Органические микроэлементы минимально влияют на свойства хряща свиней

Американские исследователи недавно оценили влияние органических микроэлементов на восстановление ранних стадий остеохондротических поражений, вызванных дефицитом витамина D в хрящах головки плечевой кости у свиней.

Суставной хрящ представляет собой пористый материал, состоящий из сети протеогликанов. Они распределены внутри матрицы коллагеновых фибрилл, которая поглощает нагрузки и обеспечивает суставам контактную поверхность с низким коэффициентом трения. У свиней на структурное развитие внеклеточного матрикса влияют такие диетические факторы, как витамин D и микроэлементы. Кроме того, развитие суставного хряща зависит от координации различных белков и сигнальных молекул. Однако влияние дефицита витамина D и биодоступности микроэлементов на развитие структурных свойств суставного хряща недостаточно изучено.

Исследователи установили раннюю стадию остеохондроза на модели дефицита витамина D у 12 свиней. Они сделали это, чтобы оценить влияние органических микроэлементов на восстановление повреждений. Затем они кормили беременных и кормящих свиноматок смесью с дефицитом витамина D, чтобы вызвать кифоз (округление верхней части спины вперед) и повлиять на минеральную плотность костей и механические свойства бедренных костей у последующего потомства.

После отлучения от груди в возрасте 4 недель они кормили всех потомков диетой без дополнительного витамина D, но составленной так, чтобы обеспечить 150% потребности в кальции и 120% фосфора в течение 3 недель. После 3-недельного периода выращивания свиней поместили в 1 из 4 групп диетического лечения до 24-недельного возраста. Диетическое лечение включало неорганический цинк и марганец, органический комплекс цинка, органический комплексный марганец и комбинацию органического комплексного цинка и марганца.

Контрольная группа состояла из 5 свиней, которые были потомками свиноматок, которых кормили рационом с достаточным количеством витамина D в период беременности и лактации, а затем растущим свиньям давали стандартный рацион до сбора урожая. Свиней подвергали эвтаназии в возрасте 24 недель и собирали головки левых плечевых костей. Команда получила хрящевые пробки из центрального, краниального, каудального, медиального и латерального положений головки плечевой кости. Они измерили линейный модуль упругости и рассеиваемую энергию при сжатии, чтобы определить свойства хряща.

Устойчивость к упругой деформации под напряжением
Анатомическое расположение оказало существенное влияние на устойчивость к упругим деформациям под нагрузкой. Наибольшее сопротивление оказывало каудальное расположение, наименьшее — краниальное. Однако, поскольку о характере нагрузки на плечевую кость свиньи не сообщается, результаты не могут быть использованы для определения того, являются ли области нагрузки с высокой или низкой нагрузкой более жесткими. Кроме того, диета повлияла на устойчивость к упругой деформации при нагрузке. Хрящ свиней, получавших рационы с неорганическим цинком и марганцем, имел наибольшую устойчивость, тогда как образцы свиней, получавших органический комплекс цинка, имели наименьшую устойчивость.

Анатомическое расположение не влияло на рассеивание энергии. Диетическое лечение существенно повлияло на рассеивание энергии: образцы органических комплексов цинка и марганца рассеивали меньше энергии, чем образцы неорганических цинка и марганца. Поскольку ожидается, что органические комплексы цинка и марганца будут более биодоступным источником минералов, чем неорганические источники, дополнительная доступность могла замедлить созревание свойств материала или каким-либо другим образом изменить развитие их матрицы. Меньшее рассеяние энергии сделает ткань более восприимчивой к повреждению, поскольку общая работа, необходимая для повреждения хряща, представляет собой комбинацию энергии разрушения, пороупругой энергии и вязкоупругой энергии. Таким образом, эти результаты предполагают потенциальную пользу диеты с неорганическим цинком и марганцем во время развития.

Присутствие микроэлементов во всех рационах способствует полному восстановлению механических свойств хряща. Однако эффекты органических микроэлементных комплексов не улучшили восстановление хряща, за исключением неорганических микроэлементов. Таким образом, авторы пришли к выводу, что биодоступность микроэлементов после дефицита витамина D оказывает минимальное влияние на свойства материала суставного хряща.

Авторы статьи в журнале «Биомеханика»: Чарльз К. Хауэр с факультета биомедицинской инженерии Университета Висконсин-Мэдисон , Алексей А. Минаев с факультета биохимии Университета Висконсин-Мэдисон, Лаура А. Амундсон с факультета животных и Молочные науки, Университет Висконсин-Мэдисон, и Исследования и открытия, Zinpro Corporation, Томас Д. Креншоу с факультета животных и молочных наук, Университет Висконсин-Мэдисон, и Коринн Р. Хенак с факультета биомедицинской инженерии, факультет машиностроения и кафедра ортопедии и реабилитации Университета Висконсин-Мэдисон, США.

Источник: www.pigprogress.net