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-
ции имеют видовой и индивидуальный характер и зависят от приспособленности организмов к данной геохимической среде. Но существуют такие пределы концентраций химических элементов, с которыми уже не могут справиться регулирующие системы (депонирование, выделительная, барьерная функции, функция распределения микроэлементов между органами и тканями, синтеза биологически активных соединений). В этом случае происходит срыв функции, возникают дисфункции.
Данные о пороговых, критических концентрациях элементов и содержании их в геохимической среде позволяют производить прогноз тех территорий, где можно ожидать появление определенных биологических эффектов – изменений обмена веществ у животных, срыва регулирующих систем организма, нарушений обмена веществ и возникновения эндемических заболеваний.
Триада (почва – растение – животное) является единой системой, в которой неразрывно связаны все звенья миграционной цепи микроэлементов. Движение химических элементов определяет геохимическую обстановку в биосфере. Геохимическая обстановка – экологический фактор, который необходимо учитывать при оценке состояния обмена веществ у сельскохозяйственных животных.
При изменении геохимической обстановки и биотического круговорота возникают эндокринные болезни вследствие недостатка или избытка в кормах и воде йода, кобальта и витаминов.
1.2.1. Этиология эндемического зоба
Наряду с признанием теории йодной недостаточности в возникновении зобной болезни в настоящее время получены новые научные сведения, дополняющие эту теорию. Установлено, что существенной причиной возникновения и развития эндемического зоба наряду с недостатком йода могут быть вторичные геохимические факторы – нарушение правильного соотношения между отдельными элементами как во внешней среде, так и в организме. Это вызывает снижение содержания йода в организме, что обусловливает патологическое нарушение йодного обмена в подобных геохимических условиях. На основании многочисленных данных можно считать доказанной коррелятивную зависимость между распространением зобной болезни и аномалиями содержания фтора, брома, кальция, марганца, кобальта, стронция, цинка, молибдена, хрома, меди,
ртути в окружающей среде (Коломийцева М.Г., 1963, 1971; Ковальский В.В., Блохина Р.И., 1972; Ковальский В.В., Ладан А.И., 1981).
Анализ результатов собственных аналитических исследований дает основание считать, что эндемический зоб крупного рогатого скота в Амурской области и Бурятии имеет тесную этиологическую связь с почвенно-климатическими и хозяйственно-экономическими условиями. Поэтому учет зональных особенностей является необходимым условием успешного осуществления мер по выявлению причин заболевания, лечению и профилактике.
Условия, способствующие возникновению болезни и принципы биогеохимического районирования отмечены в разделе «Оценка эндемической ситуации в биогеохимических провинциях».
В Амурской области зоб телят и ягнят регистрируется с 1908 года и до настоящего времени. В почве, пищевых продуктах, кормах, растениях, воде и в воздухе отмечено низкое содержание йода (Синицкая Г.Н., Краснощекова Т.А., Лопатин Н.Г., Чупахина К.Г., 1972; Окунцов Л.П., 1972; Ковальский В.В., Ладан А.И., 1981). До тех пор, пока не стали принимать меры повсеместной йодной профилактики, среди людей и животных наблюдалось массовое заболевание эндемическим зобом. Мы наблюдали значительные вспышки эндемического зоба у телят то в одном, то в другом хозяйстве, но не повсеместно, хотя каждая зона относится к биогеохимической провинции йодной недостаточности. В отличие от человека животные получают в основном однообразное питание за счет кормов, добываемых, главным образом, в определенной местности.
Недостаточное содержание минеральных веществ в кормах может обусловить заболевание животных. Количество случаев заболевания обычно возрастает в зимне-весеннее время (феврале, марте, апреле, мае) и связано с несбалансированностью рационов по отдельным питательным веществам. Есть основания считать, что возникновение эндемического зоба нельзя рассматривать только с позиции недостатка или избытка микроэлементов. Такой подход, на наш взгляд, был не только односторонним, но и неверным. Микроэлементы являются важным, но отнюдь не единственным фактором, определяющим развитие болезни.
Недостаточность микроэлементов часто проявляется на фоне других неблагоприятных факторов (несбалансированность рациона по основным питательным веществам, нарушение режима кор-
