Пути поддержания постоянства минеральных веществ в организме животных

Сохранение относительного постоянства уровня минеральных веществ в организме животных осуществляется благодаря гомеостатической функции путем изменения: 1) уровня абсорбции; 2) экскреции с мочой; 3) тканевого отложения в безвредном количестве или мобилизации резервных форм; 4) эндогенной экскреции с калом. В организме постоянно уравновешиваются противоположно направленные процессы, и малейшее отклонение от нормального состояния точно компенсируется. Так, например, приток минеральных веществ в плазму крови регулируется их оттоком из плазмы; абсорбция из пищеварительного тракта - эндогенными потерями через пищеварительный тракт; мобилизация минеральных веществ из скелета - включением их в скелетную систему; тубулярная обратная резорбция в почках -выделением минеральных веществ через почки с мочой.

Объем кишечной абсорбции кальция прежде всего определяется биологической доступностью кальция и наличием оксалатов в кормах, соотношением в них кальция и фосфора. Решающее значение на усвоение и особенно транспорт кальция имеет витамин D₃, который в печени превращается в 2,5-гидроксихоле-кальциферол, а в почках под действием фермента гидроксилазы -в активный метаболит гормональной природы 1,25-дегидро-ксихолекальциферол. Биосинтез паратгормонов регулируется ионами кальция. Между концентрацией ионов кальция в плазме крови и содержанием паратгормона существует тесная коррелятивная зависимость. С уменьшением концентрации кальция в плазме крови с 12-10 до 9-8 мг/100 мл секреция паратгормонов повышается в 4 раза. Благодаря тесной связи между концентрацией кальция в плазме крови и секрецией паратгормонов в ки шечнике при повышении уровня кальция в плазме крови наступает торможение интенсивности всасывания кальция. С увеличением уровня потребления кальция в рационе животных интенсивность его всасывания снижается, а эндогенные потери с калом в расчете на 1 кг живой массы практически не изменяются. Общая величина эндогенных потерь кальция у животных повышается с увеличением их живой массы.

Особое место в поддержании гомеостаза кальция в организме животных отводится скелету. Регуляция обмена кальция в костной ткани осуществляется паратгормоном и кальцитонином. Под действием паратгормона мобилизация кальция из костной ткани увеличивается, поэтому повышенная секреция этого гормона приводит к гиперкальциемии. Кальцитонин, наоборот, снижает расход кальция, что сопровождается гиперкальциемией. Эти процессы более четко выражены у молодых животных, при ги-пертироидизме и в период лактации. У животных в период интенсивного роста приток кальция из крови значительно выше, чем при рождении или в зрелом возрасте. Так, у новорожденных телят депонирование кальция в скелете составляет 2 г/сут, в возрасте 14 мес - 25 г/сут, а в возрасте 10 лет - 2,5 г/сут. Уровень мобилизации этого элемента из скелета для поддержания его концентрации в жидкостях организма зависит от содержания кальция в рационе:

Содержание кальция Мобилизация кальция

в рационе, % из скелета, г/сут

• 0,05 13,1+3,4
• 0,22 4,3+1,8
• 0,47 2,1+0,8

При низком содержании кальция в рационе (0,05%) расход его из скелета увеличивается в 6 раз. Следует также иметь в виду, что обменный фонд кальция в скелете определяется возрастом животных и находится в прямой зависимости от концентрации паратгормона в плазме крови.

У животных в возрасте 6-8 лет по сравнению с 4 - 5 летними концентрация паратгормона в плазме крови была ниже в 2,5 раза. Аналогичная закономерность наблюдается и в отношении обменного фонда кальция.

Выяснено, что роль почек в обмене и поддержании статуса кальция для жвачных животных (овцы, крупный рогатый скот) и лошадей неодинаковы. Например, при скармливании жвачным рационов с различным уровнем кальция (от 24 до 500 мг на 1 кг живой массы в сутки) выделение его с мочой было довольно стабильным и составляло от 1,3 до 2,3 мг на 1 кг живой массы в сутки. У лошадей при потреблении 29 или 130 мг кальция на 1 кг живой массы в сутки выделение его с мочой составляло 5,5 и 21 мг на 1 кг живой массы соответственно, т. е. экскреция кальция через почки у лошадей увеличилась почти в 4 раза. Следовательно, в поддержании статуса кальция в организме лошадей определенное значение имеют не только пищеварительный тракт (уровень всасывания) и скелет, но и почки.

При длительном скармливании рационов с пониженным содержанием кальция животные компенсируют его дефицит путем увеличения скорости всасывания кальция и снижения его эндогенных потерь с калом, в этом случае в слизистой кишечника идет более интенсивный синтез кальцийсвязывающего белка и тем самым увеличивается способность кишечника всасывать кальций. При переводе животных на рацион с высоким уровнем кальция образование кальцийсвязывающего белка снижается.

Таким образом, процесс адаптации к экспериментально вызванной острой недостаточности или избыточности кальция сопровождается глубокими изменениями компенсаторных механизмов, обеспечивающих длительное постоянство его в крови.

Уровень концентрации фосфора в плазме крови животных подвержен по сравнению с кальцием более существенным колебаниям и зависит от вида животных, возраста и в некоторой степени от обеспеченности организма фосфором. Гомеостаз фосфора, как и кальция, в организме животных поддерживается на уровне пищеварительного тракта, костной ткани и почек в основном с помощью трех гормонов: паратгормона, кальцитонина и 1,25-дегидроксихолекальциферола. Важным фактором в поддержании постоянства фосфора в организме являются эндогенные потери его с калом. У крупного рогатого скота и овец они могут достигать 14 - 70 мг на 1 кг живой массы в сутки и зависят от уровня потребления фосфора, кислотно-щелочного равновесия, структуры рациона, возраста и физиологического состояния животных.

Экскреция фосфора с мочой зависит от структуры рациона и pH мочи. При кислой реакции мочи в почках идет превращение Н2РО4¹, что и способствует повышенному выделению фосфора с мочой.

Концентрация натрия в плазме крови большей частью поддерживается на постоянном уровне под воздействием альдостерона и антидиуретического гормона. Даже при хроническом истощении животных по натрию концентрация его в плазме крови остается более или менее постоянной. При недостаточном поступлении натрия с кормом кора надпочечника стимулирует секрецию альдостерона, который оказывает прямое действие на слюнные железы, снижает экскрецию натрия со слюной и сужает отношение натрия к калию в слюне от 20 до 10:1 и тем самым обеспечивает потребность организма животного в натрии для более важных физиологических функций.

Следует отметить, что поддержание постоянства натрия в организме животных достигается также посредством регуляции уровня экскреции натрия с мочой. При низком уровне потребления натрия экскреция его с мочой резко падает в результате повышенной секреции альдостерона. В критические периоды натрий в моче может почти полностью исчезать.

Анализируя данные по поддержанию статуса минеральных элементов в организме, можно сделать вывод, что основной путь адаптации животных к разному поступлению кальция, железа, цинка и марганца с рационом сводится к изменению уровня их абсорбции. В то же время для натрия, калия, хлора, йода и кадмия абсорбция не является основным фактором их регуляции. Постоянство этих элементов в организме животных главным образом поддерживается за счет экскреции их с мочой.

В поддержании постоянства минеральных веществ в организме маток участвует также механизм секреции их с молоком. Так, концентрация йода, хлора, железа и никеля в молоке находится в прямой зависимости от их потребления. Защитная функция молочной железы особенно наглядно проявляется при поступлении с кормом таких токсических элементов, как кадмий и свинец.

Контроль эндогенных потерь минеральных веществ с калом наименее изучен, что связано с трудностями разграничения уровней эндогенного и неабсорбированного элемента в экскретах. В настоящее время известны 3 основных пути поступления элементов эндогенного происхождения в содержимое пищеварительного тракта: секреция с соком поджелудочной железы, с желчью и непосредственная секреция пищеварительным трактом. Эндогенные потери некоторых элементов с калом могут равняться или превышать истинную абсорбцию их в желудочно-кишечном тракте. Это прежде всего относится к взрослым животным при условии, если у них преобладает эндогенный путь экскреции элемента с калом.

Таким образом, обеспеченность животных минеральными веществами зависит от многих факторов и, в частности, от взаимоотношения между отдельными элементами в процессе обмена, уровня абсорбции и экскреции, эндогенных потерь, способности к аккумуляции и мобилизации минеральных веществ из органов и тканей. Все это необходимо учитывать и строго соблюдать при разработке и уточнении норм потребности животных в минеральных веществах.