Минеральное питание животных

Г л а в а 7

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

7.1. ЖЕЛЕЗО

Железо — тяжелый металл V I I I группы периодической системы. В земной коре занимает более 5 вес.%. В чистом виде почти не встречается, основой его минералов являются окислы и сульфиды железа.

Природное железо представлено четырьмя стабильными изотопами с атомными массами 54, 56, 57 и 58 (в соотношении 5,8; 91,7; 2,2 и 0,3% соответственно). Получены также четыре искусственных радиоактивных изотопа, среди которых в качестве биологических индикаторов используют 5 5Fe и 5 9Fe. Последний имеет период полураспада 45 дней, энергию р-излучения 0,27 и 0,46 мэв, -у-квантов 1,0 и 1,29 мэв.

Железо широко распространено в животных и растительных организмах, являясь их необходимой составной частью. Содержание железа в растениях зависит от вида (бобовые травы богаче злаковых), стадии вегетации (с возрастом уровень железа снижается), типы почвы, загрязненности среды. Много железа в листьях* и> оболочках семян. Богаты им солома злаковых, шроты, отруби, сухой жом, кровяная и рыбная мука, бедны — молоко, обрат, зерно злаков, корнеплоды (см. приложение 3). В растениях железо находится в виде лабильных комплексов с органическими кислотами, белками, углеводами.

Потребность всех видов сельскохозяйственных животных в железе обычно удовлетворяется за счет натуральных кормов, однако, в некоторых случаях этот элемент может оказаться лимитирующим: у поросят-сосунов вследствие недостатка железа в молоке матери, у телят при выпаивании им вволю цельного молока или ЗЦМ на основе обрата; у лактирующих коров при потреблении преимущественно грубых кормов, выращенных на почвах с недостатком железа; у племенных кур-несушек при интенсивной яйцекладке; у пушных зверей при кормлении сырой рыбой некоторых видов.

7.1.1. Содержание в теле. Возрастная динамика

В организме взрослых животных концентрация железа в среднем составляет 0,005—0,006% в расчете на свежую ткань и 0,14— 0,17% в расчете на золу. Это приблизительно вдвое больше, чем цинка, и в 20 раз больше, чем меди. В теле коровы массой 600 кг содержится примерно 36 г железа, лошади массой 500 кг — 33 г, свиньи массой 100 кг — 5 г, курицы массой 2 кг — 0,16 г.

У новорожденных животных, за исключением кроликов, кон-

*** Fe коррелирует с содержанием хлорофилла.**

центрация железа в теле ниже, чем у взрослых (см. табл. 22, 23 стр. 74), хотя возрастная динамика, по-видимому, не для всех животных однотипна. Так, у цыплят концентрация железа резко возрастает в первые четыре недели жизни [58], а затем уменьшается; у поросят, же в этот период происходит закономерное снижение концентрации ,железа в теле (табл. 24, стр. 75 и табл. 176, стр. 380). Вероятно относительное содержание железа увеличивается у них в более поздние сроки онтогенеза, при стабилизации процессов гемопоэза и включении в рацион кормов, богатых железом.

Поэтому простое сопоставление новорожденных животных со взрослыми не отражает действительной динамики этого элемента в организме.

Практически все железо в теле животных находится в форме органических соединений*. Эти соединения можно разделить на две группы: содержащие железо в геминовой форме (порфириновой группировке) или в негеминовой форме. Геминовое железо представлено гемоглобином, миоглобином и гемсодержащими ферментами—цитохромами, цитохромоксидазой, каталазой, пероксидазой. Негеминовое железо составляют трансферрин, ферритин, гемосидерин и некоторые протеинаты железа (включая феррофлавопротеины).

Примерное соотношение между этими фракциями следующее: 70—75% порфириновое железо и 25—30% негеминовое (табл. 75).

75. Распределение железа в теле у разных видов животных [74]

7.1 .2. Распределение по органам и тканям

Поскольку ZU железа организма находится в гемоглобине и миоглобине, естественно, что наибольшая концентрация его наблюдается в крови, а также в органах с гемопоэтической, гемолитической и депонирующей функцией. В целом примерно 65% общего количества железа содержится в циркулирующей крови, 10% в печени, 10% в селезенке; 8% в мышцах, 5% в скелете и 2% в других органах.

*** Незначительное количество железа находится в организме в виде свободных неорганических ионов.**

Концентрация железа в разных органах и тканях взрослых млекопитающих колеблется в следующих пределах (мг в 100 г свежей ткани):

кровь цельная . . . 20—45 сердце 4—8 селезенка . . . . 20—40 скелетные мышцы . 1,5—3 печень 10—20 мозг 2—2,5 почки 4—6 кости 3,5 —4

Приведенные цифры следует рассматривать как ориентировочные, особенно по селезенке, печени, почкам, т.е. органам, где резервируется железо.

Среди компонентов крови железо распределено неравномерно. В эритроцитах его концентрация составляет 100—105 мг%, а в сыворотке всего 0,11—0,20 мг% (табл. 26, стр. 75). В эритроцитах железо представлено гемоглобином*, в плазме входит в состав трансферрина — р-глобулина, содержащего два атома Fe+++ и выполняющего функцию транспортировки железа. В сыворотке крови сельскохозяйственных животных обнаружено несколько типов трансферринов, установлена генетическая обусловленность их полиморфизма и связь с некоторыми хозяйственно-полезными признаками.

Установлено, что лишь часть (примерно 35%) трансферринов плазмы животных насыщена железом, а значительная часть—свободна, что и определяет потенциальную Fe -связывающую способность плазмы. Последняя подвержена видовым, возрастным и индивидуальным колебаниям (табл. 76).

76. Содержание железа и общая Fe-связывающая способность плазмы у телят [41]

У кур-несушек часть железа плазмы связывается белком кональбумином [80, 81] , а также транспортируется в составе липофосфопротег нового комплекса, образующегося в печени [35]. Свободные ионы железа в крови отсутствуют*. Взаимосвязь уровня

*** В эритроцитах содержится также небольшое количество ферритина и других форм негеминового железа.**