА им К А.Тимирязева на шести быках-кастратах черно-пестрой породы, с 12 до 22 месячного возраста, подобранных методом пар-аналогов, по три животных в опытной и контрольной группах В подготовительный период всем животным были наложены фистулы рубца методом В А Басова Содержание подопытных животных - привязное, в стойлах, кормление трехразовое, поение - из автопоилок

Рацион составляли в соответствии с детализированными нормами кормления сельскохозяйственных животных Основной суточный рацион (ОР) животных обеих групп в первый опытный период состоял из злаково-разнотравного сена, комбикорма, отрубей Питательность основного рациона для быков в 12-месячном возрасте составила <\6 корм ед В 1 кг сухого вещества ОР содержалось 8,9г кальция, 4,9г фосфора, 2,1 г магния, 20,4 г калия В течение эксперимента рацион корректировали с учетом возраста и живой массы Животные опытной группы на протяжении всего эксперимента дополнительно к основному рациону получали добавку магния из расчета 1000 чг на 1 кг сухого вещества рациона в виде оксида магния в смеси с концентратами

В процессе опыта у животных производили отбор проб крови из яремной вены и цельного рубцового содержимого через фистулы рубца спустя 3 и 10 часов после кормления В конце эксперимента произведен убой всех животных с отбором средних проб паренхиматозных органов, крови и тканей, а также химуса и стенки из с тедующих отделов желудочно-кишечного тракта рубец, сетка, книжка, сычуг, двенадцатиперстная кишка, начало, середина и конец тощей кишки, подвздошной, слепой, ободочной и прямой кишок Образцы содержимого преджелудков, сычуга, тонкого и толстого кишечника по разработанной на кафедре методике разделяли на отдельные фракции- не переваренные пищевые частицы (ПЧ), растворимую

фракцию (РФ) и плотную эндогенную фракцию химуса (ПЭФ). Стенки преджелудков, сычуга и кишечника разделяли на серозно-мышечный слой и слизистую оболочку. Во всех исследуемых биологических пробах определяли содержание сухого вещества и золы методами зооанализа, а содержание магния, кальция, калия и натрия атомно- абсорбционным методом на приборе "Pye Unicaxn SP-1900, фосфор -колориметрически.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. 3.1 Содержание макроэлементов в органах и тканях.

Установленные нами закономерности распределения макроэлементов по основным органам и тканям у животных обеих групп в основном согласуются с данными, полученными различными исследователями. В целом у животных контрольной группы уровень изучаемых элементов в теле соответствовал норме. Анализ органов и тканей животных опытной группы не показал существенных изменений в накоплении и распределении магния, однако отмечается тенденция к увеличению его концентрации в сердце, почках, поджелудочной железе и диафизе костей. При этом наблюдается достоверное увеличение содержания магния в моче в 2 раза (Р <0,05), что свидетельствует об усилении его экскреции из организма (таб. 1). Вместе с тем, отмечено влияние повышенного уровня магния в рационе на отложение других элементов, а именно: достоверно снижался уровень кальция, в костной ткани, в волосяном покрове и в моче на 25%, 60% и 36%, а так же наблюдалась тенденция к его снижению - в сердце, легком, печени, селезенке и скелетных мышцах на 33,20, 16, 40 и 10%, соответственно.

На содержание фосфора в органах и тканях повышенная доза магния в рационе животных оказала менее выраженное влияние, в сравнении с кальцием, но с подобными закономерностями снижения его уровня в костях, легких, печени, селезенке на 17%, 23,33, 19%, соответственно.

В отличие от кальция и фосфора, содержание калия в костной ткани у животных опытной группы достоверно увеличивается в 1,5 раза (Р< 0,001), а натрия в 4 раза (Р< 0,001) В то же время в мягких тканях наблюдается обратная тенденция. Так в печени, почках, легких и сердце концентрации калия

Таблица 1

Содержание кальция и магния в органах и ткакнях

кальций магний

контр группа опытная rpvuna контр группа опытная группа

волос 3,03 ± 0,45 1,49*0 09* 0,45 1 0 04 0,42 ' 0,14

сердце 0,44 * 0,09 0,30 ^ 0 07 0,86 * 0,15 0,96 »0 05

лёгкое 0,90 1 025 0,71 * 0,08 0,93 * 0,24 0,56 - 0,11

печень 0,44 * 0,04 0,37 * 0,14 0,61 ь 0 04 0,50 * 0,07

почки 0,75 * 0,12 1,07 * 0,22 0,75 * 0 10 0,98 * 0 23

моча 0,83 ' 0 02 0,53 4 0,03»** 3,7 * 0 95 7,3 * 0 62*

поджел.железа 0,70 4 0,11 1,191 0,23 1,00 * 0 15 1.11 * 0,03

бедрен мышца 0,30 1 0,14 0,27 * 0,11 0,68 * 0,14 0,63 * 0,07

селезенка 0,52 1 0 09 0,31 ь 0,18 0,68 * 0,08 0,41 * озо

околоуш жлеза 2,24 * 0 29 1,03 1 1,05 0,57 * 0,11 0,42 * 0 20

желчь 2,20 * 0,74 1,64 * 0,22 0,56 * 0 07 0,49 * 0 07

кость плоек эпиф 23,31 1 1.28 18,52*7 62 0,80 1 0 14 0,77 * 0 15

кость плоек, диаф 41,57 1 П 35 29,81 * 5 98 1,16 * 0.50 1,45 * 0 29

кость трубч диаф 46,16 4 6 62 35,73 * 6,18 1,42 * 0.16 1,49 * 021

кость трубч эпиф 26,60 * 4,16 18,32 * 2.55 0,81 1 0 10 0,78 1 0 13

Разница достоверна в сравнении с контролем при Р<0 05 Разница достоверна в сравнении с контролем при Р<0 01 Разница достоверна в сравнении с контролем при Р<0 001

снижается на 7, 25, 10 и 25%, а натрия - на 25,13, 7 и 5%, соответственно, а также калия в поджелудочной железе - на 20% и натрия в околоушной слюнной железе - на 40%.

Таким образом, в нашем эксперименте увеличение уровня магния в рационе в 1,5 раза привело к изменению в накоплении макроэлементов в органах и тканях Тем самым, подтверждается ранее известный факт, о негативном

влиянии избытка магния на обмен кальция, однако механизм этого влияния пока неизвестен. Для раскрытия этого взаимодействия мы предприняли попытку проследить обмен минеральных элементов на уровне энтеральной среды.

3.2 Содержание макроэлементов во фракциях рубцового содержимого

В соответствии с методикой разделения сухое вещество содержимого рубца представлено следующими фракциями ПЧ, РФ, ПЭФ и ИФ в соотношении 60%: 15%: 20%: 5%. В ходе эксперимента выявлены определенные закономерности в распределении макроэлементов во фракциях рубцового содержимого. Нами установлено, что уже в первые часы после кормления легко высвобождается из ПЧ. Основное его количество обнаруживается, прежде всего, в РФ рубцового содержимого (6,5 г/кг сухого вещества), часть связывается с ПЭФ и усваивается инфузориями (4,1 и 4,6 г/кг сухого вещества, соответственно)(Рис. 1).

10,4

10-1

8-1

6,79

5,73

кормления контрольная группа

Через Зчпоспе Через Ючпоспе Через Зчпосле Через Ючпоспе кормления кормления кормления кормления

кормления опытная группа

кормления

Рис. 1 Концентрация магния в содержимом рубца

Растворимая фракция фракция

Пшцевые частицы КЙЙЙЙЙЙ Плотная эндогенная фракция

Через 10 часов после кормления происходит перераспределение магния по фракциям. Концентрация элемента в пищевых частицах снижается на 30%, в следствии дальнейшее его экстрагирования В инфузорной фракции его уровень снижается на 9%, в ПЭФ остается практически на том же уровне, а в РФ снижается в 2 раза. Таким образом, на примере животных контрольной группы установлено физиологически нормальное распределение магния по фракциям содержимого рубца в пик пищеварения и натощак

У животных опытной группы добавка магния в рацион приводит к снижению его экстрагирования из ПЧ на 25% и увеличению растворимых форм в 1,5 раза, что адекватно введенной дозе В ПЭФ и ИФ содержимого рубца повышение уровня магния в первые часы после приема корма выражено в меньшей степени, на 40 и 50 %, соответственно в сравнении с контролем

Через Зч после Через 10 ч после Через Зч после Через 10 ч после кормления кормления кормления кормления

контрольная опытная группа

группа

Рис 2 Концентрация кальция в содержимом рубца

миймоа Плотная эндогенная фракция I ~1 Растворимая фракция

I 1 . ; . . Инфузорная фракция | =] Пищевые частицы

Кальций, так же как и магний, хорошо извлекается из ПЧ в первые чесы после приема корма Однако его распределение по фракциям рубцового

содержимого иное. Так, у животных контрольной группы он наиболее активно куммулируется ПЭФ (20 г/кг сух в-ва), в несколько меньшей степени задерживается инфузориями (17 г/кг сух в-ва) (рис.2). Через 10ч после приема животными корма закономерности распределения кальция между фракциями рубцового содержимого по существу не изменяются, за исключением снижения его содержания в РФ на 68 %.

Введение М§£) в рацион заметно меняет распределение кальция по фракциям. Во-первых, как через Зч, так и 10 ч после кормления животных достоверно снижается связывание кальция ПЭФ: на 38 и 20%, соответственно. Во-вторых, возрастает его содержание в РФ - на 7 и 32 %, соответственно, а также в инфузорной фракции - через 3 часа после кормления на 13% и через 10ч - на 24% при недостоверной разнице. По-видимому, магний препятствует связыванию части кальция с ПЭФ. В результате повышается его содержание в растворимой фракции и усвоение микроорганизмами.

Фосфор через три часа после кормления животных обнаруживается преимущественно в РФ рубца, а через 10 часов - активнее усваивается инфузориями и кумулируется ПЭФ. Дополнительное введение в рацион животных не оказало достоверного влияния на распределение фосфора между фракциями рубцового содержимого. Однако отмечается снижение его экстрагирования из ПЧ, что в целом, по-видимому, обуславливает уменьшение его концентрации в остальных фракциях, в сравнении с контролем.

В распределении калия и натрия по фракциям рубцового содержимого наблюдаются сходные закономерности, при этом основная их часть в пик пищеварения обнаруживается в РФ (52 и 159 г/кг сух в-ва, соответственно) (рис. 3). В плотной эндогенной и инфузорной фракциях концентрация калия в 1,5 раза, а натрия в 7 раз меньше, чем в РФ. Через 10 ч после кормления в РФ отмечается снижение уровня калия на 44%, а натрия на 30%, вследствие одновременно протекающей абсорбции элементов и разбавлении содержимого рубца слюной.

кормления кормления кормления кормления

контрольная опытная группа

группа

Рис. 3 Концентрация натрия в содержимом рубца

55555К-Н Плотная эндогенная фракция I ~1 Растворимая фракция

I ; 1 1 Инфузорная фракция | 1 =| Пищевые частицы

При введении дополнительной дозы М^ в рацион, у животных опытной группы возрастает экстрагирование калия и натрия из ПЧ В тоже время концентрация натрия в РФ в пик пищеварения на 22% ниже, чем в контрольной группе, что, по-видимому, связано со снижением содержания элемента в слюне Соотношение К Иа в инфузорной фракции в пик пищеварения составило у животных в контрольной группе - 0,56, а в опытной - 0,32 Через 10 часов посте приема корма это соотношение выравнивается в обеих группах до 0,4, и, по-видимому, является физиологической нормой для простейших рубца

Таким образом, изучаемые макроэлементы имеют закономерную локализацию во фракциях рубцового содержимого Увеличение уровня в рационе, уже на уровне рубца оказывает влияние на обмен изучаемых макроэлементов Во-первых, снижается высвобождение магния, кальция и фосфора из ПЧ, а калия и натрия наоборот увеличивается Во-вторых,

наблюдается вытеснение кальция из ПЭФ, по-видимому, вследствие его замещения магнием

3.3 Обмен макроэлементов в химусе к его фракциях на протяжении желудочно-кишечного тракта.

Магний. Для получения более полной картины обмена макроэлементов на уровне энтеральной среды была изучена динамика их распределение по фракциям содержимого всех отделов всего пищеварительного тракта при нормальной и повышенной концентрации магния в рационе

В ходе исследований установлено, что в сычуге, и проксимальном отдете тонкого кишечника вследствие разбавления химуса пищеварительными соками концентрация магния в нем снижается в 3 раза, относительно преджелудков (рис 4) По мере продвижения химуса по кишечнику в каудальном направлении, уровень магния в цельном химусе закономерно увеличивается в среднем до 5,2-5,9 г/кг сухого вещества в толстом отделе кишечника

Рис 4 Концентрация магния в химусе и его фракциях у животных контрольной группы

-V— Растворимая фракция ----в Цельный химус

И Плотная эндогенная фракция .... .А.... Пищевые частицы

У животных опытной группы, при сходной динамике магния в химусе на протяжении ЖКТ, уровень его в цельном химусе преджелудков, сычуга и

тонкого отдела кишечника достоверно выше в 1,7; 1,6 и 1,9 раза, что адекватно введенной дозе.

На протяжении всего пищеварительного тракта магний имеет четкую локализацию по фракциям химуса. Так, у животных контрольной группы наиболее низкое его содержание в непереваренных пищевых частицах. Сухое вещество растворимой фракции является преимущественным местом локализации элемента, относительно других фракций химуса. Разбавление химуса пищеварительными соками в сычуге и 12-перстной кишке снижает содержание растворимого магния в 1,4 раза относительно преджелудков у животных контрольной группы. Начиная с дистального отдела тонкого и далее в толстом кишечнике, содержание растворимого магния вновь значительно увеличивается - в 6 раз, достигая уровня 17 г/кг сухого вещества в прямой кишке, по-видимому, вследствие снижения абсорбции элемента. Концентрация магния в сухом веществе ПЭФ на протяжении всего желудочно-кишечного тракта у животных контрольной группы в целом ниже, чем в растворимой фракции, при сходной динамике. В преджелудках, тонком и толстом отделах кишечника она составила в среднем 2,9 - 3,1; 1,5 - 4 и 5,7 - 7,8 г/кг сухого вещества, соответственно.

У животных, получавших с рационом добавку М^, динамика распределения магния по фракциям идентично контролю. Вместе с тем высвобождение магния из корма в преджелудках происходит менее интенсивно, так как концентрация его в пищевых частицах в 1,7 раза выше, чем в контрольной группе. В нижележащих отделах пищеварительного тракта экстрагирование элемента вновь выравнивается. У животных опытной группы концентрации магния в сухом веществе растворимой фракции на протяжении всего пищеварительного тракта достоверно выше в 1,5-3 раза, чем в контрольной группе (рис.5). Также отмечается тенденция закономерного увеличения концентрации элемента в ПЭФ содержимого рубца и сычуга на

40%, в химусе 12-перстной, тощей и прямой кишок - на 65, 22 и 35%, соответственно

Р^с 5 Концентрация магния во фракциях химуса (г/кг сухого вещества)

- Контрольная группа — — — — — — Опытная группа

Дополнительной характеристикой интенсивности обмена минеральных веществ, служит их концентрация в стенке пищеварительной трубки У животных обеих групп на протяжении всего пищеварительного тракта содержание магния в слизистой оболочке выше, чем в серозно-мышечном слое Дополнительное введение магния в рацион животных приводит к увеличению его концентрации в серозно-мышечном слое в среднем в 2,5-3 раза, чем в контроле В стизистой оболочке сетки, книжки и толстого кишечника уровень магния также закономерно увеличился на 60%, а в сычуге и подвздошной кишке в 3 и 2 раза, соответственно

Таким образом, избыточное количество магния, поступившее с рационом приводит к увеличению его концентрации, как в химусе, так и в стенке всех

отделов пищеварительного тракта, при этом во внутреннюю среду организма он поступает не адекватно введенной дозе.

Кальций. В отличие от магния распределение кальция по фракциям химуса несколько иное (рис. 6). В преджелудках кальций активно высвобождается из ПЧ и связывается ПЭФ (25 г/кг сух в-ва), в то время как в РФ он задерживается недолго, и где его концентрация составила 7 г/кг сух. в-ва. В нижележащих отделах кишечника кальций равномерно распределяется между РФ и ПЭФ при сходной динамике. В проксимальном отделе тощей кишки вследствие секреции пищеварительных соков и одновременной абсорбции элемента уровень растворимого кальция снижается в 2,7 раза, относительно преджелудков. Далее, в РФ химуса толстого отдела кишечника концентрация кальция увеличивается в 4,2-4,7 раза. Уровень кальция, связанного с ПЭФ также возрастает, по мере его продвижения по кишечнику в каудальном направлении, до 36 г/кг сух. в-ва в прямой кишке. В ПЧ практически на всем протяжении пищеварительного тракта обнаружена минимальная концентрация элемента (3-6 г/кг сух в-ва).

50 ч

45 -I

Рис. 6 Концентрация кальция в химусе и его фракциях у животных контрольной группы

-V— Растворимая фракция ----Я— Цельный химус

——— Плотная эндогенная фракция .... ^.... Пищевые частицы

У животных обеих групп наблюдается сходная динамика освобождения кальция из ГТЧ на протяжении всего желудочно-кишечного тракта В то же

время у животных опытной группы наблюдается достоверное увеличение его

Рис 7 Концентрация кальция во фракциях химуса (г/кг сухого вещества) _ Контрольная группа _ _____ Опытная группа

концентрации в РФ в среднем на 60-80%, а также тенденция к увеличению в ПЭФ тонкого и толстого отделов кишечника на 20-30% (рис 7) Это приводит к увеличению уровня кальция в сухом веществе цельного химуса пищеварительного тракта в каудальном направлении на 40-60%, в сравнении с контролем Таким образом, повышение концентрации магния в энтеральной среде повлекло за собой усиление экскреции кальция из внутренней среды организма в полость кишки, вероятно необходимое для поддержания оптимального кальций - магниевого соотношения в эндогенных фракциях желудочно-кишечного тракта

В слизистой оболочке на протяжении всего пищеварительного тракта у животных обеих групп содержание кальция в 2-3 раза выше, чем в серозно-мышечном стае Кальций, также как и магний, способен накапливаться в

межклеточных щелях ороговевшего эпителия слизистой рубца. Отмечен высокий уровень элемента в слизистой оболочке рубца (27 г/кг сухого вещества), что по нашему мнению является физиологически необходимым для абсорбции органических компонентов. В слизистой оболочке кишечнике его концентрация снижается до 2-3 г/кг сухого вещества. У животных опытной группы при сходной динамике, в слизистой оболочке рубца, сычуга и 12-ти перстной кишки наблюдается тенденция к увеличению его концентрации в среднем на 30%, а в подвздошной кишке в 2 раза.

Фосфор, калий, натрий. При рассмотрении обмена фосфора в энтеральной среде, нами обнаружено, что в наибольшей степени он концентрируется в РФ и в значительно меньшей - в ПЭФ, однако минимальное его количество содержится в ПЧ. Существенного влияния магния на содержание фосфора в цельном химусе не обнаружено. Однако у животных опытной группы наблюдается тенденция снижения содержания фосфора в РФ и ПЭФ химуса

Рис. 8 Концентрация натрия в химусе и его фракциях у животных контрольной группы

-V— Растворимая фракция ----щ— Цельный химус

И Плотная эндогенная фракция Пищевые частицы

тонкого и толстого отделов кишечника на 40%, в сравнении с контролем

Анализ концентрации калия и натрия по фракциям химуса показал, что, в отличие от магния, кальция и фосфора, оба эти элемента практически не связываются ПЭФ и в основном обнаруживаются в РФ (рис 8) В ПЧ их содержание так же минимально

При дополнительном введение магния в рацион животных установлено определенное его влияние на энтеральный обмен калия и натрия в толстом отделе кишечника, а именно снижение концентрации этих элементов в РФ и ПЭФ По-видимому, при дополнительном введении магния в рацион животных увеличилась абсорбция калия и натрия в толстом отделе кишечника, что привето к повышенному накоплению их в костной ткани

Выводы.

1 В опыте на быках-кастратах установлено, что макроэлементы в энтеральной среде тесно взаимодействуют со структурными компонентами химуса жетудочно-кишечного тракта, обеспечивая его гомеостазирование

2 В химусе всех отделов пищеварительного тракта обнаружены места локализации изучаемых макроэлементов с характерной динамикой для каждого из них

- плотная эндогенная фракция в значитечьном количестве кумулирует кальций, в меньшей степени связывает магний и фосфор, калий и натрий практически не связываются с ней и обнаруживаются преимущественно в растворимой фракции,

- концентрация макроэлементов в химусе тонкого отдела кишечника снижается, вследствие абсорбции и разбавления химуса пищеварительными соками,

- по мере продвижения химуса в нижетежащие отделы желудочно-кишечного тракта наблюдается увеличение в нем концентрации всех изучаемых

макроэлементов, обусловленное повышением их уровня в плотной эндогенной и растворимой фракциях.

3. Полуторакратное увеличение дозы магния в рационе приводит к повышению его концентрации в цельном химусе и вызывает перераспределение изучаемых нами макроэлементов между фракциями химуса:

- концентрация магния и кальция увеличивается в плотной эндогенной и растворимой фракциях;

- снижается концентрации натрия в растворимой фракции химуса в толстом отделе кишечника.

4.На рубцовый метаболизм макроэлементов влияет время пребывания принятого корма в желудочно-кишечном тракте и уровень магния в рационе:

а) при этом в рубце снижается концентрация изучаемых нами макроэлементов в РФ и происходит перераспределение кальция, фосфора и натрия между инфузориями и плотной эндогенной фракцией;

б) увеличение уровня магния в рационе быков-кастратов повысило его содержание преимущественно в растворимой фракции, в меньшей степени в плотной эндогенной и инфузорной фракциях, и снизило концентрацию кальция в плотной эндогенной фракции.

5. Концентрация макроэлементов в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, как правило, выше, чем в серозно-мышечном слое. Повышение уровня магния в рационе увеличивает его содержание в стенке пищеварительного тракта, а также приводит к накоплению кальция и в несколько меньшей степени калия.

6.Повышение дозы магния в рационе в 1,5 раза приводит к незначительному увеличению концентрации элемента в органах и тканях и его усиленному выведению из организма с мочой. Большая часть элемента остается в химусе, в его растворимой и плотной эндогенной фракциях, что изменяет

соотношение катионов в энтеральной среде, в том числе и путем их обмена с внутренней средой

- кальций извлекается из костной ткани и поступает в полость пищеварительного тракта,

- калий и натрий более интенсивно всасываются в толстом отделе кишечника и накапливаются в костной ткани

Практические предложения.

Методика разделения химуса жечудочно-кишечного тракта на пищевые частицы, плотную эндогенную и растворимую фракции представляет научный и практический интерес для изучения процессов переваримости, абсорбции и экскреции органических и минеральных веществ у разных видов с -х животных Следует продолжить изучение свойств плотной эндогенной фракции химуса желудочно-кишечного тракта, с целью выяснения ее роли в формировании химуса и влиянии минеральных элементов на эти процессы Установленные нами новые показатели обмена магния, кальция, фосфора, калия и натрия в разных отделах пищеварительного тракта быков-кастратов могут быть использованы при уточнении норм потребности животных в минеральных элементах

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Полякова Е П Ксенофонтов Д А Ксенофонтова А А Динамика содержания минеральных элементов во фракциях химуса разных отделов желудочно-кишечного тракта // Доклады ТСХА, 2000, X" 272, с 205-210

2 Ксенофонтов Д А Ксенофонтова А А Обмен калия и натрия в пищеварительном тракте быков-кастратов при разном уровне магниевого питания // В НТЦ «Информрегистр» М° 80/19 ВС-2002, 4 2 БД «Агрос» № 18855

3. Ксенофонтова A.A. Обмен кальция и магния в пищеварительном тракте быков-кастратов при разном уровне магниевого питания // В НТЦ «Информрегистр» № 80/19 ВС-2002,4.2 БД «Агрос» № 18856

4. Шевелев Н.С., Полякова E.IL, Ксенофонтов Д.А., Ксенофонтова A.A. Формирование химуса. Структура и функции полостной слизи // Российский журнал Гастроэнтерологии Гепатологии Колопроктологии. Приложение №21., М.2001

5. Шевелев Н.С., Полякова Е.П., Ксенофонтов Д.А., Ксенофонтова A.A. Взаимодействие Mg и Ca в ЖКТ жвачных животных // Российский журнал Гастроэнтерологии Гепатологии Колопроктологии. Приложение № 17.2002

Объем 1,25 п. л.

Зак.315

Издательство МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Тир. 100 экз.