Вероятность взаимодействия между минеральными веществами вследствие их лабильности и способности к образованию связей значительно больше, чем между другими питательными веществами.
На взаимодействии макро- и микроэлементов между собой и с другими компонентами в самом корме мы не будем подробно останавливаться, поскольку эти взаимодействия (например, KJ и CuSO4; сернокислых солей микроэлементов и некоторых витаминов) относятся к вопросу совершенствования кормопроизводства. Использование стабильных форм витаминов, антиоксидантов, углекислых солей микроэлементов вместо сернокислых и другие мероприятия могут свести к минимуму отрицательный эффект такого взаимодействия.
Что касается синергизма и антагонизма минеральных элементов в организме, то эти понятия в литературе освещены недостаточно.
По-видимому, синергистами можно считать такие элементы, которые: а) взаимно способствуют абсорбции друг друга в пищеварительном канале, б) взаимодействуют в осуществлении какой-либо обменной функции на тканевом и клеточном уровне.
Синергизм минеральных элементов в области желудочно-кишечного канала предполагает возможность следующих механизмов взаимодействия:
- непосредственное взаимодействие элементов (Ca и Р, Na и Cl, Zn и Mo), когда уровень абсорбции определяется их оптимальным соотношением в рационе и химусе;
- взаимодействие, опосредованное через процессы фосфорилирования в стенке кишечника и активность пищеварительных ферментов (например, влияние Р, Zn, Co на освобождение из корма и абсорбцию других элементов);
- непрямое взаимодействие путем стимуляции роста и активности микрофлоры в преджелудках и кишечнике (стимуляция кобальтом микрофлоры рубца с усилением процессов биосинтеза).
На уровне тканевого и клеточного метаболизма также возможны разные механизмы синергического взаимодействия:
- прямое взаимодействие элементов в структурных процессах (взаимодействие Ca и P в образовании гидроксиапатита в костях, совместное участие Fe и Cu в образовании гемоглобина, взаимодействие Mn и Zn в конформации молекул РНК печени);
- одновременное участие элементов в активном центре какого-либо фермента (Fe и Mo в составе ксантин- и альдегидоксидаз, Cu и Fe в составе цитохромоксидаз);
- активирование ферментных систем и усиление синтетических процессов, требующих для своего осуществления присутствия других минеральных элементов (активация синтетаз ионами Mg++ с последующим включением в синтез Р, S и других элементов);
- активирование функций эндокринных органов и опосредствованное через гормоны влияние на обмен других макро- или микроэлементов (йод — тироксин — усиление анаболических процессов — задержка калия и магния в организме).
Антагонистами можно считать элементы, которые: а) тормозят абсорбцию друг друга в пищеварительном канале; б) оказывают противоположное влияние на какую-либо биохимическую функцию в организме. В отличие от синергизма, который чаще бывает взаимным, антагонизм может быть либо обоюдным, либо односторонним. Так, фосфор и магний, цинк и медь взаимно тормозят абсорбцию друг друга в кишечнике, а кальций ингибирует абсорбцию цинка и марганца (но не наоборот).
Антагонистические взаимосвязи также предполагают несколько возможных механизмов. В частности, эффект ингибирования абсорбции одних элементов другими в пищеварительном канале может быть обусловлен следующими механизмами:
- простым химическим взаимодействием элементов (образование фосфата магния при избытке последнего в рационе; взаимодействие меди с сульфатом; образование тройной соли Ca—P—Zn при повышенных дозах кальция в рационе);
- адсорбцией на поверхности коллоидных частиц (фиксация Mn и Fe на частицах нерастворимых солей магния или алюминия);
- влиянием ионов-ингибиторов с антиметаболической функцией (В, Pb, Tl и др.) на окислительное фосфорилирование в стенке, сокоотделение и активность ферментов (что ухудшает расщепление кормовых ингредиентов, освобождение и всасывание неорганических ионов);
- конкуренцией за вещество-переносчик ионов в кишечной стенке (например, Co2+ ↔ Fe2+).
В процессе тканевого метаболизма, где минеральные элементы находятся в основном в ионной форме, возможны следующие механизмы антагонистических взаимосвязей;
- непосредственное взаимодействие простых и сложных неорганических ионов (например, медь—молибден);
- конкуренция ионов за активные центры в ферментных системах (Mg2+ и Mn2+ в металлоферментных комплексах щелочной фосфатазы, холинэстеразы, енолазы и др.);
- конкуренция за связь с веществом-переносчиком в крови (Fe2+ и Zn2+ как конкуренты за связь с трансферрином плазмы);
- активирование ионами ферментных систем с противоположной функцией (активация ионами меди аскорбиноксидазы, окисляющей аскорбиновую кислоту, и активация ионами цинка и марганца лактоназ, способствующих синтезу этого витамина);
- антагонистическое влияние ионов на один и тот же фермент (активация АТФ-азы ионами Mg2+ и торможение ионами Ca2+);
- «смягчение» ионами биотических элементов токсического влияния тяжелых металлов, присутствующих в корме и средах организма (например, уменьшение уровня Pb в организме при добавках меди, цинка, марганца).
Изложенное свидетельствует о том, что антагонизм минеральных элементов — это сложный комплекс биотических взаимоотношений. Итогом его не всегда является снижение уровня того или иного элемента и его повышенная экскреция из организма. Иногда антагонизм выполняет протекторную роль в отношении биохимических функций, и лишь при резком нарушении соотношения ионов наблюдаются отклонения в уровне обменных процессов.
Возможность антагонистических взаимоотношений элементов можно в известной мере предвидеть исходя из их положения в периодической системе. В основе этих взаимодействий лежат физикохимическая аналогия элементов, их способность к комплексообразованию, большее или меньшее сродство к соответствующим активным группировкам биополимеров.
В целом можно предположить, что антагонистами являются химические аналоги и гомологи (например, Ca—Mg), а также элементы, имеющие одинаковую валентность и способность к образованию аналогичных комплексов. Анионы и катионы способствуют связыванию соответственно катионов и анионов (простых и сложных). Это объясняет, в частности, антагонизм таких элементов, как Zn и Cd, V и Cr, As и Se, Zn и Cu, Ca и Fe.
На рисунке 2.7 изображены биохимические взаимосвязи (слева— синергические, справа — антагонистические) 15 жизненно необходимых минеральных элементов. В схеме учтены взаимосвязи, осуществляемые как в пищеварительном канале, так и в процессе межуточного метаболизма.

Как это следует из рисунка, количество обнаруженных положительных связей значительно меньше, чем антагонистических. Возможно, это связано с тем, что последние более отчетливо выявляются в эксперименте, а в практике питания животных вызывают характерные симптомы недостаточности. Синергические же взаимоотношения нередко ускользают из поля зрения.
Необходимо подчеркнуть, что перечисленные взаимосвязи справедливы лишь для условий оптимального соотношения минеральных элементов в рационе, когда их колебания не превышают верхней и нижней физиологических границ. Это важно потому, что характер взаимодействия между минеральными веществами может меняться при недостатке или избытке изучаемых элементов, равно как и других элементов в рационе. Так, медь может оказаться токсичной для овец даже при ее нормальном содержании в рационе (10—11 мг/кг), если в нем недостаточно молибдена. Изучение на этом фоне взаимосвязей меди с другими элементами может привести к ошибочным выводам.
Слишком высокие дозы меди, не вызывая у свиней токсикоза, могут быть причиной паракератоза вследствие нарушенной абсорбции цинка (взаимодействие, отсутствующее в обычных условиях).
При оптимальных дозах марганца и йода эффект антагонизма между ними не проявляется. Однако при высоком уровне марганца и низком содержании йода снижается накопление последнего в щитовидной железе.
Обычные взаимодействия могут нарушаться также при недостатке или избытке в корме витаминов, жира, протеина и другие питательных веществ. Нельзя недоучитывать также и возможную специфику взаимосвязей у разных видов животных (особенно жвачных и нежвачных) и при разном физиологическом состоянии.
Схема на рисунке 2.7, разумеется, не отражает всех возможных вариантов взаимодействия, так как в ней отсутствуют условно необходимые элементы. В частности, в плане антагонизма заслуживают внимания такие вероятные взаимодействия, как Mg→F, F→J, Al→F, As→J, Al→P, Be→P, Pb→Cu, Sr→Ca, Ag→Cu, Cd→Cu, Ti→Zn, B→Zn, B→Mo.

---

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:

Добавить