Теоретическое и экспериментальное обоснование разработки и применения комплексного иммунометаболического препарата «Металлосукцинат-плюс»

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ИММУНОМЕТАБОЛИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА

«МЕТАЛЛОСУКЦИНАТ-ПЛЮС»

О.М. Швец, Е.И. Будкин, И.П. Арутюнова

Аннотация. В статье приведены результаты применения для коррекции биохимического статуса и профилактики послеродовых заболеваний коров нового им-мунометаболического препарата, содержащего янтарную кислоту, нуклеинат натрия, микроэлементы и ме-тиониин.

Ключевые слова: янтарная кислота, нуклеинат натрия, микроэлементы, метионин, биохимический статус, послеродовые заболевания.

Хронический дефицит микроэлементов в организме является одной из причин нарушения обмена веществ и развития вторичных иммунодефицитов. Появление массовых желудочно-кишечных заболеваний у новорожденных и гнойных инфекций у взрослых животных является своего рода индикатором дисбаланса микроэлементов.

Изучая состояние обмена веществ у коров с высоким уровнем продуктивности и полученных от них телят, мы отметили выраженный дефицит ряда жизненно важных микроэлементов - Си, 2п, Со, Fe. При дефиците микроэлементов и витаминов, необходимых для нормальной жизнедеятельности, в печени возникает белковая, жировая, углеводная или минеральная дистрофия, а в тяжелых случаях некроз. Нарушение обменных процессов приводит к возникновению и распространению гепатозов, что способствует снижению общей неспецифической резистентности животных .

Наиболее частыми формами нарушения обмена веществ у животных являются алиментарная анемия и гипогликемия у новорожденных поросят, рахит у молодняка и остеодистрофия у взрослых животных, гипо-витаминозы, ацидоз, кетоз, микроэлементозы (паракератоз, токсическая дистрофия печени, беломышечная болезнь, дефицит меди, цинка, марганца) и т.п.

Микроэлементы входят в состав многих витаминов, ферментов, гормонов, обеспечивая их физиологическую активность и интенсивность обмена веществ. Нормализуя обмен веществ, они оказывают влияние на рост и развитие, воспроизводительную функцию, рождение жизнеспособного потомства. Основным источником незаменимых микроэлементов для животных являются корма. Минеральный состав кормов весьма вариабелен и зависит от многих факторов, таких, как состав почвы, уровень внесения удобрений, вид растений и др. Нередко в кормах наблюдают недостаток одних микроэлементов и избыток других. Тем не менее даже при наличии высокого содержания микроэлементов в кормах организм животных не всегда способен их усвоить. Минеральные вещества корма усваиваются организмом взрослых животных лишь на 25-30% [1]. Еще более сложная ситуация складывается для новорожденных животных, у которых физиологическая потребность в микроэлементах удовлетворяется лишь материнским молоком и только на 10-15%. Вследствие чего у них быстро снижается уровень гемоглобина в крови и развивается анемия. Дефицит железа и др. микроэлементов приводит к развитию дегенеративных изменений в различных тканях. Особую опасность при этом представляют патоморфологические изменения в тканях иммунной системы. Недостаток микроэлементов у взрослых животных пагубно отражается на их воспроизводительной функции, ведет к рождению слабого, нежизнеспособного потомства. Попытки восполнить

недостаток микроэлементов в организме с помощью добавок в корма солей меди, цинка, железа, кобальта и др. имеют ряд недостатков. Прежде всего, все соли микроэлементов, попав в желудочно-кишечный тракт, быстро гидролизуются, образуя практически нерастворимые соединения, которые в большинстве своем не усваиваются, а выводятся с экскрементами.

Решая данную проблему, многие исследователи проявляют особый интерес к разработке и применению хелатных соединений микроэлементов. Применение хелатных соединений обеспечивает лучшую ассимиляцию солей металлов, чем при введении их в рацион в обычной неорганической форме. Одним из наиболее перспективных хелатообразующих соединений является янтарная кислота.

Микроэлементы в комплексе с янтарной кислотой обладают целым рядом ценных свойств: они лучше усваиваются, возрастает их активность, практически исключается антагонизм элементов. Более того, янтарная кислота оказывает корригирующее действие на микроэлементный обмен в организме, снижая риск избыточного накопления элементов.

В настоящее время разработаны и апробированы с положительным результатом целый ряд комплексных микроэлементных препаратов на основе янтарной кислоты. Среди последних разработок особого внимания заслуживают комплексы янтарной кислоты с микроэлементами, известными под названием гемовит и ге-мовит-плюс [1], гепатопротекторный препарат Ремак-сол [2], и др.

Задачей нашей разработки являлось получение инъекционной формы иммунометаболического препарата с широким спектром биологического действия для профилактики и лечения микроэлементозов, нарушения обмена веществ, повышения резистентности организма животных.

Мы хотели получить препарат комплексного действия, оказывающего влияние на наиболее универсальные патогенетические механизмы: гипоксия, нарушение энергетического обмена, свободнорадикальные реакции.

Поставленная задача была решена включением в состав комплексного препарата в качестве иммуномодулятора нуклеината натрия, в качестве микроэлементов были использованы водорастворимые соли железа, меди, цинка, кобальта. Активатором этих солей служила янтарная кислота. Для усиления гепатопротекторной активности в состав препарата включен метионин.

Нуклеинат натрия - иммуномодулирующий препарат, натриевая соль низкомолекулярной РНК, получаемая из хлебопекарских дрожжей. Обладает широким спектром биологической активности. Препарат индуцирует лейкоцитарную реакцию, стимулирует костномозговое кроветворение и нуклеиновый обмен, Т- и В-системы иммунитета, особенно при иммунодефицит-ных состояниях; повышают антитоксическую резистентность организма и снижают токсические и имму-носупрессорные свойства цитостатиков, антибиотиков, гормонов и сердечных гликозидов, а также улучшает регенерацию ткани при дистрофических и язвенных дефектах, при трофических язвах конечностей, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, язвенном колите и других заболеваниях, сопровождающихся дефектами иммунной системы. Препарат

применяют также для предупреждения или уменьшения интенсивности аллергических реакций.

В основе лечебно-профилактического действия янтарной кислоты и ее соединений находится сложное трансформирующее влияние на процессы тканевого метаболизма - клеточное дыхание, ионный транспорт и синтез белков. Биологическое значение данного явления заключается в быстром ресинтезе клетками АТФ и в повышении их антиоксидантной резистентности. Основной фармакологический эффект янтарной кислоты обусловлен ее способностью усиливать компенсаторную активацию аэробного гликолиза, снижать степень угнетения окислительных процессов в митохондриях, а также увеличивать внутриклеточный фонд макроэрги-ческих соединений.

Выбор микроэлементов обусловлен их биологической ролью в организме животных.

Основная биологическая функция железа - участие в транспорте кислорода и окислительных процессах. Эту функцию железа выполняет в составе сложных белков - гемопротеидов, простетической группой которых является железопорфириновый комплекс - гем. Среди важнейших гемопротеидов дыхательные пигменты гемоглобин и миоглобин, универсальные переносчики электронов в реакциях клеточного дыхания, окисления и фотосинтеза цитохромы, ферменты катала-за, пероксидаза и др.

Медь является необходимым элементом для всех животных организмов. Медьсодержащие ферменты занимают центральное место в системе антиоксидант-ной защиты организма [1]. Важную физическую функцию выполняет фермент супероксидисмутаза, она катализирует реакцию дисмутации супероксиданионра-дикала с образованием перекиси водорода и молекулярного кислорода. Медь, входящая в состав фермента, участвует в транспорте электронов, выступая и окислителем и восстановителем [3].

Важную роль в дыхательной цепи играет фермент цитохромоксидаза, которая кроме меди содержит еще и железо. Цитохромоксидаза катализирует перенос электронов от окисляемого вещества на молекулярный кислород. В ходе каталитического процесса степени окисления меди и железа обратимо изменяются, а восстанавливающийся кислород, присоединяя протоны, превращается в воду. Многопрофильную функцию в организме выполняет медьсодержащий белок плазмы крови -церулоплазмин. В церулоплазмине присутствует 96% меди, имеющейся в плазме крови, и этим обусловлена его неспецифическая антиоксидантная активность.

Цинк в качестве кофермента участвует в более, чем 70 ферментативных реакциях в организме, обеспечивающих синтез белков, метаболизм нуклеиновых кислот, в регуляции роста и полового созревания организма.

Цинк обеспечивает синтез важнейших пищеварительных ферментов в поджелудочной железе, а также участвует в образовании специальных транспортных частиц (хиломикронов), в составе которых пищевые жиры поступают в кровь и лимфу. Все больше данных накапливается в пользу участия цинка в процессах созревания лимфоцитов и реакциях клеточного иммунитета. Так при дефиците цинка в организме отмечается нарушение и угнетение практически всех звеньев системы иммунитета.

Основная биологическая роль кобальта в организме связана с его присутствием в молекуле витамина В12 , куда входит 4,5 % элемента. Кобальт входит в состав гемоглобина, фибрина, альбуминов и глобулинов крови. В печени животных более 40% кобальта сявязано с белковыми фракциями. При дефиците микроэлемента снижается микробиальный синтез витамина В12 в желудочно-кишечном тракте, нарушается гемопоэз, за-

трудняется превращение фолиевой кислоты в ее активную форму - тетрагидрофолиевую кислоту, рост и развитие организма. Недостаток кобальта и витамина В12 угнетает метилирование т-РНК, синтез метионина, РНК и ДНК. Нарушение синтеза нуклеиновых кислот в кроветворных клетках ведет к задержке их деления и созревания. Как двухвалентный катион кобальт участвует трикарбоновых кислот и гликолиза. Он также активизирует кислую и щелочную фосфатазу , повышает гли-колитическую активность крови, улучшает тканевое дыхание и таким образом способствует ассимиляции организмом углеводов, азота и усилению синтеза мышечных белков.

Кобальт оказывает положительное влияние на обмен других витаминов, в частности витаминов А, С, Е, рибофлавина, пиридоксина. Это во многом связано с тем, что кобальт активизирует микрофлору желудочнокишечного тракта, особенно преджелудков жвачных. При дефиците кобальта в рационе угнетается синтез полноценного микробного белка, снижается усвоение кормового протеина, развивается отрицательный азотный баланс, что приводит к истощению животных.

Соединение янтарной кислоты с микроэлементами значительно повышает их активность и усвояемость и вместе с тем, в случае «передозировки» какого-либо микроэлемента янтарная кислота выступает в роли корректора, предохраняя клетки и ткани от его избыточного поступления.

Метионин относится к незаменимым аминокислотам и является «критической» аминокислотой для новорожденных животных, поскольку их пищеварительная система не может ее синтезировать из азотсодержащих веществ корма. При недостатке метионина часто наблюдается анемия, жировая и токсическая дистрофия печени. В организме метионин активизирует действие ряда ферментов, гормонов, витамина В12, фолиевой и аскорбиновой кислот. Многие процессы обезвреживания токсинов в печени происходят также с участием метионина.

Предлагаемый состав, получивший название метал-лосукцинат-плюс, позволяет получить одновременно метаболический, гепатопротекторный, иммуностимулирующий и антиоксидантный эффекты.

Оптимальное соотношение янтарной кислоты, солей металлов, метионина и нуклеината натрия найдено экспериментально и обеспечивает получение синергетического эффекта при парентеральном (инъекционном) методе введения. Стерилизация автоклавировани-ем не изменяет физико - химических свойств и биологической активности препарата.

При проверке острой и субхронической токсичности препарата на белых мышах установлено, что LD50 составила 22500 мг/ кг живой массы, что позволяет отнести его к классу малоопасных средств.

Результаты, полученные при испытаниях на лабораторных животных, показали наличие у препарата высокой иммунометаболической и антиоксидантной активности, что позволило нам перейти к испытанию его свойств на продуктивных животных.

В патологии органов размножения существенную роль играет состояние иммунобиохимического гомеостаза, в частности клеточного и гуморального иммунитета и естественной резистентности. Так, отмечено, что накануне и в день отела у коров снижается количество Т- и В-лимфоцитов, что особенно заметно при патологическом отеле, после которого в послеродовом периоде их уровень восстанавливается медленно [4].

Значение состояния иммунобиохимического гомеостаза в качестве патогенетического фактора акушерской патологии коров подтверждается низкой эффективностью способов профилактики с применением ле-

карственных препаратов без учета иммунобиохимиче-ских процессов [5].

Мы поставили своей целью изучить влияние метал-лосукцината на иммунобиохимический статус коров в наиболее критические периоды репродукторного цикла (предродовый и ранний послеродовый) и провести с его помощью коррекцию воспроизводительной функции.

Для этого было отобрано по принципу аналогов 30 голов глубокостельных коров и сформировано 3 груп-

Из данных, представленных в таблице, видно, что сукцинатсодержащие препараты оказывают выраженное стимулирующее влияние на гемопоэз. Наиболее выраженное повышение содержания гемоглобина и эритроцитов произошло под воздействием металлосук-цината-плюс.

В сыворотке крови сухостойных коров контрольной и опытных групп до отела концентрация общего белка в среднем была немного выше физиологической нормы (85,25±11,62- 87,90±14,59 г/л). Однако следует отметить, что при исследовании проб сыворотки у отдельных животных показатели были значительно ниже или выше физиологической нормы.

На 2-3 день после отела в контрольной группе отмечалось снижение уровня общего белка на 8,56 г/л. У животных опытных групп снижение содержания общего белка в сыворотке крови после отела было менее выражено, чем в контрольной группе, и составило 4,25 г/л в первой опытной группе и 6,15г/л - во второй. Нами отмечено, что изменения в содержании общего белка наиболее выражены у животных, имеющих отклонения, как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. После воздействия препарата данный показатель у большинства животных не выходил за пределы физиологической нормы.

Представленные данные, полученные в учхозе «Знаменское», показывают, что содержание мочевины до начала опыта в сыворотке крови коров контрольной группы и опытных групп находилось примерно на одном уровне.

Введение металлосукцината привело к статистически достоверному снижению содержания уровня мочевины в сыворотке крови коров первой опытной группы на 0,4 ммоль/л. Во второй опытной группе снижение было менее выражено, в контрольной группе содержа-

пы (две опытные и контрольная), по 10 животных в каждой.

Коровам первой группы двукратно с интервалом в 15 дней в объеме 10,0 мл вводился металлосукцинат-плюс. Во второй группе по аналогичной схеме применяли сукцинат натрия, животные третьей группы препаратов не получали.

Кровь исследовали за 40-45 дней до отела (фоновое исследование до введения препартов) и на 2-3 день после отела

ние мочевины осталось на прежнем уровне. Снижение содержания мочевины под влиянием сукцинатсодер-жащих препаратов является косвенным свидетельством нормализации белкового обмена.

При анализе данных по содержанию аланиновой трансаминазы (АЛТ) установлено, что в сыворотке крови коров до начала опыта содержание АЛТ было выше нормы. Под влиянием металлосукцината и сукцината натрия произошло существенное снижение показателей у коров опытных групп, более выраженное в первой группе, где содержание АЛТ уменьшилось на 19,05 ед/л и составило 26,б0±2,28ед/л. В контрольной группе отмечено незначительное повышение содержания фермента - на 1,42 ед/л .

Содержание аспартатной трансаминазы (АСТ) в сыворотке крови коров так же было выше нормы. После введения металлосукцината и сукцината натрия произошло существенное снижение показателя в опытных группах. В контрольной группе коров содержание АСТ осталось практически на прежнем уровне -103,68±6,50 ед/л. Из приведенных данных видно, что применение препаратов на основе ЯК оказывает положительное влияние на функциональное состояние печени у коров.

У всех опытных и контрольных животных до начала опыта содержание кальция было на уровне 2,23±0,07 -2,27±0,19 ммоль/л, что несколько ниже нормы. Следует отметить, что показатели сильно варьировали у разных животных, и были у отдельных особей существенно ниже нормы (1,89 ммоль/л), а у других -выше.

В первой опытной группе под действием металло-сукцината отмечается существенное повышение содержания кальция в сыворотке крови коров, до 2,39±0,09 ммоль/л, несколько менее выраженное повы-

Таблица 1 - Влияние сукцинатсодержащих препартов на гемопоэз и биохимический состав крови коров

Показатели 1опытная группа 2 опытная группа 3 контрольная группа

до введения препарата 2-3 день после отела до введения препарата 2-3 день после отела до введения препарата 2-3 день после отела

Г емоглобин, г/л 90,08 ±10,30 99,6 ±9,40 91,10 ±9,98 95,4 ±10,10 90,62 ±9,80 87,6 ±6,40

Эритроциты, 1012/л 5,82 ±0,22 6,24 ±0,21 5,72 ±0,19 6,02 ±0,04 5,82 ±0,24 5,71 ±0,19

Белок общий, г/л 86,50 ±10,64 82,25 ±12,28 85,25 ±11,62 79,10 ±10,67 86,29 ±12,38 72,56 ±15,28

Мочевина, ммоль/л 4,15 ±1,32 3,75 ±0,82 4,21 ±0,65 4,15 ±0,48 4,28 ±0,65 4,31 ±0,25

Креатинин, мкмоль/л 122,45 ±12,69 115,32 ±10,64 121,75 ±12,29 120,45 ±12,60 121,32 ±11,64 122,45 ±12,20

АЛТ, Е/л 45,65 ±7,52 26,60 ±2,28 43,38 ±6,54 32,24 ±4,36 44,35 ±6,64 45,56 ±4,83

АСТ, Е/л 104,56 ±8,54 71,40±2,40 98,42 ±9,48 82,35 ±8,50 102,54 ±8,50 103,68 ±6,50

Резервная щелочность, ммоль/л 14,34 ±0,70 19,76 ±1,53 15,67 ±0,95 16,67 ±1,03 14,61 ±0,74 14,08 ±1,39

Кальций, ммоль/л 2,23±0,07 2,39±0,09 2,27 ±0,19 2,33±0,08 2,24±0,03 2,25±0,15

Фосфор, ммоль/л 2,31±0,11 2,09±0,13 2,29±0,09 2,20±0,26 2,31±0,07 2,36±0,15

шение отмечено и во второй опытной группе под действием сукцината натрия.

В контрольной группе содержание кальция осталось без изменений.

Анализируя результаты исследований, видно, что в большинстве проб сыворотки крови коров до начала опыта содержание фосфора было выше нормы и колебалось в пределах 2,29±0,09-2,31±0,11 ммоль/л. Под влиянием сукцинатсодержащих препаратов отмечается некоторое снижение уровня неорганического фосфора у животных опытных групп оптимизация соотношения кальций/фосфор.

Низкие показатели резервной щелочности, отмечаемые у коров до начала опыта, свидетельствуют не только об ацидозном состоянии, но и являются своеобразным индикатором, указывающим на нарушение всех обменных процессов. Из данных, представленных в таблице, видно, что под влиянием сукцинатсодержащих препаратов произошло повышение данного показателя, более выраженное в первой опытной группе, что свидетельствует о тенденции к нормализации обменных процессов. В контрольной группе отмечалось даже некоторое снижение резервной щелочности.

По результатам проведенных опытов нами сделано следующее заключение: применение металлосукцината - плюс обеспечивает выраженную коррекцию иммуно-метаболических процессов у коров. Это обстоятельство открывает перспективу его применения в системе мер обеспечения здоровья и повышения продуктивности в промышленном животноводстве.

Список использованных источников

1 Пчельников Д.В., Дорожкин В.И., Бабич В.А. Гемовит-плюс для профилактики и лечения при нарушениях обмена веществ у телят // Ветеринария. - 2002. - № 8. - С. 12-15.

2 Суханов Д.С. Антиоксидантная активность ремаксола на модели лекарственного поражения печени //Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. проф. И.И.Мечникова.-2008.-№4.-С.127-132.

3 Методическое пособие по изучению процессов пере-кисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты организма у животных / С.В. Бузлама, М.И.Рецкий, Н.П. Мещеряков, Т.Е. Рогачева. - Воронеж, 1997. - 35 с.

4 Яблонский В.А., Пригара В.В. Иммунный статус коров при нормальном и патологическом отелах //Ветеринария. -1984. - №8. - С.50-51.

5 Ерохин А.С., Федорченко О.А., Кувшинов B.C. Профилактика нарушений воспроизводительной функции коров //Ветеринария. - 1998. - №3. - С.37-38.

Информация об авторах

Швец Ольга Михайловна, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры ВСЭ и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», е-mail: oshvec@yandex.ru.

Будкин Евгений Иванович, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры эпизоотологии и радиобиологии ФГБОУ ВпО «Курская ГСХА».

Арутюнова Ирина Петровна, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры ВСЭ и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».