Heavy metals, nitrates and radionuclides in milk of cows depending on their stress resistance

Abstract

The paper presents the results of studies on the content of cesium, strontium, zinc, cadmium, copper, lead and nitrates in the milk of Ukrainian black-and-white milk breed cows with different resistance to stress. The resistance of cows to stress was determined by concentration of cortisol in the blood one hour after a stress effect. The following factors were stressful: fixation of animals for one hour and pre-selection of blood by a veterinarian for general analysis. The objective of the research was establishing a connection between the different adaptive potential of Ukrainian black-and-white milk breeds and the ability of their bodies to excrete via the milk heavy metal salts, nitrates and radioactive elements which enter the body with food and water. The scientific hypothesis was that the state of pressure which occurs in the body under the influence of stress impairs homeostasis. It can affect the quantity and quality of products, it can cause disorders in the metabolic processes, the synthesis of milk components and introduction of some harmful substances into milk, which are differently accumulated in the body of cows with diverse reactions to stress and can be excreted with milk in at different levels. We established that different resistance of cows to stress can affect the concentration of the investigated harmful substances in milk. Concentration of lead, cadmium, zinc and nitrates was lower in milk of more stress-resistant cows (the first group). Their milk had a lower specific activity of 137Cs and 90Sr. For all the seasons, the reliable results were obtained only for nitrates, and 137Cs and 90Sr – in spring, summer and autumn. Thus, milk of cows with higher resistance to stress is safer in terms of contents of the investigated elements. We have drawn a conclusion that stress can affect the ability of the body to excrete via the milk harmful elements which enter the body with food and water. Perspectives of further research are determining the effect of cows’ stress resistance on the suitability of milk for the production of baby food products. У статті представлені результати досліджень вмісту цезію, стронцію, цинку, кадмію, міді, свинцю та нітратів у молоці українських корів чорно-білої молочної породи з різною стійкістю до стресу. Стійкість корів до стресу визначали за концентрацією кортизолу в крові через годину після стресового ефекту. Стресом були такі фактори: фіксація тварин на одну годину та попередній відбір крові ветеринаром для загального аналізу. Метою дослідження було встановлення зв'язку між різним адаптаційним потенціалом українських чорно-білих молочних порід та здатністю їх організму виводити через молоко солі важких металів, нітрати та радіоактивні елементи, які потрапляють в організм з їжею та водою . Наукова гіпотеза полягала в тому, що стан тиску, який виникає в організмі під впливом стресу, погіршує гомеостаз. Це може впливати на кількість і якість продуктів, може спричиняти порушення обмінних процесів, синтез компонентів молока та введення в молоко деяких шкідливих речовин, які по-різному накопичуються в організмі корів з різною реакцією на стрес і можуть бути виводиться з молоком на різних рівнях. Ми встановили, що різна стійкість корів до стресу може впливати на концентрацію досліджуваних шкідливих речовин у молоці. Концентрація свинцю, кадмію, цинку та нітратів була нижчою в молоці у більш стійких до стресів корів (перша група). Їх молоко мало нижчу питому активність 137Cs та 90Sr. Протягом усіх сезонів надійні результати були отримані лише щодо нітратів, і 137Cs та 90Sr - навесні, влітку та восени. Таким чином, молоко корів з вищою стійкістю до стресу є безпечнішим за вмістом досліджуваних елементів. Ми зробили висновок, що стрес може вплинути на здатність організму виводити через молоко шкідливі елементи, які потрапляють в організм з їжею та водою. Перспективами подальших досліджень є визначення впливу стресостійкості корів на придатність молока для виробництва продуктів дитячого харчування.