Способ оценки кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота

Предлагаемое изобретение относится к животноводству, экологии, ветеринарии и предназначено для использования в качестве тест-системы степени аккумуляции кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота.

Тяжелые металлы являются опасными поллютантами в связи с их способностью длительно сохранятся в субстрате (в почве - более 1000 лет), кадмий же является одним из наиболее токсичных металлов - даже в небольших дозах он воздействует на живые клетки на молекулярном уровне, ингибируя включение тимидина в днк и угнетая трансляцию белка (Goering P.L., Waalkes М.Р., Klaassen C.D. Toxicology of cadmium. In Goyer R.A., Cherian M.G. eds. Handbook of experimental pharmacology: toxicology of metals, biochemical effects, Volume 115. Springer-Verlag, 1994. - P. 189-214).

В организме животных кадмий обладает мутагенными и канцерогенными свойствами, способствует развитию гастрита, анемии, замещает кальций в костях. Кадмий накапливается в основном в печени и почках животных, но отмечается также повышение его концентрации в молоке при выпасе на загрязненных пастбищах (Effect of moderate pollution on toxic and trace metal levels in calves from a polluted area of Northern Spain / M. Miranda, M. , C. Castillo, J. , J.L. Benedito // Environ. Int. - 2005 - Vol. 31. - P. 543-548). Поэтому необходимо проводить мониторинг уровня кадмия в организме животных с целью его коррекции и снижения содержания в конечных продуктах животноводства, что будет способствовать получению экологически безопасной продукции.

Существуют способы определения кадмия в пищевом сырье, которое получено после убоя животных (Продукты пищевые. Методика определения токсических элементов атомно-эмиссионным методом. - М.: Госстандарт России, 1997. - С. 10-21). Кроме того, известен альтернативный способ определения кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота (Патент РФ № 2426119), но он требует проведения атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной анализа волоса, что является затратным и трудоемким методом. Другой метод, предложенный для оценки содержания кадмия в печени и легких крупного рогатого скота (Патент РФ № 2548774 и № 2591825), менее инвазивен, так как субстратом для анализа является волос животного, но он также требует проведения трудоемкой и экономически затратной атомно-эмиссионной спектрометрии волоса, кроме того, печень и легкие не являются основными продуктами мясной промышленности. От рассмотренных выше методов способ, предлагаемый нами, отличается тем, что позволяет прогнозировать содержание кадмия в мышечной ткани на основе показателя биохимического анализа крови, который является более доступным и менее затратным анализом. Устанавливают концентрацию Fe в сыворотке крови и рассчитывают уравнение регрессии для определения концентрации кадмия в мышечной ткани:

у=-9,7*10^-7+0,316х, где х - содержание Fe (мкмоль/л) в сыворотки крови, у - содержание Cd (мг/г) в мышечной ткани.

Заявленным способом решается задача оценки накопления кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота герефордской породы. Поставленная задача достигается с помощью определения Fe в сыворотке крови с последующим расчетом концентрации кадмия в мышечной ткани с использованием уравнения регрессии.

Пример выполнения

Пробы крови были взяты у животных герефордской породы из хвостовой вены. Кровь у животных отбирали после 12-18 часов голодной диеты и стабилизировали 5%-ном цитратом натрия. Биохимические показатели определяли на анализаторе Photometer 5010 производства Robert Riele GmbH & CoKG методом с использованием реактивов производства ЗАО «Вектор-Бест».

Биоматериалом для определения кадмия в мышечной ткани являлась диафрагмальная мышца. Анализ проводился методом атомно-абсорбционной спектрометрии электротермической атомизацией на спектрометре Shimadzu АА-7000. Навеску пробы (100 г) измельчали до однородной массы, затем высушивали около 12 часов при температуре 60-70°С до постоянной массы. Полученный сухой остаток озоляли в муфельной печи при температуре 500-550°С в течение 10-15 часов минерализация заканчивалась, когда зола приобретала серый или белый цвет. Зольный остаток растворяли в 3 мл 50%-ной соляной кислоты, а затем испаряли до сухого остатка на электроплите. Этот остаток переносили в мерную колбу и разводили его 25 мл дистиллированной воды. Полученный готовый раствор исследовали на элементный состав.

Статистическую обработку для выборок 15<n<70 проводили по методу S. Hozo (Hozo S.P. Estimating the mean and variance from the median, range, and the size of a sample / S.P. Hozo, B. Djulbegovic, I. Hozo // BMC Medical Research Methodology - 2005. - 5:13. http://dx.doi.org/10.1186/1471-2288-5-13).

В таблице 1 представлены данные по концентрации тяжелых металлов в мышечной ткани герефодского скота. По содержанию химические элементы в мышечной ткани можно представить в виде ранжированного ряда Cd<Pb<Cu<Zn. Фенотипическая изменчивость кадмия и свинца значительно выше, чем у цинка и меди.

В ходе биохимического анализа в сыворотке крови была установлена концентрация химических элементов (таблица 2). Наибольшее значение в сыворотке крови отмечается у кальция, а наименьшее у железа.

Фенотипическая изменчивость у изученных элементов достаточно высокая, наименьшая изменчивость характерная для магния.

Между изученными показателями выявлена высокая положительная корреляция. С целью прогнозирования уровня кадмия в мышечной ткани было рассчитано уравнение регрессии (таблица 3). По уровню железа в сыворотки крови можно вычислить концентрацию кадмия в мышечной ткани герефордского скота.

Таким образом, с помощью предложенного уравнения регрессии можно провести прижизненную оценку содержания кадмия в мышечной ткани, используя результаты биохимического анализа крови крупного рогатого скота.