феровские) клетки в капиллярах печени, сходные с ними клетки в мозговом веществе надпочечников и аденогипофизе. Накопление минеральных элементов в этих органах служит не столько доказательством их важности для функции данного органа, сколько показателем их токсичности или бесполезности для организма.
Наконец, имеются элементы, вообще не попадающие ни в одну из перечисленных групп. Это йод, концентрирующийся в щитовидной железе и яичниках, теллур — в почках, мышьяк и сурьма — в эритроцитах, цинк и кадмий — в поджелудочной железе, половых органах, костях.
В целом описанная классификация более полезна для токсикологов и радиобиологов, чем для физиологов.
По классификации, основанной на количественном признаке, все минеральные элементы делят на три группы в соответствии с их содержанием в теле животных: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы (табл. 1).
1. Среднее содержание минеральных элементов в организме сельскохозяйственных животных
| Порядок содержа ния | Концентрация в % к массе тела | Элементы | Группа |
|---|---|---|---|
| П. 100 П. 10-1 П. Ю-» | 1—9 0,1—0,9 0,01—0,09 | Са, Р, К, Na, S, С1 Mg | Макроэлементы |
| П. Ю-з п. 10-* п. Ю - 6 | 0,001—0,009 0,0001—0,0009 0,00001—0,00009 | Fe, Zn, F , Sr, Mo, Cu Br, Si,Cs, J, Mn, Al, Pb Cd, B, Rb | Микроэлементы |
| п. Ю-* и ниже | 0,000001—0,000009 | Se, Co, V, Cr, As, Ni, L i , Ba, T i , Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Sc, Zr, B i , Sb, U , Th, Rh | Ультрамикро элементы |
П р и м е ч а н и я . 1. Перечислены элементы, содержание которых в организме определено количественно. 2. Более точные данные о концентрации каждого биотического элемента в организме приведены в главе 4.
Система классификации по количественному признаку проста и удобна, но она не дает ответа на главный вопрос — какова биологическая роль того или иного элемента в организме. Кроме того, количественное содержание некоторых элементов в организме может значительно варьировать в зависимости от среды обитания животных, способа питания, видовой принадлежности (это, в частности, относится к фтору, ванадию, селену, стронцию, молибдену, кадмию).
По мнению ряда исследователей, микро- и ультрамикроэлементы вообще не следует отождествлять с минеральными веществами по той причине, что в кормах и животных организмах они содержатся главным образом в виде органиче-
ских соединений или комплексов, обладающих биологической активностью. Однако это обстоятельство, по-видимому, не является основанием для обособления микроэлементов в особую группу биологически активных веществ.
При современном уровне знаний метаболизм любого минерального элемента нельзя рассматривать лишь в аспекте динамики его неорганических солей.
С точки же зрения науки о кормлении животных микроэлементы являются столь же необходимыми компонентами питания, как и другие минеральные элементы, независимо от того, в какой форме они поступают в организм.
Классификация, основанная на биологической роли элементов, представляет наибольший интерес для физиологов, биохимиков и специалистов в области питания животных. Согласно этой классификации, минеральные элементы, обнаруженные в организме животных, делят на три группы: 1) жизненно необходимые (биогенные, биотические элементы), 2) вероятно (условно) необходимые и 3) элементы с малоизученной или неизвестной ролью.
Для большинства млекопитающих животных, в том числе и сельскохозяйственных, эту классификацию можно представить следующим образом:
| Жизненно необходимые элементы | Вероятно необходимые элементы | с малоизученной | Элементы ролью |
|---|---|---|---|
| Кальций Сера | Фтор | Литий | Олово |
| Фосфор Магний | Кремний | Бериллий | Сурьма |
| Калий Железо | Титан | Бор | Цезий |
| Хлор Медь | Ванадий | Скандий | Барий |
| Натрий Кобальт | Хром | Алюминий | Ртуть |
| Цинк | Никель | Галлий | Свинец |
| Марганец | Мышьяк | Германий | Висмут |
| Молибден | Бром | Рубидий | Радий |
| Йод | Стронций | Цирконий | Торий |
| Селен | Кадмий | Серебро | Уран |
Группа биотических элементов включает в себя все макроэлементы, часть микро- и ультрамикроэлементов. Это подтверждает мысль о том, что порядок концентрации того или иного микроэлемента в организме еще не определяет его биологического значения.
Элемент может быть отнесен к группе биотических, если он удовлетворяет следующим требованиям:
постоянно присутствует в организме животных в количествах, сходных у разных индивидуумов;
ткани по содержанию данного элемента всегда располагаются в определенном порядке;
синтетический рацион, не содержащий этого элемента, вызывает у животных характерные симптомы недостаточности и определенные биохимические изменения в тканях;
эти симптомы и изменения могут быть предотвращены или устранены путем добавления данного элемента в экспериментальный рацион.
Рис. 2 .1. Схема классификации элементов тела животных с учетом их концентрации и биологической роли в организме.
Всем перечисленным требованиям в свете современных данных удовлетворяют 15 элементов, перечисленных выше*. Даже такой элемент, как фтор, обладающий очевидным профилактическим эффектом против кариеса зубов и, по-видимому, способствующий костеобразованию, не включен в эту группу. Дело в том, что до настоящего времени не удалось воспроизвести симптомы недостаточности фтора в эксперименте при содержании животных на рационе, дефицитном по этому элементу. Необходимо отметить, что воспроизведение пищевой недостаточности иногда затруднительно вследствие чрезвычайно малой потребности животного в изучаемых элементах и наличия их следов в компонентах очищенного рациона (соевом белке, глюкозе, сахарозе, желатине, казеине и пр.). Среди 15 жизненно необходимых элементов 9 являются катионами— это кальций (Са 2 +), натрий (Na+), калий (К"1"), магний ( M g 2 + ) , марганец (Мп 2 +), цинк (Zn 2+), железо (Fe 2+), медь (Си 2+) и кобальт (Со 2 + ), а 6 других—анионами или содержатся в сложных анионных группировках — хлорид (С1~), йодид (J-), фосфат
*** Речь идет о высших позвоночных животных. Возможная биогенность отдельных элементов для беспозвоночных здесь не обсуждается.**
