первую очередь, относятся кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор, сера, марганец, цинк, железо, медь, йод, кобальт и селен.
В зоотехнической практике термин «минеральные элементы» отождествляют с понятием «минеральные вещества». В организме нет ни одного важного биохимического процесса, в котором бы они не принимали участие. Развитие энзимологии, эндокринологии, витаминологии позволило обнаружить постоянное присутствие макро- и микроэлементов в сложных органических соединениях, обладающих ферментативной, витаминной или гормональной функцией.
Роль минеральных веществ в питании растительных и животных организмов изучается более века. Исследованиями ученых были показаны общие закономерности их содержания в почвах и растениях различных биогеохимических провинций и установлена зависимость химического состава растений от количества их в земной коре. Вот почему выращиваемые в разных природно-хозяйственных условиях кормовые культуры имеют большие колебания по уровню минеральных элементов. Скармливание кормов с различным их содержанием оказывает неодинаковое действие на обмен веществ, продуктивность животных и качество продукции. О роли минеральных веществ и их влиянии на продуктивность животных можно судить по результатам многочисленных исследований, выполненных в последнее десятилетие белорусскими учеными. Несмотря на широкие колебания содержания макро- и микроэлементов в кормах минеральный состав тканей животных остается довольно постоянным.
Все процессы обмена веществ в организме протекают в виде химических реакций, в результате чего синтезируются белки, жиры, углеводы. С их участием происходит рост и развитие организма. Интенсивность и направленность процессов метаболизма определяют скорость отложения питательных веществ в тканях, накопление в организме белка, жира и других веществ. Все эти процессы протекают с определенной скоростью в разных направлениях одновременно по строгой согласованности и взаимодействию, благодаря участию в них биологических катализаторов-ферментов (специфических белков), в активности которых играют важную роль гормоны, минеральные вещества, витамины, ферменты – белки сложной структуры. Многие из них содержат небелковую, но каталитически активную простатическую группу. В нее входят витамины (главным образом, группы В), органические соединения железа и большая группа металлов – микроэлементов. Изолированная простатическая группа (металл) без белковой части обладает слабым каталитическим действием. В то же время, одна белковая часть фермента – апофермент – без простатической группы также не активна. При соединении апофермента с простатической группой активность образовавшегося комплекса возрастает в де-
сятки тысяч раз.
Активность многих ферментов зависит от металлов, взаимодействующих с ферментами вне его активного центра. К ним относятся микроэлементы кобальт, медь, цинк, марганец. Соединяясь с ферментом, эти металлы, как химически активные элементы, изменяют простатическую конфигурацию белковой молекулы фермента, и это определяет его активность. Это действие микроэлементов называется аллостерическим. По данным многочисленных исследований, минеральные элементы, содержащиеся в виде растворимых солей в клеточном соке, интерстициальной жидкости, крови и лимфе, принимают прямое или косвенное участие в поддержании гомеостаза (постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды организма).
Взаимодействие ионов металлов с ферментами в химическом отношении является частным проявлением более общей закономерности – образование металлоорганических комплексов, основного типа соединений в биологических системах. Комплексообразование в большей или меньшей степени свойственно всем элементам периодической системы.
Комплексные или координационные соединения (хелаты) – наиболее выгодная для организма форма взаимодействия металла с лигандом (ионы или молекулы, образующие комплекс с металлом).
В результате многочисленных исследований было доказано, что хелатные комплексы оказывают более выраженное действие на метаболические процессы в организме, чем неорганические соединения. В частности, установлено, что по сравнению с неорганическими солями некоторых микроэлементов при пероральном введении их хелаткомплексов повышается и интенсификация специфических и неспецифических факторов, увеличивается содержание глобулинов в сыворотке крови. При введении в организм телят хелат-комплексов эндогенных металлов (меди, кобальта и др.) они увеличивают активность церулоплазмина, содержание тиоловых соединений и сульфгидрильных групп, гамма-глобулиновой фракции белков сыворотки крови. При этом повышается продуктивность крупного рогатого скота. Повидимому, только часть биогенных металлов, содержащихся в кормах рациона, может вступить в доступные для организма комплексные соединения. По мнению ряда исследователей, это связано с тем, что при всасывании в кишечнике жвачных идет постоянная конкуренция между химическими элементами за лиганд. Поэтому использование различных биогенных металлов может резко падать в зависимости от содержания и соотношения в рационе органических хелатообразователей. Отсюда становится вполне понятным преимущество использования органических веществ, содержащих координационные соединения
эндогенных металлов с различными БАВ. Существует достаточно рекомендаций о целесообразности использования микроэлементов в составе некоторых хелат-комплексов или введении в рационы хелатирующих компонентов (лигандов).
Не исключено, что в естественных местных источниках сырья, например, сапропелях, часть минеральных веществ находится в составе комплексных соединений (хелат-комплексов). Установлено, что металлоорганические комплексы в той или иной степени являются основным типом всех биологических систем. Лигандами (адденды) могут быть различные аминокислоты, аминопептиды, ферменты, содержащиеся в этих соединениях. Имеется достаточно данных о том, что минеральные элементы в составе сапропелей содержатся в наиболее доступной форме для организма. Некоторые органические кислоты и БАВ при поступлении уже в организме способны образовать хелаткомплексы с биогенными металлами.
При дефиците в рационе биогенных металлов у животных отмечаются различные эндемические заболевания:
• эндемический зоб – хроническое заболевание крупного рогатого скота и других видов животных, возникающее при недостаточном поступлении в организм йода;
• паракератоз – заболевание животных, возникающее в связи с недостаточным поступлением в организм цинка;
• гипокобальтоз – хронически протекающее заболевание крупного рогатого скота и овец, реже свиней, возникающее в связи с недостаточным поступлением в организм кобальта;
• гипокупроз – заболевание крупного рогатого скота, возникающее вследствие недостаточного поступления в организм меди;
• беломышечная болезнь – заболевание молодняка, возникающее вследствие недостаточного поступления в организм селена, витамина Е и серосодержащих аминокислот (метионина и цистина);
• гипомарганцевый микроэлементоз – заболевание молодняка, возникающее вследствие недостаточного поступления в организм марганца.
1.7 Роль макроэлементов в жизнедеятельности организма животных
Одним из распространенных в природе элементов является кальций. Основная его масса (около 99 %) содержится в костной ткани тела взрослого животного, которая является не только структурным органом, но и резервом данного микроэлемента. Преобладающая часть кальция крови содержится в сыворотке. В организм данный макроэле-
