Investigation on the possibility of correlations between milk nitrate level and health status of animals from a large scale cattle population

A nitrátok (és a nitritek) világszerte komplex problémát jelentenek a termőföld, az ivóvíz, a vízbázisok és a takarmányok szennyezése révén. Számos mérgezési forrás lehet: a növények (különös tekintettel a felhalmozásra genetikailag képes ún. nitrofil fajokra), a szennyezett víz (ivóvíz), az erősen műtrágyázott talajok, egyes állati eredetű bomlástermékek, a silók csurgalék leve stb. A növényekben történő felhalmozódást szintén több tényező (rendszertani hovatartozás, a nitrát reduktáz rendszer aktivitása, egyes környezeti tényezők) befolyásolja. A nitrátok enzim-, illetve mikrobiális tevékenység hatására alakulhatnak nitritekké, melyek nagyságrenddel mérgezőbbek a nitrátoknál, oxihemoglobin, majd methemoglobin képződik, amely már nem képes az oxigén szállítására. Az állatfajok nitrát-nitrit érzékenysége, a még tolerálható ion mennyiség eltérő, legtöbbször kérődzőkben és sertésekben alakulnak ki a mérgezés jellemző tünetei. Előbbieknél kb. 500 mg/ttkg az akut letális dózis mennyisége (biztos? Adat honnan van??), bár kétségtelen, hogy ezen állatfajok is képesek bizonyos mértékű adaptációra. A szakdolgozat célja volt egy tehenészeti telep állatainak két időpontban történő vizsgálata, amikor az állatok nitrát státuszát a termelt tej nitrát tartalmával, illetve a fogyasztott takarmány nitrát szintjével kívántuk jellemezni. Mind a tej, mind a növényminták nitrát koncentrációját az objektumokhoz adaptált, több lépésében általunk módosított spektrofotometriás módszerrel (Griess reakció alapján) határoztuk meg a Biológiai Intézet Növénytani tanszékének laboratóriumában. A 2009 novemberében és 2010 áprilisában vett tej és növényminták vizsgálatai nyomán megállapíthattuk: 1. A fogyasztott takarmány nitrát szintje jelentősen eltért a novemberi és az áprilisi mintákat tekintve, utóbbi javára. 2. Valamennyi állat adatát figyelembe véve: a novemberi és az áprilisi tej nitrát szintje közötti különbség kicsi, s nem tér szignifikánsan. 3. Nem találtunk különbséget a novemberi mintavételkor az „egészséges” és jellemző okok miatt (lábproblémák, tőgygyulladás stb.) „beteg” csoportba sorolt állatok között, ugyanakkor jellemzően eltérő, 1%-on is szignifikáns különbség mutatkozott áprilisban. Úgy tűnik tehát, hogy a jelentősen magasabb nitrát tartalmú takarmányforrás fogyasztását az egészséges állatok metabolizmusa sokkal jobban tolerálja, mint a különböző okok miatt betegnek tekintett állatoké. 4. A tehenészeti telep állatokra vonatkozó adatbázisát felhasználva összefüggéseket kerestünk a tej mért nitrát tartalmai és különböző más, a tejet jellemző kémiai paraméterek (fehérje, zsír, szénhidrát-tartalom), valamint az állatokra vonatkozó biológiai adatok (tejprodukció, kor) között. Statisztikailag igazolható, szignifikáns lineáris különbségeket nem találtunk, tendenciaszerű összefüggéseket (kor – nitrát tartalom stb.) néhol sejteni lehet.Nitrates (nitrites) can cause complex problems worldwide induced by contamination of soil, drinking water, and fodder-plant. There are many sources of poisoning: some plants (especially the so called nitrophil ones which can accumulate the ions genetically), the contaminated water (drinking water), the strongly fertilized soils, some decomposition products of animal origin etc. The nitrate accumulation of plants is affected by several factors (taxonomical origin, activity of nitrate reductase system, some environmental factors etc.) Nitrates can become nitrites because of enzyme- and microbial activities, nitrites are much more poisonous than nitrates. Oxihaemoglobine later methaemoglobin molecules are produced, which are not able to transport the oxygen. Nitrate-nitrite susceptibility of the animal species and the quantities of the ions they can tolerate are different. The characteristic symptoms of poisoning are developed mostly in ruminants and in swine. The acute lethal dose of ruminants is about 500 mg nitrate/body weight kg, but these species can absolve some degree of adaptation. The aim of the thesis was to investigate the animals of a large scale dairy farm at two dates in order to characterise the nitrate status of animals by nitrate contents of milk and of the forage. The nitrate concentration of milk and plant samples was measured by a modified spectrophotometric method (based on reaction of Griess) in the Lab of Botanical Department of Biological Institute. According to the data of analyses absolved in Nov 2009 and in April of 2010, it can be concluded: 1. The nitrate levels of the forage consumed in November and in April were remarkably and significantly different (greater value in April); 2. Difference between milk nitrate content in November and April is unimportant and is not significant; 3. It was found no significant difference between the “healthy” and “ill” groups of animal in November, but we registered important, significant difference between these animals in April. So it seems that the metabolism of “healthy” animals can tolerate more the significantly higher nitrate forage level than the metabolism of the “ill” animals. 4. We looked for correlation among the nitrate level of milk and its other chemical parameters (like protein, fat and carbohydrate content) and the biological data of animals (like milk production, age). We did not found significant linear correlations which could be statistically proved; but one could assume tendentious ones (age – nitrate content etc.)