Актуальность  исследования  закономерностей  аккумуляции  в организмах животных тяжелых металлов связана, с одной стороны, с их эссенциальностью для живых организмов, а с другой – с потенциальной угрозой при попадании в организм их высоких концентраций [2, 8-12, 30-32, 34, 36]. Однако по сей день нет научно обоснованных нормативных значений ни по одному химическому элементу в органах и тканях животных и человека [5]. Возможность накопления тяжелых металлов в клетках животных и человека основана на их способности образования стойких комплексов органических соединений. Многие тяжелые металлы входят в состав катализаторов и регуляторов важных физиологических процессов. Таким образом, определение параметров накопления тяжелых металлов живыми организмами, в том числе сельскохозяйственными животными, является важной компонентой биоиндикации состояния окружающей среды [1, 24-28, 37, 38]. Химический статус животных разных видов может зависеть от условий среды и генетической структуры популяций [7. 21, 22, 33]. Определение содержания тяжелых металлов в органах и тканях животных имеет большое значение для оценки возможного воздействия загрязняющих веществ на человека [12-16, 38]. Поэтому важен поиск маркеров и методов производства экологически безопасной продукции [17-20, 27].

Цель работы – установить особенности накопления, изменчивости и сопряженности между тяжелыми металлами в миокарде крупного рогатого скота герефордской породы и их среднее популяционное значение.

Объекты и методы исследования

Анализ по определению тяжелых металлов в сердце проводили на базе лаборатории  СибНИПТИЖ. Для исследования были отобраны пробы сердца от 29 быков герефордской породы в возрасте 17–18 месяцев, выращенных на территории Западной Сибири. Перед убоем все животные были клинически здоровы. Содержание химических элементов определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометрах Shimadzu AA-7000 (Япония) и Perkin Elmer 360 (США) по ГОСТам. Полученные данные были обработаны с помощью методов описательной статистики с использованием программы STATISTICA 6.0 (StatSoft Inc., США) на персональном компьютере. Нормальность  распределения  оценивали  с  помощью  критерия Шапиро – Уилка (W). Сопряжённость между признаками определяли с помощью коэффициента корреляции Пирсона.

Результаты исследования и их обсуждение

Материалы по содержанию и изменчивости тяжелых металлов в сердце животных представлены в таблице 1. Полученные данные с использованием критерия Шапиро – Уилка были протестированы на нормальность распределения. Распределение изученных элементов соответствовало нормальному. Максимальное содержание в миокарде отмечалось у цинка, а минимальное – кадмия. Уровень Cd и Pb в миокарде был значительно ниже ПДК (СанПиН 2.3.2.1078-01), которая составляет 0,05 и 0,5 для Cd и Pb соответственно [23]. Соотношение тяжелых металлов можно представить в виде ряда: Fe>Zn>Cu и Pb>Cd в соотношении 17,9:7,7:1 и 36,8:1 соответственно.  Высокая фенотипическая изменчивость отмечается по концентрации кадмия, свинца и меди. Индивидуальная изменчивость уровня цинка и железа была относительно низкой.

Содержание тяжелых металлов в миокарде, мг/кг

*ДИ – доверительный интервал.

В сердце между концентрацией Cd, Pb, Cu, Zn и Fе выявлена только одна положительная высокая корреляция между содержанием Pb и Cu (r=0,69; Р<0,01). В литературе есть сведения о том, что при увеличении в рационе концентрации меди происходит увеличение аккумуляции свинца в печени и почках у крыс [30]. По другим данным свинец может способствовать снижению уровня меди в организме, что приводит к падению концентрации  церулоплазмина и супероксиддисмутазы [35].

Содержание тяжелых металлов в сердце герефордского скота было значительно ниже (Р<0,001), чем у свиней породы СМ-1. Так, кадмия было в 28 раз меньше, свинца в – 25 раз, меди в – 2 раза, цинка в – 3 раза, железа в – 4 раза [4, 18].  Таким образом, можно говорить о значительных межвидовых различиях в аккумуляции тяжелых металлов в миокарде животных разных видов. Учитывая индивидуальную разность накопления тяжелых металлов в миокарды у герефордского скота и значительные межпородные различия, можно предположить, что данный признак может быть генетически детерминирован [29]. Исследования аккумуляции тяжелых металлов у животных показали влияние генофонда семейств на накопление свинца в скелетной мускулатуре, легких и щетине [3].

Заключение

Определены средние популяционные уровни и доверительные интервалы концентрации тяжелых кадмия, свинца, меди, цинка и железа в миокарде крупного рогатого скота герефордской породы, которые могут быть использованы для оценки параметров интерьера животных. Выявлены различные степени аккумуляции тяжелых металлов в сердце быков. Для изученных химических элементов в миокарде характерна разная фенотипическая вариация. Выявлены значительные индивидуальные различия в аккумуляции химических элементов, что может указывать в определенной степени на наследственную обусловленность этих изменений и необходимость учитывать эту изменчивость при отборе животных.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №15-16-30003).