щее положение в них занимают осоки, злаки и разнотравье, бобовых – 3–10%. Преобладание осоковых и злаковых растений в формировании флоры кормовых угодий Забайкалья является одним из факторов, ограничивающих накопление йода в кормовых растениях.
Среднее содержание йода в кормовых растениях Республики Бурятия 0,11мг/кг (Кашин В.К., 1987). Сравнивая эту величину с содержанием йода в кормах, необходимым для обеспечения потребностей сельскохозяйственных животных, можно сделать вывод о том, что кормовые растения Забайкалья обеспечены этим элементом на 11–25%.
При анализе картограмм, составленных В.В. Ковальским, А.И. Ладаном, установлено, что в осоко-разнотравном сене различных районов Амурской области содержится меньше марганца, цинка, меди, кобальта и йода, чем в пастбищных травах. Установлено, что пастбищные травы в большинстве случаев содержат йод в недостаточном количестве. 31% исследованных средних проб пастбищных трав содержат недостаточное количество кобальта (ниже 0,2 мг/кг сухого вещества) и 69% – близкое к нижней границе нормы. В пастбищных растениях Приамурья по сравнению с травами таежно-лесной нечерноземной зоны страны наблюдается уменьшение соотношения кобальта и йода в 1,1 раза, меди и кобальта – в 1,2 раза, а по сравнению с черноземной зоной России – в 6,5 раза. В результате нарушения равновесия по содержанию некоторых высокоактивных действующих веществ во многих районах Амурской области зарегистрирован эндемический зоб.
Источники поступления йода в растения – почва (корневой путь) и атмосфера (осаждение йода на надземные органы). В течение вегетации изменяется соотношение воздушного и корневого путей поступления йода в растения. Йод из почвы поступает в начале вегетации. Основными факторами, влияющими на поглощение йода из почвы и накопление его в растениях, являются уровень содержания элемента в почве и его доступность для корневых систем, изменение физиологического состояния растений в онтогенезе, оказывающие влияние на распределение его по органам. Важную роль в накоплении и распределении йода в растении играют физиологические барьеры, выполняющие регуляторные и защитно-приспособительные механизмы, в основе которых лежат структурные и функциональные особенности клеточных образо-
ваний. Йод активно выделяется из надземных органов в атмосферу и корневой системой в почву в процессе жизнедеятельности и пассивно – после срезания растений, что имеет важное значение в миграции и биогеохимическом цикле элемента в биосфере и должно учитываться в йодном балансе рациона человека и животных.
Среди причин нарушения функции щитовидной железы немаловажное значение имеет количественное определение недостаточности или избыточности микроэлементов во внешней среде, необходимых для жизнедеятельности организмов. Виды организмов и индивидуумы в популяциях могут обладать различной чувствительностью к определенным концентрациям микроэлементов в среде. При этом могут достигаться нижние пороговые концентрации химических элементов, ниже которых регуляторные системы организма не могут регулировать процессы метаболизма; то же наблюдается при достижении верхних порогов. В этих случаях как при недостатке, так и при избытке элементов нарушаются процессы обмена веществ и возникают патологические состояния. Так как регулирующие системы не только у отдельных видов, но и у различных особей обладают неодинаковой чувствительностью к химическим факторам среды, то при определенной концентрации химических элементов наблюдаются различные степени нарушения обмена веществ и проявления болезни. В природе редко встречаются случаи, когда концентрация макро- и микроэлементов является оптимальной для всех индивидуумов популяции данного вида. Данные о пороговых концентрациях микроэлементов послужили важным критерием при определении потребности сельскохозяйственных животных в микроэлементах. Пороговые концентрации химических элементов для почв и кормов – величины относительные, так как могут повышаться или снижаться в зависимости от содержания и концентрации других макро- и микроэлементов в почвах, кормах и от сезона года. Важное значение имеет при этом состояние организма.
1.1.7. Йод в природных водах
Содержание йода в природных водах определяется высокой растворимостью большинства его соединений и гидрохимическими условиями.
Гидрографическая сеть Амурской области развита хорошо. Обилие летних осадков, умеренное испарение, водоупорные грун-
ты на значительной части территории – все это причины того, что в области более 2900 рек. Их общая протяженность превышает 77 тыс. км. В поверхностном питании рек области главную роль играют дождевые воды, что обусловлено преобладанием осадков теплого периода над зимним. По химическому составу речные воды относятся к карбонатному классу, группе кальция. Содержание ионов НСО- и Са2+ намного превосходит содержание других ионов. В верхнем течении Амура наблюдается содержание в воде кремния (в пределах 10-12 мг/л), на остальных водостоках его содержание не превышает 5 мг/л. Содержание йода в различных водоисточниках Амурской области колеблется в пределах от 0,16 до 1,26 мкг/л, кобальта – от 0,483 до 0,733 мкг/л.
В зависимости от рН природные воды делятся на сильнокислые (рН 3-4), слабокислые (рН 4-6,5), нейтральные и слабощелочные (рН 6,5-8,5). Сильнокислые воды встречаются в районах современного вулканизма. Слабокислые воды широко распространены в тундре, тайге, влажных тропиках. Нейтральные и слабощелочные воды характерны для морей и океанов, степей и пустынь. Они накаливают йод в значительных количествах. Миграция йода из этих типов осуществляется путем улетучивания его с поверхности под воздействием различных окислительных факторов.
В целом, в верхней части земной коры преобладают слабощелочные воды (океанические, грунтовые). На поверхности континентов большое распространение имеют слабокислые воды, которые играют важную роль в миграции йода в биосфере, часто обусловливая дефицит этого элемента для живых организмов (Кашин В.К., 1987). Важным фактором, влияющим на содержание йода в природных водах, является степень их общей минерализации. В зависимости от концентрации солей различают ультрапресные, пресные, солоноватые, соленые воды и рассолы (Перельман А.И., 1982; Butler Q.M., Qlenday A.C., 1962). К пресным водам относится большинство вод поверхности континентов. Они характеризуются низким содержанием йода. Соленые воды – океанические, некоторые поверхностные и подземные воды материков. Наличие в таких водах повышенного содержания ионов K, Na, Mg, Ca способствует удержанию йода в растворе и накоплению его в больших количествах, чем в пресных водах.
Моря и океаны, занимая площадь планеты (70,8%) и включая
97% мировых запасов воды, являются мощными аккумуляторами и источниками поступления йода на континент. Среднее содержание йода в морской воде составляет 50 мкг/л, а в речной – 2 мкг/л, или в 25 раз меньше (Виноградов А.П., 1967; Nickolas D.J., 1961). Биологическое концентрирование йода в морской воде – существенный фактор, определяющий масштабы и интенсивность круговорота этого элемента в морях и океанах. Это явление имеет важное практическое значение, так как морские организмы – один из источников промышленного получения йода и средство лечения и профилактики зобной болезни человека и животных при использовании в пищевых целях продуктов моря.
Низким содержанием йода отличаются реки Забайкалья. Огромная удаленность от океанов, высокогорье, преобладание кислых коренных пород обусловливает наименьшее среднее содержание йода в речных водах этого региона со значительным недостатком йода. Исследованиями установлено, что содержание йода в водах рек Забайкалья колеблется в значительных пределах – от 0,4 до 8,9 мкг/л, или в 22 раза больше (Покатилов Ю.Г., 1978), а наиболее типичными величинами являются 1,0 – 2,0 мкг/л. Поэтому Забайкалье относится к одному из наиболее напряженных очагов зобной болезни.
В.В. Ковальский (1974) указывал, что в природе наблюдаются определенные закономерности и последовательность в проявлении биологических эффектов, вызываемых избытком и дисбалансом микроэлементов. Сбалансированное, нормальное содержание микроэлементов в окружающей среде, умеренный недостаток или умеренный избыток их обеспечивают нормальные процессы обмена веществ в 80–90% случаев и не вызывают значительного напряжения адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции постоянства гомеостаза. На резкий недостаток, резкий избыток и дисбаланс микроэлементов в окружающей среде организмы отвечают значительным напряжением адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции гомеостаза, срыв которых приводит к нарушению обменных процессов в организмах, к значительным морфологическим изменениям, развитию различных эндемических заболеваний. Эти закономерности биологических реакций организмов в определенных биогеохимических условиях окружающей среды выдвигают задачу изучения особенностей биогенной миграции микроэлементов в различных регионах биосферы как важ-
нейшую проблему, имеющую огромное значение для сельского хозяйства.
Таким образом, при оценке эндемической ситуации в биогеохимической провинции одними из первых критериев, которые необходимо учитывать, являются основные закономерности распространения, миграции и аккумуляции микроэлементов с наиболее полным учетом свойств почвы: ее дисперсности, влажности, рН почвенного раствора, содержания гумуса, а также особенности возделываемой культуры.
Концентрация микроэлементов в почвах и других биологических объектах с целью диагностики их обеспеченности отражена на картограммах. При этом установлено, что большая часть почв представлена группами с очень низким содержанием йода и кобальта. Наибольший дефицит микроэлементов обнаруживается в малогумусных и легких почвах.
Представленные картограммы могут быть использованы в сельскохозяйственном производстве для прогноза нуждаемости различных типов почв в микроэлементах; для предупреждения возможного дефицита микроэлементов в дикорастущей флоре, в полевых культурах путем применения микроудобрений; для своевременной организации сбалансированного по всем минеральным элементам кормления животных в целях профилактики эндемических заболеваний, в особенности при организации оптимизированного минерального кормления животных.
Глава 2. Обмен веществ и его значение
в развитии эндемического зоба
Под обменом веществ понимают обмен между внешней средой и живым организмом, а также все превращения воспринятых веществ в организме и выделение им продуктов распада во внешнюю среду.
В процессе обмена веществ организм воспринимает из окружающей среды разнообразные вещества, которые подвергаются глубоким изменениям и превращениям в химические соединения, входящие в состав живого тела. В этом заключается процесс усвоения или ассимиляции веществ. Вещества организма не остаются неизменными, постепенно разлагаются с выделением тепловой,
механической, химической и другой энергии, а возникающие при распаде продукты выделяются во внешнюю среду. В этом состоит обратный процесс – диссимиляция. Обмен веществ представляет единство процессов ассимиляции и диссимиляции, синтеза и распада, направленных на постоянное самовосстановление и самосохранение живого организма.
В основе обмена веществ лежит согласованность отдельных биохимических реакций, обусловленная каталитическим действием ферментов и гормонами. Важную роль в превращениях веществ в организме играют также витамины и макро- и микроэлементы.
Координация обмена веществ в отдельных органах и тканях, строгая согласованность этих процессов в целом организме животных осуществляется центральной нервной системой. Нервные импульсы, приходящие в клетку, вызывают обменные процессы, необходимые для осуществления регулируемой нервами функции. Нервная система осуществляет и непосредственное трофическое воздействие на обмен веществ.
Одним из средств, с помощью которого осуществляется координирующее влияние нервной системы на обмен веществ в животном организме, является продукция и поступление в кровь различных гормонов. Гормонообразовательная функция щитовидной железы регулируется нервной системой, а также посредством тиреотропного гормона передней доли гипофиза.
Гормоны щитовидной железы влияют на обмен веществ (белковый, углеводный, жировой, минеральный), рост и развитие организма, деятельность нервной системы. Тироксин сильно возбуждает симпатическую нервную систему. Щитовидная железа и ее гормоны влияют на функцию центральной нервной системы, на высшую нервную деятельность.
С позиции расстройства нейро-гуморальной регуляции следует рассматривать и причины, вызывающие нарушения обмена веществ, лечение и профилактику болезней, возникающих в связи с этими изменениями.
Нарушения обмена веществ лежат в основе всякого патологического процесса в организме животных. Ни одно заболевание не проходит без изменения в обмене веществ, так как любое заболевание следует рассматривать как болезнь не какого-либо органа, а всего организма в целом.
