Значение минеральных веществ

23.09.2014

Одной из главных причин низкой продуктивности и высоких затрат кормов в животноводстве является несбалансированное по минеральным веществам питание. При дефиците тех или иных минеральных веществ снижается воспроизводительная функция животных и их продуктивность, ухудшается здоровье.
Основоположником биогеохимии академиком В. И. Вернадским было установлено, что почва, растения и животные являются неразрывными звеньями одной миграционной цепи, в которой через растительные и животные организмы проходит значительная часть известных химических элементов. К настоящему времени в организме животных найдено свыше 70 элементов. Более 50% массы тела животного приходится на кислород, более 20% — на углерод, около 10% — на водород. Доля зольных элементов составляет 4-6% и зависит от вида, породы, возраста, питания животного.
Элементы, содержание которых в теле животных превышает 0,01% сухой массы, называются макроэлементами. К ним относятся углерод, кислород, водород, азот, калий, натрий, кальций, магний, фосфор, сера, хлор. В организме макроэлементы обладают способностью переходить из связанного с органическими веществами состояния в неорганическую форму. Большинство макроэлементов находятся в ионизированном состоянии и являются электролитами.
Элементы, содержащиеся в теле животных в количестве менее 0,01% сухой массы, называют микроэлементами: железо, медь, марганец, йод, цинк, кобальт, молибден, селен и др. Большинство из них являются металлами, некоторые относятся к металлоидам: селен, йод, бром, фтор, мышьяк. Эти элементы образуют оксиды с кислотными свойствами.
В. И. Георгиевский делит все химические элементы натри группы:
■ жизненно необходимые: кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, сера, магний, железо, цинк, медь, марганец, йод, молибден, кобальт, селен;
■ вероятно необходимые: бром, ванадий, кадмий, кремний, мышьяк, никель, рубидий, хром, фтор;
■ элементы с малоизученной ролью: алюминий, барий, бор, галлий, литий и др.
В организме животных часть элементов находится в растворенном состоянии и в виде ионов участвуют в биологических процессах, а также обусловливают определенный уровень осмотического давления, обеспечивают поддержание равновесия клеточных мембран, принимают участие в диффузии, секреции и экскреции, процессах нервно-мышечной возбудимости, оказывают большое влияние на состояние коллоидов тканей, уровень гидратации и растворимость белковых веществ. Бикарбонаты и фосфаты калия и натрия входят в состав буферных систем.
Некоторые минеральные элементы в виде нерастворимых соединений входят в состав костной ткани, роговых образований и перьев у птиц.
Ряд микроэлементов является частью сложных органических соединений, играющих важную роль в энергетических процессах, кроветворении, дыхании. Известно, что многие ферменты представляют собой металлоэнзимы.
В связи с тем что каждый элемент выполняет в организме определенные функции, их дефицит в рационе вызывает проявление тех или иных симптомов недостаточности.
Следует отметить, что и высокое содержание некоторых элементов отрицательно сказывается на здоровье и продуктивности животных. Существует сложное взаимодействие между химическими элементами. Например, избыточное поступление кальция и молибдена может мешать усвоению других веществ. Взаимное влияние (синергизм или антагонизм) может происходить в корме, пищеварительном тракте, а также на уровне тканевого или клеточного метаболизма.
Химический состав кормов зависит от ряда факторов, в первую очередь от почвенно-климатических условий, фазы вегетации, количества вносимых удобрений и др. Минеральные вещества, поступающие в организм с кормами, усваиваются животными по-разному, а на их конверсию влияют: калорийность рациона, содержание протеина, клетчатки, наличие витаминов, антиоксидантов, ферментных добавок.
Удовлетворение физиологических потребностей животных в минеральных веществах зависит от биологической доступности их из разных кормовых добавок, степени депонирования и экскреции. Поедаемые животными растительные корма удовлетворяют потребности в некоторых минеральных веществах лишь частично, например, в кальции — на 20-30%, в фосфоре — на 30-45%. Поэтому для полноценного кормления необходимо дополнительно вводить в рацион животных подкормки, содержащие макро- и микроэлементы. Основными источниками макроэлементов являются мел, известняк, ракушечник, фосфаты, поваренная соль, костная мука и др., микроэлементов — карбонаты и сульфаты железа, марганца, кобальта, цинка, меди, йодиды калия или натрия.
Кальций. Общее содержание кальция в организме животных— 1,2—1,8% по массе. Колебания обусловлены видом, породой, возрастом животных и другими факторами. Около 99% этого элемента содержится в скелете в виде фосфатов.
Ионизированный кальций — это физиологически активная форма, принимающая участие в обмене веществ. Ионы кальция оказывают положительное воздействие на нервную систему, снижают ее возбудимость, влияют на сердечную деятельность, играют важную роль в свертывании крови, активируют ферменты. Кальций участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния и осмотического давления. Соединения кальция, поступающие с пищей, под влиянием соляной кислоты желудочного сока превращаются в хлориды и в виде ионов всасываются в кишечнике. Содержание кальция в сыворотке крови животных должно составлять 2-3 ммоль/л.
При недостаточной обеспеченности животных кальцием у них развивается ряд заболеваний, в том числе рахит, остеомаляция, при которых нарушена минерализация костной ткани. Конечности искривляются, животные хромают, движения их скованны, кости размягчаются и легко ломаются. Особенно чувствительны к дефициту кальция высокопродуктивные животные. Имеются случаи, когда коровы-рекордистки погибали от перелома конечностей.
У сельскохозяйственной птицы при кальциевой недостаточности скорлупа яиц становится тонкой, увеличивается бой и насечка яиц. Снижается интенсивность роста молодняка и продуктивность взрослой птицы.
Отрицательное влияние на обменные процессы и продуктивность может оказывать как недостаток, так и избыток кальция. Высокое содержание кальция в рационе животных способствует снижению усвояемости фосфора, марганца и др. Могут возникнуть признаки недостаточности этих элементов.
Следует также отметить, что кальций взаимодействует с другими компонентами рациона. Установлено, что высокий уровень протеина благоприятно влияет на всасывание кальция, способствует увеличению прироста живой массы. Низкое содержание белка, наоборот, тормозит усвоение кальция. Кальций плохо усваивается из кормов, богатых клетчаткой. Доказано, что увеличение калорийности корма вызывает необходимость повышения содержания в нем кальция. Положительное влияние на усвоение кальция оказывают витамины D, С и др. В рацион моногастричных животных иногда вводят антибиотики, которые повышают всасывание кальция. Повышение уровня кальция снижает всасывание антибиотиков. При избытке фосфора образуется нерастворимый фосфат кальция. Отрицательное влияние на усвояемость кальция оказывает фитиновая кислота, способствующая образованию фитата кальция. Антагонистом кальция является магний.
При избытке кальция в рационе животных проявляются признаки недостаточности цинка и марганца.
Фосфор. На долю фосфора в теле животных приходится 0,70—0,85%. Около 80% фосфора содержится в скелете, остальное его количество находится в составе нуклеиновых кислот, в фосфопротеидах, фосфолипидах. Этот элемент играет очень важную роль в энергетическом и углеводном обмене.
Фосфор включается в структуру ДНК и РНК, образует фосфолипиды, которые играют важную роль в транспорте жирных кислот. Этот элемент участвует в процессах катаболизма и анаболизма, необходим для работы многих ферментов, катализирующих реакции ацетилирования, переаминирования, карбоксилирования. Фосфор входит в состав АТФ и креатинфосфата, являющихся универсальными аккумуляторами энергии.
Фосфаты образуют в крови буферную систему, которая принимает участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия.
Усвоение фосфора в пищеварительном тракте начинается с растворения в воде первичных фосфатов неорганического и органического происхождения. В желудке под действием соляной кислоты расщепляются сложные фосфорные соединения, однако основное расщепление происходит в тонком кишечнике. Растворимые соединения этого элемента легко всасываются и уже в эпителии ворсинок принимают участие в процессах фосфорилирования. Избыток в рационе ионов кальция, магния и алюминия способствует образованию в кишечнике нерастворимых и неусвояемых фосфатов. Выводится фосфор из организма с продукцией, калом и мочой. Повышенное выделение фосфора с мочой наблюдается у животных при ацидозе; пониженное — при гипопаратиреоидизме, тяжелой почечной недостаточности. У жвачных животных существует большая потребность в фосфоре для процессов воспроизводства и развития микрофлоры в пищеварительном тракте.
Обмен фосфора в организме животных тесно связан с обменом кальция. При недостатке фосфора развиваются рахит и остеомаляция.
Фосфор взаимодействует с другими питательными и биологически активными веществами в составе корма. Как высокий, так и низкий уровень протеина в рационе ухудшает усвоение этого элемента. Включение в рацион жиров и витамина О способствует улучшению конверсии фосфора. Антибиотики не влияют на усвояемость фосфора из корма. Ухудшают всасывание фосфора барий, бериллий, железо, алюминий. Положительное воздействие оказывают медь, марганец, кобальт.
Калий. Ион калия — главный катион внутриклеточной среды. Из общего количества калия, содержащегося в теле животного, 98% находится внутри клеток и только около 2% — во внеклеточной жидкости. Концентрация калия в клетках тканей неодинакова и зависит от возраста, вида животного. Основное депо калия — мышечная ткань, в которой сосредоточено более 65% этого элемента, на костную ткань приходится около 0,35%.
Калий необходим для поддержания возбудимости нервных и мышечных клеток, синтеза и распада макроэргических фосфорных соединений. Этот элемент играет важную роль в обмене белков, углеводов, в регуляции осмотического давления и кислотно-щелочного состояния, мышечного тонуса, помогает поддерживать pH содержимого рубца на уровне 7.
При недостатке калия в рационе у животных наблюдается повышенная возбудимость, расстройство сердечной деятельности, возникает аритмия, снижается кровяное давление, ухудшается работа почек и печени, нарушается репродуктивная функция. Избыток калия приводит к снижению концентрации натрия в плазме крови. Это свидетельствует о том, что калий поддерживает в организме общий катионный баланс.
Калий поступает в организм животных с кормами растительного происхождения, особенно богаты калием молодые растения. Поэтому дефицит этого элемента в рационе животных встречается очень редко.
Ионы калия активно взаимодействуют со многими компонентами корма: протеинами, углеводами, макро- и микроэлементами, витаминами и антибиотиками.
Натрий широко распространен в литосфере и биосфере, в организме животных на его долю приходится около 0,3%. Натрий является главным катионом внеклеточной жидкости, незначительная его часть удерживается внутри клеток. Около 40% натрия находится в костях; в плазме крови концентрация этого элемента стабильно поддерживается на определенном уровне — 134-150 ммоль/л. Велика роль натрия в регуляции осмотического давления, в сыворотке крови и внеклеточной жидкости он составляет около 93% всех оснований.
Натрий является важным компонентом буферных систем, поддерживающих кислотно-щелочное равновесие в организме животных, оказывает влияние на способность белковых коллоидов к набуханию, совместно с ионами калия обеспечивает нормальную сократимость мускулатуры сердца, нервно-мышечную возбудимость, увеличивает проницаемость клеточных мембран.
Дефицит натрия в рационе животных приводит к задержке роста, снижению синтеза белка и жира в тканях, ухудшает использование корма, у птицы возникает каннибализм. Излишек натрия в кормах вызывает вялость, снижение продуктивности, жажду, понос, рвоту. При вскрытии погибших животных наблюдаются геморрагии, энтерит, отечность тканей, увеличение почек и нефриты.
Натрий легко всасывается через стенку пищеварительного тракта. Выводится из организма с мочой (90%), с продукцией и калом.
Натрий оказывает влияние на усвоение и обмен других питательных веществ. Доведение в рационе животных содержания натрия до нормы способствует улучшению усвоения азота. Следует помнить, что увеличение содержания фосфора в рационе повышает потребность в натрии, а увеличение уровня натрия приводит, в свою очередь, к возрастанию потребности в цинке.
Магний после калия является самым важным катионом внутриклеточной жидкости. Около 62% этого элемента приходится на костную ткань. Кроме того, магний содержится в плазме, форменных элементах крови. В организме животных он находится в виде солей фосфорной, соляной кислот и в белковых соединениях. В растениях магний входит в состав органических соединений, таких как хлорофилл, фитин и др.
Этот элемент необходим для проявления каталитической активности аденозинтри-фосфатазы, ферментов цикла Кребса, декарбоксилирования, участвует в обмене нуклеиновых кислот, в мышечном сокращении. У жвачных животных магний играет большую роль в рубцовом пищеварении.
Магний оказывает воздействие на центральную нервную систему, повышение концентрации его в крови может вызвать торможение функции коры головного мозга. Магний снижает свертываемость крови, предупреждает возникновение тромбов.
Как избыток, так и недостаток магния в рационе оказывает отрицательное влияние на обменные процессы, продуктивность и жизнеспособность животных. У них наблюдается повышенная возбудимость нервной системы и судороги, запасы магния истощаются в костях, снижается содержание его в сыворотке крови, в результате чего возникает тетания. Заболевают животные обычно весной, когда поедают в большом количестве молодые сочные травы без подкормки концентрированными кормами и добавок оксида магния. Для предотвращения заболевания донным коровам дают по 50 г оксида магния в сутки, телятам — 2—5 г.
Сера участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния, входит в состав аминокислот (метионина, цистина), витаминов (биотина, тиамина), а также гормона инсулина. При недостатке серы снижается синтез белка и прирост живой массы молодняка, ухудшается качество продукции, например шерсти у овец. Для восполнения недостающего количества серы в рацион животных вводят корма, богатые этим элементом: рыбную, мясокостную муку, жмыхи, шроты, а также неорганическую серу, которая используется микрофлорой рубца для синтеза микробного белка.
Хлор. Около 20% хлора содержится в костях, большая часть — во внеклеточной жидкости и 15-17% внутри клеток. Этот элемент находится в клетках крови, соединительной ткани, в подкожной клетчатке, мышцах, печени. Хлор участвует в поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия, входит в состав желудочного сока, активирует некоторые ферментные системы. Усваивается хлор в дистальной части тонкого отдела кишечника и толстой кишке. Из организма выводится с мочой, калом и потом.
При недостатке хлора в рационе животных наблюдаются торможение роста, нервные расстройства, высокая смертность. Для балансирования рациона по содержанию хлора используют поваренную соль.
Железо. Более 50% железа приходится на гемоглобин крови, около 20% депонировано в виде ферритина. Содержится железо в костном мозге, печени, селезенке, почках. Кроме того, этот элемент входит в состав металлорганических соединений, необходимых при окислительно-восстановительных процессах, белка трансферрина, осуществляющего транспорт железа, феррофлавопротеинов (сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы) и др.
При недостатке железа в организме животных возникает железодефицитная анемия, особенно чувствителен к дефициту железа молодняк животных. Например, поросята-сосуны с молоком матери получают всего 1 мг в сутки при норме 6-7 мг.
В пищеварительном тракте органические соединения железа под воздействием пепсина и соляной кислоты расщепляются, всасывается железо в двухвалентной форме. Положительное влияние на усвоение железа оказывают витамины (аскорбиновая кислота и токоферол), антиоксиданты, аминокислоты. Тормозят всасывание фосфаты, соединения цинка, кадмия и меди.
Медь. В теле животных содержание меди составляет 1,5-2,0 мг на 1 кг живой массы. Медь катализирует включение железа в структуру гема и активирует синтез гемоглобина. При дефиците меди эритропоэз доходит только до стадии ретикулоцитов, т. е. полного созревания красных кровяных клеток не происходит. Кроме того, медь участвует в остеогенезе, формировании миелина, репродуктивной функции, синтезе белков и ферментов: тирозиназы, цитохромоксидазы, уратоксидазы. Меди отводится особая роль в развитии окраски шерстного и перьевого покрова: пигментированный покров содержит больше меди. Медь обладает также способностью повышать резистентность организма к инфекционным заболеваниям. Установлено положительное влияние этого элемента на содержание витаминов группы В и витамина С в печени.
При недостатке меди нарушается нормальная деятельность многих систем и органов животного. Наиболее характерными признаками являются анемия, нарушение кератинизации и пигментации шерсти, дегенеративные изменения в нервных тканях, отставание в развитии, задержка роста, понижение репродуктивной функции. Так, у ягнят и козлят в результате недостатка меди развивается атаксия, сопровождающаяся дегенеративными изменениями в центральной нервной системе.
Повышение уровня белка в рационе снижает накопление меди в организме. Тормозит всасывание меди высокий уровень кальция в рационе.
Марганец в теле животных содержится в количестве 0,45-0,55 мг на 1 кг живой массы. Он находится во всех тканях, выполняет многочисленные биохимические функции: принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав некоторых ферментов (оксалаткарбоксилазы, пируваткарбоксилазы), участвует в процессах остеогенеза, эритропоэза. Если животные систематически недополучают марганец, у них задерживается половое созревание, нарушается регулярность овуляции, у самцов происходит дегенерация половых органов, потомство рождается слабым, иногда мертвым. При значительном дефиците марганца подавляется активность щелочной фосфатазы, ее содержание в костях уменьшается.
Нарушения остеогенеза аналогичны таковым при рахите, поэтому иногда это заболевание называют марганцевым рахитом.
Особенно страдают от недостатка марганца поросята и молодняк сельскохозяйственной птицы. У поросят неправильно формируется костяк, появляется хромота. Птенцы у птиц вылупляются с хондродистрофическими изменениями (недоразвитые конечности, так называемый попугаев клюв). У взрослой птицы отмечается снижение яйценоскости, высокая хрупкость яичной скорлупы.
Суточная потребность в марганце составляет 0,3 мг на 1 кг живой массы.
Всасывание марганца происходит в тонком отделе кишечника и двенадцатиперстной кишке. Кальций, фосфор, высокие дозировки поваренной соли препятствуют его всасыванию. Из кишечника марганец поступает в кровь, затем в органы и ткани, отложение в которых происходит в следующем порядке: печень, поджелудочная железа, почки, костная ткань, волосяной покров. Главное депо данного элемента — печень.
Выделение марганца из организма происходит с продукцией, калом и в незначительное количестве — с мочой.
Цинк. В теле животных содержится 30-45 мг цинка на 1 кг живой массы. Основная часть его сосредоточена в мышцах, скелете, печени. Цинк влияет на обмен белков, углеводов, кроветворение, минерализацию костей, оказывает положительное воздействие на репродуктивную функцию, рост и развитие животных. Установлено, что этот элемент входит в состав около 70 ферментов.
При недостатке цинка в рационе у животных снижается аппетит, они отстают в росте, наблюдается повреждение эпидермальных тканей. У самцов снижается спермопродукция, у самок нарушается половой цикл. У птицы, кроме того, отмечаются ненормальное оперение (нарушение пигментации, завитость пера, ломкость), заболевания конечностей, напряженность в движении, дерматиты.
Высокие (токсические) дозы цинка подавляют активность цитохромоксидазы и каталазы, могут вызвать гипохромную анемию. В случае токсикоза животным дают соли меди и железа, которые являются антагонистами цинка.
Поступивший с кормом цинк в виде солей всасывается в кишечнике. Содержание цинка максимально в костяке, далее (в порядке убывания) — в желудке, сердце, почках, селезенке и печени.
Выделение цинка из организма происходит с продукцией, с калом и в незначительном количестве — с мочой.
Кобальт. Содержание кобальта в организме животных составляет 50-75 мкг на 1 кг живой массы. Кобальт является единственным микроэлементом, входящим в состав витаминов (цианокобаламина). Он участвует в углеводном и белковом обмене, необходим микроорганизмам рубца для синтеза витамина B12, оказывает положительное влияние на минеральный обмен, кроветворение, тканевое дыхание.
К дефициту этого элемента наиболее чувствительны жвачные животные. Содержание кобальта в корме менее 0,07 мг/кг вызывает заболевание — акобальтоз. У животных замедляются рост и развитие, возникают специфические признаки анемии, шерстный покров становится жестким, часто наблюдается выпадение шерсти, нарушается репродуктивная функция, снижается резистентность к заболеваниям, животные истощаются и погибают.
Кобальт поступает с кормами и добавками в пищеварительный тракт, где переходит в ионную форму и всасывается через кишечную стенку. Установлено, что кобальт совместно с витаминами группы В способствует накоплению в крови, печени и тканях меди, марганца и железа.
Йод содержится в теле животных в количестве 0,3-0,7 мг на 1 кг живой массы. Этот элемент присутствует во всех тканях и жидкостях, основная его доля приходится на щитовидную железу. Активная деятельность этой железы зависит от достаточного содержания йода, который входит в состав гормонов тироксина и трийодтиронина. Дефицит йода обусловливает гипофункцию щитовидной железы, нарушение обмена углеводов, белков и жиров. В организме накапливается вода, снижается содержание кальция и фосфора в крови, нарушается процесс окислительного фосфорилирования. Недостаток йода оказывает отрицательное влияние на продуктивность и воспроизводство животных, приводит к рождению мертвого приплода.
Поступает элемент с кормами, водой и специальными добавками. В пищеварительном тракте соединения йода преобразуются в ионную форму, всасываются, активно поглощаются щитовидной железой, после чего в составе ее гормонов возвращаются в кровь. Весь йод, поступивший в щитовидную железу, покидает ее только в составе гормонов.
Выводится йод из организма через почки в виде йодидов и с калом, а также с продукцией (молоком, яйцами).
Йод способствует лучшей усвояемости белков корма моногастричными животными, отложению кальция и фосфора в костной ткани.
Селен. Биологическая роль селена в организме животных установлена недавно. Он является биологическим антиоксидантом, вместе с витамином E участвует в биосинтезе кофер-мента А. Вследствие дефицита селена у животных возникают различные заболевания: мышечная дистрофия, экссудативный диатез, энцефаломиелит. Наблюдаются задержка роста, миокардит, нарушается репродуктивная функция. Следует отметить, что отрицательно сказывается на обменных процессах как недостаток, так и избыток этого элемента. Считают, что концентрация селена, равная 5 мг на 1 кг корма или 0,5 мг в 1 кг молока, может быть опасной для животных. Летальная доза селена составляет: для крупного рогатого скота — 10 мг, для лошадей — 3—4, для свиней — 13 мг на 1 кг живой массы.
Молибден является составной частью ряда ферментов: ксантиноксидазы, нитратредуктазы, бактериальной гидрогеназы. В кормах практически не бывает дефицита этого элемента, чаще наблюдаются его излишки, оказывающие отрицательное воздействие на организм животных: возникают поносы, повышается ломкость костей, снижается интенсивность роста молодняка и продуктивность взрослых животных. Считается, что содержание молибдена более 3—5 г в 1 кг корма может вызвать токсические заболевания.
Для питания животных необходимо оптимальное соотношение между кальцием и фосфором (у коров 1,4—1,5:1), калием и натрием (5—10:1). Важна также реакция золы кормов, определяемая по соотношению кислотных и основных компонентов.
Кислотно-щелочное равновесие характеризует соотношение в организме кислотных и щелочных соединений. Нормальный обмен веществ и все жизненные процессы протекают при определенной реакции среды. При сдвиге pH в кислую или щелочную сторону развивается ацидоз или алкалоз соответственно.
Ацидоз — это состояние организма, при котором повышается содержание кислот или увеличиваются потери щелочей, при алкалозе наблюдается обратная зависимость. Ацидоз характеризуется снижением уровня бикарбонатов. Это явление может возникнуть при одностороннем кормлении животных большим количеством силоса без минеральных добавок. При ацидозе в организме накапливается большое количество органических кислот (молочной, ацетоуксусной, пировиноград-ной и др.). Для их нейтрализации из организма выводятся ионы калия и натрия. При алкалозе наблюдается избыток катионов калия, натрия, кальция, магния. Повышено содержание этих элементов, как правило, в кормах растительного происхождения.
Для обогащения рациона кальцием и фосфором широко применяют природные фосфаты, в составе которых обнаруживаются элементы, относящиеся к группе токсических.
Токсические элементы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, медь, ванадий, олово, цинк, сурьма, молибден, кобальт, никель) способны накапливаться в пищевых цепях. Наиболее опасными считаются ртуть, свинец и кадмий, они подлежат первоочередному контролю в кормах и продукции.
Кадмий в природе в чистом виде не встречается, это сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди. Кадмий содержится также в минеральных и органических удобрениях. В относительно «чистых» регионах содержание кадмия в кормах и продуктах составляет: в зерновых — 28—95 мкг/кг, в картофеле — 12—50, в молоке — 2—4, в твороге — 6 мкг/кг. Установлено, что 80% кадмия поступает в организм с пищей, 20% — через легкие из атмосферы. Около 93% этого элемента выводится с калом и мочой, остальная часть накапливается в органах и тканях в ионной форме или в комплексе с белками. В больших дозах кадмий проявляет сильные токсические свойства, нарушая функцию почек. Являясь антагонистом цинка, кобальта и селена, он ингибирует активность ферментов, содержащих эти металлы. Кадмий нарушает также обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний. Отмечены канцерогенные, тератогенные и мутагенные свойства кадмия.
Минимальная токсическая доза кадмия в кормах составляет 5 мг/кг, допустимая — 1—2 мг/кг.
Мышьяк находится в виде арсенидов и арсеносульфидов во всех объектах биосферы. Фоновый уровень мышьяка в продуктах питания и кормах составляет 0,5-1,0 мг/кг. По данным ФАО и ВОЗ, в сутки в организм взрослого человека поступает в среднем 4,2 мг мышьяка, т. е. около 0,07 мг на 1 кг массы тела. Допустимой считается суточная доза 0,05 мг/кг, что для взрослого человека составляет около 3 мг.
В зависимости от дозы мышьяк может вызвать острое или хроническое отравление. Механизм его действия связан с блокированием тиоловых групп ферментов, контролирующих тканевое дыхание, деление клеток. В организме этот элемент накапливается в эктодермальных тканях — волосах, коже, ногтях. Источником загрязнения являются пестициды, стерилизаторы почвы.
Для профилактики отравлений мышьяком рекомендуется использовать соединения серы или йода.
Ртуть — один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме животных и человека. Ртуть и ее соединения, благодаря высокой растворимости и летучести, широко распространены в природе. Так, из земной коры ее ежегодно испаряется от 25 до 125 тыс. т. Кроме того, ртуть широко используется в народном хозяйстве при производстве хлора и щелочей, в электрохимической промышленности, медицине и сельском хозяйстве.
Механизм токсического действия ртути обусловлен ее взаимодействием с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть инактивирует ряд жизненно важных ферментов, а также нарушает обмен многих соединений. Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50—100 мкг/л, в волосах — 30—40 мкг/г. Фоновое содержание ртути в зеленых кормах составляет 2—20 мкг/кг, в зерновых — 10—100 мкг/кг, в овощах — 3—60 мкг/кг; в продуктах животноводства: в мясе — 6—20, молоке — 2—12, яйцах — 2—15 мкг/кг.
Защитным эффектом при воздействии ртути на организм животных обладают цинк, селен, сера. Предполагается, что селен образует нетоксичный селено-ртутный комплекс. Токсичность неорганических соединений ртути снимают аскорбиновая кислота и медь. При поступлении органических соединений этого элемента эффективно использование повышенных доз витамина Е, серосодержащих аминокислот — метионина и цистина, а также молока и молочных продуктов.
Свинец. Пороговая концентрация этого элемента в воде составляет 0,2 мг/л, токсическая доза в корме — 100 мг/кг. Для профилактики отравлений необходимо исключать из рациона корма, содержащие свинец. Малые дозы сульфатов натрия или магния (50—100 мг на кг массы тела), даваемые животным 2—3 раза в неделю, способствуют выведению свинца из организма.