Význam zinku, manganu a mědi u skotu, prasat a ovcí

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Význam zinku, manganu a mědi u skotu, prasat a ovcí Bakalářská práce Vedoucí práce: prof. MVDr. Ing. Pavel Jelínek, DrSc. Vypracovala: Blanka Nováková Brno 2010

2 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Řešitel : Bakalářský studijní program : Obor : Blanka Nováková Agrobiologie Všeobecné zemědělství Název tématu : Význam zinku, manganu a mědi u skotu, prasat a ovcí Zásady pro vypracování : 1. Vypracování literární rešerše fyziologických funkcí zinku, manganu a mědi a projevů nedostatku těchto mikroelementů u uvedených druhů a věkových kategorií zvířat 2. Vypracování literární rešerše prevence poruch z nedostatku těchto mikroelementů 3. Vypracování literární rešerše metodiky stanovení těchto prvků v krvi

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Význam zinku, manganu a mědi u skotu, prasat a ovcí vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF Mendelovy univerzity v Brně. V Brně dne Podpis..

4 Poděkování Touto cestou bych chtěla poděkovat vedoucímu své bakalářské práce Prof.MVDr. Ing. Pavlu Jelínkovi, DrSc. a Ing. Aleši Pavlíkovi, Ph.D. za odborné vedení a pomoc při zpracování bakalářské práce. Také bych chtěla poděkovat svým blízkým za trpělivost a velkou psychickou podporu.

5 ANOTACE Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na charakteristiku vybraných makroprvků a mikroprvků. V práci je popsán jejich strukturální a současně funkční význam v četných metabolických procesech neodmyslitelných pro živočišný organismus. Na základě těchto informací je literární přehled dále rozvíjen a jsou zde uvedeny poruchy metabolismu a projevy nedostatku, případně nadbytku, těchto elementů v souvislosti se zdravotním stavem, produkcí a reprodukcí u skotu, prasat a ovcí. Součástí literární rešerše je také význam působení mikroprvků z hlediska možného rizika pro životní prostředí a současné metodiky stanovení koncentrace zinku, manganu a mědi v krvi hospodářských zvířat. Klíčová slova: zinek, mangan, měď, karence, ANNOTATION Submitted Bachelor s Work is oriented on the characteristics of selected macroelements and microelements. In the Work is described their structural as well as functional signification in frequent metabolical processes which are essential for an animal organism. On the basis of this information is the literary overview further developed and there are given the metabolism disorders and the lack eventually oversupply display of these elements in the connection with health condition, production and reproduction by cattle, pigs and sheep. The part of the literary search is also the significance of microelements in term of possible risk for the environment and current method of the determination of the concentration of zinc, manganese and copper in the blood of livestock. Keywords: zinc, manganese, copper, waiting period

6 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je zpracování literární rešerše významu zinku, manganu a mědi pro skot, prasata a ovce a funkční poruchy způsobené jejich nedostatkem, případně nadbytkem v krmné dávce těchto druhů a některých kategorií zvířat a dále uvést současné metodiky pro stanovení těchto prvků v krvi.

7 OBSAH 1 Úvod Minerální látky Rozšíření prvků v přírodě Funkce minerálních látek Zdroje minerálních látek Makroelementy Mikroelementy Zinek Mangan Měď Ostatní stopové prvky Poruchy metabolismu mikroprvků Vliv stopových prvků na zdravotní stav skotu, prasat a ovcí Skot Poruchy metabolismu zinku u skotu Poruchy metabolismu manganu u skotu Poruchy metabolismu mědi u skotu Metabolické profilové testy Prasata Minerální výživa prasat Deficit zinku u prasat Deficit manganu u prasat Deficit mědi u prasat Ovce Vliv minerálních látek ve výživě ovcí Karence zinku u ovcí Přebytek zinku v krmné dávce u ovcí Karence manganu u ovcí Karence mědi u ovcí...46

8 7 Metodika stanovení zinku, manganu a mědi v krvi Odběr vzorků krve pro analýzu zinku, manganu a mědi Kolorimetrické stanovení zinku a mědi v krevní plazmě nebo séru Stanovení zinku a mědi v plné krvi metodou ICP MS Stanovení manganu v plné krvi metodou AAS Minerální látky a životní prostředí Závěr Přehled použité literatury...51

9 1 ÚVOD Současná doba je charakteristická usilovnou snahou o udržení ekonomické stability, zejména snižováním nákladů, nejen v zemědělství. V živočišné výrobě jde však o to, aby hledáním minimální hranice vstupů nebyl ohrožen zdravotní stav zvířat a s ním související ukazatele reprodukce a produkce, což v konečném důsledku ohrožuje budoucí udržitelnost ekonomiky zemědělského podniku. Průměrná krmná dávka založená na objemných a jadrných krmivech bez další suplementace minerálních látek je ve vztahu k dnešním užitkovým typům zvířat a dosahované užitkovosti i technologiím chovu často deficitní na měď, zinek, mangan a selen, případně ještě jód i jiné minerální prvky. Všechny tyto stopové prvky jsou pro zvířata esenciální, životně nezbytné. V těle jsou obsaženy v nepatrných množstvích, jejich vliv na zdraví, užitkovost a reprodukci je dalekosáhlý. Záleží na konkrétních okolnostech a podmínkách daného chovu, které ze stopových prvků a v jakém poměru bude třeba do krmné dávky doplnit. V různých chovech budou různé mikroprvky plnit roli onoho limitujícího činitele v rámci známého zákona minima. Aplikujeme-li pravidlo německého chemika a biologa Justuse von Liebiga ( ) na výživu zvířat, je to jednoduché: pokud jedna živina schází nebo je v nedostatku, bude užitkovost a zdravotní stav na nízké úrovni, i když všechny ostatní živiny, jakož i faktory vnějšího a vnitřního prostředí, jsou v dostatku nebo i nadbytku. Pro splnění biologických požadavků zvířat a zachování jejich zdraví je třeba chybějící nezbytné mikroprvky doplnit. A doplnit je v takové formě a kvalitě v jaké organismus zvířete tyto esenciální živiny přijímá. V průběhu posledních dvaceti let se zdvojnásobila užitkovost dojeného skotu. Stejná situace je v chovech všech druhů a kategorií hospodářských zvířat, kdy prošlechtěným plemenům a užitkovým typům nestačí dotovat esenciální mikroelementy v těžce využitelné anorganické formě. Jediným řešením výživy moderních plemen ve 21.století je využití výživářských technologií podpořených moderním výzkumem, ovšem při hlubokém respektování přírodních principů a pravidel (Růžička, 2009). 9

10 2 MINERÁLNÍ LÁTKY 2.1 Rozšíření prvků v přírodě Chemické složení živých objektů se začalo zkoumat na sklonku 18.století. Původně šlo o otázku, zda prvky, či sloučeniny v nich přítomné, jsou totožné s těmi, které se vyskytují v přírodě, či jsou od nich odlišné. Postupně se zjistilo, že živé objekty jsou složeny z týchž prvků, které jsou přítomny v životním prostředí, a že tedy neexistují nějaké prvky, které by byly pro živé objekty specifické. V další fázi studia se zjišťovala distribuce prvků v přírodě a v živých objektech. Zjistilo se, že tato distribuce je v obou případech odlišná. V živých objektech jsou nejvíce nahromaděny prvky s nižší atomovou hmotností. Největší zastoupení (od 1% do 60%) mají uhlík, vodík, dusík a fosfor. V rozsahu od 0,5% do 1% se v živých objektech vyskytují síra, vápník, železo, draslík, hořčík, sodík a chlór. V každém živém objektu jsou přítomny prvky, jejichž podíl je menší než 0,005% hmotnosti organismu. Patří mezi ně měď, mangan, kobalt, zinek, fluor, jod, bor, křemík a ještě méně početně zastoupené vanad, chrom a molybden. Zastoupení prvků v určitém živočišném druhu je poměrně stálé, i když je třeba počítat s určitými kvalitativními i kvantitativními změnami, závislými na věku, životních podmínkách a fyziologických stavech (Němečková et al.,1991). 2.2 Funkce minerálních látek Minerální látky se účastní velkého počtu metabolických procesů. Jsou součástí tělesných orgánů, tkání a tekutin, fungují jako elektrolyty a katalyzátory v enzymatických a hormonálních systémech (Nehasilová, 2005). Za fyziologického stavu jsou všechny minerální látky v organismu v dynamické rovnováze, která je řízena složitými homeostatickými mechanismy. Základním předpokladem udržení dynamické rovnováhy minerálních látek a jejich koncentrace ve tkáních a biologických tekutinách je adekvátní přísun a jejich utilizace. Jak nedostatečný, tak nadměrný příjem jednotlivých minerálních látek působí na organismus nepříznivě (Hess, 2003). 10

11 Prvky, které jsou nezbytné pro život organismů se nazývají prvky biogenní, ostatní chemické prvky jsou kontaminanty. Biogenní prvky, tvořící základ organických látek, jsou prvky organické (uhlík, vodík, kyslík a dusík), ostatní biogenní prvky jsou minerální látky. Minerální prvky obsažené v těle živočichů v relativně velkém množství jako je vápník, fosfor, hořčík, sodík, draslík, síra a chlór jsou označovány jako makroprvky či makroelementy. Minerální látky, jejichž koncentrace je v těle živočichů nízká, jsou označovány jako mikroprvky či mikroelementy nebo stopové prvky železo, mangan, měď, zinek, molybden, kobalt, selen, jod, fluor, nikl, chrom, cín, křemík, vanad (Jelínek, Koudela et. al., 2003). Prvky škodlivé jsou nazývány prvky abiogenní. Škodí i ve stopových množstvích a jejich toxicita stoupá úměrně s jejich příjmem. Sem lze zařadit kadmium, olovo a rtuť. U kadmia jde o zatížení prostředí exhalacemi a fosfátovými hnojivy, u rtuti mořícími přípravky semen a u olova provozem motorových vozidel. Ve větším množství jsou toxické všechny prvky (Suchý et al., 2009). Minerální prvky existují v buňkách a tkáních živočichů v nejrůznějších chemických a funkčních formách a kombinacích i v charakteristických koncentracích typických pro určitý prvek a tkáň. Jednotlivé minerální prvky nepůsobí v organismu samostatně, ale vždy ve vzájemných souvislostech. Pro fyziologickou funkci a strukturální integritu tkání musí být zachována optimální koncentrace a poměr minerálních látek. Biologický význam jednotlivých minerálních látek je veliký a každá porucha metabolismu či změna koncentrace v biologických tekutinách a tkáních ovlivňuje řadu fyziologických a zejména biochemických procesů a tím metabolismus organismu jako celku. Existují čtyři základní funkce minerálních prvků v organismu živočichů: 1.Strukturální funkce minerální látky tvoří strukturální složky tkání a orgánů vápník a fosfor se podílejí na strukturálním uspořádání skeletu a zubů, fosfor a síra na struktuře proteinů a buněčných membrán, zinek na strukturální stabilitě molekul inzulínu a řady metaloproteinů, měď určuje strukturu ceruloplazminu, železo strukturu hemoglobinu a myoglobinu. 2.Fyziologická funkce minerální látky mají význam v procesech trávení, vstřebávání a utilizace živin, podílejí se na udržování osmotického tlaku, acidobazické rovnováhy, permeability membrán. Jsou nezbytné pro přenos a přeměnu energie, syntetické a 11

12 detoxikační procesy, pro udržování nervosvalové dráždivosti, ovlivňují reprodukční funkce. 3.Katalytická funkce minerální látky působí jako katalyzátory enzymatických a hormonálních systémů a tím zasahují do celého metabolismu. 4.Regulační funkce minerální látky regulují metabolické pochody, jod jako součást T 3 a T 4. Vápník, hořčík a zinek ovlivňují buněčnou replikaci a transkripci (Jelínek, Koudela et al., 2003). 2.3 Zdroje minerálních látek Makro i mikroelementy jsou zastoupeny v organismu zvířat víceméně ve stálém podílu. Živočišný organismus má velkou schopnost regulace obsahu minerálních látek, a to bez ohledu na mimořádně vysokou variabilitu jejich exogenních zdrojů. Podle Zemana et al.,(2006) kromě kvantitativního zastoupení elementů má ve výživě zvířat mimořádný význam jejich vzájemný poměr v krmné dávce, zejména vztah alkalických a acidogenních prvků. Ke kyselinotvorným prvkům patří síra, chlór a fosfor, k alkalickým draslík, sodík, vápník a hořčík. Přebytek kyselinotvorných i alkalických prvků v dietě je z hlediska potřeb zvířete nežádoucí. Minerální látky jsou naprosto nezbytné pro normální činnost mikroflóry trávicího ústrojí zvířat, zejména pro činnost bachorové mikroflóry. Hlavním exogenním zdrojem makro i mikroelementů jsou krmiva. Jejich minerální složení je velmi rozdílné nejen pokud se týká druhové příslušnosti, ale i v rámci téhož druhu. Přitom relativně větší variabilita zastoupení minerálních látek v krmivu téhož původu je ve vegetační části rostliny než v rozmnožovacích orgánech. Minerální složení rostlin ovlivňuje zejména půdní typ, zvláště fyzikálně-chemické vlastnosti půdy, podnebí a povětrnostní podmínky, hnojení a agrotechnika krmných plodin, vegetační fáze sklizně, geneticky zakotvené zvláštnosti jednotlivých odrůd krmiv. V sušině hlavních druhů rostlinných krmiv převládá draslík a vápník. Variabilita zastoupení u téhož prvku může dosahovat u makroelementů dvoj až trojnásobku, u mikroelementů až desetinásobku průměrných hodnot (Zeman et al., 2006). Rostliny na písčitých půdách mají více železa, dvojnásobek manganu a více mědi a molybdenu než stejné rostliny na vápenatých půdách. Zelená krmiva, seno a okopaniny 12

13 mají dostatek fosforu, přičemž vysoký až střední obsah fosforu mají krmiva živočišného původu, obilné šroty a pokrutiny. Rozhodující je také způsob konzervování rostlin. Při výrobě sena se ztráty minerálních látek pohybují od 15% do 30%. Při výrobě siláží jsou ztráty podstatně nižší a pohybují se v rozpětí 1,3% až 7,7%. Obsah minerálních látek je nejvyšší v listech a v semenech rostlin. Proto právě při výrobě sena, kde se velká část listů oddroluje, vznikají značné ztráty minerálních látek. Byl zjištěn úzký vztah mezi intenzivním hnojením pastvin a obsahem dusíku a minerálních látek v travních porostech. Se stoupajícím obsahem dusíku v travním porostu se zvyšuje hladina fosforu, draslíku, sodíku, vápníku, hořčíku a snižuje se hladina mědi, manganu, zinku, přičemž nejvyšší pokles byl zaznamenán u manganu. Z hlediska využitelnosti minerálních látek zvířaty je důležitá forma jejich chemické vazby v rostlinách. Vápník, fosfor, hořčík jsou v zrnech obilí vázané na fytin. Z této vazby mohou zvířata minerální látky využívat jen tehdy, když rostlina obsahuje dostatek fytázy, nebo když fytázu produkují v dostatečném množství mikroorganismy v předžaludku přežvýkavců (Tvrzník, Zeman, 2005). Složení živočišného těla a živočišných produktů je z hlediska zastoupení hlavních minerálií známé. Avšak přesné stanovení potřeby jednotlivých minerálií je mimořádně obtížné, protože o metabolickém zapojení prvků v živočišném organismu rozhoduje jejich obsah a vzájemný poměr v krmivech, chemická vazba, ve které vstupují do organismu a možnost vytváření určitých rezerv minerálních látek v organismu a jejich uvolňování při větším či menším deficitu v dietě. Kromě zdrojů minerálií z krmiv se používají k doplnění deficitních prvků v krmné dávce průmyslově vyráběné minerální směsi či jejich komponenty. Mnohé z těchto chemicky přesně definovaných sloučenin mají při řízení minerálního metabolismu zvířat přednost před zdroji minerálních prvků z krmiv (Zeman et al., 2006) Minerálními krmivy se podle zákona o krmivech rozumí anorganické látky s přidáním doplňkových látek nebo bez přidání, které jsou určeny ke krmení zvířat samostatně nebo ve směsích. Vyhláška, kterou se provádí zákon o krmivech, zahrnuje mezi minerální látky anorganické a organické materiály s obsahem popela vyšším než 500g / kg sušiny, s výjimkou materiálů, které obsahují více než 50 g nerozpustného podílu popela v kyselině chlorovodíkové v 1 g sušiny. Systém využití minerálních krmných surovin formou jejich přímé aplikace do krmných dávek zvířat, respektive ve formě minerálních krmných směsí, není možné omezit jen na předcházení deficitů minerálních živin. Prioritním cílem by mělo být 13

14 dosažení optimální užitkovosti zvířat, zajištění jejich optimálního zdravotního stavu a welfare. Dosáhneme toho vhodným dávkováním jednotlivých komponentů, optimalizací jejich vzájemných poměrů a vhodnou volbou zdrojů jednotlivých minerálních látek s přihlédnutím k faktoru jejich maximální využitelnosti (Doležal et. al 2009). V současné době se v krmivářském průmyslu a při sestavování krmných dávek jako možných zdrojů stopových prvků používají tzv. organické formy stopových prvků pod různými komerčními názvy. Efektem je jejich nižší dávkování v porovnání s adekvátním dávkováním těchto prvků v anorganické formě. Jsou nejčastěji aplikovány u zvířat s vysokou produkcí, u mláďat, nemocných zvířat a zvířat s vysokou sportovní zátěží. Snižováním obsahu stopových prvků ve výkalech přispívají ke zlepšování životního prostředí a k eliminaci reziduální zátěže potravinového řetězce (Zeman et. al 2006) V přírodě se mnohé soli vyskytují ve formě proteinátů nebo chelátů. Ty mohou být vstřebávány jako peptidy nebo aminokyseliny, na rozdíl od klasických cest využívání anorganických sloučenin probíhajících v tenkém střevě, to znamená, že pak mezi těmito formami minerálů nedochází ke konkurenčnímu boji o stejný mechanismus resorpce. Podle Freumauta (2003) se tím zvyšuje nejen biologická dostupnost těchto forem minerálů, ale zlepšuje se i jejich transport a zvyšuje se jejich resorpce ve střevech. Chelátovou vazbou dostávají tyto prvky jiný charakter. Slovo chelát je odvozeno z řečtiny ze slova chel, což značí pazour, spár. Chelátová vazba svírá kovové ionty jako ve spárech. Tato vazba je odolnější ke kyselému prostředí žaludku, a tudíž i lépe dosažitelná ve střevech. Chelátové prvky jsou výsledkem reakce kationtů (např. Zn), dodávaných z jejich nerozpustných solí (např. síran zinečnatý) s aminokyselinami. Chelát tohoto typu jako bivalentní prvek v ionizované formě reaguje s aminokyselinou v přítomnosti změny ph za určitých a striktně kontrolovaných podmínek teploty, tlaku a s použitím zvláštního vybavení. Tyto komlexy jsou označovány jako bioplexy a v řadě zemí jsou využívány ve výživě zvířat s vynikajícími výsledky. Resorpce stopových prvků chelátového typu je rozdílná od resorpce anorganických solí. Tyto prvky jsou vstřebávány ve střevě ne jako iont, ale jako integrovaná součást komplexnější molekuly podobné peptidům (Duda, 2004). Během posledních dvaceti let se u zvířat zcela jednoznačně prokázala řada pozitivních reakcí pozorovaných při podávání zinku, manganu, mědi, železa, kobaltu a selenu v některých organických formách, a to jak z pohledu zdraví tak i užitkovosti. 14

15 Nejpoužívanější formou organicky vázaných prvků ve světě jsou cheláty podávané prostřednictvím minerálních a vitamino-minerálních směsí. Kvalita chelátu z pohledu jeho bio-využitelnosti je podle posledních výzkumů závislá na některých kriteriích, která je třeba posuzovat při volbě té či oné organické formy stopového prvku nebo konkrétního chelátu. Současný výzkum, který se zabývá využitelností stopových prvků, řadí při posuzování kvality k nejdůležitějším faktorům zachování rozpustnosti chelátu v trávicím traktu a optimální vazebnou chelatační sílu v podmínkách různého ph trávicího traktu. A právě toto jsou kriteria, která byla zohledňována při výrobě chelátů obchodní značky OPTIMIN. Tyto cheláty jsou vyráběny na základě hydrolýzy sójového proteinu. Za pomoci specifických proteolytických enzymů je rozpustný protein natráven a přeměněn na peptidy s krátkým řetězcem o určité molekulární hmotnosti. Rozpustný stopový prvek je vnesen do peptidového roztoku za podmínek, které vyhovují tvorbě požadovaných iontových a kovalentních vazeb mezi aminokyselinami a kovy. Vyjímečný postup výroby minimalizuje oxidačně redukční reakce a umožňuje zcela bezpečné zamíchání Optiminů mezi sebou navzájem, s vitaminy i s dalšími reaktivními živinami v krmivu a doplňcích. Větší rezorpce znamená výrazně lepší využití minerálních prvků, což se projeví v lepších parametrech užitkovosti a zdraví zvířat (Šiške, 2003). Obr.1 Vzájemné vztahy mezi minerálními prvky v organismu (podle Zemana,2006) 15

16 3 MAKROELEMENTY Vzhledem k tomu, že existuje řada metabolických a funkčních vztahů mezi jednotlivými minerálními prvky, stručně uvádím hlavní význam makroelementů a dalších mikroelementů pro živočišný organismus. Vápník je biogenní prvek, který je v organismu zvířat zastoupen ze všech minerálních látek nejvíce. Tvoří 1,0 až 2% hmotnosti těla. Jeho podstatná část 99% je obsažena ve skeletu, zbývající 1% je obsaženo v extracelulární tekutině a měkkých tkáních jako součást různých membránových struktur. Biologická funkce vápníku je mnohostranná. Společně s fosforem tvoří základ anorganické hmoty skeletu a zubů. Je nezbytný v procesu srážení krve. Ovlivňuje permeabilitu membrán, je důležitý pro nervosvalovou dráždivost (Jelínek, Koudela et al., 2003). Vápník se vstřebává převážně v tenkém střevě. Resorpce probíhá jako aktivní proces a ovlivňuje ji dostatečná acidita střevního obsahu, hladina vitamínu D, obsah fosfátů, nebo oxalátů v krmivech a parathormon. Resorbovaný vápník se vylučuje především výkaly a močí (McDowell et al., 1992). Vápník je v zelených krmivech nejvíce obsažen v jetelovinách, v zelené řepce, luskovinách, řepkovém listě a travách (Tvrzník, Zeman, 2005). Fosfor je druhý nejvíce zastoupený minerální prvek v těle zvířat. Asi 80 až 90% je uloženo v kostech a zubech. Zbývajících 10 až 20% je obsaženo v měkkých tkáních a tělních tekutinách. Z funkčního hlediska je fosfor nejuniverzálnější minerální prvek, účastní se všech metabolických reakcí. Zasahuje do metabolismu aminokyselin, bílkovin, sacharidů, tuků, minerálních látek i vitaminů. Jeho význam souvisí s procesy fosforylace a přenosu energie na celulární i subcelulární úrovni. Je součástí mnoha koenzymů (Jelínek, Koudela et al., 2003). Fosfor se resorbuje zvláště v tenkém střevě, u přežvýkavců i ve slezu. Vstřebává se jako anorganický fosfát. Je vylučován výkaly a močí, na rozdíl od vápníku závisí vylučování fosforu močí na jeho množství v krmné dávce. Vysoký obsah fosforu mají obilniny, mlýnská krmiva a extrahované šroty. Nejvíce ho obsahují rybí moučky, nejméně okopaniny (Tvrzník, Zeman, 2005). 16

17 Hořčík je obsažen v 0,05% hmotnosti těla. Z celkového množství hořčíku obsaženého v organismu je 65 až 70% uloženo ve skeletu, pouze 1% je obsaženo v extracelulární tekutině, zbytek v měkkých tkáních. Hořčík je součástí či aktivátorem více jak sto různých enzymů a jejich prostřednictvím zasahuje do metabolismu aminokyselin, nukleových kyselin, bílkovin, sacharidů, lipidů, minerálních látek a vitaminů. Má antagonistický vztah k vápníku a draslíku. U přežvýkavců je významným prvkem pro bachorové mikroorganismy. Resorpce hořčíku se uskutečňuje aktivním i pasivním způsobem především v duodenu, částečně i v žaludku, tenkém a tlustém střevě (Jelínek, Koudela et al., 2003). V rostlinách je obsah hořčíku rozdílný a závisí na vegetačním stádiu a druhu půdy. Mladé rostliny mají nižší obsah hořčíku. Vysoký obsah mají olejniny, extrahované šroty a otruby, brambory mají nízký obsah hořčíku (Tvrzník, Zeman, 2005). Sodík je biogenní prvek, který tvoří asi 0,13 až 0,2% hmotnosti těla živočichů. U mláďat je jeho koncentrace v těle vyšší, s věkem se koncentrace snižuje. Sodík je hlavním kationtem extracelulární tekutiny. Hlavní funkcí sodíku je regulace osmotického tlaku a acidobazické rovnováhy, účast na nervo-svalové dráždivosti a přenosu impulsů. Ovlivňuje transport a distribuci vody v organismu, zasahuje do metabolismu draslíku, hořčíku, chloridů. Resorpce sodíku probíhá v celém úseku trávicího ústrojí aktivním způsobem. U přežvýkavců se sodík vstřebává i v bachoru.vylučování sodíku se uskutečňuje močí, výkaly a potem (Jelínek, Koudela et al., 2003). Obsah sodíku v půdě je relativně nízký a v rostlinách velmi kolísá. Zvířata získávají sodík hlavně ve formě chloridu sodného z potravy rostlinného nebo živočišného původu. Nízký obsah sodíku mají zrniny, extrahované šroty a brambory. Vysoký obsah mají živočišné moučky, kvasnice, řepa a řepné skrojky (Tvrzník, Zeman, 2005). Draslík je hlavním kationtem intracelulární tekutiny. Je i významnou složkou extracelulární tekutiny. Tvoří asi 0,2 až 0,3% hmotnosti těla. Nejvíce draslíku obsahuje svalová a jaterní tkáň. Draslík ovlivňuje acidobazickou rovnováhu, osmotický tlak, aktivitu enzymů, permeabilitu membrán. Má důležitou roli v přenosu vzruchu, ovlivňuje 17

18 kontraktilitu a tonus svalstva. Je antagonistou vápníku, sodíku a hořčíku. Resorbuje se převážně v tenkém střevě, z organismu se vylučuje prostřednictvím ledvin. Vylučování výkaly je minimální (Jelínek, Koudela et al., 2003). Obsah draslíku v půdě a rostlinách závisí na obsahu vody v půdě a na vegetačním stádiu rostlin. Vysoký obsah draslíku mají řepa, řepné listy, trávy, jeteloviny, extrahované šroty (Sommer et al., 1985). Síra je biogenní prvek, který tvoří 0,15 až 0,25% hmotnosti organismu. Je obsažena ve všech buňkách a tělních tekutinách, především ve formě bílkovin, které obsahují sirné aminokyseliny cystin, cystein a metionin. Pouze nepatrný podíl tvoří anorganická síra. Biologické funkce sirných sloučenin v organismu jsou velmi pestré. Je to dáno snadnou oxidovatelností a redukovatelností, schopností vytvářet komlexy s minerálními látkami a působit v rámci složitých struktur a různých biologicky aktivních látek jako jsou hormony, vitaminy, enzymy a dýchací pigmenty. Organicky vázanou síru obsahuje heparin, glutation, inzulin, tiamin, biotin, koenzym A, homocystein. Resorpce síry probíhá v tenkém střevě jako síra organická. Exkrece síry se uskutečňuje prostřednictvím ledvin, výkaly se vylučuje síra, která nebyla resorbována. Homeostáza síry je determinována faktory, které ovlivňují metabolismus bílkovin, hlavně jsou to hormony hypofýzy, štítné žlázy, nadledvin a gonád (Jelínek, Koudela et al., 2003). 4 MIKROELEMENTY Mikroelementy jsou prvky vyskytující se v organismu ve velmi malých množstvích. Mnohé z nich jsou pro zvířata nepostradatelné železo, měď, mangan, zinek, kobalt, molybden, jód, selen, chrom. Jejich nedostatek v půdě se projeví nedostatkem v krmivu. Karence však může vzniknout i při normálním obsahu v krmivech, ale nevhodném poměru k jiným stopovým prvkům nebo makroelementům (Zeman et al., 2006). Mikroelementy, označované také jako stopové prvky, mají mimořádný význam v řadě katalytických, enzymatických i regulačních procesů. Jsou pro život nezbytné a nemohou být nahrazeny jinými prvky nebo sloučeninami. 18

19 Stopový prvek je nezbytný pro živočichy, jestliže splňuje tato kritéria: je přítomen ve zdravých tkáních všech živočichů jeho koncentrace ve tkáních je relativně konstantní jeho deficit vyvolává stejné fyziologické a strukturální změny jeho dotace buď zvrátí nebo zabrání těmto změnám fyziologické a strukturální abnormality vyvolané deficitem stopových prvků jsou vždy doprovázeny odpovídajícími specifickými chemickými změnami těmto biochemickým změnám může být zabráněno, nebo mohou být vyléčeny, jestliže je zabráněno vzniku deficitu, nebo je deficit odstraněn terapií Dalších dvacet až třicet prvků, které nesplňují tato kritéria, se vyskytuje ve tkáních živočichů. Nejsou považovány za biogenní prvky, ale za kontaminanty z prostředí (Jelínek, Koudela et al., 2003) 4.1 Zinek Zinek má podobně jako měď i mangan v organismu mnohostrannou funkci. Vyskytuje se ve všech buňkách organismu. Jeho celkový obsah v organismu je desetkrát až patnáctkrát vyšší než obsah mědi.z celkového množství zinku obsaženého v těle živočichů tvoří nejvyšší podíl zinek ve svalové a kostní tkáni. Nejvyšší koncentraci zinku má cévnatka oka a prostata. Poměrně vysoká koncentrace zinku je v kůži a kožních derivátech, pankreatu, játrech, varlatech, ledvinách a kostech. Nejnižší koncentrace zinku je v nervové a plicní tkáni (Jelínek, Koudela et al.,2003). Anke et al., (2002) uvádí,že zinek, který se nachází v plazmě, játrech, pankreatu a v kostře, tvoří rychle metabolizovatelný rezervní fond. Při nedostatku v krmné dávce se zinek z těchto orgánů odčerpává, přičemž se koncentrace ve svalech a mozku nemění. V jaterních buňkách je zinek přítomen v mitochondriích, cytoplazmě, buněčném jádru i v mikrosomech. V pankreatu je zinek koncentrován v beta buňkách Langerhansových ostrůvků, kde hraje důležitou roli při tvorbě inzulinu. Zinek je součástí a aktivátorem mnoha enzymů karbohydrázy, alkalické a kyselé fosfatázy, peptidáz, deamináz a dalších. Prostřednictvím těchto enzymů zasahuje do řady biochemických reakcí na celulární i subcelulární úrovni. Je důležitý při syntéze proteinů a nukleových kyselin. Je nezbytný pro růst zvířat, metabolismus kostí, fyziologické procesy v kůži a kožních derivátech (Jelínek, Koudela et al., 2003). 19

20 Zinek je potřebný pro buněčnou imunitu a proliferaci buněk, nezbytný pro tvorbu vaziva, hojení ran a tvorbu spermií. Zvýšené množství zinku je všude tam, kde se tvoří nové buňky, tedy i v nádorové tkáni (Racek et al., 1999). Zinek je nezbytný pro tvorbu leukocytů a jejich funkce. Ovlivňuje fagocytózu a tvorbu protilátek. U přežvýkavců ovlivňuje fermentační procesy v bachoru, je nezbytný pro růst a rozmnožování bachorové mikroflóry, tvorbu celulolytických enzymů, tvorbu mikrobiálního proteinu a těkavých mastných kyselin. V krvi je zinek obsažen v krevní plazmě, erytrocytech, leukocytech a trombocytech. Prasad (1982) uvádí, že v plazmě je vázáno 75% zinku a to 22% na erytrocytech a 3% na leukocytech. Koncentrace zinku v krvi a krevní plazmě reaguje na změny obsahu zinku v potravě. Zvýšená dotace zinku zvyšuje jeho koncentraci v krvi i krevní plazmě. Při karenci zinku dochází ke snížení koncentrace v krvi a krevní plazmě. Fyziologické rozmezí koncentrace zinku v krevní plazmě skotu, ovcí a prasat je 12,5 až 18 µmol.l -1. Koncentrace zinku v kolostru a mléce je poměrně vysoká a odráží příjem zinku potravou. V kravském a ovčím mléce je koncentrace zinku v rozmezí 3 až 5 mg.l -1, v kolostru je 15 až 25 mg.l -1. Resorpce zinku probíhá v tenkém střevě, hlavně v duodenu aktivní formou. Je ovlivněna koncentrací zinku v zažitině, potřebou organismu, věkem zvířat, chemickou formou a rozpustností zinku v duodenu. Využitelnost zinku negativně ovlivňuje nadbytek vápníku, fosforu, železa, mědi, kadmia, olova a hrubé vlákniny v krmné dávce. Exkrece endogenního zinku probíhá prostřednictvím slin, pankreatické a střevní šťávy a žluči. Výkaly pak odchází neresorbovaný zinek z krmné dávky a zinek vyloučený do trávicího ústrojí. Značné množství zinku se vylučuje kolostrem a mlékem. Vysoce signifikantní vztah mezi obsahem zinku v krevní plazmě a v mléce u ovcí uvádějí Jelínek, Gajdůšek a Illek (1996). Potřeba zinku u savců činí 40 až 100 mg.kg -1 sušiny krmné dávky. U mláďat s vysokou intenzitou růstu je potřeba relativně vyšší. Základní projevy nedostatku zinku spočívají ve zhoršení růstu, nechutenství, změnách na kůži, sliznicích, kožních útvarech, ve vývoji a funkci pohlavních orgánů a v poruchách reprodukce. Zvláště citlivě reagují na karenci zinku mláďata. U dojnic s karencí zinku dochází ke snížení užitkovosti, poruchám reprodukce, ke zvýšené predispozici k metritidám a k mastitidám. Mléko od těchto krav má zvýšený počet 20

21 somatických buněk. U býků je narušen vývoj varlat a dochází k poruchám spermatogeneze (Jelínek, Koudela et al.,2003). Háp a Zeman (1994) ve své práci uvedli, že po intravenózním podání zinku mizí rychle z krve a objevuje se ve vysoké koncentraci v pankreatu, játrech, slezině, ledvinách a pouze v nízkých koncentracích ve svalech a mozku. Ke zvýšenému příjmu zinku jsou zvířata poměrně tolerantní. K intoxikacím dochází zřídka a to po několika násobném zvýšení koncentrace zinku v krmné dávce. Intoxikace zinkem vyvolávají zánětlivé reakce na sliznicích trávícího ústrojí, poruchy jater a ledvin (Jelínek, Koudela et al., 2003). Maximální dávka zinku je 250 mg/kg, u oxidu zinečnatého do 600mg/kg, z chelátových sloučenin jen 80 mg Zn/kg. V souvislosti se zákazem krmných antibiotik se ve směsích pro selata ve zvýšené míře využívají antibakteriální účinky zinku. Jde především o použití vyšších koncentrací oxidu zinečnatého k tlumení průjmů. Nadměrné vylučování zinku ve výkalech však může vést k zátěži životního prostředí. V zemích EU byla proto koncentrace zinku v krmných směsích legislativně omezena na úroveň 250 mg/kg (Zeman et al., 2006). 4.2 Mangan Mangan stejně jako měď, je obsažen ve všech tkáních a tekutinách organismu. Jeho koncentrace v těle je nižší než koncentrace železa, mědi a zinku a činí přibližně 400 až 600 µg na kg živé hmotnosti zvířat. Největší množství manganu je deponováno ve skeletu, nejvyšší koncentrace je však v játrech a ledvinách. Relativně vysoká koncentrace manganu je v hypofýze, pankreatu. Kosterní svalovina patří mezi tkáně s nižší koncentrací manganu. V krvi je také jeho koncentrace nízká, přičemž větší část manganu je obsažena v krvinkách. Mangan má specifickou úlohu v syntéze mukopolysacharidů chrupavky a kostní tkáně. Je součástí řady enzymů, jejichž prostřednictvím zasahuje do energetického, bílkovinného, lipidového a minerálního metabolismu.významnými enzymy obsahujícími mangan jsou alkalická fosfatáza, argináza a pyruvát karboxyláza. Mangan zasahuje do oxidoredukčních procesů ve tkáních, ovlivňuje činnost centrální nervové soustavy a pohlavní funkce. Významně ovlivňuje mineralizaci skeletu. U přežvýkavců je důležitý pro růst a rozmnožování bachorové mikroflóry, pro tvorbu a aktivitu trávících enzymů, pro tvorbu těkavých mastných kyselin a mikrobiální bílkoviny. 21

22 V krvi je mangan obsažen v krevních elementech i krevní plazmě. V plazmě je vázán na betaglobulin, který je označován jako transmanganin, což je hlavní transportní forma manganu. Resorpce manganu probíhá v duodenu aktivní formou. Celková míra resorpce je nízká, pohybuje se v rozmezí 1 až 5% z celkového obsahu v krmné dávce. Vstřebávání je negativně ovlivněno vysokou koncentrací draslíku, vápníku a fosforu. Exkrece endogenního manganu probíhá prostřednictvím žluči. Mangan se tak dostává do střeva a je vylučován společně s neresorbovaným manganem výkaly. V moči se nachází pouze stopy. I mléko má velmi nízkou koncentraci manganu, kolostrum ji má vyšší. Kráčmar et al., (2005) uvádějí obsah manganu v mlezivu ovcí v prvních 2 až 72 hodinách po porodu 0,02 až 0,03µmol.l -1. Homeostáza manganu je zabezpečována kontrolovanou exkrecí a variabilní resorpcí v závislosti na potřebě organismu a obsahu manganu v krmné dávce. Potřeba manganu je poměrně nízká. Relativně vyšší je u mladých rostoucích zvířat, kde jsou požadavky na příjem manganu určovány rychlostí růstu a přestavby chrupavek a skeletu. Požadovaná koncentrace manganu v sušině krmné dávky činí podle Kováče et al., (2001) 20 až 25mg.kg -1. V krmných dávkách skotu je velmi často na úrovni 30 mg.kg -1 sušiny a tak je mangan stabilní součástí krmných směsí. Resorpce manganu ze síranu manganatého je velmi nízká, vhodným zdrojem jsou bioplexy, kde je mangan vázán chelátovou vazbou na aminokyseliny a míra jeho resorpce dosahuje až 35%. Karence manganu se vyskytují u skotu, ovcí, koz, prasat, drůbeže. Klinické příznaky jsou charakterizovány zhoršeným růstem, sníženým příjmem potravy, poruchami vývoje skeletu, poruchami pigmentace srsti, poruchami plodnosti, ataxiemi a sníženou životností narozených mláďat. U krav s dlouhodobou karencí manganu je narušena tvorba gonadotropních hormonů, vyskytují se tiché říje a anestrus, dochází k abortům a rození mrtvých telat. Rodí se také telata s deformovanými končetinami označovanými jako flexní kontraktury. U mladého skotu vznikají deformace kloubů, připomínající rachitidu skotu. Známým onemocněním u drůbeže je peróza. Vyskytuje se u rychle rostoucích krůt a pštrosů, méně u kuřat. Zvýšený příjem manganu je všemi druhy živočichů poměrně dobře tolerován. Omezuje však resorpci zinku. Mnohonásobně zvýšený příjem manganu může vyvolat intoxikaci, která se projevuje nervovými příznaky (Jelínek, Koudela et. al 2003). 22

23 Všem druhům zvířat je povoleno aplikovat do 250 mg/kg manganu, chelatovaného manganu s aminokyselinami však jen 40 mg/kg (Zeman et al., 2006). 4.3 Měď Měď je obsažena ve všech tkáních organismu. Tvoří asi 0,002 až 0,0025% hmotnosti těla zvířat. Nejvyšší koncentrace mědi je v játrech, ledvinách, slezině, srdci a mozku. Nejnižší koncentrace mědi má hypofýza, štítná žláza a prostata. Ve svalové tkáni je střední koncentrace a je poměrně stabilní. Funkce tohoto biogenního prvku je v organismu mnohostranná. Měď je nezbytná pro tvorbu pigmentů, elastinu, kolagenu, ovlivňuje metabolismus kostí, reprodukční funkce, krvetvorbu, keratinizaci chlupů i činnost nervové soustavy. Je součástí a aktivátorem mnoha enzymů a metaloproteinů. Měď zasahuje do řady biochemických reakcí na celulární a subcelulární úrovni a ovlivňuje tak metabolismus (Jelínek, Koudela et al., 2003). Nadměrný přívod mědi blokuje vstřebávání zinku a naopak. V krvi je měď vázána na albumin, histidin jak volný, tak vázaný v bílkovinách a speciální transportní bílkovinu transkuprein, odtud je aktivně vychytávána hepatocyty. Játra zabudovávají měď do ceruloplazminu a ten secernují do krve. 90% plazmatické mědi je vázáno právě v ceruloplazminu. Jeho prostřednictvím se měď dostává do tkání (Racek et al., 1999). Měď je velmi důležitá pro specifickou a nespecifickou imunitu (Illek, 2002). Resorpce mědi probíhá v tenkém střevě aktivním způsobem. Pouze při enormně vysoké koncentraci mědi v zažitině se resorbuje i pasivním způsobem. Resorpce mědi činí 10 až 30%. Vysoká koncentrace železa, síry a molybdenu v krmné dávce vstřebávání mědi významně omezuje a vzniká tak sekundární karence. V aktivním způsobu resorpce hrají důležitou roli aminokyseliny a specifická bílkovina, která obsahuje sulfhydrylové skupiny. Část mědi se v játrech ukládá do zásoby. Měď se vylučuje žlučí do střeva, kde se může opět resorbovat. Větší část se však vylučuje výkaly. Exkrece mědi močí je minimální. Pro homeostázu mědi má význam i regulovaná resorpce. Při nedostatku mědi se procento resorpce zvyšuje, při nadbytku mědi v krmné dávce se procento resorpce snižuje. 23

24 Potřeba mědi u býložravců činí 8 až 12 mg.kg -1 sušiny krmné dávky. U prasat je potřeba mědi vyšší. V případě vysoké koncentrace železa, síry a molybdenu se potřeba zvyšuje. K všeobecným projevům dlouhodobého nedostatku mědi patří poruchy pigmentace srsti, poruchy plodnosti, především dochází k rané embryonální mortalitě. Při výrazné karenci vzniká anémie, osteoporóza, defekty na stěnách aorty a cév i kardiomyopatie. U mláďat vznikají ataxie a poruchy nervové činnosti. Nadbytek mědi může vyvolat intoxikaci, při které vzniká dystrofie jater, hemolýza erytrocytů, ikterus a hemoglobinurie. Zvláště citlivé na zvýšený příjem mědi jsou ovce, vysokou toleranci k mědi mají prasata (Jelínek, Koudela et al., 2003). Zeman et al.,(2006) uvádí, že dnes je obsah mědi ve směsích pro prasata omezen. Pro prasata do 12 týdnů 170 mg/kg a nad 12 týdnů věku 25 mg/kg.vysoký obsah mědi v krmivu je spojen s vysokým obsahem mědi ve výkalech, a tím se zvyšuje zátěž životního prostředí. 4.4 Ostatní stopové prvky Železo je stabilní součástí každého organismu. Vyskytuje se především v komplexních formách vázaných na bílkoviny, jako jsou hemové sloučeniny (hemoglobin a myoglobin), hemové enzymy (kataláza a peroxidáza), nebo jako nehemové sloučeniny (transferin, feritin a hemosiderin). Železo má klíčovou roli v mnoha biochemických reakcích organismu. Sloučeniny obsahující železo umožňují transport kyslíku a oxidu uhličitého, oxidační a oxidoredukční procesy, přenos elektronů, tvorbu adenosintrifosfátu a vody. Nedostatek železa vede k anémii hypochronního mikrocytárního typu. Vyskytuje se u mláďat v období mléčné výživy, zvláště častý výskyt je u selat. Nadbytečný příjem železa se neresorbuje, ale vylučuje výkaly. Vysoká koncentrace železa v krmné dávce negativně ovlivňuje resorpci mědi, zinku a manganu. Při vysokých dávkách vzniká oxidativní stres, hemosideróza, poškození jater a pankreatu (Jelínek, Koudela et al., 2003). V Evropské unii se vyžaduje, aby mléčné krmné směsi o sušině 88% obsahovaly 30mg/kg železa, zajišťuje se tak dostatek železa pro zdraví a dobrý růst telat (Zeman et al., 2006). 24

25 Selen je biogenní prvek, který je obsažen ve všech buňkách, tkáních i tekutinách živočichů. Je nezbytný pro mnoho biochemických reakcí v organismu a nemůže být nahrazen jinými prvky. Ve vyšších koncentracích je toxický. Koncentrace selenu v organismu zvířat se pohybuje v rozmezí 15 až 25 µg na kg živé hmotnosti. Základní funkcí selenu spolu s vitaminem E je ochrana buněk před působením volných kyslíkových radikálů. Selen ovlivňuje i metabolismus prostaglandinů a esenciálních mastných kyselin. Významné funkce má i v imunitním systému. Jeho dostatečné množství je nezbytné pro optimální buněčnou imunitu, především pro funkci T-lymfocytů, fagocytózu. Selen ovlivňuje kvalitu kolostra koncentraci imunoglobulinů. Působí také na plodnost samic i samců. Projevy nedostatku selenu jsou rozmanité. Jedná se o svalovou dystrofii u skotu, ovcí, koz, prasat a drůbeže. Dále se vyskytují poruchy reprodukce, ovariální cysty, degenerativní procesy varlat, zadržení lůžka. Častý je výskyt degenerace a nekrózy jater u prasat. Zvýšený příjem selenu může vyvolat intoxikace. U zvířat vzniká tzv. alkalická choroba, která se projevuje ztrátou chuti, nekoordinovaným pohybem, kolikovými bolestmi až úhynem. Při chronické intoxikaci dochází k patologickým změnám na myokardu, játrech, ledvinách, rohovině paznehtů a kopyt. Vyskytuje se zánět škáry, kulhání, apatie, vypadávání srsti, hubnutí a úhyn zvířat. Jód je základní součástí hormonů štítné žlázy, jejich prostřednictvím zasahuje do metabolismu živočichů. Jeho koncentrace v těle zvířat činí 50 až 200 µg na kg živé hmotnosti. Je obsažen ve všech buňkách, tkáních a tekutinách organismu ve značně rozdílných koncentracích. Jeho biologické funkce souvisejí s činností štítné žlázy, protože tvoří základní složku tyroidních hormonů. Úroveň resorpce jódu je ovlivněna působením řady látek, strumigenů, ke kterým náležejí dusičnany, dusitany, glukosinoláty, kyanogenní glykosidy. Resorpci jódu snižuje i nadbytek vápníku a draslíku v krmné dávce i některé těžké kovy. Nedostatek jódu, zvláště jedná-li se o dlouhodobý nedostatek, vyvolává sníženou činnost štítné žlázy s řadou negativních dopadů na zdraví, produkci a reprodukci zvířat. Nadbytek jódu je zvířaty poměrně dobře tolerován, protože se snadno vylučuje močí. 25

26 Enormně vysoký příjem jódu může vyvolat poruchy zdravotního stavu, které souvisejí s navozením hyperfunkce štítné žlázy. Molybden je biogenní prvek nezbytný pro rostliny a živočichy. Jeho koncentrace činí 1 až 3 µg na kg živé hmotnosti. Je kofaktorem několika metaloenzymů. U přežvýkavců je nezbytný pro fermentační procesy v předžaludku. Má značný význam v metabolismu purinů a dusíkatých látek. Ovlivňuje růst mláďat. Potřeba molybdenu pro zvířata je malá, většina diet dostatečně zásobuje zvířata tímto mikroprvkem. U přežvýkavců vysoká koncentrace molybdenu a síry v krmné dávce vytváří v předžaludku nerozpustné sloučeniny s mědí a významně omezuje její resorpci. Chrom je biogenní prvek, jehož koncentrace ve tkáních je velmi nízká. Zasahuje do metabolismu sacharidů, lipidů, bílkovin. Chrom snižuje koncentraci cholesterolu a triacylglycerolů v krevní plazmě. Potřeba chromu je velmi nízká, zvyšuje se při stresových zátěžích a fyzické námaze. Dlouhodobý nedostatek chromu omezuje růst zvířat, snižuje konverzi krmiv a zhoršuje imunitu. Zvýšený dlouhodobý příjem šestimocného chromu působí toxicky (Jelínek, Koudela et al., 2003). Kobalt patří do skupiny krvetvorných minerálů, jeho nedostatek se projevuje poruchami krvetvorby. Je součástí vitaminu B 12 a podílí se na látkové přeměně bílkovin, je aktivátorem některých hydrolytických enzymů. Zvířatům se přidává například v síranu kobaltnatém (Suchý et al., 2009). 5 PORUCHY METABOLISMU MIKROPRVKŮ Mikroprvky patří k biologicky aktivním látkám ovlivňujícím intermediární metabolismus. Přesto byla původně většina z nich sledována v souvislosti s jejich možným toxickým působením na buňky a tkáně. Dnes je však známa celá řada biologických funkcí dokladujících jejich nepostradatelnost. Mikroprvky ovlivňují funkce mnoha hormonů a enzymů, buď jako jejich součásti, nebo působí jako jejich akvátory či kofaktory. Při nedostatku mikroprvků, ať už samostatně nebo v kombinaci, do- 26

27 chází k narušení metabolických procesů, poruchám homeostázy a imunitních funkcí. Projevy karencí mikroprvků jsou tak ve velké většině nespecifické a projevují se často až při zvýšení zátěže a působení stresu. Je to dáno tím, že zvýšená zátěž vede ke zvýšené aktivaci metabolických pochodů podílejících se na udržování homeostázy organismu, a tudíž i enzymových systémů, jejichž součástí mikroprvky jsou. Karence mikroprvků u skotu, stejně jako u dalších živočišných druhů, negativně ovlivňují zdraví, produkci i reprodukci. Jen při výrazných karencích se někdy objevují klinické syndromy specifické pro deficit jednotlivých prvků. Nejčastěji jsou však příznaky nespecifické, protože karence se většinou vyskytují v kombinacích a nikoli samostatně. U přežvýkavců je saturace mikroprvky určována především geografickou lokalitou, neboť ta primárně ovlivňuje přívod těchto živin do organismu. Existuje totiž jednoznačná vazba půda rostlina zvíře, určující stupeň zásobení sledovaným prvkem. Vyšší přirozené koncentrace mikroprvků se nacházejí v jadrném krmivu v porovnání s krmivy objemnými. Využitelnost minerálních látek z krmné dávky je významně ovlivňována jejich vzájemným a poměrně složitým antagonismem. Dalším významným faktorem ovlivňujícím využitelnost je forma (anorganická či organicky vázaná) v jaké minerální látky do organismu přicházejí. Mezi možné příčiny nedostatku mikroprvků patří jak příčiny exogenní nedostatek a nevhodný poměr prvků v půdě a krmivu, tak endogenní především poruchy trávícího ústrojí a nedostatečná utilizace ve tkáních. Vzhledem k tomu, že většina minerálních látek přestupuje dobře přes placentu do krve plodu, nebo je vyvíjející se plod dokonce schopen využívat minerální látky z krve matky i na její úkor, je stav zásobení organismu mláďat přežvýkavců po narození z velké míry určován již stavem zásobení matky v období gravidity. Dalším významným zdrojem minerálních látek pro mláďata je také mlezivo. Obecně platný komplexní diagnostický postup pro určování stavu zásobení organismu přežvýkavců mikroprvky zahrnuje : analýzu půdy, rostlin, respektive krmiv, vyšetření zvířat stanovení obsahu prvků v tělních tekutinách, ve tkáních, stanovení koncentrace jednotlivých metabolitů nebo aktivity enzymů mající vztah k vyšetřovanému prvku, klinický a patologicko-morfologický nález. Základním předpokladem úspěšné diagnostiky karencí stopových prvků je přesná a citlivá laboratorní technika umožňující stanovení stopových množství prvků ve vyšetřovaných vzorcích a znalost metabolismu konkrétního prvku, aby byly k analýzám 27

28 odebírány vhodné vzorky. Mezi nejčastěji používané analytické metody patří atomová absorpční spektrofotometrie. Platí, že pokud zjistíme klinické formy onemocnění z deficitu mikroprvků, snažíme se zajistit individuální parenterální nebo perorální suplementaci chybějícího prvku prostřednictvím krmné dávky. Významné je i hledisko vstupu mikroprvků do potravního řetězce člověka ve formě potravin živočišného původu a dále mikroprvků jako potencionálních kontaminantů životního prostředí. Musíme si uvědomovat, že mikroprvky jsou potenciálně toxické a patří do seznamu cizorodých látek, které mohou poměrně snadno vyvolat otravy (Pavlata et al., 2009). 6 VLIV STOPOVÝCH PRVKŮ NA ZDRAVOTNÍ STAV SKOTU, PRASAT A OVCÍ 6.1 Skot Výživa skotu včetně řešení problémů minerální výživy je jedním z hlavních faktorů, který velmi významným způsobem přispívá k maximalizaci rentability chovu, i přes svůj velký význam bývá však až příliš často zanedbávána. Významné jsou také úspory volbou vhodných několikanásobně lépe využitelných zdrojů makro i mikroprvků, které mohou podle kvantifikovaných odhadů dosáhnout 10 až 20% (zvýšení biovyužitelnosti, snížení zátěže životního prostředí). Obsah makro i mikroelementů v pastevním porostu kolísá jak v rámci stanovišť, tak vzhledem k ročnímu rytmu. Při chovu dojnic na extenzívně využívaných stanovištích lze často zjistit nedostatečné zásobení zvířat. Na pastvě často dochází k nedostatku zinku, který může být zesílen vlivem antagonismu síry a molybdenu především na zamokřených stanovištích. Pak je oslabena imunita organismu a klesá příjem krmiva. Nedostatek mědi se vyskytuje zřídka ovšem může být vyvolán vysokými dávkami železa a molybdenu díky jejich antagonistickému účinku (Neumann, 2005). 28

29 Dynamikou biochemických a hematologických ukazatelů krve a krevní plazmy u jednotlivých kategorií skotu se zabývali Jagoš et al., (1985) a zjistili rozpětí referenčních hodnot: zinku mědi telata 12,2 45,9 µmol/l -1 12,6 18,9 µmol /l -1 jalovice 8,64 21,55 µmol/l -1 3,07 15,47 µmol /l -1 býci 4,95 22,48 µmol/l -1 3,14 16,80 µmol /l Poruchy metabolismu zinku u skotu Zinek je známý jako esenciální prvek pro rostliny i zvířata a má v organismu mnohostranné biologické funkce. Jeho funkce jsou realizovány prostřednictvím metaloenzymů (Pavlata, 2009). V rostlinách se zúčastňuje oxido-redukčních procesů, tvorby chlorofylu a auxinu a syntézy aminokyseliny tryptofan. Průměrný obsah zinku v pastevním porostu je 30 až 50 mg na kg sušiny. Na zinek jsou bohatá semena trav a vikvovitých rostlin. Semeno bobu nebo hrachu obsahuje 30 mg zinku v původní hmotě. Bob koňský obsahuje faktor, který ztěžuje retenci železa a zinku. Při zkrmování vyšších dávek bobu je proto třeba krmivo doplnit vyváženým poměrem mikroprvků. Řepka rovněž obsahuje větší množství zinku (Zeman, 1991). Denní potřeba zinku podle Kováče et al., (2001) u hovězího dobytka se zřetelem na věk a produkční fáze se pohybuje u mladých zvířat mg.kg -1 sušiny, u březích mg.kg -1 sušiny a u laktujících krav mg.kg -1 sušiny. Zinek má poměrně rozdílnou relativní vstřebatelnost v závislosti na zdroji zinku, jeho formě, potřebách a věku organismu. U přežvýkavců může být významným faktorem omezujícím resorpci zinku výskyt acidóz bachorového obsahu. U přežvýkavců je zinek resorbován aktivním transportem. Při vysokých příjmech dochází k omezení jeho resorpce. Narušení absorpce vzniká také vlivem dalších prvků, jako je měď, kadmium a selen. Patogeneze a symptomy mezi základní poruchy zdravotního stavu z karence zinku se řadí zpomalení až zastavení růstu, anorexie, změny na kůži a případně i na sliznici jazyka a jícnu s příznaky nadměrné salivace, poruchy mineralizace kostí, poruchy reprodukce, spermiogeneze, nepravidelné říje. Poruchy vývoje imunitního systému telat, zvýšená citlivost vůči infekčním onemocněním, zvýšení počtu somatických buněk v mléce. 29