RU2758902C1 - Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue - Google Patents

Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue Download PDF

Info

Publication number
RU2758902C1
RU2758902C1 RU2020124521A RU2020124521A RU2758902C1 RU 2758902 C1 RU2758902 C1 RU 2758902C1 RU 2020124521 A RU2020124521 A RU 2020124521A RU 2020124521 A RU2020124521 A RU 2020124521A RU 2758902 C1 RU2758902 C1 RU 2758902C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cadmium
muscle tissue
content
concentration
blood serum
Prior art date
Application number
RU2020124521A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Николаевич Нарожных
Элина Сергеевна Соколова
Татьяна Валерьевна Коновалова
Ольга Игоревна Себежко
Ольга Сергеевна Короткевич
Валерий Лаврентьевич Петухов
Евгений Владимирович Рудой
Ольга Владимировна Зайко
Мария Владимировна Стрижкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority to RU2020124521A priority Critical patent/RU2758902C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758902C1 publication Critical patent/RU2758902C1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: animal husbandry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of animal husbandry, veterinary medicine and ecology and is intended to determine the concentration of cadmium in the muscle tissue of bovine. A method for determining the concentration of cadmium in the muscle tissue of bovine includes analysis of the substrate in the form of blood serum. At the same time, the Fe content in the blood is determined and the regression equation is calculated: y =-9,7*10-7+0.316 x, where x is the Fe content (mmol/l) in blood serum, y is the Cd content (mg/g) in muscle tissue.
EFFECT: method is accurate, minimally invasive, simple and easy to use.
1 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к животноводству, экологии, ветеринарии и предназначено для использования в качестве тест-системы степени аккумуляции кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота.The proposed invention relates to animal husbandry, ecology, veterinary medicine and is intended for use as a test system for the degree of accumulation of cadmium in the muscle tissue of cattle.

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).Heavy metals are dangerous pollutants due to their ability to persist for a long time in the substrate (in the soil - more than 1000 years), while cadmium is one of the most toxic metals - even in small doses it affects living cells at the molecular level, inhibiting the incorporation of thymidine into DNA and inhibiting protein translation (Goering PL, Waalkes MR, Klaassen CD Toxicology of cadmium. In Goyer RA, Cherian MG 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.

Figure 00000001
Figure 00000002
, C. Castillo, J.
Figure 00000003
, 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.In the body of animals, cadmium has mutagenic and carcinogenic properties, promotes the development of gastritis, anemia, and replaces calcium in the bones. Cadmium accumulates mainly in the liver and kidneys of animals, but there is also an increase in its concentration in milk when grazing on contaminated pastures (Effect of moderate pollution on toxic and trace metal levels in calves from a polluted area of Northern Spain / M. Miranda, M.
Figure 00000001
Figure 00000002
, C. Castillo, J.
Figure 00000003
, JL Benedito // Environ. Int. - 2005 - Vol. 31. - P. 543-548). Therefore, it is necessary to monitor the level of cadmium in the body of animals in order to correct it and reduce its content in the final products of animal husbandry, which will contribute to obtaining environmentally friendly products.

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:There are ways to determine cadmium in food raw materials, which are obtained after slaughtering animals (Food products. Methods for the determination of toxic elements by the atomic emission method. - M .: Gosstandart of Russia, 1997. - S. 10-21). In addition, there is an alternative method for determining cadmium in muscle tissue of cattle (RF Patent No. 2426119), but it requires atomic emission and atomic absorption analysis of hair, which is a costly and laborious method. Another method proposed for assessing the content of cadmium in the liver and lungs of cattle (RF Patent No. 2548774 and No. 2591825) is less invasive, since the substrate for the analysis is animal hair, but it also requires laborious and cost-intensive atomic emission spectrometry. hair follicles, in addition, the liver and lungs are not the main products of the meat industry. The method proposed by us differs from the methods considered above in that it allows predicting the cadmium content in muscle tissue based on the index of the biochemical blood test, which is a more accessible and less costly analysis. The concentration of Fe in the blood serum is set and the regression equation is calculated to determine the concentration of cadmium in muscle tissue:

у=-9,7*10-7+0,316х, где х - содержание Fe (мкмоль/л) в сыворотки крови, у - содержание Cd (мг/г) в мышечной ткани.y = -9.7 * 10 -7 + 0.316x, where x is the content of Fe (μmol / l) in the blood serum, y is the content of Cd (mg / g) in the muscle tissue.

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.The claimed method solves the problem of assessing the accumulation of cadmium in the muscle tissue of Hereford cattle. The task is achieved by determining Fe in blood serum with subsequent calculation of the concentration of cadmium in muscle tissue using the regression equation.

Пример выполненияExecution example

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».Blood samples were taken from Hereford animals from the tail vein. Blood was collected from animals after 12-18 hours of fasting and stabilized with 5% sodium citrate. Biochemical parameters were determined on a Photometer 5010 analyzer manufactured by Robert Riele GmbH & CoKG by the method using reagents manufactured by ZAO Vector-Best.

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.The biomaterial for the determination of cadmium in muscle tissue was the diaphragmatic muscle. The analysis was carried out by the method of atomic absorption spectrometry by electrothermal atomization on a Shimadzu AA-7000 spectrometer. A weighed sample (100 g) was ground to a homogeneous mass, then dried for about 12 hours at a temperature of 60-70 ° C to constant weight. The resulting dry residue was ashed in a muffle furnace at a temperature of 500-550 ° C for 10-15 hours, mineralization ended when the ash acquired a gray or white color. The ash residue was dissolved in 3 ml of 50% hydrochloric acid, and then evaporated to a dry residue on an electric stove. This residue was transferred to a volumetric flask and diluted with 25 ml of distilled water. The resulting finished solution was examined for elemental composition.

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).Statistical processing for samples 15 <n <70 was performed according to S. Hozo's method (Hozo SP Estimating the mean and variance from the median, range, and the size of a sample / SP 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.Table 1 presents data on the concentration of heavy metals in the muscle tissue of the Herefod cattle. In terms of content, chemical elements in muscle tissue can be represented as a ranged series Cd <Pb <Cu <Zn. The phenotypic variability of cadmium and lead is significantly higher than that of zinc and copper.

Figure 00000004
Figure 00000004

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.In the course of biochemical analysis, the concentration of chemical elements was established in the blood serum (Table 2). The highest value in blood serum is observed in calcium, and the lowest in iron.

Фенотипическая изменчивость у изученных элементов достаточно высокая, наименьшая изменчивость характерная для магния.The phenotypic variability in the studied elements is rather high, the least variability is characteristic of magnesium.

Figure 00000005
Figure 00000005

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.A high positive correlation was found between the studied indicators. In order to predict the level of cadmium in muscle tissue, a regression equation was calculated (Table 3). From the level of iron in the blood serum, the concentration of cadmium in the muscle tissue of Hereford cattle can be calculated.

Figure 00000006
Figure 00000006

Таким образом, с помощью предложенного уравнения регрессии можно провести прижизненную оценку содержания кадмия в мышечной ткани, используя результаты биохимического анализа крови крупного рогатого скота.Thus, using the proposed regression equation, it is possible to conduct an intravital assessment of the cadmium content in muscle tissue using the results of a biochemical analysis of the blood of cattle.

Claims (3)

Способ определения концентрации кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота, включающий анализ субстрата в виде сыворотки крови, отличающийся тем, что необходимо проведение биохимического анализа крови с определением Fe и расчета уравнения регрессии:A method for determining the concentration of cadmium in the muscle tissue of cattle, including the analysis of the substrate in the form of blood serum, characterized in that it is necessary to conduct a biochemical blood test with the determination of Fe and calculate the regression equation: у=-9,7*10-7+0,316х, где х - содержание Fe (мкмоль/л) в сыворотки крови,y = -9.7 * 10 -7 + 0.316x, where x is the Fe content (μmol / l) in blood serum, у - содержание Cd (мг/г) в мышечной ткани.y - content of Cd (mg / g) in muscle tissue.
RU2020124521A 2020-07-14 2020-07-14 Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue RU2758902C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124521A RU2758902C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124521A RU2758902C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758902C1 true RU2758902C1 (en) 2021-11-02

Family

ID=78466693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124521A RU2758902C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758902C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804796C1 (en) * 2023-07-04 2023-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method of assessing strontium content in muscle tissue of cattle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2342659C1 (en) * 2007-03-28 2008-12-27 Новосибирский государственный аграрный университет Method of determination of content of cadmium in bodies and muscular tissue of pigs
RU2426119C1 (en) * 2010-03-24 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle
RU2629605C1 (en) * 2016-11-08 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method for lead level determination in cattle muscular tissue

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2342659C1 (en) * 2007-03-28 2008-12-27 Новосибирский государственный аграрный университет Method of determination of content of cadmium in bodies and muscular tissue of pigs
RU2426119C1 (en) * 2010-03-24 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle
RU2629605C1 (en) * 2016-11-08 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method for lead level determination in cattle muscular tissue

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗАВАЛИШИНА С.Ю. и др. ДЕФИЦИТ ЖЕЛЕЗА У ТЕЛЯТ И ПОРОСЯТ / ВЕСТНИК ОГУ, 2010, N 15(134), стр. 55-58. *
ПОСТРАШ И.Ю. и др. Связь обмена железа с метаболическими процессами в организме стельных коров / Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь, 2011, N 3, стр. 54-56. *
ПОСТРАШ И.Ю. и др. Связь обмена железа с метаболическими процессами в организме стельных коров / Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь, 2011, N 3, стр. 54-56. ЗАВАЛИШИНА С.Ю. и др. ДЕФИЦИТ ЖЕЛЕЗА У ТЕЛЯТ И ПОРОСЯТ / ВЕСТНИК ОГУ, 2010, N 15(134), стр. 55-58. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804796C1 (en) * 2023-07-04 2023-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method of assessing strontium content in muscle tissue of cattle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Szkoda et al. Determination of lead and cadmium in biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry method
Binkowski et al. Histopathology of liver and kidneys of wild living Mallards Anas platyrhynchos and Coots Fulica atra with considerable concentrations of lead and cadmium
Binkowski et al. Lead poisoning and its in vivo biomarkers in Mallard and Coot from two hunting activity areas in Poland
Długaszek et al. Elemental composition of muscle tissue of wild animals from central region of Poland
Ambushe et al. Assessment of levels of V, Cr, Mn, Sr, Cd, Pb and U in bovine meat
RU2629605C1 (en) Method for lead level determination in cattle muscular tissue
Długaszek et al. Correlations between elements in the fur of wild animals
Lettoof et al. Snake scales record environmental metal (loid) contamination
RU2426119C1 (en) Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle
Patiño Ropero et al. Mercury species accumulation and trophic transfer in biological systems using the Almadén mining district (Ciudad Real, Spain) as a case of study
RU2758902C1 (en) Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue
Inkielewicz et al. Determination of fluoride in soft tissues
Gümüş et al. Evaluation of the postmortem glucose and glycogen levels in hepatic, renal, muscle, and brain tissues: is it possible to estimate postmortem interval using these parameters?
RU2591825C1 (en) Method of determining cadmium content in cow liver
Berata et al. Comparison of lead contamination in innards and muscle tissues of Bali cattle reared in Suwung Landfill
Gremillion et al. Caudal fin mercury as a non-lethal predictor of fish-muscle mercury
Zaccaroni et al. Metal concentrations in the liver and kidney of raptor species from the Calabria region, Italy
RU2761031C1 (en) Method for determining level of zinc in pig kidney
Elezaj et al. Metal Accumulation, Blood δ-Aminolevulinic Acid Dehydratase Activity and Micronucleated Erythrocytes of Feral pigeons (Columba Livia) Living Near Former Lead-Zinc Smelter “Trepça”–Kosovo
RU2791231C1 (en) Method for determining content of manganese in liver of pigs
RU2761045C1 (en) Method for determination of iron content in muscle tissue of fish
Bukovjan et al. Arsenic deposition in tissues of the European hare (Lepus europaeus)
Ranbhare et al. Effect of heavy metal pollution on fresh water fishes
Raicu et al. A review on the results obtained from the analysis of animal food products from meat in some European countries using GFAAS and FAAS techniques.
Marfo et al. Distribution of metals in organs of Ciarias gariepinus, Heterobranchus bidorsalis, and Chrysichthys nigrodigitatus from the Offin River at Dunkwa-on-Offin, Ghana.