КИНЕТИКА ОБМЕНА МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ
Минеральные вещества находятся в организме в виде ионов или соединений и комплексов. Скорость обмена различных соединений в органах и тканях обычно варьирует в широких границах. В организме всегда имеется определенное количество минеральных веществ, которые обмениваются с большой скоростью (легкообменивающиеся фонды). Однако большая часть минеральных элементов органов и тканей обновляется сравнительно медленно, в организме для большинства жизненно важных элементов выявлены фонды с очень низкой скоростью обмена (труднообменивающиеся фонды). Соотношение-между фондами элементов с различными скоростями обновления не является постоянным, а колеблется в определенных границах.
10.1. Кинетика обмена кальция
Распределен кальций в организме неравномерно. Известно, что кальций относится к остеотропным элементам. В организме сельскохозяйственных животных 98—99% всего кальция сосредоточено в костной ткани и лишь 1—2% — в мягких органах и тканях.
Кальций, находящийся в организме, по своей способности к обмену неоднороден. Данные, полученные в радиоизотопных исследованиях, позволили сделать вывод о том, что в организме имеются три фонда кальция: быстро-, медленно- и труднообменивающейся. В свою очередь, каждый из них может включать 2—3 и более подфондов с соответствующими скоростями обновления. Например, в опытах на лактирующих коровах быстрообменивающийся фонд кальция включал 4 подфонда:
М = 4 , 9 г, Mi =8,1 г, М 2 = 18,0 г и М 3 =48,7 г [25].
В литературе наиболее подробно рассмотрен вопрос о быстрообменивающихся фондах кальция. Установлено, что эти фонды составляют у поросят раннего отъема 5,4 г [3]; у растущих свиней — 24,1 г [9], у холостых овцематок — 2,65, суягных 6,2 [1], у телят молочного возраста — 89,8 [2], а у холостых, нелактирующих коров — 18,0—21,0 г [22].
Величина быстрообменивающихся фондов непостоянна. Опубликованы данные [25], указывающие на уменьшение этих фондов кальция на 33% к моменту начала лактации с последующим возвращением к обычному уровню через две недели после отела, Размеры быстрообменивающихся фондов кальция снижаются с возрастом животных. Так, если у телят 1 72 -месячного возраста они составляли в расчете на 1 кг массы тела 1700 мг, то у молодняка 12-месячного возраста снижались до 632 — 710 мг, а у взрос -
лых коров — до 85,2 мг [5]. В опытах на овцах разного возраста было установлено [13], что быстрообменивающиеся фонды кальция в организме уменьшались со 112,6 до 32,3 мг/кг массы тела при увеличении возраста животных с.2 до 70 месяцев (табл. 115). Аналогичная закономерность была обнаружена и при исследовании медленнообменивающихся фондов [13].
115. Влияние возраста овец на скорость метаболизма кальция в скелете и размеры обменноспособных фондов элемента [13]
| Возраст, Возраст, месяцев месяцев | Масса Масса тела, тела, кг кг | Фонды, быстрообме- нивающийся | мг/кг массы медлсннообме- нивающийся | Прирост Прирост Са Са в в к к о о с с т т я я х х , , М М Г Г / / К К Г Г массы массы | Резорбция Резорбция Са Са из из костякостя ка, ка, мг/кг мг/кг массы массы |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 14,7 | 112,6 | 606,6 | 183,2 | 168,4 |
| 3 | 19,0 | 86,8 | 249,1 | 111,5 | 67,6 |
| 6 | 34,1 | 63,3 | 117,8 | 69,2 | 42,8 |
| 9 | 37,1 | 59,1 | 77,4 | 41,7 | 37,0 |
| 16 | 53,3 | 63,2 | 106,1 | 52,6 | 57,9 |
| 70 | 92,4 | 32,3 | 27,0 | 12,4 | 13,1 |
Быстрообменивающиеся фонды составляют обычно незначительную долю всего кальция — не более 1 — 2%. Эти фонды объединяют подфонды, которые обмениваются с биологическими периодами полужизни (Тб), измеряемыми минутами — часами. Наличие в организме фондов кальция с высокой скоростью обновления представляется важным в том плане, что обеспечивает поступление в кровь необходимого количества этого элемента при резком увеличении его расхода. Это, например, наблюдается у животных после родов в начале лактации, когда резко возрастает расход кальция на синтез молока.
Большая часть кальция находится в организме в форме соединений, которые медленно обмениваются. Биологический период полужизни этих фондов обычно измеряется десятками и сотнями дней. Размеры таких фондов кальция несоразмеримо выше по сравнению с быстрообменивающимися.
Как показали исследования, выполненные на коровах [21], после однократного внутривенного введения радиоактивного кальция ( 4 5Са) в первые дни после инъекции наблюдается очень быстрое снижение удельной активности, обусловленное обменом радиоизотопа с быстрообменивающимися фондами. Через 35 дней, когда произошло перемешивание 4 5 Са с фракциями кальция, обменивающимися медленно, удельная активность кальция сыворотки крови снижается на протяжении по крайней мере 150 дней с постоянной константой, характерной для каждого животного.
Полученные данные позволили рассчитать размеры фонда кальция, который может быть мобилизован для нужд организма.
| Показатели Показатели | Нсме р.' | |||
|---|---|---|---|---|
| 11 | 10 | | 13 | 12 | |
| Поступило Са с рационом, г/сутки Отношение Отношение Са Са : : Р Р в в рационе рационе Мобилизационноспособный Мобилизационноспособный фонд Са, г В % от всего Са организма Скорость оборота Са фонда* Скорость выхода Са из фон да, г/сутки | 3,8 1:7 3800 60 6,0 23 | 12 1:1 3700 62 6,9 26 | 33 5:1 2500 37 11,0 28 | 64 6:1 2100 36 13,0 27 |
*** Число оборотов Са фонда за 1000 дней.**
Установлено (табл. 116), что величина медленнообменивающихся фондов кальция в организме коров варьирует между 2100 и 3700 г (36—62% всего кальция), скорость оборота этих фондов составляет 6—13 раз за 1000 дней (Тб варьирует от 52,3 до 115,6 дня). Ежесуточно из медленнообменивающихся фондов выделяется от 23 до 28 г кальция. Из результатов работы следует, что размеры этих фондов выше у коров, получавших рацион с низким содержанием кальция, тогда как скорость оборота элемента в медленнообменивающемся фонде, наоборот, была выше у животных, которым скармливали рацион с более высоким содержанием кальция.
В организме животных, по-видимому, имеется фракция кальция, обмен которой протекает особенно медленно. Это предположение основывается на данных опытов, проведенных на свиньях [28].
Боровкам в 47 2 —5-месячном возрасте подкожно был введен 4 5 Са и затем у них определено содержание радиоизотопа в организме через 1, 17г и 2 года после инъекции. Установлено, что на протяжении всего эксперимента наблюдалось закономерное снижение ретенции 4 5 Са, которое описано уравнением:
Y = -0,0006076 Х + 3,328
(К — lg содержания 4 5Са в организме, в мккюри, X — время между инъекцией 4 5 Са и убоем животных, в днях).
Расчеты показали, что биологический период полужизни кальция в организме свиней составляет в среднем 495 дней с максимальной ошибкой ± 1 5 % .
В связи с тем, что кальций относится к остеотропным элементам, большое внимание уделяется оценке скорости прироста его в кости ( а 0 + ) и резорбции (v0-). В кинетических исследованиях, выполненных на овцематках, находившихся на различной стадии беременности, было найдено [14], что скорость прироста
