4. Мінеральні речовини і їх значення в живленні тварин.

Роль макро- (Са, Р, К, Na, cl, Mg, j) і мікроелементів (Fe, cu, Zn, Co, Mn, j, Se та інші) в процесах обміну речовин в організмі.

Реакція золи, співвідношення кислих і лужних елементів.

Форми проявлення недостачі мінеральних елементів.

Ключові слова: Вміст, мінеральні елементи, кислотні, лужні елементи, кальцій, фосфор, калій, натрій, магній, хлор, сірка, залізо, мідь, цинк, кобальт, марганець, йод, взаємозв’язок, стимуляція, ферменти.

Поряд з органічними речовинами, складаючими, не враховуючи воду, основну частину тіла тварин, організм містить також певну кількість, хоча і невелику мінеральних речовин. Згідно даних Гілберта і Лоза вміст мінеральних речовин у різних видів тварин слідуючий.

Вміст мінеральних речовин в організмі тварин

Вид тварин	Кожні 100 кг містять
	води, кг	чистої золи, кг	К (г)	Na (г)	Ca (г)	Mg (г)	Р (г)	сl (г)
Жирне теля	63,0	3,78	171	109	1176	44	670	63
Напівжирний віл	51,5	4,61	170	108	1509	52	830	59
Доросла вівця	57,3	3,06	144	89	945	35	518	72
Доросла свиня	55,1	2,65	163	82	772	33	465	57

В складі мінеральних речовин в окремих видів тварин наявні значні відмінності. Найбільш високий вміст мінеральних речовин спостерігається у ВРХ, в якої сильно розвинений кістяк, у свиней їх майже на половину менше. В добре вгодованих тварин відносна кількість мінеральних речовин менша. Особливо велика різниця по вмісту мінеральних речовин в різних тканинах, про що говорять слідуючи дані.

Вміст мінеральних речовин в тканинах ВРХ (г на кг)

Тканини	Вода	Na	K	Ca	Mg	Fe	P	cl	CO2
Кров	809	2,69	0,34	0,05	0,02	0,38	0,18	3,08	-
Кістки (1 кг золи)	-	8,06	1,50	366,0	6,52	-	163,0	0,4	50,6
М’язи	758	0,65	3,66	0,02	0,24	-	2,70	0,57	-
Молоко	904	0,69	1,54	1,24	0,11	-	0,92	0,91	-

Кістки найбільш багаті на мінеральні речовини, в яких вони представлені фосфорнокислим кальцієм. В крові переважає натрій і хлор, або інакше кухонна сіль, досить високий вміст заліза, що пов’язано з гемоглобіном. В м’язах відносно багато калію і мало кальцію. Молоко містить поряд із значною кількістю хлору і калію досить багато Са і Р.

Порівняно недавно була вивчена і доказана абсолютна необхідність мінеральних речовин в складі кормових раціонів. (1880 рік) Тварин годували кормами,які не містить мінеральних речовин. Тварини лишились апетиту і в кінці-кінців загинули. Таким чином було доказано, що тваринам, як і рослинам необхідні мінеральні речовини.

Роль мінеральних речовин в організмі досить різноманітна. В протилежність органічним речовинам, вони не відіграють помітної ролі в енергетичному обміні, оскільки кількість енергії, яка виділяється при перетворенні мінеральних речовин така незначна, що її можна не враховувати, незначна їх роль і в накопиченні м'язових тканин, не рахуючи кісток і зубів, але органи і тканини відмирають при відсутності мінералів. Не може нормально іти процес перетравлення і всмоктування поживних речовин без їх наявності. В складі більше 700 ферментів знаходяться мінеральні речовини, які активують їх дію. Без наявності фосфорної кислоти не може іти процес згорання вуглеводів, особлива роль мінеральних речовин в підтримці осмотичного тиску тканинних рідин. В більшості випадків осмотичний тиск регулюється нирками, які створюють рівновагу, виводячи із організму в сечу речовини з більш високим, чи з більш низьким осмотичним тиском. Дякуючи наявності бікарбонатів кров постійно зберігає слаболужну реакцію. Величезне значення для організму має співвідношення між кислотними і лужними речовинами, регулювання яких також здійснюється нирками. При годівлі тварин рослинними кормами переважає лужна реакція, але при використанні кормів багатих на білок, або при голодуванні, коли тварини вимушені використовувати білок організму, переважає кислотна реакція, що може привести до ацидозу і пов’язані з ним негативні явища для організму.

Мінеральне живлення тварин балансується за абсолютним вмістом окремих елементів в кормах і в цілому в раціоні, а також по співвідношенню деяких елементів між собою. Враховують перш за все відношення Са до Р і натрію до К. Важлива також характеристика реакції золи в кормах. Визначають її в грам-еквівалентах по відношенню кислотних і лужних елементів.

Що таке грам-еквівалент – це така кількість грам-молекули, яка здатна замінити один грам-атом водню при дані реакції.

При вирахуванні кислотних (S, P, cl) і лужних (Ca, Na, K, Mg) елементів користуються переводними коефіцієнтами

Елемент	Грам-еквівалент	Коефіцієнт переводу
Натрій – Na	23,0	0,044
Калій – K	39,1	0,0256
Магній –Mg	12,16	0,082
Кальцій – Ca	20,035	0,050
Хлор - cl	35,46	0,028
Сірка – S	16,035	0,062
Фосфор (2-х валентний) – P	15,52	0,064
Фосфор (3-х валентний)	10,347	0,097

При вирахуванні кислотно-лужного співвідношення користуються слідуючою формулою

cl*0,028 + S*0,062 + P*0,097/Na*0,044 + K*0,0256 + Mg*0,082 + Ca*0,050, де cl, S, P, K, Na, Mg і Са – кількість відповідних елементів в кормах раціону. В раціоні це співвідношення не повинне виходити за межі 0,8-1,0.

Мінеральні речовини впливають на колоїдний стан органічних речовин, який проявляється в зміні властивості останніх набухать. Під дією мінеральних речовин білки або скипаються, або як глобуліни, під дією солей, переходять в розчин. Відомо також отруюючи дія мінеральних речовин. Наприклад, чистий розчин кухонної солі високої концентрації може викликати захворювання або отруєння, яке може зняти наявність інших іонів: калію або кальцію. Сукупність нормування мінеральних речовин пов’язана не тільки із встановленням необхідної кількості того чи іншого елементу на певний рівень продуктивності, чи підтримку нормального стану здоров’я тварин, але і взаємодія між окремими мінеральними речовинами. Наприклад, на сьогоднішній день експериментально встановлена взаємодія слідуючи елементів у годівлі свиней:

К → Na, cl, Mg, P

P → K, Ca, Mg, Cu, Mn, Zn, Fe, Mo

Ca → P, Mg, Mn, Zn, I

Co → Cu, Fe, Mo

Cu → Co, P, Fe, Mn, Zn, Mo, S

Mn → Ca, P, Mg, Cu

Na → K, cl

S → Cu, Mo, Se

I → Ca

Zn → Ca, P, Cu

F → Mg

Mo → Cu, Co, P, S

Se → S

Fe → Cu, Co, P

Mg → F, Mn, CA, P, K

Сl → K, Na

Продовжуючи цю взаємодію можна відзначити, що якщо рівень Са в раціоні досягне 1%, необхідно збільшити рівень цинку, щоб попередити проявлення клітинних ознак перакератозу. Високий вміст в раціоні Са може вплинути на потребу тварин в йоді, Fe, Mg, Mn і особливо Р. Таку ж дію викликає збільшення Mn, відповідне збільшення потрібне заліза, а використання заліза для синтезу гемоглобіна проходить тільки при взаємодії з міддю.

Більше 60 мінеральних елементів знайдені в тілі тварин, але роль багатьох із них ще не встановлена, або визначена не повністю. Найважливішу роль із них відіграють слідуючі:

Кальцій його найбільше в тваринному організмі. 99% всього елементу знаходиться в кістках і зубах. Зола кісток містить 38% Са, 17% Р і 1% Mg. Мінеральний склад кісток не постійний і залежить від надходження його в організм, а також від рівня Р і інших елементів в раціоні і особливо від забезпечення вітаміном Д. При нормальному забезпеченню тварин цими елементами в сироватці крові, рівень кальцію складає 8-12 мг%, а в курей в період яйцекладки цей рівень значно вищий.

При недостатньому забезпеченні молодих тварин Са, Р і віт.Д порушується закостеніння хрящової тканини скелету, виникає рахіт. При цьому захворюванні викривляються кістки, збільшуються суглоби, тварини кульгають і обмежені в рухливості. В дорослих тварин виникає остеомаляція – розм’ягчення кісток. При остеомаляції організм мобілізує Са і Р із кісток, кістки слабшають і легко ламаються. Найбільш чутливими до нестачі Са являються високопродуктивні корови, в яких порушується функція пара щитовидної залози, гормони якої мобілізують Са і Р із кісток. Часто після отелу в таких тварин спостерігається родильний перез, він характеризується пониженим вмістом Са в сироватці крові, мускульними судорогами, а в тяжких випадках – паралічі. Перша допомога – ін’єкції глюконату Са. При порушенні кальцієвого обміну у курей розм’якшуються кістки, викривляється дзьоб, яйця мають тонку шкаралупу, знижується яйценосткість.

Хорошим джерелом кальцію є зелені корми, особливо бобові трави, тваринні корми: рибне, м’ясо-кісткове борошно, молоко. В зерні злакових і коренеплодах кальцію мало.

В практиці годівлі широко використовуються мінеральні підкорми у вигляді крейди, молотого вапняку, дикальційфосфату. При використанні мінеральних кормів важливо дотримуватися співвідношення Са до Р, яке не повинне бути в залежності від віку і фізіологічного стану 1,2-2 до 1. У курей воно значно вище і крім включення в раціон, молотий вапняк повинен згодовуватися птиці досхочу.

Фосфор. Біля 80% цього елементу знаходиться в кістках і зубах. Останній фосфор знаходиться в фосфопротеїнах, нуклеїнових кислотах, фосфоліпідах. Цей елемент відіграє дуже важливу роль в обміні вуглеводів і в енергетичному живленні, він є компонентом при синтезі гексозофосфатів і аденозинфосфатів. Обмін фосфору в організмі тісно пов’язаний з обміном Са. При недостачі фосфору молоді тварини хворіють на рахіт, а дорослі – остеомаляцію. При хронічній нестачі фосфору спостерігається скрипіння в суглобах і послаблення мускулів, зниження плодючості, затримці в рості і зменшення надоїв. Ознаки фосфорної недостачі – викривлення апетиту: тварини жують дерево, кістки, ганчірки і інші предмети. Фосфорна недостача може бути визначена по кількості фосфору в сироватці крові (неорганічний фосфор в кормі – 4,5-4,6мг%).

Частіше всього фосфорна недостача спостерігається у ВРХ, які отримують раціони без концентратів. У овець це буває рідко тому, що вони здатні вибирати із травостою рослини або їх частини, більш багаті на фосфор.

Молоко, зерно злаків, рибне та м’ясо-кісткове борошно – хороші джерела фосфору. В сіні і соломі фосфору мало.

В зерні злаків фосфор знаходиться у фітінових сполуках, які в птиці використовуються лише на 10% порівняно з дінатрійфосфатом. Свині їх використовують значно краще завдяки ферменту фітами, а ВРХ взагалі добре в зв’язку з наявністю мікрофлори, що використовує фосфор із фітатів.

Калій знаходиться в протоплазмі клітин переважно у формі бікарбонатів, фосфатів і хлоридів. При недостачі калію в кормі тварини погано ростуть, у них спостерігається викривлення апетиту, дефіцит цього елементу призводить до підвищеної збудливості і розладу сердечної діяльності – аритмії, низькому кров’яному тиску, порушенню функції нирок, печінки, заплідненості яйцеклітин у самок.

Рослинний корм, особливо молода трава і коренеплоди, багаті на калій і в практичних умовах тварини бувають забезпечені цим елементом.

Високі дози калійних добрив на культурних пасівниках можуть викликати підвищений вміст калію в кормах і зниженню вмісту в них магнію. При такому порушеному співвідношенню може виникнути тяжке захворювання – гіпомагніемія, або її називають магнезіальна тетанія. Надлишок калію швидко видаляється із сечею.

Натрій – головний катіон, який нейтралізує кислоти в крові і лімфі. У жуйних тварин бікарбонат натрію являється головною складовою часиною слини. Він регулює до оптимального рівня (рН 6,5-7) активність хімуса в попередніх шлунках, хлористий натрій регулює осмотичний тиск, активізує фермент амілазу, яка розщеплює крохмаль, пришвидшує всмоктування глюкози в шлунку, використовується як матеріал для синтезу Нсl. Нестача натрію в годівлі тварин викликає втрату апетиту, посилює теплоутворення в організмі і знижує синтез жиру та білку в тканинах. Більшість кормів рослинного походження містить недостаток натрію. В м’ясному борошні морських риб міститься значна кількість натрію достатня для годівлі тварин. На практиці недостача натрію ліквідується добавкою в раціон кухонної солі, а останнім часом і бікарбонату натрію.

Хлор як і натрій в рослинних кормах міститься в незначній кількості, але на засолених грунтах корми містять підвищену його кількість. В організмі тварин він концентрується в рідинах: крові, шлунковому соці, лімфі кожі. Потреба в хлорі вивчена недостатньо. Сільськогосподарські тварини одержують хлор разом з кухонною сіллю.

Магній. В обміні речовин магній тісно пов’язаний з кальцієм, біля 70% концентрується він в скелеті тварин. В кістках кальцію більше, ніж магію, але в м’яких тканинах і рідинах навпаки більше магнію. Згодовування крисам очищених кормів викликала підвищену збудливість і судороги, а в телят магнієва недостача може викликати в молочний період, як правило, на 50-70 день життя, коли витрачаються запаси його в кістках і крові і може наступити магнієва тетанія і смерть. В дорослих тварин це спостерігається частіше всього весною і восени, коли тварини споживають багато молодої соковитої трави без добавки концентрованих кормів і добавок окисі магнію. У хворих тварин падає вміст магнію в сироватці крові до 0,5 мг% (норма 4-1,7 мг%). В корів спостерігається нервова збудливість, дрижання, сіпання лицевих м’язів, хитання під час руху і судороги. Хорошим джерелом магнію є пшеничні висівки, сухі дріжджі, макуха і шроти, бобові трави. Для профілактики молочним коровам згодовують по 50 г на голову за добу окисі магнію.

Сірка в організмі тварин знаходиться в зв’язаній формі у вигляді цистину, метіоніну. Багато сірки в шерсті (до 4%), яка містить багато цистину. Сірка входить в склад вітамінів біотину і тіаміну, а також в склад гормону інсуліну. Якщо раціони збалансовані за протеїном, кількість сірки в організмі достатня. При протеїновому голодуванні або згодовуванні великої кількості сечовини, коли стримується мікробний синтез цистину, цистеїну і метіоніну доцільна підгодівля сульфатами натрію і амонію в незначній кількості.

Контроль забезпеченості тварин мікроелементами здійснюється визначенням їх вмісту в сироватці крові, а також іншими біохімічними дослідженнями крові та сечі. Так, оптимальним рівнем Са в сироватці крові буде 9,5-12 мг%, неорганічного фосфору 4,5-4,6%. При зменшенні Са до рівня 5-7 мг% це вже говорить про середню гіпокальціємію, а зменшення до < 1ммоль/л говорить про молочну пропасницю.

Концентрація оскипротеїну в крові та сечі такж є важливим показником стану мінералізації скелету. В нормі 0,3-0.5 та 1,5-2,5 мг% відповідно, збільшення цих показників буде говорити про порушення мінерального обміну. Підвищення рівня лужної фосфатази в сироватці крові також буде говорити про порушення в обміні Са, Р, Zn.

Концентрація Mg в плазмі крові в нормі складає 2,5-3,5 мг%, при сильно вираженій гіпомагніємії менше 1%. Концентрація в сечі при нормі 200 мг/л, при нульовому балансі 100 мг/л.

Надійним показником збалансованості раціону за натрієм є рівень його в слині: 250 мг% при відношенні натрію до калію 20-25:1. при зниженні цього показника до 20 мг% і відношення Na:К = 10:1 можна говорити про недостаток Na.

Концентрація К в сироватці крові в межах 20-25:Na – 270-350 мг% говорить про нормальний обмін цих елементів.

Велика група мінеральних речовин, яка входить до складу вітамінів, гормонів, ферментів активізує їх діяльність, але міститься в організмі в мг і мкг відносять до мікроелементів або біологічно активних речовин.

До них належить в першу чергу залізо. Більше 90% цього елементу в організмі з’єднано з різними білками, а більше половини зконцентровано в гемоглобіні крові. Резервується залізо в печінці, селезінці, нирках, кістяному мозку у вигляді білку ферретину (20% заліза). 35% резервного заліза знаходиться в організмі в білку гемосидерині. Залізо – обов’язковий компонент багатьох ферментів, клітинних пігментів (цитохромів і флавопротеїнів). Транспорт заліза здійснюється за рахунок білку сидереліну, який завжди присутній в крові. Залізо, яке міститься в гемоглобіні, при руйнуванні його, знову використовується в організмі, тому достатнє надходження лише 10% заліза від потреби і норма заліза в раціоні складає 50 мг на 1 кг сухої речовини корму. Рослинні корми, як правило, містять достатній рівень заліза. Мало його в молоці, особливо свиноматок, де вміст його не перевищує 1 мг за добу, тому необхідна підгодівля поросят препаратами заліза до рівня 6-7 мг. Двохвалентне залізо вільно віддає і з’єднує кисень і вуглекислий газ. Всмоктування нітрітів у кров переводить двохвалентне залізо в трьохвалентне, тобто в неактивну форму і таким чином призводить до отруєння організму тварин. Вміст гемоглобіну в крові є надійним показником забезпеченості організму залізом. У ВРХ його рівень в нормі 11-12%. Зниження його на20-25% говорить про розвиток анемії.

Мідь необхідна в організмі для синтезу гемоглобіну, хоча не входить до його складу, але є обов’язковим компонентом червоних кров’яних тілець, входить в склад багатьох ферментів, пігментів волосся і пір’я, багато міді у печінці, де вона резервується. Недостача міді в годівлі тварин викликає анемію, затримку в рості, розлад травлення, депігментацію. У корів відсутня охота при дефіциті міді, а в биків викликає переродження зародкового епітелію в сім’яниках. Нормальний вміст міді в крові 0,8-1 мкг/г, при зниженні цього показника до 0,3-0,6 мкг/г заплідненість корів зменшується майже в 2 рази. Надлишок Са і Mo може порушити обмін Cu.більше всього міді в зерні, насіння і макусі та шроті. В траві її значно менше (4-8 мг/кг) і зовсім мало в соломі і молоці. Поросятам-сисунам, як правило, дають підкормку препаратами 0,5% сульфати міді і 0,5%сульфата заліза. Мідь накопичується в організмі, тому при певних умовах вона може призвести до отруєння тварин, особливо в умовах дефіциту.

Кобальт входить до складу заліза і цинку вітаміну В₁₂ (до 4-5% цього елементу).