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.
Особенно отчетливо выступают изменения в обмене веществ при количественных и качественных нарушениях в кормлении животных, а также при расстройствах трофической и регуляторной функции нервной системы, при заболеваниях эндокринных желез.
Основной причиной, обусловливающей нарушения обмена веществ у сельскохозяйственных животных, является неполноценное кормление: недостаточное поступление в организм с кормом белков, углеводов, жиров, макро- и микроэлементов, витаминов. Из других факторов, которые могут повлечь за собой нарушения обмена веществ, следует отметить ухудшение условий содержания животных (температура, влажность и вредные газы воздуха помещений, недостаток света и отсутствие моциона и др.). Среди всех видов незаразных болезней нарушения обмена веществ составляют 45%.
Нарушения обмена веществ у животных наблюдаются преимущественно в стойловый период и причиняют большой экономический ущерб.
Исследование обмена веществ дает возможность выяснить объем и интенсивность окислительных процессов, определить влияние различных экологических факторов внешней среды. И.Г. Шарабрин (1975) отмечал, что если факторы внешней среды (почвенно-климатические особенности, кормовая база, количество и качество кормов, технология приготовления их, гигиена содержания животных и др.) отвечают особенностям обмена веществ и уровню продуктивности, то в таких хозяйствах в течение ряда лет сохраняется высокая продуктивность, быстрое воспроизводство стада, длительное хозяйственное использование животных, низкая себестоимость продукции. В таких хозяйствах находятся здоровые, крепкие и высокопродуктивные животные. Если же эти факторы внешней среды не соответствуют особенностям обмена веществ и уровню продуктивности, то продолжительное воздействие их приводит к снижению продуктивности, воспроизводительной способности, увеличению яловости животных и большому отходу молодняка, повышению себестоимости и ухудшению качества продукции. При таких условиях животные часто заболевают и использование их становится экономически невыгодным.
По данным И.Г. Шарабрина (1975), при выяснении экологических факторов патологии у животных следует изучить взаимосвязь обменных процессов в организме с химическим составом
растений, количеством и качеством кормов, структурой рационов и состоянием почв, на которой произрастают растения, идущие на корм, в частности, содержанием в верхнем слое полей севооборота, лугов и пастбищ гумуса подвижных форм макро- и микроэлементов, ее рН и др.
Оптимальный синтез в организме биологически активных соединений, содержащих микроэлементы, обеспечивающий нормальное протекание жизненных процессов, наблюдается только в определенных пределах концентраций и соотношений в организме и в среде микроэлементов. В этом заключаются главные критерии изучения экологических механизмов связи организмов с геохимической средой. При постепенном повышении концентрации микроэлементов в среде и в рационе, соответственно, сначала нарастает, а затем снижается рост и развитие, способность размножения, синтез биологически активных соединений, иммунно-биологические свойства организма. Неправильно дозированные микроэлементы, примененные в недостаточном или избыточном количестве, могут не дать ожидаемых положительных эффектов или оказаться бесполезными. Для животных разных видов имеются свои оптимальные дозы витаминов, макро- и микроэлементов, переваримого протеина и других питательных веществ.
Потребность животных в микроэлементах, а следовательно, дозирование микроэлементов зависят от трех факторов. Содержание микроэлементов в почве, кормах и воде обусловливает избыток или недостаток их в животном организме. Потребность в микроэлементах находится в прямой зависимости от общего количества производимой продукции и ее минерального состава. Поэтому повышение продуктивности и усиление функциональной деятельности организма влекут за собой изменение потребности организма в минеральных веществах. В дозировании микроэлементов необходимо учитывать взаимосвязь минеральных веществ. Точное определение потребности любого из минеральных элементов зависит от уровня других минеральных элементов и питательных веществ в рационе. Так, например, потребность в йоде во многом зависит от содержания кальция. Животные организмы, приспосабливаясь к среде, вырабатывают механизмы регулирования функций применительно к повышенной и пониженной концентрации химических элементов в среде и рационе. Пороговые концентра-
