КОМПОЗИЦИЯ КОРМОВОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ИЛИ ЛЕЧЕНИЯ ОСТЕОХОНДРОЗА (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ИЛИ ЛЕЧЕНИЯ ОСТЕОХОНДРОЗА
FEED PRODUCT COMPOSITION FOR PREVENTION OR OSTEOCHONDROSIS THERAPY (VERSIONS), METHOD FOR OSTEOCHONDROSIS PREVENTION OR THERAPY

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Для данной заявки испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке в соответствии с параграфом 35 119(е) свода законов США регистрационный №60/687653, поданной 2 июня 2005 года, описание которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.
Уровень техники
Хромота, поражая около 20 миллионов животных ежегодно, является основной причиной выбраковки и смерти половозрастных самок свиней. Хромота является причиной, по меньшей мере, от 3 до 10% смертей или выбраковки молодых растущих свиней. Основным фактором, вызывающим хромоту, является остеохондроз (ОС) - причина экономических потерь, потенциально превышающих $200 миллионов только в Соединенных Штатах Америки.
ОС представляет собой неинфекционное заболевание суставных хрящей, поражающее молодых, растущих животных и людей. ОС характеризуется патологическим развитием хрящей суставов и ростовых пластинок костей, связанных с изменениями в развитии костей. Хромота происходит в результате ОС изменений, являющихся причиной боли и/или препятствования нормальному функционированию скелета.
ОС является основной причиной хромоты у свиней. Сообщалось, что от 20 до 80 процентов или более растущих свиней поражены ОС. Достаточно тяжелый ОС является причиной хромоты у 5-10 процентов лошадей и собак крупных пород и у 1 человека из 40. Также сообщалось, что ОС страдает молодой растущий крупный рогатый скот, а именно быки и овцы. ОС не распространен среди кошек, хотя о нем имелись сообщения. Среди людей ОС в первую очередь поражает подростков, возрастную группу, которая очень активна физически и кости которых продолжают расти. Это заболевание более распространено среди мальчиков, чем среди девочек. У детей в возрасте от 10 до 15 лет заболевание часто поражает локтевые, коленные суставы или суставы стоп. Пораженные заболеванием люди страдают от болезненности, отечности и боли в пораженных суставах, которые усиливаются при проявлении активности.
Наиболее распространенными формами ОС у детей являются: болезнь Фрейберга, которая поражает головку второй плюсневой кости стоп у детей в возрасте от 12 до 15 лет; болезнь Легга-Калве-Пертеса, поражающая головку бедра у детей в возрасте от 6 до 9 лет; болезнь Осгуда-Шлаттера, поражающая бугристость большеберцовой кости в местах прикрепления пателлярных сухожилий у детей в возрасте от 10 до 15 лет; болезнь Паннера, поражающая головку дистальной части плечевой кости у детей в возрасте от 5 до 10 лет, и болезнь Синдинга-Ларсена-Йохансона, поражающая нижний полюс коленной чашечки у детей в возрасте от 10 до 15 лет. Каждое из ОС состояний у людей согласуется с «местами предрасположенности» у животных в зависимости от вида и породы. А именно, каждому виду и породе свойственна подверженность заболеванию в большей мере определенных суставов; например, немецкие овчарки подвержены «дисплазии локтевых суставов».
Таким образом, улучшенные способы профилактики и лечения ОС будут иметь огромное экономическое значение для животноводства, уменьшат страдания животных и смогут облегчить болезненный дискомфорт в суставах и потерю функциональности и подвижности у людей, страдающих этими заболеваниями. Кроме того, растущей проблемой является фосфатное загрязнение, обусловленное избытком фосфора в кормах животных. Такой фосфор потенциально может загрязнять грунтовые воды. Необходимо обеспечивать животных кормом с пониженным содержанием фосфора для снижения загрязнения грунтовых вод. Снижение использования фосфора поможет животноводам в большей мере контролировать питательные вещества корма.
Решение проблемы снижения содержания фосфора в кормах для животных будет иметь большое значение, поскольку одновременно облегчит профилактику и лечение ОС.
Краткое описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что введение борсодержащих соединений является эффективным для профилактики и лечения остеохондроза у животных. В одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к корму для животного, содержащему дополнительное количество бора. Корма для животных содержат растительный материал. Бор является элементом, требующимся для роста растений. Таким образом, все растения, в том числе растительные материалы, содержащиеся в кормах для животных, содержат некоторое количество бора, например 10-20 частей бора на миллион в кукурузном/соевом корме (если только бор не был экстрагирован). Корма для животных по настоящему изобретению содержат дополнительное количество бора наряду с бором, изначально присутствующим в корме для животных из растительного материала. Бор добавляют в виде борсодержащего соединения, такого как растительный материал с повышенным содержанием бора, или микроорганизмов, таких как дрожжи с повышенным содержанием бора. К борсодержащим соединениям, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия и борная кислота как наиболее распространенные источники бора. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими формами бора. В объем настоящего изобретения также входят другие неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. В этих вариантах воплощения настоящего изобретения дополнительный бор, содержащийся в соединениях, как правило, вводят в корм для животных в концентрациях, обеспечивающих от около 1 до около 500 частей на миллион дополнительного элементарного бора. В других вариантах воплощения настоящего изобретения борсодержащие соединения вводят в корм для животных в концентрациях, обеспечивающих от около 1 до около 150 частей на миллион дополнительного элементарного бора. В другом варианте воплощения настоящего изобретения дополнительный бор, содержащийся в соединениях, как правило, вводят в корм для животных в концентрациях, обеспечивающих около 50 частей на миллион дополнительного элементарного бора или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного элементарного бора. К животным, которым такой корм приносит пользу, относятся свиньи, лошади, мулы, ослы, крупный рогатый скот, овцы, козы, ламы, собаки и кошки.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что дополнительное введение бора в корм для животных позволяет снизить содержание фосфора в корме для животных. Таким образом, в другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к улучшенному корму для животных с пониженным содержанием фосфора, дополненному борсодержащими соединениями. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими формами дополнительного бора. В объем настоящего изобретения также входят другие неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, борат фосфат, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Перед введением в корм для животного бор может быть скомбинирован с тальком в соотношении борсодержащего соединения и талька около 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 21:1, 22:1, 23:1, 24:1 или 25:1. Дополнительные борсодержащие соединения вводят в корм для животных в концентрациях, обеспечивающих от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион дополнительного бора или от около 25 до 50 частей на миллион, и общее содержание фосфора снижено, по меньшей мере, на 3% по сравнению с аналогичным кормом для животного без дополнительного количества бора. Как правило, дополнительное количество бора вводят в корм для животных в концентрациях в пределах от около 5 до около 150 частей на миллион. Корм для животных может быть использован для кормления свиней, лошадей, мулов, ослов, крупного рогатого скота, овец, коз, лам, собак и кошек наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу снижения количества фосфора, выводимого животным. В этом варианте воплощения настоящего изобретения животные получают в рационе композицию улучшенного кормового продукта, содержащую от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного бора, введенного в виде борсодержащих соединений, растительного материала с повышенным содержанием бора, дрожжей или других микроорганизмов с повышенным содержанием бора, где в композиции кормового продукта содержание фосфора снижено, по меньшей мере, на 3% по сравнению с аналогичным кормом для животных без дополнительного количества бора. Как правило, корм для животных содержит дополнительный бор в концентрациях от 5 до 150 частей на миллион. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть использованы другие неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Способ может быть использован для кормления свиней, лошадей, мулов, ослов, крупного рогатого скота, овец, коз, лам, собак и кошек наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу повышения эффективности абсорбции фосфора животными. В этом варианте воплощения настоящего изобретения животные получают в рационе композицию улучшенного кормового продукта, содержащую от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного бора, при этом абсорбция фосфора увеличена, по меньшей мере, на 3% по сравнению с аналогичным кормом для животных без дополнительного количества бора. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть применены другие неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Способ может быть использован для кормления свиней, лошадей, мулов, ослов, крупного рогатого скота, овец, коз, лам, собак и кошек наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу снижения загрязнения окружающей среды фосфором с животноводческих ферм. В этом варианте воплощения настоящего изобретения животные получают в рационе композицию улучшенного кормового продукта, содержащую от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного бора, снижая тем самым количество загрязняющего фосфора, по меньшей мере, на 3% по сравнению с аналогичным кормом для животных без дополнительного бора. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть использованы неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Способ может быть использован для кормления свиней, лошадей, мулов, ослов, крупного рогатого скота, овец, коз, лам, собак и кошек наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение также относится к способу лечения или профилактики ОС введением терапевтически эффективного количества борсодержащего соединения млекопитающему, нуждающемуся в таком лечении. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть использованы неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть использованы при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Млекопитающим, получающим такое лечение, может быть человек или животное. Дополнительные борсодержащие соединения могут быть введены перед появлением симптомов остеохондроза в качестве профилактической меры. К животным, которым такое лечение или профилактика приносят пользу, относятся свиньи, лошади, мулы, ослы, крупный рогатый скот, овцы, козы, ламы, собаки и кошки наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу снижения отхода сосунков у животных. В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу повышения репродуктивных показателей у животных за счет повышения показателя возвращения к эструсу и показателей осеменения. В этих вариантах воплощения настоящего изобретения животные до беременности, во время беременности, кормления и/или лактации получают рацион с повышенным содержанием бора. Рацион может содержать от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного бора, введенного в виде борсодержащих соединений. Бор может быть введен в улучшенную композицию кормового продукта, или в молоко, или в воду. Как правило, молоко, вода или корм для животного содержит дополнительный бор в концентрациях от 5 до 150 частей на миллион. В таких вариантах воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть использованы неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть использованы при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно- арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно- фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боратсиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция. Способ может быть использован для кормления свиней, лошадей, мулов, ослов, крупного рогатого скота, овец, коз, лам, собак и кошек наряду с другими животными.
В другом варианте воплощения настоящего изобретения борсодержащие соединения вводят в питьевую воду, минеральные или витаминные добавки, молочную композицию или другие пищевые продукты для лечения и профилактики ОС и/или снижения отхода сосунков.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к композиции бор-тальк, где соотношение борсодержащее соединение : тальк составляет около 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 21:1, 22:1, 23:1, 24:1 или 25:1. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту. Однако могут быть использованы неорганические формы бора, такие как борат кальция, наряду с органическими борсодержащими соединениями и комплексными соединениями, которые диссоциируют или превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бора в виде бората или борной кислоты. К неорганическим формам борсодержащих соединений, которые могут быть использованы при осуществлении настоящего изобретения, относятся борат натрия, борная кислота, борат кальция, борат магния, галоген-борат, борат аммония, борат калия, борат железа и магния, борат тантала, борат бериллия, борат железа и никеля, боратно-карбонатное соединение, борат натрия и кальция, боратно-арсенатное соединение, борат кальция и редкоземельных элементов, боратно-сульфатное соединение, борат магния и кальция, борат марганца, борат алюминия, борат кальция и стронция, боратно-фосфатное соединение, борат олова, борат стронция, борат цинка, боросиликат кальция, боросиликат натрия, боросиликат алюминия, боросиликат кальция и редкоземельных элементов, боросиликат свинца, боросиликат бария, боросиликат лития и фторборат натрия. Из органических форм представлены комплексные соединения и соединения, образованные бором, как правило, борной кислотой, с фруктозой, сорбитом, маннитом, ксилитом, сорбозой, треонином, метионином, модифицированными крахмалами, гидролизованными крахмалами, окисленными крахмалами, не модифицированными крахмалами, декстринами, амидированными сахарами, глюкозамином, маннозамином, эфирами глицерина жирных кислот, салицилатными комплексными соединениями, биоксалатами, боросахарозой кальция, спиртами, аминоспиртами, сахарными кислотами, тетрагидроксиадипиновой кислотой, глюконовой кислотой, амидированными сахарными кислотами и бороглюконатом кальция.
Тальк для применения в данных иллюстрирующих вариантах воплощения настоящего изобретения доступен из различных коммерческих источников. Например, от такого поставщика талька как Luzenac America. Примеры тальковых продуктов от Luzenac America включают E-Z Flow 40, E-Z- Flow MB, E-Z Flow MT, E-Z Flow RM и E-Z Flow VT.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведен график, показывающий снижение случаев остеохондроза при лечении дополнительным бором.
На фиг.2 приведен график, показывающий связь между повышением оценки остеохондроза скакательного сустава правой конечности у свиней с повышением оценки состояния здоровья у свиней, не получавших дополнительный бор.
На фиг.3 приведен график, показывающий влияние лечения дополнительным бором на снижение оценок состояния здоровья, связанных с ранним ростом.
На фиг. 4 и 5 приведены графики, показывающие, что введение 3-NPB совместно с бором, которое в результате приводило к возникновению и тяжелой патологии сустава, подобно патологиям, возникавшим у свиней, не получавших бор.
Подробное описание изобретения
Введение
Бор давно известен как незаменимый питательный элемент для растений, но роль бора в физиологии человека была оценена только недавно. Авторы настоящего изобретения обнаружили положительное воздействие введения дополнительного бора в рацион человека и животного. В частности, хотя предшествующие исследования показали, что борсодержащие соединения могут быть полезны при заболеваниях костей, остеопорозе, авторы настоящего изобретения обнаружили, что борсодержащие соединения полезны также при заболеваниях суставов и ростовых пластинок хрящей, остеохондрозе (ОС).
Остеопороз представляет собой заболевание, при котором кости становятся хрупкими, и прогрессирующее заболевание все в большей степени увеличивает подверженность переломам. Остеопороз, или пористая кость, характеризуется низкой костной массой и ухудшением структуры костной ткани, что приводит к хрупкости кости и повышает подверженность переломам тазобедренного сустава позвоночника и запястья. Таким образом, остеопороз представляет собой заболевание, которое, в частности, поражает кости, как правило, после их полного и нормального развития. Также вследствие его прогрессирующей природы остеопороз представляет собой заболевание, очень широко распространенное у пожилых индивидуумов. Одна из двух женщин и один из четырех мужчин старше 50 лет получали переломы, связанные с остеопорозом.
Напротив, остеохондроз представляет собой распространенное заболевание скелета у растущих животных, которое в результате приводит к патологии суставных хрящей и ростовых пластинок хрящей. Поражения костей являются только вторичными. Поэтому дисхондроплазия является технически более корректным термином для описания этого состояния. Кроме того, состояние рассекающего остеохондроза может приводить к выкрашиванию, разламыванию и/или фрагментации суставной поверхности. Считается, что рассекающий остеохондроз вызван хрупкостью суставов, причиной которой являются поражения, вызванные остеохондрозом. Поражения характеризуются очаговым распространением эндохондриального окостенения, приводящего в результате к тому, что оставшийся хрящ распространяется в субхондральную костную пластину. См. R. John Wardale and Victor C. Duance. Journale of Cell Science 107, 47-59 (1994).
Из-за различий в патобиологии ОС и остеопороза оба эти заболевания оказывают влияние на различные аспекты костной системы и на различные возрастные группы, однако не следует ожидать, что лечение, которое помогает при остеопорозе -дегенеративном заболевании костей в старшем возрасте, поможет в лечении ОС - заболевании хрящей суставов в молодом возрасте. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что борсодержащие соединения являются полезными агентами в профилактике и лечении ОС.
Роль бора в поведении хряща
Внеклеточный матрикс (ЕСМ) суставного хряща служит амортизатором между поверхностями противоположных костей в суставах конечностей млекопитающих. Синовиальная жидкость представляет собой жидкость, находящуюся в суставах. Синовиальные мембраны разграничивают суставы, суставные сумки и основание сухожилия. Функция синовиальной жидкости состоит в смазывании суставной щели, в переносе питательных веществ к суставному хрящу. Суставной хрящ обеспечивает снижение трения в точке контакта во время сгибания суставов и также обеспечивает амортизацию суставов, смягчая удары, передающиеся через кости, и поддерживая массу животного. Хрящ состоит из различных компонентов, включая протеогликан и коллагеновую сетку в водной среде.
Протеогликаны играют роль в поддержании амортизации суставов. Хрящевой ЕСМ представляет собой сеть из коллагеновых волокон, проникающих в протеогликан и связанных с ним. Протеогликан представляет собой гибкий гелеподобный материал, и коллаген образует сетчатую структуру, удерживающую на месте протеогликан. Протеогликан обеспечивает сопротивление сжатию, в то время как коллагеновая сеть обеспечивает сопротивление растяжению. Протеогликан в суставном хряще и ростовой пластинке хряща содержит большое количество сульфатированных гликозаминогликанов (GAG), имеющих сильный отрицательный заряд. При физиологическом рН эти отрицательно заряженные молекулы GAG переносят ионы натрия и воду в ЕСМ хряща, являясь причиной «увеличения в объеме» протеогликана. Увеличенный в объеме протеогликан сопротивляется давлению для того, чтобы выдержать сжатие, таким образом предохраняя коллагеновую сеть и внутренние структуры от повреждения сжатием. Более высокая степень амортизации и, следовательно, большая резистентность сжатию обеспечивается полной гидратацией протеогликанового комплимента и полным увеличением в объеме при сильном натяжении коллагеновой сети.
Одна потенциальная модель функционирования бора при ОС выдвигается в качестве гипотезы, не ограничивая настоящее изобретение каким-либо определенным механизмом. Согласно этой гипотезе бор перекрестно связывает протеогликан во внеклеточном матриксе. Предполагаемый механизм состоит в том, что бор обеспечивает трехмерное перекрестное сшивание эфира бора с углеводом, протеогликаном, гликопротеином, гликолипидом, белком и аминокислотными структурами. В случае внеклеточных мембранных структур, таких как хрящ и нервные ткани, данный механизм будет включать протеогликаны, такие как аггрекан (крупные агрегаты протеогликана хряща), белковые комплексы, такие как коллаген в различных формах и типах, и ассоциированные белки, такие как белки, связанные с хрящом. Перекрестное сшивание протеогликана стабилизирует и объединяет матрикс, позволяя улучшить распределение сжимающего усилия и предотвращая потерю протеогликана, которая будет понижать амортизирующую способность синовиальной мембраны. Напротив, бор предотвращает остеопороз, повышая в плазме уровни гидроксилированных стероидов. Смотрите патент US № 4849220. Таким образом, невозможно предсказать, будет ли бор оказывать воздействие при лечении таких заболеваний хрящей, как ОС, с этиологией, полностью отличной от остеопороза. При остеопорозе непосредственно страдают сами кости. При ОС страдает хрящ.
Этиология и патология ОС
Хотя точная причина возникновения ОС все еще неизвестна, выдвигались многочисленные предположения относительно механизма развития этого заболевания. Основным фактором, оказывающим влияние на возникновения повреждения хряща, является сжимающее усилие на растущий и перемещающийся хрящ. По результатам исследования на свиньях было предположено, что очаговые изменения в кровоснабжении во время нормального эпифизарного роста являются центральным фактором в патогенезе остеохондроза. Хрящевые каналы представляют собой вспомогательные структуры, содержащие кровеносные сосуды для растущих хрящей. Каналы постепенно регрессируют с возрастом во время процесса хондрификации, при этом кровеносные сосуды, расположенные в каналах, замещаются хрящом. Формирование поражений, связанных с остеохондрозом, ассоциировано с преждевременной ходрификацией и регрессом этих каналов. А именно, преждевременная деструкция кровоснабжения является результатом некроза дистальных хрящевых каналов в точке разрыва. См. Ytrehus et al. Bone 35:1294-1306 (2004). Таким образом, не удивительно, что тяжелый клинический остеохондроз проявляется у быстрорастущих животных с быстрым приростом массы. См. Wardale and Duance Journal of Cell Science 107:47059 (1994).
Также было продемонстрировано, что у людей и собак при остеохондрозе протеогликан хряща резорбирован воздействием металлопротеиназы-3 матрикса (ММР-3), полученной из клеток синовиальных мембран и хондроцитов. См. Shinmei et al. 1991; Okada et al. 1991; Mehraban et al. 1994. Потеря протеогликана из внеклеточного матрикса хряща ведет к понижению способности абсорбировать и амортизировать сжимающее усилие.
Роль бора в ОС
Для определения влияния дефицита бора при ОС и тестирования воздействия бора при ОС через квадривалентное перекрестное сшивание животным вводили 3-нитрофенилбороновую кислоту (3-NPB). 3-NPB блокирует сшивание, связывая сайты, в норме занимаемые борной кислотой или боратом. Результаты описаны в Примере 4. Животные, которым вводили 3-NPB, в большей степени страдали от хромоты и демонстрировали клинические проявления ОС. Увеличение хромоты могло быть предотвращено дополнительным введением в рацион бора. Эти эксперименты показали, что ОС непосредственно связан с уровнем содержания бора у свиней, лошадей, крупного рогатого скота и собак.
Соединения бора для лечения ОС у животных
Установлено, что ОС широко распространен у домашних животных, в частности свиней, настоящее изобретение предлагает эффективные средства для профилактики и лечения ОС, заключающихся в обеспечении кормом для животных с дополнительно введенными борсодержащими соединениями. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что корма для животных, полученные, по меньшей мере, частично из растительного материала, содержат базовый уровень бора, поскольку бор является элементом, необходимым для роста растений. Например, как правило, люцерна содержит бора около 37 частей на миллион. Таким образом, используемый здесь термин дополнительный бор относится к экзогенно введенному бору, который добавляется к базовым уровням бора, уже присутствующего в обычно используемых кормах для животных. Используемый в настоящем описании термин бор относится, как к элементарному бору, так и к борсодержащим соединениям. Борсодержащие соединения, применяемые для осуществления настоящего изобретения, могут включать любые органические или неорганические борсодержащие соединения, включая борсодержащие минералы. К предпочтительным формам бора относятся борат натрия и борная кислота. Другие применяемые неорганические формы бора включают борат кальция. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что могут быть применены другие неорганические формы бора, включая бораты: магния, галогена, аммония, калия, железа и магния, тантала, бериллия и никеля, карбоната, натрия и кальция, арсената, кальция и редкоземельных элементов, сульфата, магния и кальция, марганца, алюминия, кальция и стронция, фосфата, олова, цинка и стронция. Другие формы включают: боросиликаты или силикобораты кальция, натрия, алюминия, кальция и редкоземельных элементов, свинца, бария, лития и фторборат натрия. Натуральные неорганические борсодержащие соединения известны специалисту в данной области техники в виде различных минералов, таких как боракс, колеманит, гидроборацит, кернит, улексит, датолит, данбурит, ссайбелиит, суанит, индерит, сассолит, иниоит, пробертит, ховлит, эзкуррит, курнаковит, мейергофферит, прицеит, ноблеит и сирлезит, но каждый из них может иметь также и другое название. Список неорганических соединений бората и минералов может быть найден в Supplement to Mellor`s Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, Volume V Boron, by Joseph William Mtllor, Longman Group Limited, London, 1980.
TM
Примеры органических борсодержащих соединений хорошо известны специалисту в данной области техники. Примеры таких органических борсодержащих соединений найдены в патентах US № 4312989, 4499082 и 5312816, каждый из которых введен здесь ссылкой. К формам органического бора, которые могут быть применены для осуществления настоящего изобретения, относятся органические комплексные соединения с бором, такие как бор-треонин, бор-метионин и аскорбат бора, наряду с комплексами бора с другими аминокислотами. Эти аминокислоты могут включать 20 общеизвестных аминокислот, заданных генетическим кодом, наряду с вариантами и модификациями аминокислот, которые не заданы генетическим кодом. Они являются примерами органических форм бора, которые быстро превращаются в процессе обмена веществ в организме с выделением бората или борной кислоты. К другим применяемым формам органического бора относятся комплексные соединения бора с углеводами, такие как описаны в патенте US № 5962049. Углеводы, образующие полезные комплексные соединения с бором, включают сахариды, такие как фруктоза, сорбит, маннит, ксилит и сорбоза. Коммерчески доступной формы комплекса бора с фруктозой является Fruitex B, доступный от FutureCeuticals и описанный в патенте US № 5962049.
TM
Другие органические формы бора, которые могут быть применены при осуществлении настоящего изобретения, включают: борированные модифицированные крахмалы (такие, как гидролизованные или окисленные крахмаламы), борированные не модифицированные крахмалы, борированные декстрины, борированные амидированные сахара (такие, как глюкозамин или маннозамин), бораты эфиров глицерина жирных кислот, борат-салицилатные комплексные соединения, соли биоксалатбората (такие как соли натрия или кальция), боросахароза кальция, борные эфиры (такие как (RO)3B), борные эфиры аминоспиртов и комплексы бората с сахарными кислотами (такими, как тетрагидроксиадипиновая кислота, глюконовая кислота), и комплексы бората с амидированными сахарными кислотами. Предпочтительной для применения по настоящему изобретению является такая сахарная кислота, как бороглюконат кальция. Другой формой бора являются анионообменные смолы, которые могут быть боронизированны. Одной из таких смол, которые могут быть боронизированны, является Amberlite.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что если описано здесь определенное борсодержащее соединение, то имеются в виду все возможные сольваты, фармацевтически приемлемые соли, эфиры, амиды, комплексные соединения, хелаты, стереоизомеры, геометрические изомеры, кристаллические или аморфные формы, метаболиты, предшественники метаболитов или лекарственная форма описанного здесь соединения, приведенного в виде химической структурной формулы или химического наименования. Кроме того, любое из описанных здесь борсодержащих соединений включает стереохимические формы, все энантиомеры и диастереомеры этого соединения. Таким образом, когда заявлены борсодержащие соединения, являющиеся рацематами, рацемическими смесями и отдельными диастереомерами или энантиомерами, они входят в объем настоящего изобретения со всеми изомерными формами. Рацематы или рацемические смеси необязательно предполагают смесь стереомеров 50:50.
Кроме того, специалист в данной области техники должен понимать, что бораты, включая одобренные и не одобренные «Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США», по настоящему изобретению составляют множество различных градаций. Таким образом, градации боратов, которые могут быть применены для осуществления настоящего изобретения, представляют собой фармацевтическую или входящую в формуляр лекарственных средств градацию, нуклеарную градацию, градацию удобрений, промышленную градацию, градацию пестицидов и градацию по специальному качеству (SQ).
Подходящие пределы для применения борсодержащих соединений включают дополнительное количество бора в корме для животных от около 1 до около 500 частей на миллион в дополнение к изначально присутствующему в корме для животного. Другие количества, подходящие для дополнения, составляют от около 1 до около 150 частей на миллион. Как показано на фиг. 1, 3 и 4, дополнительный бор от 25 частей на миллион до 50 частей на миллион обеспечивает значительное снижение случаев возникновения ОС у свиней. Соответственно, в одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к композиции кормового продукта с дополнительными борсодержащими соединениями от 25 частей на миллион до 50 частей на миллион. В одном варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение представляет собой борат натрия. В другом варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение представляет собой борную кислоту. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что в зависимости от тяжести заболевания или животного, получающего лечение, могут быть применены другие концентрации бора. Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что для осуществления настоящего изобретения также могут быть применены другие дополнительные борсодержащие соединения.
Бор, описанный здесь, может быть скомбинирован с тальком. Соотношение борсодержащего соединения и талька может составлять около 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 21:1, 22:1, 23:1, 24:1 или 25:1.
Введение дополнительного бора в корма для животных
Из предшествующего уровня техники известны различные способы получения кормов для животных. Эти различные способы могут быть адаптированы для введения дополнительного бора в корма в количествах, оказывающих благоприятное воздействие на ОС при потреблении животными.
Например, дополнительный бор в количествах, приведенных выше, может присутствовать в композициях кормовых продуктов, таких как описанные в патенте US №3946109. В качестве альтернативы, варианты других композиций кормовых продуктов коммерчески доступны от поставщиков, таких как Purina, ADM, Land О"Lakes и Moorman′s. Дополнительный бор может быть примешан в композицию по выбору, используя, например, способы смешивания, описанные в патенте US №4189240. Композиция, содержащая дополнительный бор, может быть применена для получения кормового продукта в виде блоков, как описано в патенте US №5120565. В качестве альтернативы, дополнительный бор может быть введен в композицию кормового продукта, получаемую способом, таким как распылительная сушка, как описано в патенте US №4777051. Эти патенты приведены только с целью иллюстрации различных способов введения дополнительного бора в композицию кормового продукта, доступных из предшествующего уровня техники, и не ограничивают осуществление настоящего изобретения применением любого одного из этих способов.
Другие источники бора, которые могут быть введены в корма для животных, для осуществления настоящего изобретения включают дрожжевые препараты с высоким содержанием бора. Практика введения дрожжей в корма для животных широко распространена. Следовательно, включение дрожжей с повышенными уровнями бора в корма для животных будет очень эффективным. В качестве альтернативы, урожаи, выращенные на почвах с повышенным содержанием бора, могут быть собраны специально для использования в качестве источника бора, который может быть введен в корма для животных. Такие повышенные уровни содержания бора в почве могут иметь естественное происхождение, быть результатом загрязнения бором или могут вводиться в почву с удобрениями или другими средствами. В качестве альтернативы, дополнительные борсодержащие соединения могут быть введены в добавки, базовые смеси и премиксы, которые также содержат витамины и минеральные вещества. Такие добавки, смеси или премиксы, как правило, вводят в количестве, составляющем от 0,5% до 30% от конечной композиции кормового продукта. В таком варианте воплощения настоящего изобретения концентрация элементарного бора должна быть значительно выше (от около 3 раз до около 200 раз выше) перед введением в корм для животного с получением в результате дополнительного содержания бора, эквивалентного от 1 до 500 частей на миллион от всего общего дневного рациона.
Другой альтернативой является введение в корма для животных таких кормов как люцерна, виноград или молотый кофе, которые имеют изначально высокое содержание бора. Кроме того, эти и другие корма могут быть подвергнуты воздействию с целью повышения в них содержания бора посредством выращивания в условиях повышенного содержания бора, как описано выше, или посредством применения трансгенных технологий получения растений или других рекомбинантных способов.
В другом варианте воплощения настоящего изобретения дополнительные борсодержащие соединения могут быть использованы в качестве пищевых добавок, которые можно непосредственно скармливать с руки или нанести сверху на корм для животных. Таким вариантом воплощения настоящего изобретения может быть состав, содержащий другие нутриенты, наполнители или ароматизаторы. Например, питательная пищевая добавка для лошадей, содержащая дополнительный бор, другие витамины и минеральные вещества, которые могут скармливаться лошади с маленькой ложечки или чашечки или быть в форме батончика или гранул. В качестве альтернативы, пищевая добавка может быть нанесена на поверхность или смешана с кормом для животного.
Такой бор может применяться в кормах для животных в композиции бор-тальк. Соотношение борсодержащего соединения и талька в композиции бор-тальк может составлять около 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 21:1, 22:1, 23:1, 24:1 или 25:1.
Важно, чтобы уровни бора могли быть точно определены различными способами, известными из предшествующего уровня техники. В патентной публикации US 20040020840 и приведенных здесь патентах описаны такие способы.
Снижение содержания фосфора в кормах для животных и снижение отхода сосунков
Фосфатное загрязнение является результатом избытка фосфора в кормах для животных, представляя растущую проблему. Например, около 70% фосфора в обычном рационе кукуруза/соевая мука недоступно свиньям согласно Требованиям по содержанию питательных веществ для свиней Национального научно-исследовательского совета, 1998. Этот недоступный фосфор оказывается выведенным с навозом. Высокое содержание фосфора в навозе свиней вносит свой вклад в загрязнение окружающей среды, связанное с работой свиноферм. Снижение количества выводимых нутриентов, а именно фосфора, продуктивной системой свиней является приоритетным для окружающей среды и важным экономическим вопросом, стоящим перед индустрией свиноводства. Таким образом, желательно использовать средства для повышения биодоступности фосфора из кормовых ингредиентов, используемых при составлении рационов для свиней. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что введение дополнительного бора в корм для свиней в результате привело к повышению абсорбции и утилизации фосфора, присутствующего в рационе свиней. Дополнительный бор способствует эффективному включению фосфата в фосфат кальция (гидроксиаппатит) костей. Предполагается, что этот эффект действует и для других животных.
Повышение абсорбции и утилизации фосфора из рационов животных, таких как рационы свиней, по наблюдению авторов, позволяет снизить количество фосфора в обычно используемых композициях кормовых продуктов для свиней. Эти результаты показаны в примере 3. Повышенная утилизация фосфора из рационов свиней при одновременном снижении начального количества фосфора в корме для свиней должна внести свой вклад в снижение фосфатного загрязнения, которое является результатом работы свиноферм. Таким образом, включение дополнительного бора в корма для животных, как следует из настоящего изобретения, не только вносит свой вклад в профилактику и лечение ОС, но и также вносит вклад в снижение загрязнения. Хотя вышеприведенные сведения акцентированы на свиньях, настоящее изобретение не ограничивается снижением содержания фосфора только в корме для свиней. Специалист в данной области техники должен согласиться, что используемое снижение содержания фосфора может быть распространено на всех животных.
Формирование большинства костей осевого скелета начинается с формирования хряща, который кальцифицируется и ремоделируется в кость, которая минерализуется кальцием и фосфатом. Дополнительный бор усиливает эффективность этого процесса. Предполагаемый механизм, посредством которого дополнительный бор усиливает эффективность процесса, происходит через стабилизацию внеклеточного матрикса, хотя это могут быть и другие механизмы.
Дополнительный бор усиливает эффективность трансформации хряща/минерализации костей, которая улучшает структурную целостность костей и характеристики минерализации костей. Кальций вводят в рацион на уровне, который способствует достаточной прочности костей. Уровень кальция, который обеспечивает максимальную прочность костей, парадоксальным образом ингибирует абсорбцию фосфора в кишечнике. Абсорбция фосфора также более эффективна при снижении уровней фосфора в рационе. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что введение дополнительного бора в корма для животных способствует минерализации костей и позволяет пропорционально от 3 до 5% снизить содержание как кальция, так и фосфора в корме для животного, поддерживая при этом прочность костей.
Доклад 1998 Национального научно-исследовательского совета «Требования по содержанию питательных веществ для свиней», данные из которого приведены ниже в таблице 1, указывают, что общепринятые требования по кальцию и фосфору варьируют на протяжении жизни свиньи. На ранних этапах, когда кости скелета все еще развиваются, для поддержания усиленного роста костей необходимо большее количество кальция и фосфора. Требования по кальцию и фосфору снижаются в процессе роста свиньи, поскольку завершается рост костей. Хотя данные, представленные ниже, относятся к свиньям, подобные тенденции в требованиях по кальцию и фосфору наблюдаются во время жизненного цикла других животных.
Таблица 1
Растущие свиньи (NRC, 1998)
Масса тела (кг)
3-5
5-10
10-20
20-50
50-80
80-120
Кальций (%)
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,45
Фосфор, общий (%)
0,70
0,65
0,60
0,50
0,45
0,40
Свиноматки
Кальций (%)
0,75
Фосфор, общий (%)
0,60
Включение дополнительного бора в рацион разных животных позволяет снизить уровни кальция и фосфора, по меньшей мере, на 3% на протяжении всего жизненного цикла животных. Таким образом, поскольку соотношение кальция и фосфора является, как правило, постоянным при каждом показателе массы, приведенном в таблице 1, абсолютные количества кальция и фосфора могут быть снижены, по меньшей мере, на 3%, благодаря введению дополнительных борсодержащих соединений.
Таким образом, в другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к корму для животных с пониженным уровнем фосфора, содержащему дополнительный бор. В одном варианте воплощения настоящего изобретения дополнительный бор предпочтительно обеспечен в концентрациях от около 1 до около 500 частей на миллион элементарного бора и уровень фосфора снижен на 3-5% по сравнению с аналогичным кормом для животного без дополнительного бора. Уровень кальция, как правило, снижен аналогично уровню фосфора. Однако следует признать, что если дополнительное борсодержащее соединение представляет собой такую соль кальция, как борат кальция или бороглюконат кальция, уровни кальция в корме для животного также могут быть соответственно снижены. Одно такое соединение бороглюконат кальция уже применяется для лечения гипокальцемии у крупного рогатого скота, овец и коз. В другом варианте воплощения настоящего изобретения концентрация дополнительного бора составляет предпочтительно от около 1 до около 150 частей на миллион и уровень фосфора снижен на 3-5% по сравнению с аналогичным кормом для животного без дополнительного бора. В другом варианте воплощения настоящего изобретения концентрация дополнительного бора составляет предпочтительно от около 25 частей на миллион до 50 частей на миллион и уровень фосфора снижен на 3-5% по сравнению с аналогичным кормом для животного без дополнительного бора.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу снижения отхода сосунков у животных. В этом варианте воплощения настоящего изобретения животные во время беременности, кормления или лактации получают рацион с улучшенной композицией кормового продукта, содержащий от около 1 до около 500, от около 1 до около 150 или около 50 частей на миллион или от около 25 до 50 частей на миллион дополнительного бора, введенного в виде борсодержащих соединений, где в композиции кормового продукта уровень фосфора снижен, по меньшей мере, на 3% по сравнению с аналогичным кормом для животного без дополнительного бора. Как правило, корм для животных содержит дополнительный бор в концентрациях в пределах от 5 до 150 частей на миллион. В таком варианте воплощения настоящего изобретения дополнительное борсодержащее соединение может представлять собой борат натрия или борную кислоту или могут быть использованы другие неорганические формы бора, как описано выше.
ОС у людей
Сообщалось, что остеохондроз в различных его проявлениях поразительно похож у шести видов животных. Это натолкнуло экспертов на предположение, что остеохондроз у людей может иметь ту же самую этиологию, патогенез и патологию, как наблюдаемый у животных. См. Olsson, S.E. and Reiland, S. 1978. The nature of osteochondrosis in animals - summary and conclusions with comparative aspects on osteochondrosis dissecant in man. Acta Radiologica Supplement № 358:299-306.
Остеохондроз человека определен Dorland`s Medical Dictionary следующим образом: заболевание точек роста или окостенения у детей, которое начинается как дегенерация или некроз с последующей регенерацией или рекальцификацией. Так называемый эпифизарный ишемический некроз (q.v.) может оказывать воздействие (1) на пяточную кость (os calcis), состояние иногда называемое воспаление апофиза; (2) на эпифиз (головка) бедренной кости, состояние, известное как болезнь Легга-Калве-Пертеса, болезнь Пертеса, болезнь Вальденстрема, плоский тазобедренный сустав и псевдококсалгия; (3) на подвздошную кость; (4) на полулунную кость (серповидная), болезнь, известная как болезнь Кинбека; (5) на головку второй плюсневой кости, болезнь, известная как болезнь Фрейберга; (6) на ладьевидную кость (ладьевидная кость предплюсны); (7) на бугристость большеберцовой кости, болезнь, известная как болезнь Осгуда-Шлаттера; (8) на позвонки, болезнь, известная как болезнь Шейерманна или кифоз, подростковый кифоз, вертебральный эпифизит и подростковый дорсальный кифоз; (9) на головку плечевой кости, болезнь, известная как болезнь Паннера.
Локализация повреждений суставов у детей может отличаться от поражений у свиней. У свиней остеохондроз может локализоваться в следующих местах, приведенных в порядке уменьшения тяжести поражений: 1. Суставно-эпифизарные поражения: коленных суставов задних конечностей, коленных суставов передних конечностей, люмбальных синовиальных интервертебральных суставов поясничного отдела, скакательного сустава, плечевого сустава и тазобедренного сустава. 2. Поражения пластинки роста: дистальной части локтевой кости, дистальной части бедренной кости, реберно-хрящевого соединения, головки бедренной кости, головки плечевой кости, седалищного бугра и позвонков пояснично-грудного отдела. 3. Эпифизеолиз и апофизеолиз: гленоидного углубления, седалищного бугра, эпифиза головки бедренной кости, эпифиза позвоночника, локтевого отростка и дистального локтевого эпифиза.
Вследствие сходства заболеваний у свиней и людей, другой вариант воплощения настоящего изобретения относится к профилактике и лечению ОС у людей. Борсодержащие соединения могут быть введены пациентам, страдающим ОС. Борсодержащие соединения, используемые для осуществления настоящего изобретения, могут включать подходящие органические, неорганические или минеральные борсодержащие соединения. Предпочтительными формами бора являются борат натрия или борная кислота. Другие используемые неорганические формы бора включают борат кальция. Примеры органических борсодержащих соединений хорошо известны специалисту в данной области техники. Примеры таких органических борсодержащих соединений приведены в патентах US 4312989, 4499082 и 5312816. Дозы, применяемые у людей, включают 1-13 частей на миллион.
Борсодержащие составы для применения у людей
Ниже описаны способы введения бора, используемые для людей. Одним из частных способов введения бора является его введение в виде минеральных или витаминных пищевых добавок, например, в пищевой продукт или в виде таблеток. Однако следует принять во внимание, что многие из описанных ниже способов, несмотря на то что, в частности, применяются для людей, также могут быть применены для введения бора животным.
Одной наиболее применяемой формой введения борсодержащих соединений по настоящему изобретению является минеральная пищевая добавка с витаминами, которая может быть принята перорально в виде таблеток или введена в пищевой продукт. Мультивитаминные и минеральные пищевые добавки, применяемые для поддержания и улучшения общего состояния здоровья посредством обеспечения адекватного принятия микронутриентов, которые необходимы для профилактики заболевания и для компенсации дефицита питательных веществ, являющегося результатом таких факторов, как недостаточное потребление необходимых питательных веществ. Витаминные и минеральные препараты имеют широкое применение в качестве основных пищевых добавок, содержащих питательные вещества, или при определенных медицинских показаниях. Следовательно, пищевая добавка с борсодержащими соединениями по настоящему изобретению может быть введена в виде минеральных пищевых добавок с витаминами, такими как витамин А, витамин С, витамин D, витамин E, витамин K, витамин B1, витамин B2, никотинамид, витамин В6, витамин В12, биотин, пантотеновая кислота, карнитин, кремний, молибден, германий, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, хром, калий, холин, ликопен и ко-фермент Q-10. Примеры составов минеральных пищевых добавок, в которые могут быть введены дополнительные борсодержащие соединения, приведены в патентах US № 4752479, 5869084 и 6316800. Такие пищевые добавки с борсодержащими соединениями по настоящему изобретению могут быть введены в форме жевательных витаминных таблеток или в виде пищевых добавок, которые могут быть введены в напитки, или в виде пищевых добавок, которые могут быть введены в пищевые продукты.
При осуществлении способа по настоящему изобретению борсодержащие соединения могут быть введены per se или как компоненты фармацевтически приемлемой композиции. При применении в медицине форма дополнительных борсодержащих соединений может быть как фармакологически приемлемой, так и фармацевтически приемлемой.
Таким образом, настоящее изобретение может быть осуществлено в виде фармацевтических составов, обеспечивающих борсодержащими соединениями, как для применения в ветеринарии, так и для применения в медицинских целях для людей, фармацевтические составы включают активный агент (борсодержащее соединение) совместно с одним или более фармацевтически приемлемым носителем и необязательно любые другие терапевтические ингредиенты.
Носитель(и) должны быть фармацевтически приемлемы, в том смысле, что совместимы с другими ингредиентами состава и не ухудшают его получение. Активный агент присутствует в количестве, эффективном для достижения требуемого фармакологического эффекта, как описано выше, и в количествах, подходящих для достижения требуемой дневной дозы.
Составы включают композиции, подходящие для перорального, ректального, местного, назального, в форме глазных капель или парентерального (включая подкожное, внутримышечное и внутривенное) введения. Предпочтительными являются композиции для парентерального введения.
Составы могут быть в удобной стандартной лекарственной форме и могут быть получены любым способом, хорошо известным специалисту в области фармацевтики. Все способы включают этап введения активного соединения совместно с носителем, который является одним или более вспомогательным ингредиентом. Как правило, составы могут быть получены равномерным и непосредственным внесением активных соединений совместно с жидким носителем, тонкоизмельченным твердым носителем или обоими и последующим, если необходимо, формованием продукта с требуемым составом.
Составы по настоящему изобретению подходят для перорального введения и могут быть в виде таких дискретных единиц, как капсулы, крахмальные капсулы, таблетки или таблетки для рассасывания, каждая из которых содержит заранее определенное количество активного ингредиента в виде порошка или в форме гранул; или суспензии в водном растворе или не водном растворе, такой как сироп, эликсир, эмульсия или дозы жидкого лекарства.
Таблетка может быть получена прессованием или формовкой, необязательно с одним или более вспомогательным ингредиентом. Прессованные таблетки могут быть получены прессованием в подходящем устройстве, с активным соединением, находящимся в легкосыпучей форме, такой как порошок или гранулы, которое необязательно смешивается со связующим веществом, дезинтегрирующим агентом, лубрикантом, инертным разбавителем, поверхностно-активным веществом или агентом, облегчающим выгрузку. Формованные таблетки, включающие смесь порошкообразного активного соединения с подходящим носителем, могут быть получены формовкой с использованием подходящего устройства.
Один желаемый состав композиции для введения представляет собой порошкообразную форму для растворения или разведения водой или другим подходящим напитком или жидкостью перед применением. В качестве альтернативы композиция может содержаться в готовой к применению форме как часть обогащенного напитка в жидкой форме. Также борсодержащие соединения могут быть введены в заменители молока. Композиция также может содержаться в пудинге с кремообразной текстурой или текстурой, подобной пудингу с фруктовым или ягодным наполнителем, или в форме батончика, готового к употреблению.
Сироп может быть получен введением активного соединения в концентрированный водный раствор, например, сахарозы, в который также могут быть введены вспомогательный(ые) ингередиент(ы). Такой(ие) вспомогательный(ые) ингередиент(ы) могут включать ароматизаторы, подходящие консерванты, агенты, замедляющие кристаллизацию сахара, и агенты, повышающие растворимость любого другого ингредиента, такие как многоатомный спирт, например глицерин или сорбит.
Составы, подходящие для парентерального введения, удобно включать в стерильные водные препараты активного соединения, которые предпочтительно изотоничны с кровью реципиента (например, физиологический солевой раствор).
Составы назального спрея включают очищенные водные растворы активного соединения с консервирующими агентами и изотоническими агентами. Такие составы предпочтительно имеют рН, отрегулированный до совместимого с рН слизистой оболочки носа, и изотоническое состояние, отрегулированное до совместимого со слизистой оболочкой носа.
Составы для ректального введения могут быть представлены как суппозиторий с подходящим носителем, таким как какао масло, гидрогенизированные жиры или гидрогенизированные жирные карбоновые кислоты.
Составы для местного применения включают активное соединение, растворенное или суспендированное в одной или более среде, такой как минеральное масло, вазелин, многоатомные спирты или другие основы, используемые для местных фармацевтических составов.
В дополнение к вышеописанным ингредиентам составы по настоящему изобретению могут дополнительно включать один (или более) вспомогательный ингредиент, выбранный из группы, состоящей из разбавителей, буферов, ароматизирующих агентов, связывающих веществ, дезинтегрирующих агентов, поверхностно-активных веществ, загустителей, лубрикантов, консервантов (включая антиоксиданты) и т.п.
Следующие примеры дополнительно демонстрируют некоторые предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения. Примеры приведены только с целью иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают объем, сущность, цели и варианты воплощения настоящего изобретения. Все приведенные патенты приведены ссылкой в полном объеме.
Пример 1. Дополнительный бор и его воздействие на хромоту, связанную с ОС у свиней
Материалы и методы
Три группы из 19 свиней породы Duroc и Yorkshire были распределены случайным образом по породам, пометам и массе. Основной рацион состоял из коммерчески доступного кукурузно-соевого рациона с содержанием бора 10 частей на миллион.
Тестируемый рацион группы В состоял из основного рациона плюс 25 мг/кг бора в виде декагидрата бората натрия (бура) и 250 мг/кг аскорбиновой кислоты.
Свиней взвешивали в начале исследования, через 4 недели и каждые 3 недели до конца исследования. При каждом взвешивании состояние здоровья животных оценивали по 5-бальной шкале (пятибалльная шкала: 1= нет расстройств в состоянии здоровья; 2=незначительные расстройства состояния здоровья, но животное все еще рассматривается как производитель; 3=состояние здоровья животного не позволяет рассматривать его в качестве производителя, но оно все еще может быть ликвидным; 4=животное не здорово и должно быть забраковано для отправки на скотобойню; 5=тяжелая хромота, требующая эвтаназии по причинам гуманности). Баллы присваивались скотником и исследователем при каждом взвешивании. Состояние здоровья каждого животного также оценивал вслепую квалифицированный независимый эксперт, и оценки, данные им, сравнивали с оценками, данными скотником и исследователем с использованием теста Коэна-Каппа.
Животных содержали в современном хлеву в загонах, отделенных по сторонам перегородками с толстыми соломенными подстилками с неограниченным доступом к воде и корму. Вода и корма располагались на бетонированной площадке, но весь остальной пол был покрыт толстым слоем соломы поверх молотого известняка и песчаного основания. Размеры помещения превосходили рекомендуемые Руководством по уходу и использованию сельскохозяйственных животных в сельскохозяйственных и научных исследованиях (Guide for the Care and Use of Agricultural Animals in Agricultural Research and Teaching) First Revised Edition, 1999. Федерация сообществ зоологических наук (Federation of Animal Science Societies). Savoy, IL.
Свиней во время исследования кормили типовым рационом кукуруза-соевая мука, содержащим запатентованную коммерческую кормовую добавку от Moorman`s company, руководствуясь предложенным производителем процентом ввода. Основной рацион (без дополнительного бора) был исследован на содержание бора, которое составило 10 частей на миллион для основного рациона кукуруза-соевая мука.
Скотник наблюдал животных дважды в день.
В середине октября у одной свиньи обнаружили тяжелую хромоту, свинья была подвергнута эвтаназии из гуманных соображений и вскрыта. В середине ноября три другие свиньи, одна хромая породы Duroc, здоровая породы York и здоровая породы Duroc (однопометные поросята хромой свиньи) были подвергнуты эвтаназии и вскрыты с целью исследования.
В конце исследования свиней перевезли в лабораторию и подвергли эвтаназии и вскрыли. Шесть свиней в каждой из групп В и А содержались на контрольном рационе в конце исследования в течение 7 дней.
При вскрытии были получены образцы печени, сердца, почек, жира, скелетных мышц, проксимальной части большеберцовой кости, крови и предглазничного отдела черепа с челюстью, образцы были заморожены при температуре минус 40°С и хранились до проведения химического анализа. Все суставы и осевой скелет оценивали на наличие тяжелых поражений остеохондрозом и оценивали по 5-бальной шкале (5-бальная шкала: 1=тяжелое нарушение; 2=небольшой изъян, выражающийся в неразвитости формы сустава или суставной эритеме, но эрозия хряща отсутствует; 3=хрящ интактный, но поверхность неровная; 4=явная эрозия и трещины на суставном хряще; 5=сустав поражен на всю толщину или толщину хрящевого лоскута, явно присутствует рассекающий остеохондроз).
Проксимальная часть бедренной кости (головка бедра) и поверхности суставов и пластинки роста, связанные с коленным суставом задней конечности, скакательным суставом, плечевым суставом, коленным суставом передней конечности и запястным суставом, были разделены на части пилой для разрезания гипсовой повязки, и фрагменты от около 0,5 до 1 см были зафиксированы в формалине. Фрагменты костей были декальцифицированы муравьиной кислотой/цитратом натрия, залиты парафином и разделены по 5 микрон. С фрагментов был удален парафин согласно стандартным процедурам. По два фрагмента каждого сустава и пластинки роста окрашивали или гематоксилином/эозином (H&E), или толуидином голубым (рН 4)/ малахитовым зеленым для оценки суставного хряща, субхондральной костной пластины и пластинки роста.
Средние оценки поражения сустава, оценки темпа прироста и состояния здоровья при применении бора и аскорбата сравнивали с использованием вариационного анализа и t-теста. Оценки состояния здоровья были дихотомизированы в бинарные качественные переменные для хромоты (оценка состояния здоровья>2) и для отсутствия дефектов (оценка состояния здоровья<2), и бинарную переменную анализировали с использованием хи-квадрата и логистической регрессии.
Образцы тканей, окрашенные H&E, исследовали под микроскопом на наличие поражений остеохондрозом. Окрашивание толудином голубым позволило оценить удерживание протеогликана или потерю протеогликана из внеклеточного матрикса (ЕСМ) хряща. Каждый фрагмент ткани оценивал вслепую сертифицированный патологоанатом.
Кроме того, определенные суставы и структуры выбирали для более детального гистологического анализа. Образец эпифизарного хряща и образец пластинки роста были получены как от животного, получавшего бор, так и от животного, не получавшего бор.
Результаты показали, что дополнительный бор может быть эффективным для снижения частоты возникновения хромоты, связанной с остеохондрозом у растущих свиней. Животные, получавшие дополнительный бор, имели более здоровые суставы, чем, получавшие основной рацион без дополнительного бора (Фигура 1). Более высокие оценки состояния здоровья (более высокая оценка = усиление хромоты/порок конечности) связаны с усилением хромоты у свиней, не получавших бор (Фиг.2). Фиг.3 иллюстрирует воздействие раннего быстрого роста (масса на 23 октября) на оценки состояния здоровья в конце исследования (18 декабря). Не получавшие бор быстро выросшие свиньи имели склонность к развитию порока конечности и хромоты. Дополнительный бор оказался полезным в защите хряща и профилактике хромоты у быстро растущих свиней, тогда как не получавшая группа имела высокую частоту возникновения хромоты и порока конечности, что четко ассоциировалось с наличием повреждения хряща, типичного при остеохондрозе у свиней.
Использованные отдельные примеры из продолжающегося эксперимента по введению бора в кормовой продукт или воду для питья показывают стойкий и подтвержденный положительный ответ у свиней с различиями в показателях продуктивности и генетики. Данные приведены в Примере 5.
Пример 2. Воздействие на репродуктивность самок свиней
Наблюдали, что при содержании самок свиней на рационе с содержанием дополнительного бора 50 частей на миллион во время поздних сроков беременности и в ранний период лактации качество поросят оценивалось как однотипное, как правило, с быстрым ростом, и отход сосунков был снижен. Предварительное пилотное исследование подтвердило эти наблюдения. Самки свиней получали стандартный кукурузный-соевый рацион. Половина самок свиней получали перорально дополнительный бор из расчета 1 мг бора на кг массы тела. Другая половина не получала дополнительного бора. Предварительный анализ данных по 600 свиньям показывает, что обеспечение бором беременных и лактирующих самок свиней снижает отход сосунков с 23% до 16% и повышает массу поросят в 12-дневном возрасте с 8 фунтов до 8,5 фунтов по сравнению с группами, не получавшими дополнительный бор.
Для тестирования воздействия бора на самок свиней и их пометы было проведено исследование в большом промышленном свинохозяйстве во время вспышки вируса свиного респираторно-репродуктивного синдрома (PRRSW). Бор вводили перорально группе из 51 свиноматки, содержащейся в станках, при показателе 1 мг бора на 1 фунт массы (BW) в день, начиная за 1 неделю перед опоросом и продолжая до тех пор, пока поросята не достигнут 14-дневного возраста. Их результаты сравнивали с группой из 50 свиноматок идентичной генетики и идентичного содержания и условий хозяйства, не получавших бор. Бор вводили однократной дневной дозой с прекращением введения при отъеме от матери. Все свиноматки получали стандартный коммерческий рацион для свиней.
Не наблюдалось воздействие бора на размер помета и массу поросят при рождении. В 12-дневном возрасте поросята, выкармливаемые свиноматками, получавшими бор, весили 9,01 фунта по сравнению с 8,32 фунта у поросят, выкармливаемых контрольными свиноматками (р=0,06). Отход сосунков в группе, получавшей бор, составил 15,2% по сравнению с 20,3% в контрольной группе (р=0,03). Свиноматки, получавшие бор, возвращались к эструсу в среднем на 1,6 дней быстрее, чем контрольные свиноматки (р=0,047). Свиноматки, получавшие бор, осеменялись в 1,2 раза чаще, чем контрольные свиноматки (р=0,04). Этот результат имеет значительное положительное влияние на коммерческое свиноводство.
Эти результаты показывают положительное воздействие бора на профилактику OCD посредством модуляции и стабилизации внеклеточного матрикса (ЕСМ). В тканях, таких как хрящ, богатых внеклеточным матриксом (ЕСМ), состоящим из протеогликана и коллагена, основное воздействие бора заключается в изменении механических (тканевых) свойств хряща ЕМС. Однако многие другие ткани с важными функциями также содержат ЕСМ компоненты и внеклеточные рецепторы, структура которых может быть стабилизирована за счет перекрестного сшивания бором с улучшением их функционирования при передаче сигнала от клетки к клетке, рецепторных и адгезионных функций. Предполагается, что воздействие бора на репродуктивность модулировано таким механизмом.
Пример 3. Воздействие бора на усвояемость и выведение фосфора и конверсию корма
В большом коммерческом свинокомплексе проводили 28 дневное кормовое исследование на 144 кроссбредных свиньях с начальной массой тела 24 кг. Свиней распределяли случайным образом в 24 загона по 6 свиней на загон с термонейтральной контролируемой средой хлева со стальной решеткой на полу. Каждый загон был оборудован кормушкой с отдельными отверстиями. Воду подавали без ограничения через сосковую поилку. Свиней содержали на коммерческом рационе для свиней с содержанием 0,5% фосфора плюс 0 или 50 мг/кг бора и 0,5 или 0,65% кальция в 2х2 факторном плане. Свиные экскременты собирали в течение последних трех дней исследования из каждого загона и объединенную аликвоту сушили и подвергали химическому анализу. В рацион вводили иттрий оксид в количестве 0,05%, который служил в качестве маркера усвояемости фосфора. Рост свиней и потребление корма измеряли в конце исследования, используя загон в качестве экспериментальной единицы. Данные анализировали на воздействие бора и кальция с использованием вариантов анализа с одной и многими переменными и t-тестов.
Дополнительный бор повышает средний дневной прирост, улучшает показатель конверсии корма и усвояемость фосфора и снижает содержание фосфора в фекалиях на единицу прироста (р<0,05) (Таблица 2). Дневные уровни потребления бора или кальция были модифицированы незначительно (p>0,20). Снижение уровня кальция улучшило конверсию корма (р<0,05). Не было значительного взаимноактивного воздействия бор х кальций на конверсию корма или выведение фосфора (p>0,25).
Усвояемость и выведение фосфора очень важны для животноводства. Фосфор является дорогостоящим кормовым ингредиентом, а также фосфор, содержащийся в фекалиях животных, представляет собой потенциальный загрязнитель окружающей среды. В настоящем исследовании выведение фосфора на единицу продукции снизилось на 15% за счет введения бора в рацион. Также бор оказал значительное воздействие на все показатели конверсии корма. Можно предположить, что такое воздействие бора будет иметь значительное влияние на снижение загрязнения окружающей среды наряду со снижением стоимости продукции животноводства.
Таблица 2Воздействие дополнительного бора
Не вводили бор
Вводили бор 50 частей на миллион
S.E.
p
Показатель конверсии корма (корм/прирост)
2,65
2,32
0,082
0,033
Усвояемость фосфора (%)
33,4
36,3
0,820
0,017
Выведение фосфора с фекалиями (г/кг прироста)
88,1
74,6
2,88
0,028
Средний дневной прирост (грамм в день)
507
549
13,6
0,018
Среднее дневное потребление корма
1330
1270
45
0,21
N
12
12
Пример 4. Исследования 3-NPB
Была выдвинута гипотеза, что бор опосредует это воздействие у свиней через квадривалентное перекрестное сшивание. 3-Нитрофенилборная кислота (3-NPB), являющаяся специфическим блокатором перекрестного сшивания бора, вводилась перорально свиньям с массой тела около 100 кг в количестве 0 и 1 г в комбинации с дополнительным бором в корм в количестве 0 и 50 частей на миллион. 3-NPB вводили 10 дней. Свиней оценивали на наличие хромоты, на 13 день подвергли эвтаназии и исследовали суставы и другие органы.
У всех свиней, получавших 3-NPB, но не получавших дополнительный бор в течение 10 дней, развивались клинические проявления OCD, но только у 1 свиньи из 5, получавших дополнительный бор и 3-NPB, развивалась хромота (Таблица 3). Хи-квадрат при анализе показал значительное (p<0,05) воздействие 3-NPB на индуцирование хромоты и значительное воздействие дополнительного бора на профилактику хромоты, индуцируемой 3-NPB.
Исследование плечевого сустава, коленного сустава задней конечности, скакательного сустава и коленного сустава передней конечности показало, что свиньи, получавшие 3-NPB без дополнительного бора, имели более высокую частоту поражений остеохондрозом и большую тяжесть поражений, чем получавшая группа, где частота поражений была более низкой и с меньшей тяжестью у свиней, получавших дополнительный бор без 3-NPB. Введение 3-NPB совместно с бором в результате приводило к возникновению и тяжелой патологии сустава, подобно патологиям, возникавшим у свиней, не получавших бор (Фиг. 4 и 5).
Было сделано заключение, что 3-NPB проявляет активность конкурирующего ингибитора бора.
Общепринято, что свиньи являются архетипической моделью остеохондроза у млекопитающих (см. Reiland S. Osteochondrosis in the pig. Acta Radiol 1-118, 1975). Последовательность патофизиологических изменений в клинических проявлениях, кульминацией которых является остехондроз (OCD) у свиней, предполагает, что такие изменения у других видов млекопитающих также приводят к развитию OCD, в частности у лошадей, собак, жвачных животных и человека. Поскольку свинья является моделью OCD для других млекопитающих, и было установлено, что бор полезен для профилактики и лечения OCD у свиней, логично заключить, что бор будет оказывать аналогичное воздействие на других млекопитающих и будет проявлять такой же биохимический механизм.
Кроме того, пришли к заключению, что введение 3-NPB видам, для которых известна склонность к OCD, но с низкой частотой возникновения, в частности крупному рогатому скоту, лошадям и собакам, должно вызывать поражения хряща, указывающие на присутствие функциональной группы рецептора бора в хряще.
Трем здоровым бычкам породы Holstein с массой тела в среднем около 250 фунтов и трем здоровым кобылам породы Quarter Horse с массой тела в среднем около 500 фунтов вводили 3-NPB из расчета 10 мг/кг массы тела в день. Бычкам дневную дозу 3-NPB вводили в виде интраперитонеальных инъекций, лошадям дневную дозу 3-NPB вводили, подмешивая в корм. Все животные получали стандартный рацион, состоящий из коммерческого корма и в свободном доступе смеси люцерны и сена.
Первый случай хромоты обнаружили на 7 день у бычков, получавших 3-NPB. Одного бычка подвергли эвтаназии на 14 день, а два другие получали 3-NPB до 21 дня. Наблюдали тяжелые поражения OCD скакательного и коленного сустава передней конечности у всех бычков, увеличение тяжести наблюдалось при увеличении времени введения 3-NPB.
У лошадей, получавших перорально 3-NPB, у одной кобылы на 10 день приема обнаружили хромоту передней ноги, и на 14 день она была подвергнута эвтаназии. Двух других лошадей подвергли эвтаназии на 28 день приема 3-NPB, на тот момент времени хромота наблюдалась у одной из двух лошадей. У всех лошадей наблюдали различную степень поражения OCD плечевого, коленного сустава передней конечности, путового и скакательного суставов. Значительные поражения в виде некротического поражения хряща 1 см х 1 см наблюдали на проксимальной части суставной поверхности левой передней конечности Р1 на 14 день, развитие поражения лоскута в дистальном отделе большой берцовой кости наблюдали на 28 день и у другой лошади на 28 день наблюдали сильное истончение хряща и явный профиль износа хряща путового сустава и коленного сустава левой передней конечности.
В экспериментах со здоровыми кроссбредными лошадьми в возрасте 10 недель (масса тела 8 кг) введение 3-NPB, однократная дневная доза 10 мг на кг массы тела, в результате привело к видимому проявлению хромоты передней конечности ранее, чем на 12-й день. При вскрытии было обнаружено тяжелое поражение, выражающееся в некрозе и кровоизлиянии ростовой пластинки дистальной части ульнарного сустава. Также наблюдалась эрозия хряща на суставной поверхности дистального отдела большеберцовой кости и проксимального отдела локтевой кости. Тяжелое поражение ростовых пластинок дистальной части ульнарного сустава было аналогично патологическим изменениям, связанным с остеохондрозом у свиней.
Это дает основание заключить, что свинья является подходящей моделью OCD как для жвачных животных, так и для не жвачных животных, включая плотоядных, и что сайты рецептора бора есть у всех видов млекопитающих, и что дополнительный бор может быть эффективным для профилактики и лечения всех видов млекопитающих.
Таблица 33-NPB*Клиничекая оценка хромоты* Составление многокоординатной таблицы по количествам дополнительного бораИтог
Количество дополнительного бора
Клиническая оценка хромоты
Всего
Норма
Видимая хромота
0
3-NPB
нет
6
0
6
1 грамм в день × 10 дней
0
4
4
Всего
6
4
10
50 ч/млн
3-NPB
нет
5
0
5
1 грамм в день × 10 дней
4
1
5
Всего
9
1
10
Пример 5. Применение бора у свиней
Корм вводили в рацион свиней в количестве 1 мг/кг массы тела в виде борной кислоты. Не наблюдалось негативного воздействия на продуктивность или фертильность. Свиньи имели нормальную эструсную активность и нормальный показатель осеменения, не наблюдалось негативного воздействия на цикл активности, или опорос, или жизнеспособность поросят. Три свиньи, имевшие заметную и серьезную хромоту, стали абсолютно здоровыми. В группе из 95 новорожденных поросят отход составил 2 поросенка. Как правило, отход сосунков на ферме составляет от около 5 до 7%. Эти поросята продолжали получать бор 50 частей на миллион плюс аскорбат 125 частей на миллион. Один поросенок массой около 85 фунтов был подвергнут эвтаназии и исследован. Ни в одном из суставов не было обнаружено никаких отклонений. Все кости аппендикулярного скелета были разделены пилой для разрезания гипсовой повязки. Кости были превосходно минерализованы и ростовые пластинки были узкие и четко разграниченные, включая ростовую пластинку дистальной части ульнарного сустава, которая наиболее предрасположена к возникновению патологий, связанных с OC.
На ферме в Айове (Iowa) группа из 100 свиней получала 50 частей на миллион бора в виде борной кислоты. Ни у одной из этих свиней не наблюдали проявление признаков хромоты или нездоровья. Фермер сообщил, что все эти свиньи имеют прекрасное здоровье и хорошо растут. До начала эксперимента, оценка показателя хромота/нездоровье составила от около 25 до 30% и ноль в тестируемой группе. Показатель роста свиней был превосходным. Наблюдалось отсутствие случаев хромоты и отеков скакательного сустава. Две свиньи из числа более молодых или взрослых свиней, не получавших борную кислоту, с отеком скакательного сустава были подвергнуты эвтаназии. У более молодой свиньи с массой тела около 50 фунтов наблюдали ранние ОС изменения в скакательном суставе. У более взрослой свиньи с массой тела около 250 фунтов, подвергнутой эвтаназии, наблюдали тяжелую хромоту скакательного сустава правой конечности. Наблюдали тяжелую степень поражения OCD в скакательном суставе и патологию ростовой пластинки после разделения костей. Посев на культуру из скакательного сустава был отрицательный, исключал бактериальную инфекцию и указывал на ОС, как на причину появления хромоты.