1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПИТАНИИ ЖИВОТНЫХ
1.1. Классификация минеральных веществ
Химические элементы, участвующие в обмене веществ растений и животных, называются биоэлементами. Кислород, углерод, водород и азот являются основными элементами органического вещества. В теле животных кислород (О,) составляет более половины (по массе тела), углерод (С) свыше 20%, водород (H,) 10 и азот (М) 3%. Эти элементы условно называются «органическими». Остальные элементы, содержание которых имеет концентрацию, измеряемую в десятых, сотых и тысячных долях процента, рассматриваются как «неорганические» или «минеральные». Органические элементы при озолении улетучиваются, а минеральные остаются в золе. Однако такое подразделение элементов является условным. Дело в TOM, что многие минеральные элементы являются составными частями органического вещества. Так, железо входит в состав молекулы гемоглобина, миоглобина, цитохромов в виде неорганических солей и ионов и содержится в очень незначительных количествах. Медь содержится в белке сыворотки крови, фосфор и калий — в мышцахи тканях организма. Разделение элементов на сгорающие и зольные также условно, так как при озолении часть серы, хлора, йода улетучивается, а другая часть остаётся в золе. Термин минеральные вещества прочно внедрился (в немецкой литературе — «Mineralstoffe», в английской — «mineral matters») и является общепринятым. Минеральные вещества подразделяются на макроэлементы, состав которых превышает концентрацию в организмах железа, и микроэлементы по концентрации ниже железа. В немецкой и английской литературе микроэлементы именуются как «следы» — «Spurenelemente, trace elements». Исходя из это5
го, к макроэлементам причисляются и «органические элементы».
Изучение макро- и микроэлементов в питании растений, животных и человека началось более 150 лет тому назад. Впервые минеральный состав золы изучал немецкий учёный Э. Вольф (1848). Общие же закономерности распределения минеральных веществ в природе показал академик В. И. Вернадский (1952) и продолжил его учение академик А. П. Виноградов (1960), определивший биогеохимические провинции, каждая из которых имеет характерные почвенные особенности и в зависимости от этого минеральный состав растений, выращиваемых на них.
В настоящее время известна зависимость минерального состава OT климата, типа почвы, применения удобрений, особенностей агротехники, технологии заготовки кормовых средств. Это сказывается на обеспеченности животных макро- и микроэлементами, состоянии здоровья и качестве получаемой продукции.
К группе макроэлементов относятся: кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор, сера.
Кальций (Са). Впервые в 1842 году французский учёный (Chosset,. 1842) установил, что для формирования костей птиц, кроме зерна, требуется углекислый кальций. Позднее потребность в кальции была доказана для всех сельскохозяйственных животных. В настоящее время известно, что клетки костной ткани (остеобласты) продуцируют мукополисахарид, который вместе со связанным с ним белком поглощает из крови ионы кальция. Часть кальция костной ткани может вновь переходить в кровь и другие ткани. Связь кальция с белком была предсказана в 1871 году (Pribram, 1871). В сыворотке крови одна треть всего количества кальция не диффундирует, то есть эта его часть связана с белком. В молоке, по данным Г. С. Инихова (1956 г.), 22% кальция связано с белком. Кальций взаимодействует также с альбуминами и глобулинами. Кальций обуславливает свёртывание крови, регулирует мышечную и нервную деятельность, активизирует липазу поджелудочной железы, фосфатазу в.слюне, стабилизирует трипсин. По. данным (Н. Ellenberges, 1950), около 98,5% имеющегося в теле
взрослой коровы кальция содержится в костях. С. Lenkeit (1959), показал, что лабильная фракция кальция в костях составляет 17-20%. Для производства молока корова может мобилизовать из костей 1400-1700 г кальция, что соответствует 1200-1500 кг молока. За сутки’ из кости освобождается и вновь накапливается 45-80 г кальция. Многие авторы утверждают, что количество обмениваемого кальция составляет до 60% всего кальция в организме. Таким образом, животные в течение длительного времени для жизнедеятельности и производства продукции могут использовать кальций из костей. В то же время такое заимствование может быть до определённого предела. Большой расход этого важного элемента может привести к остеомаляции (размягчению костей).
Фосфор (Р). Фосфор является одним из важнейших элементов в жизни растений и животных. Фосфорная кислота и её соединения принимают самое непосредственное участие в осуществлении большинства биологических функций. Фосфор окисляет жиры, расщепляет углеводы. С участием фосфора протекают реакции в трикарбоновом цикле. Все водородные атомы, снимаемые от органического вещества, передаются в тканевое дыхание. Важную роль фосфор играет в обмене энергии, белка, многих аминокислот. Фосфора в теле животных меньше, чем кальция. Соотношение кальция к фосфору составляет от 1,7 до 1,9. До 87% общего фосфора находитсяв костях, 10% от всего его количества в мышцах. Фосфорнокислые соли костной ткани являются резервом организма, и при недостаточном фосфорном питании часть его переходит в другие ткани. Академик А. Е. Ферсман называл фосфор элементом жизни и мысли (Диогенов Г. Г. , 1983). Содержание фосфора в органах и тканях млекопитающих различное: головной мозг 12200, сердце 6000, почки 6900, печень 7400, лёгкие 4800, мышцы 6300, скелет 118000 мкг г-'. В организме взрослого человека содержится 650 г фосфора, около 86% его находится в виде гидроксиланатита 3Ca(PO,),*Ca(OH), — очень твёрдого труднорастворимого фосфата кальция, который составляет минеральную часть костей и зубов (Ю. И. Москалёв, 1985).
