способ выведения свинца и никеля из организма коров

Формула изобретения

Способ выведения свинца и никеля из организма коров, включающий введение в организм животных биологически активного препарата, обладающего свойством образовывать комплексные соединения хелатного типа, отличающийся тем, что в качестве хелатообразователя применяют 3,0 - 3,5%-ный гелевый раствор хитозана высокомолекулярного, приготовленного в 1%-ном растворе уксусной кислоты, в дозе 2,5 - 3,5 мл/кг массы тела 2 раза в сутки на протяжении 5 дней, через 5 дней введение повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для коррекции выведения из организма коров тяжелых металлов (никеля и свинца).

Известно большое количество способов выведения тяжелых металлов из организма животных, предусматривающих применение различных средств: серы элементарной, белого шлама, комплексонов, биологически активных препаратов (эраконда и отвара корня солодки).

Известен способ добавки в рацион коров серы элементарной в дозе 3,3 г на 100 кг живой массы по схеме 2 раза в день по 5 дней с интервалом 5 дней (6). При взаимодействии с металлами сера элементарная образует труднорастворимые соли. Однако интенсивность и степень выделения металлов находится в прямой зависимости от всасывания серы элементарной в желудочно-кишечном тракте. Влияние на всасывание серы элементарной комплекса факторов ограничивает эффект выведения тяжелых металлов и тем самым снижает достоинство этого метода.

Известен способ добавки в рацион коров шлама, представляющего собой минеральную смесь алюмосиликата, монокальция фосфата, меди сульфата, кальция иодида, - в дозе 100 г/гол в течение 15 дней (1). Однако белый шлам обладает низкой избирательной способностью, поэтому наряду с тяжелыми металлами адсорбируются и выводятся из организма нужные для нормальной жизнедеятельности вещества.

Известен способ выведения тяжелых металлов комплексонами различного химического строения в дозе 20 мг/кг массы тела, парентерально (3). Комплексоны образуют с металлами комплексные соединения, вследствие чего они теряют биологическую токсичность. Общим в действии всех комплексообразователей является то, что их защитный эффект обусловлен способностью взаимодействовать с токсичными металлами и таким образом выводить тяжелые металлы. Однако при назначении комплексонов необходимо учитывать, что они взаимодействуют и выводят из организма помимо токсичных металлов микроэлементы, принимающие участие в эритропоэзе и обеспечивающие функцию металлозависимых ферментов. Достоинство этого метода снижает и способность комплексных соединений к частичной диссоциации, и освобождающийся при этом металл проявляет повторное повреждающее действие. Комплексоны, являясь высокоактивными соединениями, могут проявлять побочное действие и вызывать в печени жировую, а в почках - гидропическую дистрофию.

Известен способ добавки в рацион коров отвара корня солодки (1:20) из расчета 500-1000 мл/гол в течение 45 дней (4). Главным действующим началом корня солодки является сапонин-глициризин, активизирующий ферментные системы, метаболизирующие различные ксенобиотики, в том числе и тяжелые металлы. Однако этот способ достаточно трудоемок как по приготовлению в условиях хозяйства, так и по продолжительности применения.

Наиболее близким аналогом является способ выведения тяжелых металлов из организма путем добавки в рацион коров биологически активного препарата - эраконда в дозе 50 мг/кг в виде 10%-ного раствора в течение 5 дней. Через 5 дней введение повторяют (5). Этот способ достаточно трудоемок, так как требует дозирования на каждый килограмм массы тела коров. Кроме того, этот способ предусматривает выведение свинца и никеля, и не известна его элиминационная эффективность по отношению к кадмию.

Целью изобретения является повышение эффективности избирательной элиминации свинца и никеля из организма коров.

Поставленная цель достигается тем, что коровам, содержащимся в экологически неблагополучной зоне, вводили внутрь 3,0-3,5%-ный гелевый раствор хитозана кислоторастворимого с молекулярной массой 250 кДа и степенью дезацетилирования - 88% в дозе 2,5-3,5 мл/кг массы тела 2 раза в день в течение 5 дней. Через 5 дней введение повторяли по указанной выше схеме.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что в качестве фармакокорректора используют хитозан кислоторастворимый с мол.м. 250 кДа и степенью дезацетилирования 88%. Эквимолярное соотношение уксусной кислоты, хитозана и воды 1:3: 100.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и другими предложениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

В качестве материала использованы хитозан высокомолекулярный, полученный в промышленных условиях ЗАО "Биопрогресс" ВНИ и ТИБП г. Щелково Московской области. 3,0 - 3,5 %-ный гелевый раствор хитозана готовили на 1%-ном растворе уксусной кислоты. Выпаивание проводили 2 раза в сутки в дозе 2,5-3,5 мл/кг массы тела в течение 5 дней. Через 5 дней введение повторяли по указанной выше схеме.

Хитозан - продукт животного происхождения, получаемый из панцирей ракообразных. Это N-дезацетилированная форма хитина - биополимера полисахаридной природы. Центральная роль в процессе сорбции металлов на хитозане принадлежит атому азота первичной аминогруппы, который несет свободную электронную пару, способную к кооррдинации с металлами. Связь ионов металла с азотом усиливается взаимодействием с гидроксильными и другими функциональными группами с образованием хелатов. В процессе принимает участие и кислородный атом гидроксогруппы, вступающий во взаимодействие как свободный радикал. Сорбция свободных n-валентных ионов металлов происходит на протонированном хитозане (7). Процесс сорбции происходит в два этапа: протонирование первичных аминогрупп хитозана с последующим замещением протонов на ионы металла, при этом выделяется соответствующее количество водородных ионов, формируется устойчивый пятичленный хелатный комплекс за счет свободных азотных атомов первичных аминогрупп и кислородных атомов гидроксогрупп, вступающих во взаимосвязь с ионами металлов. Хитозан за счет большого количества гидроксогрупп обладает значительной гидрофильностью и как следствие высокой селективностью и сорбционной емкостью. Сорбции также способствует высокий уровень активных первичных аминогрупп и гибкая структура полимерных цепей хитозана.

Наиболее распространенной моделью хелатного комплекса хитозана с металлами является модель, в состав которой входят две аминогруппы и ОН^- - или - О^- - группы D - гликозиламинного остатка. Из этой модели следует, что степень дезацетилирования является важным фактором при сорбции металлов.

Высокомолекулярный хитозан обладает более выраженным адгезионным эффектом, а добавка органических кислот усиливает его связывающее действие (2).

Важной особенностью является индифферентность хитозана к щелочным и щелочно-земельным металлам и способность к полному биораспаду.

В настоящее время в мире известно более 70 направлений использования хитозана. В России в наибольшей степени решены проблемы использования хитозана в пищевой промышленности в качестве парафармацевтика для профилактики и лечения гипертонической, сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний; в сельском хозяйстве как биостимулятора и средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Узким местом в реализации проблемы хитина/хитозана является использование их в области здравоохранения и ветеринарии.

Имеющиеся результаты исследований отечественных ученых и зарубежный опыт получения широкого спектра лекарственных препаратов на основе хитина/хитозана свидетельствуют о антивирусных, антибактериальных, антидотных, антикоагулянтных, антиоксидантных, иммунокоррегирующих свойствах, ЛПС-связывающей и иммуно-адьювантной активности хитозана, что позволяет использовать его в качестве энтеросорбента для эффективной борьбы с синдромом экзо- и эндотоксемии.

Выше перечисленные сведения послужили основой для испытания хитозана как препарата, ускоряющего элиминицию тяжелых металлов при длительном поступлении их с кормом и водой в организм коров.

Для реализации предлагаемого способа проводились эксперименты на базе ТОО "Рассвет" Карталинского района Челябинской области. Опыт проводился на 30 коровах в возрасте 5,5-6 лет с живой массой 450-500 кг и среднесуточной продуктивностью молока 2,5 - 3,0 кг. По принципу аналогов коров разделили на три группы. Кормление и уход за животными были аналогичными.

ТОО "Рассвет" располагается в экологически неблагополучной зоне Южного Урала, где имеет место аномальное содержание тяжелых металлов в почвах, кормах и в воде (таблицы 1 - 3). Так, в почвах, взятых с разных полей хозяйства, содержание ряда тяжелых металлов превышает предельно допустимые концентрации. Это токсикоэлементы: никель и свинец. Накопление никеля наблюдается в сене разнотравном, силосе кукурузном, комбикорме; свинца - в сене и силосе, прослеживается тенденция накопления свинца в водоисточниках и подземных водах. Снег с полей содержит наибольшее количество свинца и никеля.

Первая группа коров служила контролем, по ней судили о фоновом накоплении тяжелых металлов в крови коров и выведении их с молоком, мочой и калом.

Коровам второй группы вводили внутрь 3%-ный гелевый раствор хитозана в дозе 3 мл/кг массы тела 2 раза в день в течение 5 дней. Через 5 дней введение повторяли.

Коровам третьей группы вводили эраконд, способ коррекции уровня металлов которым взят за прототип заявленного. В соответствии с требованиями способа эраконд вводили в рацион в виде 10%-ного раствора в течение 5 дней в дозе 50 мг/кг массы тела, через 5 дней введение повторяли.

Кровь, молоко, мочу и кал коров опытных и контрольной групп исследовали на содержание тяжелых металлов через 20 дней от начала опыта и сравнивали с показателями, полученными до опыта.

Полученные результаты представлены в таблицах 4-5. Из табличных данных видно, что в крови контрольных коров, по мере потребления кормов и воды, содержащих аномальное количество тяжелых металлов, в увеличивающихся количествах циркулируют никель и свинец, и в повышенном количестве они выделяются с молоком.

Назначение хитозана снизило содержание никеля в крови животных опытной группы на 17,26% (в прототипе - на 11,73%), в молоке - на 18,73% (в прототипе - на 8,49%). Содержание свинца в крови снизилось на 27,78% (в прототипе - на 14,47%), в молоке - на 42,27% (в прототипе - на 24,60%).

Установленные результаты по выведению токсикоэлементов с мочой и калом представлены в таблицах 6-7. Из табличных данных видно, что свинец и никель под действием и хитозана и прототипа выделяются преимущественно через желудочно-кишечный тракт с калом, но более интенсивно выведение происходит при назначении хитозана. Содержание свинца в кале повысилось на 110,65% (в прототипе - на 75,37%).

Обобщая установленные результаты, можно сделать вывод: при накоплении в организме свинца и никеля хитозан кислоторастворимый более эффективно, чем эраконд, стимулирует элиминацию свинца и никеля, снижая их уровень, как в крови, так и в молоке, и повышая в кале.

Таким образом, преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом и другими предложениями в этой области позволяет рекомендовать к применению в ветеринарной практике при значительно повышенном содержании свинца и никеля.

Список литературы

1. Буренкова И.Н. Содержание тяжелых металлов в объектах внешней среды зоны выбросов Троицкой ГРЭС и коррекция их выведения из организма крупного рогатого скота: Автореф. дис. канд. вет. наук. - Троицк, 1997. - 23 с.

2. Гамыгин Е.А., Сазонова Т.И., Сушков И.В. Оценка адгезионного и биологического действия хитозансодержащих препаратов в составе кормов для рыб // Мат-лы, 5-й конф. / ВНИИ и ТБ. - Москва. - 1999: Хитин и хитозан. - С. 9 - 11.

3. Жуленко В.Н., Канюка А.И. Антидоты при отравлении животных соединениями тяжелых металлов и мышьяком // Ветеринария. - 1992. - N 6. - С. 52 -54.

4. Лыкасова И.А., Рабинович М.И. Кинетика тяжелых металлов в организме животных на фоне применения корня солодки // Ветеринария. - 1999. - N 12. - С. 43-44.

5. Семенец Н.Н. Фармакологическая коррекция аномального содержания тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота в зоне выбросов тепловых электростанций (на примере Троицкой ГРЭС): Автореф. дис. канд. вет. наук. - Троицк, 1998. - 25 с.

6. Шакирова С. С. Содержание тяжелых металлов в зоне выбросов Южно-Уральской ГРЭС и ветеринарно-санитарная экспертиза молока: Автореф. дис. канд. вет. наук. - Троицк, 1998. - 22 с.

7. Inoue К., Baba V., Joshizuki // Bul. Chem. Soc. Ipn. - 66. - N 10. - P. 2915- 2921.