Jóváhagyás: 2019. március 06

cinkhiányának

Kivonat: Ennek a vizsgálatnak a célja a juhok szubklinikai Zn-hiányának a plazma Zn- és alkalikus foszfatáz (FA) szintre, a szövetkoncentrációra és az ásványianyag-visszatartásra gyakorolt ​​hatásának vizsgálata volt. Tíz bárányt véletlenszerűen két csoportba soroltunk: bazális (B; 10 ppm Zn) és kiegészítettük 30 ppm Zn-vel (Z). A vizsgálat 20 hétig tartott, 4 hetente vérzett. A 6. és a 20. héten értékelték a Zn-egyensúlyt. A munka végén izom-, máj-, hasnyálmirigy-, here-, vese-, tüdő-, csont- és gyapjúmintákat gyűjtöttünk. A plazma Zn szintje szignifikánsan magasabb volt a Z csoportban (0,68 µg/ml), mint a B csoportban (0,40 µg/ml), de a plazma FA szintje hasonló volt. Az első mérlegidőszakban a Zn retenciós százaléka a B csoportban magasabb volt (46,91 vs. 26,07%), de a visszatartott mennyiség alacsonyabb volt (1,66 vs. 3,72 mg/nap). A második mérleg hasonló eredményeket mutatott be. A Zn koncentrációja a csontban magasabb volt a Z csoportban (P

Kulcsszavak: Cinkhiány, Bárányok.

Kivonat: A vizsgálat célja a bárányok szubklinikai Zn-hiányának a Zn és az alkalikus foszfatáz (ALP) szintjére, a szövetek Zn-koncentrációjára és a Zn-egyensúlyra gyakorolt ​​hatásának vizsgálata volt. Tíz bárányt véletlenszerűen két csoportba soroltunk: bazális (B; 10 ppm Zn), és kiegészítettük 30 ppm Zn-vel (Z). A tárgyalás 20 hétig tartott. A vérmintákat 4 hetente gyűjtötték jugularis venipunktúrával. A 6. és a 20. héten értékelték a Zn egyensúlyt. A vizsgálat végén izom-, máj-, hasnyálmirigy-, here-, vese-, tüdő-, csont- és gyapjúmintákat gyűjtöttünk a Zn meghatározásához. A plazma Zn szintje szignifikánsan magasabb volt a Z csoportban (0,68 µg/ml), mint a B csoportban (0,40 µg/ml), de az ALP plazmaszintje nem különbözött csoportonként. Az első mérleg periódusban a B csoportban a Zn retenció százalékos aránya magasabb volt (46,91 vs 26,07%), de a visszatartott mennyiség alacsonyabb volt (1,66 vs 3,72 mg/nap). A második mérlegidőszak hasonló eredményeket mutatott. A csont Zn koncentrációja magasabb volt a Z csoportban (P

Kulcsszavak: Cinkhiány, Bárányok.

A Zn-hiány megnyilvánulása minden állatfajban magában foglalja az étvágytalanságot, a csökkent súlygyarapodást, a bőr és mellékleteinek rendellenességeit, csontváz- és reproduktív rendellenességeket 23. A Zn koncentrációja a szérumban vagy a plazmában a legszélesebb körben alkalmazott hiánymutató 7. A háziállatok normális szintje 0,8 és 1,2 μg/ml között van 23. Az étrendi Zn-szint mellett más tényezők azonban metabolikus újraeloszlást és a szérum Zn-koncentráció csökkenését okozhatják, például stressz, fertőzések és endotoxémia 7,17, ami bonyolítja az adatok értelmezését.

Számos Zn-függő metalloenzimet azonosítottak diagnosztikai célokra, de a Zn-hiány iránti érzékenység sokukban alacsony lehet 11. Az alkáli-foszfatáz (FA) a szérumban vagy a plazmában volt a legtöbbet vizsgált Zn-függő enzim, és kimutatták, hogy Zn-hiányban jelentősen csökken, a szérum Zn 1,12,21 szintjéhez hasonló szintre .

A Zn hiánya az ásványi anyag újraeloszlását eredményezi a különböző szerves "medencék" között. A patkányok klinikai Zn-hiánya a fogyasztáshoz illeszkedő kontroll csoporthoz képest szignifikáns Zn-csökkenést okozott a plazmában és egyes szervekben, például csontban, májban, vesében és herében, de nem az izomban 3, annak ellenére, hogy mennyiségileg a legfontosabb medence 4.5 .

Házi- és laboratóriumi állatokban a megkérdezett vizsgálatok többsége olyan modellekre összpontosított, amelyek klinikai Zn-hiányt produkálnak. Ezért érdekes elmélyíteni azoknak a legérzékenyebb paramétereknek a tanulmányozását, amelyek együttműködhetnek a közepes vagy szubklinikai ásványianyag-hiány diagnosztizálásában, potenciális produktív válaszokkal a kiegészítésekre.

A vizsgálat célja a bárányok szubklinikai Zn-hiányának biokémiai paraméterekre, szöveti koncentrációra és ásványianyag-visszatartásra gyakorolt ​​hatásának igazolása volt.

Anyagok és metódusok

Tíz 10,09 ± 1,285 kg súlyú Corriedale bárányt véletlenszerűen két csoportba soroltunk: bazális (B) és kiegészítettünk Zn-vel (Z). Mindkét csoport búzaszalmán (30%), kukoricakeményítőn (34,8%), szacharózon (14%), dehidratált tojásalbuminon (10%), napraforgóolajon (2%), karbamidon (2%) és ásványi anyagon alapuló étrendet kapott. vitaminmag Zn nélkül (4,2%). Ez a diéta hasonló volt White és mtsai által alkalmazott étrendhez. 24., némi módosítással (a búzaszalma tartalma csökkent, a tojásalbumin és a keményítőé nőtt (a 24. tesztben 40, 7,5, illetve 25%, a napraforgóhoz pedig a szójababot cserélték) naponta kétszer, reggel és délután, korlátozott módon adták be, olyan szinten, amely az állatok tömegének 2,7 és 3% -a között ingadozott. A B étrend 10 ppm Zn-t, MS-alapot és Z-étrendet tartalmazott cink-szulfát-monohidráttal (ZnSO4.H2O) egészítették ki, további 30 ppm Zn-tartalommal, hogy megfeleljenek az NRC 15 ajánlásainak .

Az állatkezelési protokollt az Állatorvos-tudományi Kar Etikai Bizottsága, az UNLPam hagyta jóvá. A bárányokat műanyag ketrecekben helyezték el, 1 m x 0,5 m, réselt padlóval. A tárgyalás 20 hétig tartott. A teszt kezdetekor minden bárány szárából 80 cm2 területet nyírunk, hogy megmérjük a gyapjú növekedését mindkét csoportban. 4 hetente vérmintát vettek a nyaki vénából, heparint használva antikoagulánsként. A kapott mintát 2000 fordulat/perc sebességgel 10 percig centrifugáltuk, és a felülúszó plazmát két részmintára osztottuk a Zn és az FA szintjének későbbi mérése céljából. A munka hatodik és utolsó hetében értékelték a Zn egyenleget. Minden mérlegidőszakban (5 nap) mértük az egyes állatok által elfogyasztott takarmányt, valamint a széklet és a vizelet termelését, amelyeket naponta gyűjtöttünk. Minden egyes ürülék napi alikvot részét vettük (30 g széklet és 20 ml vizelet), és -20 єC-on tároltuk az elemzésig.

A vizsgálat végén, miután az állatokat leöltük, az izom (longissimus dorsi, suprascapularis és félmembrános), máj-, hasnyálmirigy-, here-, vese-, tüdő-, csont- (metacarpus és metatarsalis) és gyapjúmintákat gyűjtöttük az állatok meghatározása céljából. Zn szintje atomabszorpciós spektrofotometriával 19 .

A lágyrész mintákat 1 cm 3 darabokra vágtuk, és folyamatos áramlású szárítószekrényben 100 ° C-on állandó tömegig szárítottuk. Ezután megőrölték, és mindegyik szövetből 500 mg-os almintát vettek. Minden almintát savas emésztésnek vetettünk alá 2 ml salétromsav (HNO3, 68% V/V), 2 ml kénsav (H2SO4, 98% V/V) és 2 ml perklórsav (HClO4, 70%) keverékével. % V/V). Miután az emésztési folyamat befejeződött, ionmentesített vízzel 25 ml térfogatra hoztuk. Az étel- és székletmintákat 100 ° C-on szárítottuk, és Resch típusú kalapácsmalomban őröltük. Miután mindegyikből kaptunk egy 500 mg-os almintát, a lágy szövetekre leírtak szerint folytattuk.

A csontmintákat 48 órán át acetonnal zsírtalanítottuk, ioncserélt vízzel öblítettük és 5 órán át 500 ° C-os lombikba helyeztük. A kapott hamuból 500 mg-ot lemértünk, és savkezelést és hígítást hajtottunk végre az előzőekben leírtak szerint.

A gyapjúmintákat kétszer desztillált víz és semleges detergens oldatával mossuk. Miután ioncserélt vízzel többször átöblítettük, 60 ° C-on szárítottuk. Egy-egy 500 mg-os részmintát savas emésztésnek és hígításnak vetünk alá további elemzés céljából.

A plazma AF meghatározásához a Wiener Laboratorios (Rosario, Argentína) által javasolt kinetikai kolorimetriás módszert (ALP 405 AA) használtuk.

Statisztikai elemzés: Az adatokat teljesen randomizált tervezéssel elemeztük. A plazma Zn és FA változóinak koncentrációjához vegyes modellt alkalmaztunk, ismételt mérésekkel (PROC MIXED, SAS/STAT 9.1 10,20). A modell tartalmazta a kezelés, az idő és az interakciós kezelés x idő rögzített hatásait, valamint az állat véletlenszerű hatásait a kezelés során. Az 1. sorrend autoregresszív kovariancia-struktúráját alkalmaztuk homogén varianciákhoz (AR1). A többi változó (szövetkoncentráció és Zn-egyensúly) esetében a PROC GLM eljárást alkalmaztuk, ugyanabból a statisztikai csomagból. A P-eredményeknél a hatásokat jelentősnek tekintették

nak nek. Első egyenlegidőszak .

Az állatok a vizsgálat egyetlen pontján sem mutatták ki a Zn-hiány klinikai jeleit. A Z csoport a várakozásoknak megfelelően magasabb Zn retenciót mutatott (mg/nap) (1. táblázat). Ezzel szemben a felszívódás és a retenció százalékos aránya magasabb volt a B csoportban.

Zn egyenleg, első periódus.

b. Második mérlegidőszak.

Az első periódushoz hasonlóan a Zn retenció magasabb volt a Z csoportban, míg a felszívódás és a százalékos retenció magasabb volt a B csoportban (2. táblázat).

Zn egyenleg, második periódus.

c. A Zn és az alkalikus foszfatáz szintje a plazmában .

A plazma Zn változó esetében a kezelés x idő interakció nagyon szignifikáns volt (P 1. ábra

A plazma Zn alakulása mindkét kísérleti csoportba tartozó bárányokban (átlagértékek + SD).

A plazma alkalikus foszfatáz szintjének alakulása mindkét kísérleti csoportba tartozó bárányokban (átlagértékek + SD).

d) Zn koncentráció a szervekben:

Amint az a 3. táblázatban látható, a Zn-hiány mindkét mintában mindkét csontban körülbelül 30% -kal csökkentette a Zn-szintet, és a májban kisebb mértékben (10%) csökkentette a tendenciát.

Zn koncentráció a szervekben (mg/kg DM).

A 10 ppm Zn-t tápláló bárányok hiányának klinikai tüneteinek hiánya összhangban áll azzal a borjúval, amely cukorrépapépen alapuló kísérleti étrendet fogyasztott, amely 8,6 ppm Zn 14-et tartalmazott. Ugyanebben az értelemben, és a 18 báránnyal kapott eredmények szerint a szintetikus étrendben alacsonyabb Zn-szintet (például 2,7 ppm) kell elérni ezen jelek megjelenése érdekében.

A Zn retenciós hatékonysága és látszólagos emészthetősége magasabb volt a B csoportban, amely a homeosztatikus mechanizmusok beindulását mutatja, az ásványi anyag felszívódási hatékonyságának növekedésével és az endogén székletürítés csökkenésével összefüggésben, mivel ez a vizelettel történő kiválasztás nem nem játszik fontos szerepet 8,13. Az első mérlegidőszakban a látszólagos Zn abszorpció eredményei (47,6% vs 26,3%) összehasonlíthatók a Neathery és mtsai. 16 és Stake és mtsai által közölt nettó abszorpciós értékekkel. 22 tejelő teheneknél, és Kirchgessner et al. 9, szintén ilyen típusú állatoknál.

Munkánk során a Zn-vel történő kiegészítés mindkét egyensúlyi periódusban növelte a Zn abszolút retencióját. Kegley és Spears6 hasonló eredményeket talált a bárányoknál, amikor 27,5 ppm Zn-t adtak egy alap táphoz, amely 21,4 ppm Zn-t tartalmazott. Ez arra utal, hogy a 10 ppm Zn-t tartalmazó étrend messze nem maximalizálja a Zn-visszatartást a bárányokban. Másrészt a B csoport abszolút Zn-retenciójának eredményei mindkét egyensúlyi tesztben egyenértékűek, még akkor is, ha az állatok Zn-fogyasztása eltérő volt, ami ismételten mutatja a szervezet homeosztatikus alkalmazkodását a Zn-hiányhoz.

Eredményeink megerősítik, hogy a plazma Zn a Zn hiány korai és érzékeny indikátora, és logikus összefüggést tárnak fel mindkét Zn mérleg periódus adataival. Ezenkívül a B csoport plazma Zn szintje csökkenő lineáris tendenciát mutatott, ahogy a kimerülés előrehaladt.

Munkánk nem képes megkülönböztetni, hogy a Zn csont alacsonyabb végső koncentrációja a B csoportban a reszorpció növekedésének, a lerakódás csökkenésének vagy mindkettőnek egyidejű eredménye. Növekvő patkányokban 25 meghatározták, hogy a Zn csont "készletének" 10-20% -a gyorsan mobilizálható a Zn marginális hiányában. Úgy tűnik, hogy több fajnál is gyakori mintázat szerint a 2-es ásványi anyag hiányában táplált táplálékkal etetett malacokban a Zn-csont fokozatos elvesztéséről számoltak be a vizsgálat 4 hete alatt. Kísérletünk során a szövetek Zn-koncentrációjával kapcsolatos megállapítások az állatok levágása idején úgy tűnik, hogy megerősítik a csont és talán a máj szerepét a homeosztatikus mechanizmusokban a bárányok Zn-hiánya ellen.

Munkánk során a gyapjú Zn-koncentrációja számszerűen alacsonyabb volt a B csoportban, de valószínűleg a magas variációs együttható és az alacsony állatszám miatt ez a különbség nem volt szignifikáns. White és mtsai. 24 eltérést talált ebben a változóban a hiányos (4 ppm) és a kiegészített csoportok között, de nem az 10, 17 és 27 ppm Zn-t fogyasztó bárányok között az étrendben, ami azt mutatja, hogy eredményeinkhez hasonlóan a gyapjúban lévő Zn kevésbé érzékeny mutató mint plazmatikus Zn.

Az 1. patkányokkal, a 12. sertésekkel és a 21. bárányokkal végzett munka szignifikáns növekedést jelentett az FA és a szérum Zn szintjében, amelyet a Zn pótlása okozott, bár az ásványi anyag nagyon alacsony volt az alap diétában. Kísérletünkben a Zn-kiegészítésnek az említett enzimre gyakorolt ​​hatásának hiánya, a B étrend magasabb Zn-szintje mellett, részben megmagyarázható a specifitás hiánya miatt, mivel egyrészt ez a paraméter magában foglalja a mérést a plazma teljes foszfatáz-aktivitásának, függetlenül annak eredetétől, másrészt a Zn-től eltérő tényezőkre is képes reagálni. Érdemes megjegyezni, hogy munkánk során az AF aktivitást mindig az egyének közötti jelentős variációs együttható befolyásolta. A Zn státuszú biomarkerek és különösen a Zn-függő enzimek keresése továbbra is az aktív kutatás területe 7 .

Összességében ennek a vizsgálatnak az eredményei következetesen bizonyítják a szubklinikai Zn-hiány modell érvényességét, választ találva számos releváns mutatóban, mint például a Zn-egyensúly és a plazma- és szöveti Zn-koncentráció, amelyek diagnosztikai célokra használhatók.

1. Adeniyi, F. A.; Heaton, F.W. A cinkhiány hatása az alkalikus foszfatázra (EC 3.1.3.1) és izoenzimjeire. Br J Nutr. 1980; 43: 561-69.

2. Bobilya, D. J.; Johanning, G. L.; Veum, T. L.; O'Dell, B.L. Az újszülött sertések étrendi cinkmegvonása során a csont cinkjének időrendi elvesztése. Am J Clin Nutr. 1994; 59: 649-53.

3. Giuliano, R.; Millward, D.J. Növekedés és cink homeosztázis az erősen Zn-hiányos patkányokban. Br J Nutr. 1984; 52: 545-60.

4. Grace, N.D. A gyapjú nélküli üres testtömeg-növekedéssel járó ásványi elemek mennyisége és eloszlása ​​a legelő juhokban. N Z J Agric Res. 1983; 26: 59-70.

5. Jackson, M.J. A cink élettana: általános szempontok. In Mills C.F (szerk.). Cink az emberi biológiában. Springer-Verlag, London, Egyesült Királyság., 1989: 1-14.

6. Kegley, E. B.; Spears, J.W. A cinkpótlás hatása a takarmányalapú étrenddel etetett bárányok teljesítményére és cinkanyagcseréjére. J Agric Sci. (Cambridge). 1994; 123: 287-92.

7. King, J. C.; Brown, K. H.; Gibson, R. S.: Krebs, N. F.; Lowe, N. M.; Siekman, J. H.; Raiten, D.J. A táplálkozás fejlődésének biomarkerei (BOND) - Cink áttekintés. J Nutr. 2016; 146. (Kiegészítő): 858S-85S.

8. King, J. C.; Shames, D. M.; Woodhouse, L.R. Cink homeosztázis az emberekben. J Nutr. 2000; 130: 1360S-66S.

9. Kirchgessner, M.; Schwarz, WA. Roth, H.-P. A Zn-anyagcsere homeosztázisa a tejelő tehenek kísérletileg kiváltott Zn-hiányában. Nyomelem metabolizmus az emberben és az állatokban-3. 1978. M. Kirchgessner, Ed. Freising-Weihenstephen, Nyugat-Németország. o. 116-121.

10. Littell, R. C.; Henry, P. R.; Ammermann, C.B. Az ismételt mérési adatok statisztikai elemzése SAS eljárások alkalmazásával. J Anim Sci. 1998; 76: 1216-31.

11. Lowe, N. M.; Fekete, K.; Decsi, T. Emberben a cink állapotának értékelésének módszerei: szisztematikus áttekintés. Am J Clin Nutr. 2009; 89 (Kiegészítő): 2040S-51S.

12. Miller, E. R.; Luecke, R. W.; Ullrey, D.E. Blaltzer, B. V.; Bradley, B. L.; Hoefer, J.A. Biokémiai, csontvázi és allometriai változások a cica hiánya miatt a baba malacban. J Nutr. 1968; 95: 278-86.

13. Miller, W.J. A cink felszívódása, szöveti eloszlása, endogén kiválasztása és homeosztatikus szabályozása kérődzőkben. Am J Clin Nutr. 1969; 22: 323-31.

14. Miller, W. J.; Clifton, C. M.; Cameron, N.W. A holstein bikaborjak cinkigénye kilenc hónapos korig. J Dairy Sci. 1963; 46: 715-19.

15. Országos Kutatási Tanács. A kiskérődzők tápanyagigénye. 2007. National Academies Press, Washington, DC, USA.

16. Neathery, M. W.; Miller, W. J.; Blackmon, D. M.; Gentry, R.P. A cink-65 anyagcseréje, a tej szekréciója és a biológiai felezési ideje a szoptató teheneknek. J Dairy Sci. 1973; 56: 1526-30.

17. Orr, C. L.; Hutcheson, D. P.; Graingers, R. B.; Cummins, J. M.; Mock, R.E. A szarvasmarhák légzőszervi betegségei és a fertőző szarvasmarhafélék rhinotracheitisének hatására a borjak szérum réz-, cink-, kalcium- és foszforkoncentrációi. J Anim Sci. 1990; 68: 2893-900.

18. Ott, E.A.; Smith, W. H.; Stob, M.; Beeson, W.M. Cinkhiányos szindróma a fiatal bárányban. J Nutr. 1964; 82: 41-50.

19. Perkin Elmer. Analitikai módszerek atomabszorpciós spektroszkópiához. 1996. A Perkin-Elmer Corporation. Branford, Connecticut (USA). 300 p.

20. SAS Institute Inc. SAS/STAT 9.1 Felhasználói kézikönyv. 2004. Cary, NC, USA.