Для підтримки життя, зростання і прояву максимальної генетично обумовленої продуктивності тварини повинні отримувати всі незамінні поживні та інші біологічно активні речовини в певних кількостях і співвідношеннях.
Функція макро- і мікроелементів в організмі тварин різноманітна і важлива в біохімії харчування. Поряд зі специфічними функціями велике значення мінеральні речовини мають в підтримці осмотичного тиску, буферної ємності рідин і тканин організму, нервового і м'язового збудження, регуляції каталітичних процесів, прояві імунобіологічної реактивності організму. Недолік мінеральних речовин в раціоні негативно позначається на ступеня мінералізації скелета у тварин, їхнє здоров'я, продуктивності, тривалості життя, функціях відтворення.
В даний час при балансуванні раціонів враховують такі життєво необхідні макроелементи: кальцій, фосфор, калій, натрій, хлор, магній, сірку.
Кальцій надходить з кормом і мінеральними добавками у вигляді солей, міститься він в основному в кістках (97-99%) у вигляді фосфорнокислих і вуглекислих солей, і тільки в ядрах клітин даний елемент пов'язаний з органічними речовинами. Багаті кальцієм нервові клітини мозку, залоз, особливо молочної. Солі кальцію в плазмі крові сприяють утворенню фібрину і фібриногену, від чого залежить згортання крові. Кальцій активізує фермент протромбокіназу, під дією якої протромбин перетворюється в активний тромбін, а також ферменти липазу, лецитиназу, актоміозінаденозінтріфосфотазу, фосфоглюкомутази. Кальцій бере участь у регулюванні м'язової і нервової діяльності, стабілізує трипсин і гальмує функції енолази і ін.
Фосфор входить до складу опорної тканини, складних білків, жирів і вуглеводів. Сполуки, що містять фосфор, активізують ферментативні процеси, беруть участь в окисного фосфорилювання, входять до складу ряду ферментів. За участю фосфору протікає більш десяти різних функцій організму. Фосфор міститься в кожній живій клітині. Він пов'язаний з проміжним обміном вуглеводів, скороченням м'язів і процесами виведення кальцію з організму. Фосфор - активний каталізатор і стимулятор ефективного використання корму. Він бере участь у всмоктуванні, транспортуванні та в обміні органічних поживних речовин в організмі, а також в діленні клітин і в ростових процесах, в значній мірі впливає на якість м'яса.
Нестача фосфору в раціонах тварин викликає у них погіршення загального стану, збочений апетит і кісткові захворювання (рахіт, остеомаляція). При хронічній нестачі фосфору спостерігається порушення обміну речовин, зниження продуктивності, плодючості, збільшення прохолостов. Фосфорна голодування зазвичай завершується зниженням здатності організму засвоювати корм, демінералізацією. При цьому погіршуються вгодованість і здоров'я тварин. Обмін енергії, що лежить в основі життєдіяльності організму тварини, неможливий без участі фосфорної кислоти.
У той же час велике збільшення вмісту фосфору в раціоні тварин може негативно позначитися на використанні інших елементів. Так, при збільшенні вмісту фосфору в раціоні молодняку на 20% понад норму відзначена тенденція до деякого зниження ступеня використання кальцію, а також до зниження використання самого фосфору.
Калій в основному сконцентрований в клітинах (97-98%), причому наіболшее його кількість знаходиться в м'язах (особливо серця), тканинах мозку і еритроцитів крові. Він бере активну участь в регулюванні осмотичного тиску в рідинах організму, в порушення нервової і м'язової тканин, нормалізує серцеву діяльність, поліпшує перетравність і обмін поживних речовин. Калій діє як активатор багатьох ферментів (піруваткінази, фруктокінази, фосфофруктокинази); є одним з головних катіонів клітинної середовища, підтримують кислотно-лужну рівновагу в організмі тварин; знижує проникність кровоносних судин.
При нестачі калію в організмі сповільнюється зростання, погіршується апетит, спостерігається атаксія, порушення серцевої діяльності, загальна слабкість, судоми і параліч.
Надлишок калію гальмує процеси біохімічного синтезу, а також зменшує число серцевих скорочень, викликаючи так зване "калиевое гальмування". Тривале надмірне споживання калію порушує також відтворювальну функцію і викликає порушення обміну магнію, особливо при нестачі натрію.
Натрій. Спільно з калієм він підтримує в нормі діяльність серцевого м'яза, бере участь в процесах нервово-м'язової збудливості. Ферментативні процеси в мітохондріях і ядрі можуть відбуватися тільки при наявності натрію. Іони натрію активізують амилазу, фруктокінази, холіноестеразу і гальмують дію фосфорілази. Беручи участь в енергетичному обміні, він стимулює його, і виявляє стимулюючу вплив на організм поросят при технологічному стресі.
Недолік натрію призводить до зниження буферности крові і гальмує окислювальні процеси. При споживанні тваринами кормів, бідних натрієм, у них спостерігають перекручення апетиту, гальмування зростання (у молодняку), зниження жирності молока, порушення репродуктивної функції. Недолік натрію може бути викликана надлишком калію в раціонах.
Недолік натрію в кормах може бути заповнений додатковим введенням в раціон кухонної солі. При цьому необхідно пам'ятати, що надлишок натрію позначається на організмі також шкідливо, як і недолік. У разі гострого отруєння у свиней відзначають сильну спрагу, часті сечовипускання, блювання, ціаноз слизових оболонок, порушення дихання; можливий смертельний результат.
Магній в значній кількості (понад 60%) знаходиться в кістках і зубах, міститься також в м'яких тканинах і клітинної рідини.
Він активізує майже всі ферменти, які переносять фосфатні групи в обмінних реакціях; сприяє підтримці нормального кислотно-лужної рівноваги і осмотичного тиску в рідинах і тканинах.
Встановлено, що добавки солі магнію стимулюють не тільки поїдання кормів, а й значно знижують падіж поросят (0,34% проти 2,40% в контролі).
Недолік магнію призводить до порушення обміну речовин в організмі і досить часто проявляється у вигляді гипомагниемии, що викликає високу смертність серед тварин. Дефіцит магнію у свиней нагадує нізкокальціевую тетанію: спостерігаються підвищена збудливість нервової системи, хитка хода, атаксія і тетанические судоми.
Магній є антагоністом кальцію, фосфору і марганцю, тому надлишок магнію позначається негативно на засвоєнні цих елементів, збільшуючи потребу в них.
В організмі тварин (клітинах і рідинах) хлор знаходиться в вигляді солей натрію, калію, кальцію і магнію, а також в іонізованій формі. Разом з натрієм і калієм він бере участь в регулюванні кислотно-лужної рівноваги і осмотичного тиску, грає важливу роль в шлункової секреції, що є складовою частиною соляної кислоти, яка необхідна для активації ряду ферментів.
В організмі тварин сірка надає пряму дію на освіту сірковмісних амінокислот - метіоніну, цистину, цистеїну і ін. Вона входить до складу вітамінів (Бітінія і тіаміну) і гормону інсуліну. Атоми сірки - фізіологічно активні елементи в молекулі протеїну, вони стабілізують структуру білка.
Сірка покращує переварювання целюлози і підтримує біосинтез вітамінів групи В.
При нестачі сірки в раціонах у тварин відзначають втрату апетиту, сльозотеча, слинотеча, загальну слабкість, нерідко загибель.
Надлишок в раціоні неорганічної сірки у поросят призводить до затримки росту, рахіту, гастроентериту; у дорослих тварин надлишок сірки легко виводиться через нирки.
Залізо - складова частина білків, серед яких найбільш важливими є гемоглобін крові (60-70%), міоглобін м'язової тканини (3-5%), трансферин плазми крові, феритин і деякі ферменти (каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза і ін.). У тканинах легенів атом заліза в молекулі гемоглобіну здатний мобільно пов'язувати кисень і, таким чином, задовольняти потребу в ньому організму. Залізо відіграє велику роль в процесах тканинного дихання і харчування, сприяючи тим самим збільшенню живої маси і збереження молодняка.
Недолік заліза в кормах призводить до розвитку аліментарної анемії, яка часто відзначається у поросят. Симптоми анемії: схуднення, затримка росту і знижена імунобіологічна реактивність, перекручення апетиту, проноси, бідний волосяний покрив, зниження репродуктивних функцій (у дорослих).
Мідь бере участь у гемопоез і сприяє утворенню в крові гемоглобіну в присутності заліза, впливає на надходження заліза в кістковий мозок. Мікроелемент необхідний для нормального розвитку кісткової тканини, оскільки стимулює утворення оссеина і нормалізує відкладення кальцію і фосфору. Мідь в значній мірі впливає на обмін в організмі вуглеводів, ліпідів, білків і мінеральних речовин. Активізує синтез йодованих з'єднань щитовидної залози, впливає на активність статевих гормонів, обмін вітамінів і функціональний стан ендокринної та нервової системи.
Вплив міді як стимулятора росту залежить від рівня її в кормі, віку тварин, а також змісту інших мінеральних речовин в раціоні.
При недоліку міді у тварин знижується апетит, зменшується тривалість життя еритроцитів, поступово сповільнюється зростання, відбувається депігментація волосяного покриву, послаблюється кістяк, знижується рухливість суглобів, спостерігаються проноси. У важких випадках виникає анемія. Недолік міді може супроводжуватися порушенням розвитку головного мозку, а також перериванням вагітності у самок.
Високі дози міді в раціонах надають токсичну дію. Так, хронічна інтоксикація призводить до некрозу клітин печінки і гемолізу еритроцитів. У тварин спостерігають желтушность, апатію, відзначають підвищене серцебиття; тварини відчувають спрагу, подовгу лежать; смерть настає в результаті печінкової коми. Малі дози міді легко виводяться з організму.
Цинк має досить широким спектром фізіологічної дії, бере участь в процесах дихання, служить каталізатором в окисно-відновних процесах, підвищує активність вітамінів і підсилює фагоцитоз. Входить до складу багатьох ферментів, наприклад карбоангідрази, яка обумовлює розщеплення вугільної кислоти на двоокис вуглецю і воду; глутамінодегідрогенази, окисляє глутамінової кислоти; лужної фосфотаза нирок. Цинк впливає на процеси запліднення і розмноження, активізує гормон інсулін, кишкову фосфатазу, регулює обмін кальцію і міді, послаблює гіпертензивну дію адреналіну.
Недолік цинку призводить до паракератозу. У тварин відзначають дерматити, відсутність апетиту, блювоту, проноси, сповільнене зростання, кульгавість, дефекти кінцівок, порушення репродуктивної функції, особливо у самців, порушення жирового і вуглеводного обміну. Приплід народжується слабким, з поганим кістяком, нерідко гине.
Кобальт мало поширений в природі, але є життєво необхідним елементом для тварин. Він активізує гідролітичні ферменти, збільшує синтез нуклеїнових кислот і м'язових білків; в присутності заліза і міді підвищує активність кровотворної системи, входить до складу вітаміну В12. Кобальт - важливий збудник процесів утворення еритроцитів, безпосередньо впливає на кровотворні функції кісткового мозку, прискорює синтез гемоглобіну, підвищує стійкість організму до захворювань.
Кобальт і вітамін В12 сприяють підвищенню середньодобових приростів, збільшують продуктивність, позитивно впливають на асиміляцію азотистих речовин, активують використання амінокислот. Іони кобальту беруть участь в реакціях гліколізу і циклу трикарбонових кислот, активують ферменти дипептидаза і фосфотазу, аргінази, каталазу, але гальмують активність уреази і цитохромоксидази.
У всіх тварин різкий надлишок кобальту викликає поліцитемію крові і гіперплазію кісткового мозку, втрату апетиту, порушення росту, тварини стають млявими, знижуються прирости.
Марганець підсилює окислювальні процеси, споживання кисню, синтез глікогену, підвищує виділення з сечею загального азоту і сечовини, зменшує виділення хлоридів. Він необхідний для кровотворення (особливо в поєднанні з залізом, міддю і кобальтом), бере участь у тканинному диханні, впливає на обмін вуглеводів і жирів, пролонгує дію вітамінів (А, Е, В1. В6. З повагою та ін.), Активізує цілий ряд ферментів (тиаминазу, аргінази, дезоксирибонуклеазу і ін.).
Марганець сприятливо впливає на ріст і розвиток молодняку, впливає на статевий розвиток і розмноження тварин. Недолік його в раціонах може привести до атрофії сім'яників у самців, а у самок - до зниження діяльності яєчників.
При дефіциті даного елемента молодняк народжується слабкий або мертвий, у поросят проявляються структурні зміни в кістках. Згодовування свиням кормів, дефіцитних по марганцю, призводить до жирової інфільтрації печінки і підвищеного відкладенню жиру в туше. Недолік марганцю в тканинах призводить до утворення та накопичення в організмі перекисних сполук.
Надлишок марганцю в кормах знижує використання йоду, сірки, міді, фосфору, кальцію і хлору в організмі тварин, чинить негативний вплив на зростання, знижує рівень гемоглобіну.
Йод входить в структуру гормону щитовидної залози - тероксіна і обумовлює його фізіологічну активність в регуляції процесів білкового, ліпідного, вуглеводного, водного і мінерального обміну.
Йод сприяє підвищенню продуктивності, поліпшення стану здоров'я, стимулює ріст і розвиток молодняку.
Нестача йоду є основною причиною появи зоба, обумовлює зниження окислювальних процесів і азотистого обміну в організмі, посилює відкладення жиру, знижує активність багатьох ферментів. У дорослих тварин порушуються статеві цикли, відзначаються перегули, викидні. Новонароджені недорозвинені, набряклі, поросята без щетини. У важких випадках народжується мертвий приплід.
Підвищення дози йоду в раціоні викликає зниження приросту маси, погіршення апетиту і ознаки токсикозу у тварин. Дуже високі дози ведуть до припинення діяльності яєчників і перерв лактації.
Селен має високу біохімічної активністю, підсилює обмін речовин. Встановлено його вплив на білковий обмін (зокрема, на обмін сірковмісних амінокислот), на обмін жирів і вуглеводів, участь в регуляції багатьох ферментативних реакцій. Селен впливає на процеси тканинного дихання, підвищує імунологічну реактивність організму, покращує плодючість маток, регулює засвоєння і витрата вітамінів А, С, Е і К в організмі.
Додавання до раціону свиней солей селену сприяє ефективному приросту маси тварин, поліпшення росту і розвитку молодняку, більш повному використанню поживних речовин кормів; в значній мірі впливає на відтворювальні функції свиноматок; робить позитивний вплив на відкладення у свиней азоту, кальцію і фосфору, збільшення в крові вмісту еритроцитів, гемоглобіну і білка.
Недолік селену в раціонах викликає Беломишечная хвороба, дистрофію печінки, дегенерацію яєчників, мастити, анемії, гемоліз еритроцитів, є однією з головних причин появи мертвонароджених і слабких поросят.
Надлишок селену призводить до тяжких ендемічним захворюванням (алколоз, лужна хвороба). У тварин спостерігають анемію, загальне виснаження, порушення серцевої діяльності, функції печінки, часткову деформацію суглобів, порушення функції нервової системи, паралічі.