Межвидовые особенности аккумуляции и изменчивости меди в скелетной мускулатуре сельскохозяйственных животных

   Приведены результаты исследования уровня меди в скелетной мускулатуре крупного рогатого скота, овец, свиней и яков, которое проведено на клинически здоровых животных, выращенных в сибирском регионе. Условия содержания животных соответствовали типовым в зависимости от вида. Элементный анализ проб мышечной ткани выполнялся с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой. Обработку данных проводили с использованием Microsoft Office Excel и языка программирования R в среде анализа данных RStudio версии 2023.03.1 (RStudio, PBC). Распределение в большинстве случаев не соответствовало нормальному, дисперсии не гомогенны. На основании среднего значения и медианы установлен убывающий ранжированный ряд содержания меди в ткани: крупный рогатый скот < яки < овцы < свиньи, в числовом выражении по медиане: 1,57 : 1,29 : 1,02 : 1,0. Медианы для меди у крупного рогатого скота, яков, овец и свиней составили 1,40; 1,15; 0,024; 0,91; 0,89 мг/кг соответственно, референсные интервалы – 0,40–2,13; 0,30–2,16; 0,39–1,43 и 0,28–1,47 мг/кг. Самый значительный размах изменчивости, на основании среднеквадратического отклонения и соотношения крайних вариант, характерен для крупного рогатого скота. На основании критерия Краскела-Уоллиса установлено, что аккумуляция меди в мышцах значимо различается между видами (H = 18,277, df = 3, p < 0,001). Попарное сравнение показало значимые отличия в парах «крупный рогатый скот – свиньи», «крупный рогатый скот – овцы» и «свиньи – яки». Выделены два кластера по схожести накопления меди: крупный рогатый скот – яки и овцы – свиньи. Полученные результаты могут служить примерной физиологической нормой концентрации меди в скелетной мускулатуре животных разных видов и подтверждают влияние генотипа на кумулятивные способности организма.

1. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации: утв. Указом Президента Российской Федерации от 21. 01. 2020 № 20. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. – 25 с.

2. Trace element concentrations in beef cattle related to the breed aptitude / V. Pereira, P. Carbajales, M. López-Alonso, M. Miranda // Biological Trace Element Research. – 2018. – Vol. 186(1). – P. 135–142.

3. Korish M.A., Attia Y.A. Evaluation of heavy metal content in feed, litter, meat, meat products, liver, and table eggs of chickens // Animals. – 2020. – Vol. 10 (4). – P. 727.

4. Spears J.W. Overview of mineral nutrition in cattle: the dairy and beef NRC // 13^th Annual Florida Ruminant Nutrition Symposium. – 2002. – P. 113–126.

5. Bhattacharya P.T., Misra S.R., Hussain M. Nutritional aspects of essential trace elements in oral health and disease : an extensive review // Scientifica (Cairo). – 2016. – Vol. 2016. – P. 5464373.

6. Zofkova I., Davis M., Blahos J. Trace elements have beneficial, as well as detrimental effects on bone homeostasis // Physiological Research. – 2017. – Vol. 66 (3). – P. 391–402.

7. Copper deficiency: causes, manifestations, and treatment / M. Altarelli, N. Ben-Hamouda, A. Schneider, M.M. Berger // Nutrition in Clinical Practice. – 2019. – Vol. 34 (4). – P. 504–513.

8. Arredondo M., González M., Latorre M. Copper // Trace Elements and Minerals in Health and Longevity. – 2018. – Vol. 8. – P. 35–62.

9. Tsuji P.A., Canter J.A., Rosso L.E. Trace minerals and trace elements // Encyclopedia of Food and Health: Academic Press. – Waltham, 2016. – P. 331–338.

10. Revich B.A. Population health risks in the chemical pollution hotspots of the arctic macroregion // Studies on Russian Economic Development. – 2020. – Vol. 31. – P. 238–244.

11. Heavy metals in pig muscles / O.A. Zaiko, V.L. Petukhov, T.V. Konovalova [et al.] // 17^th International Conference of Heavy Metals in the Environment. – Guiyang, China: University of Guiyang, 2014. – P. 76.

12. Lead content in bristle in aboriginal pigs of Siberia / A.V. Nazarenko, O.A. Zaiko, T.V. Konovalova [et al.] // Trace Elements and Electrolytes. – 2021. – Vol. 38(3). – P. 150.

13. Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и черно-пестрой породной группы свиней / В.Л. Петухов, В.Н. Тихонов, А.И. Желтиков [и др.]. – Новосибирск: Прометей, 2012. – 579 с.

14. Генофонд скороспелой мясной породы свиней / В.Л. Петухов, В.Н. Тихонов, А.И. Желтиков [и др.]. – Новосибирск: Юпитер, 2005. – 631 с.

15. Черно-пестрый скот Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С. Короткевич [и др.]; Новосиб. гос. аграр. ун-т, НИИ вет. генетики и селекции. – Новосибирск: Новосиб. гос. аграр. ун-т, 2012. – 500 с.

16. Зайко О.А. Изменчивость и корреляция химических элементов в органах и тканях свиней скороспелой мясной породы СМ-1 : дис. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2014. – 183 с.

17. Межвидовые различия по концентрации тяжелых металлов в производных кожи животных / К.Н. Нарожных, Т.В. Коновалова, И.С. Миллер [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2-26. – С. 5815-5819.

18. Нарожных К.Н. Изменчивость, корреляции и уровень тяжелых металлов в органах и тканях герефордского скота в условиях Западной Сибири : дис. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2019. – 163 с.

19. Manganese content in muscles of sons of different Holstein bulls reared in Western Siberia / K.N. Narozhnykh, O.I. Sebezhko, T.V. Konovalova [et al.] // Trace Elements and Electrolytes. – 2021. – Vol. 38(3). – P. 149.

20. Макро- и микроэлементы в почвах и кормовых травах прифермерских полей Барнаульского Приобья / А.И. Сысо, М.А. Лебедева, С.А. Худяев [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2017. – № 3 (44). – С. 54–61.

21. Сысо А.И. Тяжёлые металлы в окружающей среде как угроза растениям, животным и человеку // Агрохимия в XXI веке : материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвящ. памяти акад. РАН В.Г. Минеева. – М., 2018. – С. 30–33.

22. Элементный статус крови крупного рогатого скота голштинской породы в биогеохимических условиях Кемеровской области / Н.И. Шишин, О.И. Себежко, Ю.И. Федяев [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2017. –№ 3 (44). – С. 70–79.

23. Comparative assessment of radioactive strontium and cesium contents in the feedstuffs and dairy products of western Siberia / O.I. Sebezhko, V.L. Petukhov, O.S. Korotkevich [et al.] // Indian Journal of Ecology. – 2017. – Vol. 44(3). – P. 662–666.

24. Direct determination of cooper, lead and cadmium in the whole bovine blood using thick film modified graphite electrodes / T.V. Skiba, A.R. Tsygankova, N.S. Borisova [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2017. – Vol. 9, N 6. – P. 958–964.

25. Ecological and biochemical evaluation of elements contents in soils and fodder grasses of the agricultural lands of Siberia / A.I. Syso, V.A. Sokolov, V.L. Petukhov [et al.] / Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2017. – Vol. 9 (4). – P. 368–374.

26. Influence of anthropogenic pollution on interior parameters, accumulation of heavy metals in organs and tissues, and the resistance to disorders in the yak population in the Republic of Tyva / O.I. Sebezhko, V.L. Petukhov, R.B. Chysyma [et al.] //Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2017. – Vol. 9(9). – P. 1530.

27. Lead content in soil, water, forage, grains, organs and the muscle tissue of cattle in Western Siberia (Russia) / K.N. Narozhnykh, T.V. Konovalova, J.I. Fedyaev [et al.] // Indian Journal of Ecology. – 2018. – Vol. 45(4). – P. 866–871.

28. Gary L. Defining, establishing, and verifying reference intervals in the clinical laboratory, 3^th ed. – Wayne, USA: CLSI, 2010. – 59 p.

29. Guidelines for the determination of reference intervals (RI) in veterinary species // ASVCP: [сайт]. – URL: https://www.asvcp.org/resource/resmgr/QALS/Other_Publications/RI_Guidelines_For_ASVCP_webs.pdf (дата обращения: 11. 09. 2023).

30. Determination of sensory properties and levels of trace elements during storage of canned meat products / B. Stojanović, D. Vasilev, Z. Stojanović [et al.] // Journal of Food Processing and Preservation. – 2021. – Vol. 45(3). – P. e15278.

31. World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality: incorporating the first and second addenda. – World Health Organization, 2022.

32. Global diversity of dietary intakes and standards for zinc, iron, and copper / J.H. Freeland-Graves, P.K. Sachdev, A.Z. Binderberger, M.E. Sosanya // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. – 2020. – Vol. 61. – P. 126515.

33. Нарожных К.Н. Влияние эколого-географического фактора на содержание тяжелых металлов в легких герефордского скота // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2021. – Т. 51, № 5. – С. 83–90.

34. Закономерности аккумуляции кадмия в органах и щетине свиней кемеровской породы / А.В. Назаренко, О.А. Зайко, Т.В. Коновалова [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2023. – № 1(66). – С. 140–149.

35. Нарожных К.Н. Референсные интервалы концентрации микроэлементов в семенниках крупного рогатого скота с учетом паратипических факторов // Вестник КрасГАУ. – 2023. – № 6 (195). – С. 138–144.

36. Alonso M.E., González-Montaña J.R., Lomillos J.M. Consumers’ concerns and perceptions of farm animal welfare // Animals. – 2020. – Vol. 10 (3). – P. 385.

37. Consumer interest in environmental impact, safety, health and animal welfare aspects of modern pig production: Results of a cross-national choice experiment / K.G. Grunert, W.I. Sonntag, V. Glanz-Chanos, S. Forum // Meat science. – 2018. – Vol. 137. – P. 123–129.

38. Bioaccessibility of Ca, Cu, Fe, Mg, Zn, and crude protein in beef, pork and chicken after thermal processing / E.A. Menezes, A.F. Oliveira, C.J. França [et al.] // Food chemistry. – 2018. – Vol. 240. – P. 75–83.

39. Pereira P.M.C.C., Vicente A.F.R.B. Meat nutritional composition and nutritive role in the human diet // Meat science. – 2013. – Vol. 93 (3). – P. 586–592.

40. Bohrer B.M. Nutrient density and nutritional value of meat products and non-meat foods high in protein // Trends in Food Science & Technology. – 2017. – Vol. 65. – P. 103–112.

41. Thomas D. The mineral depletion of foods available to us as a nation (1940–2002) – a review of the 6^th Edition of McCance and Widdowson // Nutrition and Health. – 2007. – Vol. 19 (1-2). – P. 21–55.

42. Enhancing the nutritional value of red meat through genetic and feeding strategies / M. Juárez, S. Lam, B.M. Bohrer [et al.] // Foods. – 2021. – Vol. 10(4). – P. 872.

43. Кузьмина Е.Е., Чысыма Р.Б., Короткевич О.С. Содержание тяжелых металлов в органах и тканях яков в хозяйствах Республики Тыва // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. – № 2 (182). – С. 72–77.

44. Инербаев Б.О., Храмцова И.А., Инербаева А.Т. Характеристика мяса яков и разработанных варено-копченых изделий // Инновации и продовольственная безопасность. – 2022. – № 4(38). – С. 15–22.

45. Wilkinson J.M., Hill J., Livesey C.T. Accumulation of potentially toxic elements in the body tissues of sheep grazed on grassland given repeated applications of sewage sludge //Animal Science. – 2001. – Vol. 72 (1). – P. 179–190.

46. Effects of dietary copper source and level on performance, carcass characteristics and lipid metabolism in lambs / J. Cheng, C. Fan, W. Zhang [et al.] // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. – 2008. – Vol. 21(5). – P. 685–691.

47. Evaluation of dietary synbiotic supplementation on growth performance, muscle antioxidant ability and mineral accumulations, and meat quality in late-finishing pigs / Y.F. Cheng, Y.P. Chen, M.F. Du [et al.] // Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi. – 2018. – Vol. 24(5). – P. 673–679.