Дифференциация накопления цинка в организме свиней породы ландрас

Представлены данные по оценке уровня цинка в печени, почках, легких, селезенке и миокарде свиней породы ландрас. Работа выполнена на клинически здоровых животных, откормленных в крупном свиноводческом комплексе Алтайского края. Технология содержания свиней была трехфазной, условия – типовыми, соответствовали ГОСТ 28839–90. Откорм свиней выполнялся до 160 дней комбикормами серийного выпуска с сертификатами соответствия и добавлением витаминно-минеральных премиксов, соответствующими детализированным нормам кормления. Оценка уровня цинка осуществлялась с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой. Для обработки первичного материала использовали ПО Microsoft Office Excel, язык программирования R (версия 4.4.1), среду анализа данных RStudio версии 2024.09.0 (2009–2024 Posit Software, PBC). Установлено, что распределение в отношении накопления цинка в печени и почках отличалось от распределения Гаусса, в ряде случаев присутствовали выбросы, дисперсии были не гомогенны. С использованием медианы сформирован возрастающий ранжированный ряд содержания цинка в органах: миокард < легкие < почки < селезенка < печень, в численном выражении: 1 : 1 : 1,2 : 1,4 : 2,4 мг/кг. В плане изменчивости наименьшая однородность по рассматриваемому признаку характерна для печени. На основании теста Краскела–Уоллиса установлены значимые различия в концентрации цинка (H = 88,485, df = 4, p < 0,0001). Попарное сравнение продемонстрировало достоверные отличия уровня химического элемента в печени от всех остальных внутренних органов и миокарда и дополнительно в парах: «почки–легкие», «селезенка–легкие», «почки– миокард», «селезенка–миокард». Методом агломеративного кластерного анализа выделен такой орган, как печень, имеющий максимальный уровень аккумуляции минерала, все остальные структуры каскадно объединены вплоть до группы с минимальным количеством: «легкие–сердце». Приведены фенотипические дистанции между кластерами. Результаты подходят для определения нормативных значений содержания цинка в печени, почках, легких, селезенке и сердечной мышцы свиней породы ландрас, выращенных в Западной Сибири.

1. Cox J., Mann M. Is proteomics the new genomics? // Cell. – 2007. – Vol. 130(3). – P. 395–398.

2. Proteomics: technologies and their applications / B. Aslam, M. Basit, M.A. Nisar [et al.] // Journal of Chromatographic Science. – 2017. – Vol. 55(2). – P. 182–196.

3. Chellan P., Sadler P.J. The elements of life and medicines // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. – 2015. – Vol. 373(2037). – P. 20140182.

4. Ершов Ю.А. Основы молекулярной диагностики. Метаболомика. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. – 271 c.

5. Campbell A.K. Save those molecules! Molecular biodiversity and life // Journal of Applied Ecology. – 2003. – Vol. 40(2). – P. 193–203.

6. Troy D.J., Kerry J.P. Consumer perception and the role of science in the meat industry // Meat science. – 2010. – Vol. 86(1). – P. 214–226.

7. Ahmad R.S., Imran A., Hussain M.B. Nutritional composition of meat // Meat Science and Nutrition. – 2018. – Vol. 61(10.5772). – P. 61–75.

8. Babicz M., Kasprzyk A., Kropiwiec-Domańska K. Influence of the sex and type of tissue on the basic chemical composition and the content of minerals in the sirloin and offal of fattener pigs // Canadian Journal of Animal Science. – 2018. – Vol. 99(2). – P. 343–348.

9. Rooke J.A., Flockhart J.F., Sparks N.H. The potential for increasing the concentrations of micro-nutrients relevant to human nutrition in meat, milk and eggs // The Journal of Agricultural Science. – 2010. – Vol. 148(5). – P. 603–614.

10. Diniz W.J.S., Banerjee P., Regitano L.C.A. Cross talk between mineral metabolism and meat quality: A systems biology overview // Physiological Genomics. – 2019. – Vol. 51(11). – P. 529–538.

11. Stepanova M.V., Sotnikova L.F., Zaitsev S.Y. Relationships between the content of micro-and macroelements in animal samples and diseases of different etiologies // Animals. – 2023. – Vol. 13(5). – P. 852.

12. Vasak M., Hasler D.W. Metallothioneins: new functional and structural insights // Current Opinion in Chemical Biology. – 2000. – Vol. 4(2). – P. 177–183.

13. Maret W. Zinc biochemistry: from a single zinc enzyme to a key element of life // Advances in Nutrition. – 2013. – Vol. 4(1). – P. 82–91.

14. Zinc and human health: an update / C.T. Chasapis, A.C. Loutsidou, C.A. Spiliopoulou, M.E. Stefanidou // Archives of Toxicology. – 2012. – Vol. 86. – P. 521–534.

15. Counting the zinc-proteins encoded in the human genome / C. Andreini, L. Banci, I. Bertini, A. Rosato // Journal of Proteome Research. – 2006. – Vol. 5(1). – P. 196–201.

16. Zinc proteome interaction network as a model to identify nutrient-affected pathways in human pathologies / G. Leoni, A. Rosato, G. Perozzi, C. Murgia // Genes & Nutrition. – 2014. – Vol. 9(6). – P. 1–9.

17. Vallee B.L., Falchuk K.H. The biochemical basis of zinc physiology // Physiological reviews. – 1993. – Vol. 73(1). – P. 79–118.

18. Tsuji P.A., Canter J.A., Rosso L.E. Trace minerals and trace elements // Encyclopedia of food and health, 1st edn. Caballero B, Finglas PM, Toldrá F (eds) / Oxford: Elsevier, 2016. – P. 331–338.

19. Фролова О.А., Тафеева Е.А., Бочаров Е.П. Региональные особенности содержания цинка в почве, продуктах растительного и животного происхождения // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96(3). – С. 226–229.

20. Global plan of action for animal genetic resources and the interlaken declaration. Rome: FAO, 2007. – 37 p.

21. SNP- and haplotype-based genome-wide association studies for growth, carcass, and meat quality traits in a Duroc multigenerational population / S. Sato, Y. Uemoto, T. Kikuchi [et al.] // BMC Genetics. – 2016. – Vol. 17(60). – P. 1–17.

22. Зиновьева Н., Сермягин А., Костюнина О. Новая стратегия генетического совершенствования свиней // Животноводство России. – 2019. – № S2. – С. 15–17.

23. Черно-пестрый скот Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С. Короткевич [и др.]. – Новосибирск, 2012. – 500 с.

24. Молочная продуктивность коров-первотелок голштинской и симментальской пород в условиях Новосибирской области / А.И. Желтиков, Н.М. Костомахин, О.М. Венедиктова [и др.] // Главный зоотехник. – 2017. – № 2. – С. 23–30.

25. Генетические основы селекции животных / В.Л. Петухов, Л.К. Эрнст, И.И. Гудилин [и др.]. – М.: Росагропромиздат, 1989. – 448 с.

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

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

28. Зайко О.А. Изменчивость и корреляция химических элементов в органах и тканях свиней скороспелой мясной породы СМ-1: дис. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2015. – 183 с.

29. Особенности аккумуляции меди в щетине свиней различных пород / О.А. Зайко, А.В. Назаренко, И.А. Королева [и др.]. // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2021. – Т. 51(1). – С. 90–98.

30. Нормы потребностей молочного скота и свиней в питательных веществах / Р.В. Некрасова, А.В. Головина, Е.А. Махаева [и др.]. – М.: Российская академия наук, 2018. – 290 с.

31. Ecological and biogeochemical evaluation of elements content in soils and fodder grasses of the agricultural lands of Siberia / A.I. Syso, M.A. Lebedeva, A.S. Cherevko [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2017. – Vol. 9(4). – P. 368–374.

32. Estimating the sample mean and standard deviation from commonly reported quantiles in meta-analysis / S. Mc-Grath, X. Zhao, R. Steele [et al.] // Statistical methods in medical research. – 2020. – Vol. 29(9). – P. 2520–2537.

33. 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.

34. Characterization of the toxicological impact of heavy metals on human health in conjunction with modern analytical methods / D.C. Filipoiu, S.G. Bungau, L. Endres [et al.] // Toxics. – 2022. – Vol. 10(12). – P. 716.

35. Способ определения содержания марганца в печени свиней: пат. RU 2791231 С1 Рос. Федерация. № 2022109749 / Зайко О.А., Назаренко А.В., Коновалова Т.В. [и др.]; заявл. 11.04.2022; опубл. 06.03.2023, Бюл. № 7. – 8 с.

36. Способ определения уровня цинка в почках свиней: пат. RU 2761031 С1 Рос. Федерация. № 2021101423 / Зайко О.А., Назаренко А.В., Себежко О.И. [и др.]; заявл.22.01.2021, опубл. 02.12.2021, Бюл. № 34. – 6 с.

37. Способ определения содержания кадмия в печени крупного рогатого скота:пат. RU25911825 С1 Рос. Федерация. № 2015116391/15 / Короткевич О.С., Нарожных К.Н., Коновалова Т.В. [и др.]; заявл. 29.04.2015, опубл. 20.07.2016, Бюл. № 20. – 5 с.

38. Способ определения концентрации свинца в легких крупного рогатого скота: пат. RU 2602915 С1 Рос. Федерация. № 2015130994/15 / Коновалова Т.В., Короткевич О.С., Нарожных К.Н. [и др.]; заявл. 24.07.2015; опубл. 20.11.2016, Бюл. № 32. – 6 с.

39. 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, N.I. Shishin [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2017. – Vol. 9, № 9. – P. 1530–1535.

40. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементология – новый термин или новое научное направление? // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2005. – № S2–2. – С. 4–8.

41. Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т. Минеральное питание животных. – М.: Колос, 1979. – 471 с.

42. Brown K.H., Wuehler S.E., Peerson J.M. The importance of zinc in human nutrition and estimation of the global prevalence of zinc deficiency // Food and Nutrition Bulletin. – 2001. – Vol. 22(2). – P. 113–125.

43. Effect of weaning and in‐feed high doses of zinc oxide on zinc levels in different body compartments of piglets / R. Davin, E.G. Manzanilla, K.C. Klasing, J.F. Pérez // Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. – 2013. – Vol. 97. – P. 6–12.

44. The content of selected minerals determined in the liver, kidney and meat of pigs / K. Stasiak, A. Roślewska, M. Stanek [et al.] // Journal of Elementology. – 2017. – Vol. 22(4). – P. 1475–1483.

45. Trace mineral status and toxic metal accumulation in extensive and intensive pigs in NW Spain / M. López-Alonso, M. García-Vaquero, J.L. Benedito [et al.] // Livestock Science. – 2012. – Vol. 146(1). – P. 47–53.

46. Puls R. Mineral levels in animal health: diagnostic data. – 1994. – Clearbrook, 356 p.

47. Burrough E.R., De Mille C., Gabler N.K. Zinc overload in weaned pigs: Tissue accumulation, pathology, and growth impacts // Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. – 2019. – Vol. 31(4). – P. 537–545.

48. Black R.E. Zinc deficiency, infectious disease and mortality in the developing world // The Journal of Nutrition. – 2003. – Vol. 133(5). – P. 1485S–1489S.

49. Zinc: the metal of life / K. Kaur, R. Gupta, S.A. Saraf, S.K. Saraf // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2014. – Vol. 13(4). – P. 358–376.

50. Erdman Jr.J.W., Macdonald I.A., Zeisel S.H. (ed.) Present knowledge in nutrition. – Ames: Wiley-Blackwell, 2012. – 1328 p.

51. Dietary reference intakes for vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. – Washington: National Academies Press, 2001. – 800 p.

52. Влияние генофонда породы на содержание и изменчивость меди в печени свиней / А.В. Назаренко, О.А. Зайко, Т.В. Коновалова [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2023. – № 3(68). – С. 262–271.

53. Особенности аккумуляции и изменчивости меди в скелетной мускулатуре свиней различных пород / О.А. Зайко, Т.В. Коновалова, О.С. Короткевич [и др.] // Свиноводство. – 2023. – № 7. – С. 39–41.