Схвалення: 06 березня 2019 р

субклінічного

Анотація: Метою цього дослідження було вивчення впливу субклінічного дефіциту Zn у овець на рівень Zn та лужної фосфатази (ФК) у плазмі крові, концентрацію тканин та утримання мінеральних речовин. Десять ягнят були випадковим чином віднесені до двох груп: базальної (B; 10 ppm Zn) і доповненої 30 ppm Zn (Z). Випробування тривало 20 тижнів із кровотечею кожні 4 тижні. Через 6 і 20 тижнів оцінювали баланс Zn. В кінці роботи були зібрані зразки м’язів, печінки, підшлункової залози, яєчка, нирок, легенів, кісток та вовни. Рівні Zn у плазмі крові були значно вищими у групі Z (0,68 мкг/мл), ніж у групі В (0,40 мкг/мл), але рівні FA у плазмі були подібними. У першому балансовому періоді відсоток утримання Zn у групі В був вищим (46,91 проти 26,07%), але збережена кількість була нижчою (1,66 проти 3,72 мг/добу). Другий баланс представив подібні результати. Концентрація Zn у кістці була вищою у групі Z (P

Ключові слова: Дефіцит цинку, Ягнята.

Анотація: Метою цього дослідження було вивчення впливу субклінічного дефіциту Zn у ягнят на рівні Zn та лужної фосфатази (ALP) у плазмі крові, концентрацію Zn у тканині та баланс Zn. Десять ягнят були випадковим чином віднесені до двох груп: базальної (B; 10 ppm Zn) і доповненої 30 ppm Zn (Z). Суд тривав 20 тижнів. Зразки крові відбирали кожні 4 тижні яремною венепункцією. Через 6 і 20 тижнів оцінювали баланс Zn. Наприкінці випробування для визначення Zn були зібрані зразки м'язів, печінки, підшлункової залози, яєчок, нирок, легенів, кісток та вовни. Рівні Zn у плазмі крові були значно вищими у групі Z (0,68 мкг/мл), ніж у групі групи В (0,40 мкг/мл), але рівні ALP у плазмі крові не відрізнялися між групами. У першому балансовому періоді відсоток утримання Zn у групі В був вищим (46,91 проти 26,07%), але збережена кількість була нижчою (1,66 проти 3,72 мг/добу). Другий балансовий період показав подібні результати. Концентрація Zn в кістках була вищою в групі Z (P

Ключові слова: Дефіцит цинку, Ягнята.

Прояви дефіциту Zn у всіх видів тварин включають анорексію, зниження набору ваги, відхилення шкіри та її придатків, скелетні та репродуктивні порушення 23. Концентрація Zn у сироватці або плазмі є найбільш широко використовуваним показником дефіциту 7. Нормальний рівень у домашніх тварин становить від 0,8 до 1,2 мкг/мл 23. Однак інші фактори, крім рівня Zn в їжі, можуть спричинити метаболічний перерозподіл та знизити концентрацію Zn у сироватці крові, наприклад, стрес, інфекції та ендотоксемія 7,17, ускладнюючи тим самим інтерпретацію даних.

Для діагностичних цілей було виявлено декілька Zn-залежних металоферментів, але чутливість до дефіциту Zn у багатьох з них може бути низькою 11. Лужна фосфатаза (FA) у сироватці крові або плазмі була найбільш вивченим Zn-залежним ферментом і, як було показано, помітно знижується при дефіциті Zn, до рівня, порівнянного із Zn 1,12,21 у сироватці крові .

Дефіцит Zn породжує перерозподіл мінералу між різними органічними "басейнами". Клінічний дефіцит Zn у щурів, порівняно з контрольною групою, що відповідає споживанню, призвів до значного зниження Zn у плазмі та деяких органах, таких як кістки, печінка, нирки та яєчко, але не в м'язі 3, незважаючи на те, що є кількісно найбільш важливим басейн 4.5 .

У домашніх та лабораторних тварин більшість досліджуваних досліджень зосереджувались на моделях, що викликають клінічний дефіцит Zn. Тому представляє інтерес поглибити вивчення найбільш чутливих параметрів, які можуть співпрацювати при діагностиці помірного або субклінічного дефіциту мінеральних речовин, з потенційними продуктивними реакціями на добавки.

Цілі цього дослідження включали перевірку впливу субклінічного дефіциту Zn у ягнят на біохімічні показники, концентрацію тканин та утримання мінеральних речовин.

Матеріали і методи

Десять ягнят Corriedale, вагою 10,09 ± 1,258 кг, були випадковим чином віднесені до двох груп: базальної (B) та доповненої Zn (Z). Обидві групи отримували дієту на основі соломи пшениці (30%), кукурудзяного крохмалю (34,8%), сахарози (14%), зневодненого яєчного альбуміну (10%), соняшникової олії (2%), сечовини (2%) та мінеральних речовин. вітамінне ядро ​​без Zn (4,2%). Ця дієта була схожа на дієту, яку застосовували Уайт та ін. 24, з деякими модифікаціями (вміст соломи пшениці зменшився, вміст яєчного альбуміну та крохмалю збільшився (40%, 7,5% та 25%, відповідно, у згаданому випробуванні 24, а олія замінили сою соняшником) вводили двічі на день, вранці та вдень, обмежено, на рівні, який коливався між 2,7 та 3% ваги тварин. Дієта B містила 10 ppm Zn, основи MS, а дієта Z була доповнений моногідратом сульфату цинку (ZnSO4.H2O), при додатковому рівні 30 ppm Zn, щоб відповідати рекомендаціям NRC 15 .

Протокол поводження з тваринами був затверджений Комітетом з етики факультету ветеринарних наук, UNLPam. Ягнят розміщували у пластикових клітках розміром 1 м х 0,5 м із щілинною підлогою. Суд тривав 20 тижнів. На початку випробування площу 80 см2 стригли з боку кожного ягняти, щоб виміряти ріст вовни в обох групах. Кожні 4 тижні відбирали пробу крові з яремної вени, використовуючи гепарин як антикоагулянт. Отриманий зразок центрифугували при 2000 об/хв протягом 10 хвилин, а супернатантну плазму розділяли на дві підпроби для подальшого вимірювання рівнів Zn і FA. На шостому та останньому тижнях роботи оцінювали баланс Zn. Протягом кожного балансового періоду (5 днів) вимірювали корм, спожитий кожною твариною, і вироблення фекалій та сечі, які збирали щодня. Відбирали щоденну аліквоту кожного екскременту (30 г для калу і 20 мл для сечі) і зберігали при -20 ° С до аналізу.

В кінці випробування, після того як тварин приносили жертву, для збору крові збирали зразки м'язів (longissimus dorsi, надлопатковий і напівмембранозний), печінки, підшлункової залози, яєчок, нирок, легенів, кісток (п'ястка та плесна) рівнів Zn методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії 19 .

Зразки м'яких тканин розрізали на 1 см 3 шматки і сушили в сушильній шафі безперервного потоку при 100 ° C до постійної ваги. Потім їх подрібнювали, і з кожної тканини відбирали підбірку по 500 мг. Кожен підразок піддавали кислотному розщепленню сумішшю 2 мл азотної кислоти (HNO3, 68% об./Об.), 2 мл сірчаної кислоти (H2SO4, 98% об./Об.) І 2 мл хлорної кислоти (HClO4, 70 % V/V). Після закінчення процесу травлення його доводили до обсягу 25 мл, використовуючи деіонізовану воду. Зразки їжі та калу сушили при 100 ° С і подрібнювали в молотковій млині типу Реш. Отримавши пробу 500 мг кожного з них, ми діяли згідно з тим, що було описано для м’яких тканин.

Зразки кісток знежирювали ацетоном протягом 48 годин, промивали деіонізованою водою і поміщали в колбу при 500 ° С на 5 годин. З отриманої золи зважували 500 мг і проводили кислотну обробку та розведення, як описано раніше.

Зразки вовни промивали розчином подвійної дистильованої води та нейтральним миючим засобом. Після багаторазового промивання деіонізованою водою їх сушили при 60 ° С. Підпробу 500 мг кожної піддавали кислотному перетравленню та розведенню для подальшого аналізу.

Для визначення AF у плазмі використовували кінетичний колориметричний метод (ALP 405 AA), запропонований Wiener Laboratorios (Росаріо, Аргентина).

Статистичний аналіз: Дані аналізувались у повністю рандомізованому дизайні. Для змінних концентрації Zn і FA у плазмі використовували змішану модель із повторними вимірами протягом часу (PROC MIXED, SAS/STAT 9,1 10,20). Модель включала фіксовані ефекти лікування, час і взаємодію х раз, і випадковий ефект тварини в рамках лікування. Для однорідних дисперсій (AR1) використовували структуру авторегресійної коваріації порядку 1. Для решти змінних (концентрація тканин та баланс Zn) була використана процедура PROC GLM із того самого статистичного пакету. Ефекти вважалися значущими, коли результати P

до. Перший балансовий період .

Жодного разу в дослідженні тварини не виявляли клінічних ознак дефіциту Zn. Група Z продемонструвала, як очікувалося, вищий рівень утримання Zn (у мг/добу) (Таблиця 1). Навпаки, відсоток поглинання та утримання були вищими у групі В.

Баланс Zn, перший період.

b. Другий балансовий період.

Подібно до першого періоду, утримання Zn було вищим у групі Z, тоді як абсорбція та процентне утримання були вищими у групі В (Таблиця 2).

Баланс Zn, другий період.

c. Рівні Zn та лужної фосфатази в плазмі .

Для змінної Zn у плазмі взаємодія х х час лікування була дуже значущою (P Рисунок 1

Еволюція плазми Zn у ягнят з обох експериментальних груп (середні значення + SD).

Еволюція рівнів лужної фосфатази в плазмі крові у ягнят обох експериментальних груп (середні значення + SD).

г) Концентрація Zn в органах:

Як видно з таблиці 3, дефіцит Zn знизив рівень Zn приблизно на 30% в обох зразках кісток і мав тенденцію до зниження їх у печінці меншою часткою (10%).

Концентрація Zn в органах (мг/кг DM).

Відсутність клінічних ознак дефіциту у ягнят, які годували 10 ppm Zn, узгоджується з тим, що виявлений у телят, які споживали експериментальний раціон на основі бурякової м’якоті, який містив 8,6 ppm Zn 14. У тому ж сенсі, і згідно з результатами з 18 ягнят, у напівсинтетичних дієтах для появи цих ознак слід досягати нижчих рівнів Zn (наприклад, 2,7 проміле).

Ефективність утримання та очевидна засвоюваність Zn були вищими у групі В, що свідчить про запуск гомеостатичних механізмів, пов’язаних із підвищенням ефективності всмоктування та зменшенням ендогенної фекальної екскреції мінералу, оскільки ця екскреція із сечею робить не грають важливої ​​ролі 8,13. Результати очевидного поглинання Zn (47,6% проти 26,3%), знайдені в першому балансовому періоді, можна порівняти з чистими значеннями поглинання, про які повідомили Neathery et al. 16 та Stake et al. 22 у молочних корів, і з очевидними значеннями поглинання, встановленими Kirchgessner et al. 9, також у цього типу тварин.

У нашій роботі добавки Zn збільшили абсолютне збереження Zn в обох періодах балансу. Кеглі та Спірс6 виявили подібні результати у ягнят, коли вони додали 27,5 проміле Zn до базальної дієти, яка містила 21,4 проміле Zn. Це свідчить про те, що дієти з 10 ppm Zn далеко не максимізують утримання Zn у ягнят. З іншого боку, результати абсолютного утримання Zn груп В в обох тестах балансу еквівалентні, навіть коли споживання Zn тваринами було різним, що ще раз свідчить про гомеостатичну адаптацію організму до дефіциту Zn.

Наші результати підтверджують, що Zn у плазмі є раннім та чутливим показником дефіциту Zn, і виявляють логічну взаємозв'язок з даними обох періодів балансу Zn. Крім того, рівні Zn у плазмі групи В демонстрували тенденцію до зменшення лінійної тенденції у міру виснаження.

Наша робота не може розрізнити, чи нижча кінцева концентрація Zn-кістки в групі В є результатом збільшення резорбції, зменшення відкладення або обох одночасно. У вирощуваних щурів 25 було встановлено, що від 10 до 20% кісткового "пулу" Zn може бути швидко мобілізовано при граничному дефіциті Zn. У тому, що, як видається, є загальним для кількох видів, у поросят, які харчуються дієтами з дефіцитом мінералу 2, повідомлялося про поступові втрати кістки Zn протягом 4 тижнів дослідження. У нашому дослідженні результати щодо концентрацій Zn у тканинах під час забою тварин, схоже, підтверджують тоді роль кістки та, можливо, печінки в гомеостатичних механізмах проти ягнят з дефіцитом Zn.

У нашій роботі концентрація Zn у шерсті була чисельно нижчою у групі В, але, ймовірно, високий коефіцієнт варіації та низька кількість тварин зробили цю різницю несуттєвою. Уайт та ін. 24 виявили відмінності в цій змінній між дефіцитними (4 проміле) та доповненими групами, але не між ягнятами, які годували 10, 17 та 27 проміле Zn у раціоні, що вказує, як і наші висновки, що Zn у вовні є менш чутливим показником ніж плазматичний Zn.

Праці з щурами 1, свинями 12 та ягнятами 21 повідомили про значне збільшення рівня ЗК та вмісту Zn у сироватці крові, спричинене добавками Zn, хоча при дуже низькому рівні мінеральних речовин у базальній дієті. У нашому дослідженні відсутність ефектів добавок Zn на зазначений фермент, крім вищих рівнів Zn у дієті B, може бути частково пояснена його відсутністю специфічності, оскільки, з одного боку, цей параметр передбачає вимірювання загальної фосфатазної активності плазми, незалежно від її походження, а, з іншого боку, вона може реагувати на інші фактори, крім Zn. Варто зазначити, що в нашій роботі на активність ФП завжди впливав значний коефіцієнт варіації між особами. Пошук біомаркерів статусу Zn і, зокрема, Zn-залежних ферментів, продовжує залишатися сферою активних досліджень 7 .

В цілому, результати цього дослідження послідовно демонструють валідність субклінічної моделі дефіциту Zn, знаходячи відповідь за кількома відповідними показниками, такими як баланс Zn та концентрація Zn у плазмі та тканині, які можуть бути використані для діагностичних цілей.

1. Аденії, Ф.А .; Хітон, Ф.В. Вплив дефіциту цинку на лужну фосфатазу (ЄС 3.1.3.1) та її ізоферменти. Br J Nutr. 1980; 43: 561-69.

2. Бобіля, Д.Дж .; Йоханнінг, Г.Л.; Веум, Т.Л.; О'Делл, Б.Л. Хронологічна втрата кісткового цинку під час харчової депривації цинку у новонароджених свиней. Am J Clin Nutr. 1994; 59: 649-53.

3. Джуліано, Р .; Міллвард, Д. Зростання та гомеостаз цинку у щурів із сильним дефіцитом Zn. Br J Nutr. 1984; 52: 545-60.

4. Грейс, Н.Д. Кількості та розподіл мінеральних елементів, пов’язаних із збільшенням ваги порожнього тіла без ворсу у пасучих овець. N Z J Agric Res. 1983; 26: 59-70.

5. Джексон, М.Дж. Фізіологія цинку: загальні аспекти. У Mills C.F (ред.). Цинк в біології людини. Спрінгер-Верлаг, Лондон, Великобританія, 1989: 1-14.

6. Кеглі, Е.Б .; Спірс, Дж. Вплив добавок цинку на ефективність та метаболізм цинку ягнят, яких годують кормовою дієтою. J Agric Sci. (Кембридж). 1994; 123: 287-92.

7. Кінг, Дж. К.; Браун, К.Х .; Гібсон, Р. С.: Кребс, Н. Ф .; Лоу, Н.М .; Зікман, Дж. Райтен, Д. Біомаркери харчування для розвитку (BOND) - огляд цинку. J Nutr. 2016 рік; 146 (доповнення): 858S-85S.

8. Кінг, Дж. К.; Шамс, Д.М .; Вудхаус, Л.Р. Гомеостаз цинку у людини. J Nutr. 2000; 130: 1360S-66S.

9. Кірхгесснер, М.; Шварц, В.А .; Рот, Х.-П. Гомеостаз метаболізму Zn при експериментально індукованому дефіциті Zn молочних корів. Метаболізм мікроелементів у людини та тварин-3. 1978. М. Кірхгесснер, під ред. Фрайзінг-Вайгенштефен, Західна Німеччина. стор. 116-121.

10. Littell, R.C .; Генрі, П.Р .; Аммерманн, C.B. Статистичний аналіз даних повторних вимірювань із використанням процедур SAS. J Anim Sci.1998; 76: 1216-31.

11. Лоу, Н.М .; Фекете, К.; Decsi, T. Методи оцінки статусу цинку у людини: систематичний огляд. Am J Clin Nutr. 2009; 89 (доповнення): 2040S-51S.

12. Міллер, Е.Р .; Люке, Р. В.; Уллрі, Д.Є .; Блатцер, Б.В.; Бредлі, B.L.; Hoefer, J.A. Біохімічні, скелетні та алометричні зміни внаслідок дефіциту цинку у свині. J Nutr. 1968; 95: 278-86.

13. Міллер, В. Дж. Всмоктування, розподіл тканин, ендогенна екскреція та гомеостатичний контроль цинку у жуйних. Am J Clin Nutr. 1969; 22: 323-31.

14. Міллер, В. Дж.; Кліфтон, К.М .; Камерон, Н.В. Потреба в цинку у телят биків Голштейна до дев’ятимісячного віку. J Dairy Sci. 1963; 46: 715-19.

15. Національна наукова рада. Вимоги до поживних речовин дрібних жуйних тварин. 2007. Національна академія преси, Вашингтон, округ Колумбія, США.

16. Нетері, М.В.; Міллер, У. Дж.; Блекмон, Д.М .; Джентрі, Р.П. Метаболізм цинку-65, секреція в молоко та біологічний період напіввиведення у корів, що годують. J Dairy Sci. 1973; 56: 1526-30.

17. Орр, К.Л .; Хатчесон, Д.П .; Грейнджери, Р.Б .; Каммінс, Дж. М.; Мок, Р.Е. Концентрація міді, цинку, кальцію та фосфору в сироватці крові телят під впливом респіраторних захворювань великої рогатої худоби та інфекційного ринотрахеїту великої рогатої худоби. J Anim Sci. 1990; 68: 2893-900.

18. Отт, Е.А .; Сміт, В.Х .; Стоб, М.; Бісон, В.М. Синдром дефіциту цинку у молодого ягняти. J Nutr. 1964; 82: 41-50.

19. Перкін Елмер. Аналітичні методи атомно-абсорбційної спектроскопії. 1996. Корпорація Перкін-Елмер. Бренфорд, штат Коннектикут (США). 300 с.

20. SAS Institute Inc. SAS/STAT 9.1 Посібник користувача. 2004. Кері, Північна Кароліна, США.