Способ определения уровня свинца в мышечной ткани крупного рогатого скота

Предлагаемое изобретение относится к экологии, ветеринарии, животноводству и предназначено для использования в качестве теста прижизненного определения концентрации свинца в мышечной ткани крупного рогатого скота мясного направления.

Для получения экологически безопасных продуктов животноводства проводится мониторинг почв, растений, органов и тканей крупного рогатого скота и других животных.

Свинец считается одним из наиболее значимых загрязнителей окружающей среды. Его содержание в мясе и продуктах убоя скота строго регламентировано (СанПиН 2.3.2.1078-01) из-за его высокой токсичности.

Основными путями поступления свинца в организм человека из объектов внешней среды является ингаляционный, вместе с вдыхаемым воздухом и алиментарный путь, с питьевой водой и продуктами питания [4]. Большая часть металла, от 44 до 100%, попадает в организм через желудочно-кишечный тракт вместе с продуктами питания. Около 0,01-0,024 мг/сут поступает в организм с питьевой водой.

Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов-лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты [1]. В результате связывания ангидринов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез гема и глобина, влияет на порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов, снижает антителогенез [3]. Длительное накопление свинца может вызвать образование эозинофильных включений внутри ядра [2].

Известен способ определения тяжелых металлов, в том числе свинца в органах крупного рогатого скота (Патент №2421726, №2426119). Данные методы разработаны для определения свинца во внутренних органах, таких как печень, легкие, селезенка и почки.

От рассмотренных выше методов предлагаемый нами способ отличается тем, что проводят определение химического состава волоса крупного рогатого скота методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Устанавливают концентрацию Sr или Zn в волосе для определения уровня свинца в мышечной ткани и рассчитывают уравнение регрессии:

у=0,0019х + 0,0376, где х - содержание Sr (мг/кг) в волосе,

у - содержание Pb (мг/кг) в мышечной ткани;

у=0,0011х+0,0142,

где х - содержание Zn (мг/кг) в волосе,

у - содержание Pb (мг/кг) в мышечной ткани.

Заявленным способом решается задача оценки аккумуляции свинца в мышечной ткани крупного рогатого скота герефордской породы. Поставленная задача достигается с помощью определения концентрации Sr или Zn в волосе с последующим расчетом уровня свинца в мышечной ткани с использованием уравнения регрессии.

Пример выполнения

У бычков герефордской породы в возрасте 18 месяцев были взяты пробы волос массой 100 мг в области холки. Волос был тщательно промыт. Затем обезжиривали в ацетоне марки ОСЧ 49-5 в течение двух минут, после чего промывался дионизированной водой. Затем пробу растворяли в 2 мл азотной кислоты ОСЧ 27-5. После чего происходило ее разложение в микроволновой печи MARS-5 («СЕМ) в течение 40 минут при температуре до 180°С. Полученный раствор разбавляли до 10 и 100-кратного по калибровочным растворам многоэлементных стандартов. Содержание химических элементов в волосе осуществлялось методом атомно-эмиссионной спектрометрии в аналитической лаборатории Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН, на спектрометре ICAP-6500 фирмы ThermoScientific (США).

Определение концентрации стронция и цинка в органах и тканях проводилось на базе биохимической лаборатории Сибирского научно-исследовательского института животноводства на атомно-абсорбционном спектрофотометре Perkin Elmer 360 (США). Навеску мышечной ткани массой 100 г измельчали до однородной массы и высушивали в печи при температуре 60-70°С 12 часов. Из полученного сухого остатка брали 3 г, затем их озоляли в муфельной печи при температуре 500-550°С 2-3 часа. После остывания проб при комнатной температуре, зольный остаток растворяли в 3-х мл 50% соляной кислоты, а затем выпаривали до сухого остатка на электроплите. Полученный остаток переносился в мерную колбу путем разведения его в 25 мл дистиллированной воды. Полученный готовый раствор исследовался на элементный состав.

У крупного рогатого скота в мышечной ткани наибольшая концентрация среди изученных микроэлементов характерна для меди, а наименьшая - для кадмия (таблица 1). Распределение химических элементов в мышцах скота можно расположить в виде ранжированного ряда: Cd<Pb<Mn<Cu, в соотношении 1:3,6:14,3:44,8. Минимальная фенотипическая изменчивость была зафиксирована у меди. Для кадмия и меди характерна высокая индивидуальная изменчивость, что отражает широкое отношение крайних вариантов этих элементов.

В таблице 2 приведены данные по уровню аккумуляции химических элементов в волосе. Ранжированный ряд содержания химических элементов в волосе следующий: Sr<Fe<Zn<P. Следовательно, в волосе выявлена максимальная концентрация фосфора, а минимальная - стронция. Показатели фенотипической изменчивости в волосе у цинка и фосфора были значительно ниже, чем у стронция.

В таблице 3 показано, что между изученными показателями имеются высокие положительные корреляции. С целью прогнозирования уровня свинца в мышечной ткани были рассчитаны уравнения регрессии. По уровню стронция и/или цинка в волосе можно вычислить концентрацию свинца в мышечной ткани.

Таким образом, с помощью предложенных уравнений регрессии можно провести неинвазивную и прижизненную оценку интерьера мясного скота по содержанию свинца в мышечной ткани, используя при этом только образцы волоса скота.

Библиографический список

1. Авцын П.А. Микроэлементозы человека / П.А. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова - М.: Медицина, 1991. - С. 496.

2. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. - М.: Мир, 2004. - С. 272.

3. Abdel-Mageed A.A review on biochemical roles, toxity and interactions of zinc, copper and iron / A. Abdel-Mageed, F.W. Oehme // Vet. Human. Toxicol. - 1990. - №32(5). - P. 456-458.

4. Jin A. Blood lead levels in children aged 24 to 36 months in Vancouver / A. Jin, C. Herzman, S.H. Peck // Can. Med. Assoc. J. - 1995. - V. 152. - №7. - P. 1077-1086.