СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ КОРОВ
METHOD FOR ENHANCEMENT OF ADAPTATION CAPABILITIES OF COWS

Изобретение относится к физиологии животных и может быть использовано для повышения адаптационных возможностей коров.
Известно большое количество способов повышения адаптационных возможностей организма животных, предусматривающих применение различных средств: витадаптина, экстракта элеутерококка, люцэвиты, хитозана и другие [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].
Известен способ повышения естественной резистентности коров зарубежной селекции путем применения витадаптина, представляющего собой стерильную форму масла зародышей пшеницы. Внутримышечное введение витадаптина в дозе 10 мл способствует активизации показателей неспецифической резистентности [7]. Недостатком способа является необходимость внутримышечного введения препарата.
Известен способ повышения адаптационных возможностей организма к стресс-факторам различной природы путем применения экстракта элеутерококка в дозе 50 мл на 100 кг массы тела однократно внутрь с кормом. Адаптогенным действием элеутерококка считается способность вызывать в организме состояние не специфически повышенной сопротивляемости к различным неблагоприятным факторам. Однако, по мнению Н.В.Лазарева [4], повышение общей адаптационной реакции организма на фоне применения элеутерококка снижает резистентность организма к инфекционному процессу.
Известен способ повышения функциональных возможностей организма коров путем введения люцэвиты - биоактивного препарата, обладающего способностью к сохранению ферментативного статуса организма и выступающего в качестве активатора внутриклеточных процессов, обеспечивая защиту организма при действии неблагоприятных факторов окружающей среды. 20%-ные водный раствор люцэвиты вводился внутримышечно в дозе 25 мг/кг массы тела животного 1 раз в день в течение 3 дней трехкратно с интервалом 3 дня. Эффективность препарата проявляется положительным влиянием на метаболические процессы, показатели естественной резистентности [1]. Недостатком способа является необходимость внутримышечного введения препарата.
Наиболее близким аналогом является способ повышения адаптационных возможностей организма коров путем введения в рацион хитозана кислоторастворимого с молекулярной массой 250 кДа (высокомолекулярный) и степенью деацетилирования 88% в дозе 2 мл/кг массы тела животного 2 раза в день в течение 5-6 дней. Повторное применение осуществляли через 5-6 дней. Данный препарат применялся на коровах, находящихся в условиях комплексного техногенного загрязнения тяжелыми металлами [3, 5, 6]. На показатели энергетического обмена хитозан оказал опосредованное влияние, так как, прежде всего, проявил свойства сорбента ионов тяжелых металлов, и уже на этом фоне нормализовались обменные процессы в организме коров.
Целью изобретения явилась разработка эффективного способа повышения адаптационных возможностей коров.
Поставленная цель достигается тем, что коровам, содержащимся в новых эколого-хозяйственных условиях, вводят внутрь 2,7-3,3%-ный раствор хитозана кислоторастворимого с молекулярной массой 120 кДа (низкомолекулярный) и степенью деацетилирования 81% в дозе 2,0-3,0 мл/кг массы тела животного однократно в течение двух 5-6-дневных курсов с интервалом 5-6 дней.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что в качестве фармакокорректора используют хитозан низкомолекулярный с молекулярной массой 120 кДа (килодальтон) и степенью деацетилирования 81%. Эквимолярное соотношение уксусной кислоты, хитозана и воды 1:3:100.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими решениями в данной области позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от известных, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».
В качестве материала применяют хитозан низкомолекулярный, полученный в производственных условиях ЗАО «Биопрогресс» ВНИиТИБП г.Щелково Московской области. 2,7-3,3%-ный гелевый раствор хитозана готовят на 1%-ном растворе уксусной кислоты. Выпаивание проводят в утренние часы до кормления в дозе 2,0-3,0 мл/кг массы тела в течение 5-6 дней. Через 5-6 дней курс повторяют по указанной выше схеме.
Хитозан, являясь биополимером полисахаридной природы, представляет собой полностью или частично дезацетилированный хитин, полученный из панциря камчатского краба Paralitodes camtchatica Tilesius. По химической структуре хитозан представляет собой сополимер D-глюкозамина и N-ацетил-D-глюкозамина, сочетающий в себе свойства полисахарида и поликатиона, что обусловливает его иммуностимулирующее действие, при котором макромолекула способствует повышению общей неспецифической резистентности организма к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Большое количество свободных аминогрупп в молекуле хитозана определяет его свойства связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд, поэтому хитозан является прекрасным катионитом.
Наличие положительного заряда на первичной аминогруппе хитозана в слабокислых (pH<6,2) водных растворах определяет его основные биологические свойства: биосовместимость, биодеградируемость, нетоксичность, высокую адсорбционную емкость, способность сорбировать токсичные вещества и образовывать комплексы с другими биополимерами, имеющими суммарный отрицательный заряд.
Механизм действия хитозана как адаптогена сводится к следующему: при приеме внутрь под воздействием пищеварительных ферментов часть хитозана расщепляется, всасывается в кровь и усваивается организмом в виде низкомолекулярных соединений - аминоглюканов, которые могут быть эффективно использованы как источник соответствующей аминомонозы для постоянного синтеза мукогликанов, входящих в состав протеогликанового комплекса, который, в свою очередь, образует комплекс с гиалуроновой кислотой - регулятором проницаемости тканей и, играющий важную роль в архитектурном формировании стенки кровеносных сосудов. Таким образом, наличие аминогрупп в макромолекуле, положительный заряд макроиона, а также антирадикальная активность полимера имеют определяющее значение в реализации адаптогенного действия полимера.
В России первые работы по хитину относятся к 1933-1934 гг. (П.П.Шорыгин), однако исследования в этой области были начаты около 30 лет назад. На сегодняшний день интерес к хитинсодержащим препаратам небывало возрос. Чем больше ученые узнают о свойствах хитина и хитозана, тем шире сфера их практического использования.
Анализ литературы свидетельствует о высокой лечебно-профилактической эффективности хитозана, что дает основание для более широкого испытания и внедрения его в ветеринарную практику, в частности, с целью повышения адаптационных возможностей организма коров к новым эколого-хозяйственным условиям.
Известно, что хитозан активирует синтезируемые в клетках соединительной ткани ферменты, ответственные за транспорт питательных веществ и продуктов жизнедеятельности клеток в матриксе, активируя, таким образом, лимфодренаж, и повышая эффективность терапии в системе эндоэкологической реабилитации [2]. Но до настоящего времени не известно, какой хитозан выполняет активацию наилучшим образом и какова роль олигомерного хитозана с различной молекулярной массой и степенью деацетилирования.
Из доступной нам литературы не известно использование хитозана кислоторастворимого с молекулярной массой 120 кДа и степенью замещения 81% для повышения адаптационных возможностей организма коров.
Все вышеперечисленное послужило основанием для испытания хитозана с молекулярной массой 120 кДа (низкомолекулярного) и степенью деацетилирования 81% как препарата, повышающего адаптационные возможности организма коров.
Пример выполнения. Для реализации предлагаемого способа был поставлен научно-производственный опыт на базе ООО «Ясные Поляны» Троицкого района Челябинской области. В качестве исследуемых объектов были использованы импортированные коровы симментальской породы австрийской селекции (завезенные в ООО «Ясные Поляны» в апреле 2007 года), подобранные по принципу пар-аналогов, с массой тела 500-550 кг, в возрасте 4,5 года. Коров разделили на 3 группы. Кормление и уход за животными были аналогичными.
Первая группа была контрольной, по биохимическим показателям которой судили о состоянии адаптационных процессов в организме коров, содержащихся в новых эколого-хозяйственных условиях.
Коровы второй опытной группы получали внутрь 3%-ный гелевый раствор хитозана низкомолекулярного со степенью деацетилирования 81% в дозе 2 мл/кг массы тела в течение 5 дней с повторением курса через 5 дней перерыва.
Коровам третьей группы задавали внутрь хитозан высокомолекулярный с молекулярной массой 250 кДа и степенью деацетилирования 88% в дозе 2 мл/кг массы тела животного 2 раза в день в течение 5 дней. Повторное применение осуществляли через 5 дней.
Кровь для исследований брали утром до кормления перед опытом, а затем на 10, 30, 60 день с момента дачи препарата.
Исходя из того, что адаптация животных к новым условиям осуществляется путем изменения функций органов и систем организма, требующих мобилизации метаболических процессов, выбраны показатели углеводного, жирового обмена и показатели, характеризующие антиоксидантную систему организма, играющие важную роль в развитии компенсаторных и адаптивных реакций организма.
Полученные результаты представлены в таблицах 1-3. Назначение хитозана способствовало повышению уровня глюкозы в сыворотке крови коров опытной группы на 10,18% на 10-й день опыта, в сравнении с контрольной группой, и на 13,58%, в сравнении с исходным уровнем (в прототипе - на 5,39% и 10,0% соответственно). На 30-й день отмечалось достоверное повышение уровня глюкозы в 1,9 раза, в сравнении с фоновым значением (в прототипе - в 1,8 раза). Благодаря адаптогенным свойствам хитозан оказывает положительное воздействие на энергетический обмен.
Из-за недостаточности энергетических субстратов, о чем свидетельствовала низкая концентрация глюкозы в крови коров контрольной группы (фоновые значения), организм животных не может покрыть свои потребности за счет аэробного гликолиза. Это приводит к компенсаторному усилению анаэробного гликолиза, о чем свидетельствовала тенденция к увеличению концентрации молочной кислоты в крови контрольной группы животных, в сравнении с опытными группами. Как показывают данные таблицы 1, содержание лактата в крови коров опытной группы повышалось к 10-му дню опыта на 12,06%, в сравнении с исходными величинами (в прототипе - на 22,10%). С 30-го дня, на фоне применения хитозана низкомолекулярного отмечалось снижение данного показателя, составившее 1,40±0,03 мкмоль/л. К 60-му дню опыта концентрация молочной кислоты составляла 1,32±0,02 мкмоль/л, что ниже уровня фона на 33,67% (в прототипе - на 24,73%).
Таким образом, применение препарата с низкой молекулярной массой ускоряет утилизацию промежуточных продуктов окисления, которые тормозят продукцию АТФ в митохондриях и реакциях глюконеогенеза, что способствует более эффективному вовлечению молочной кислоты в процессы энергообеспечения, вследствие чего уровень ее в крови снижается.
Таблица 1Показатели углеводного обмена в организме коров на фоне применения хитозана низкомолекулярного и высокомолекулярного <img file="00000001.tif" he="6" wi="35" img-content="undefined" img-format="tif" />
Группа
Фон
Сроки исследований (дни)
10
30
60
Глюкоза, ммоль/л
I
1,64±0,04
1,67±0,06
1,62±0,03
1,69±0,06
II
1,62±0,03
1,84±0,05<sup>**</sup>
3,10±0,08***
2,70±0,05**
III
1,60±0,03
1,76±0,04
2,85±0,06***
2,51±0,04*
ПВК, мкмоль/л
I
219,9±3,56
223,6±3,64
223,3±2,79
221,3±3,16
II
213,6±3,24
220,9±3,60
207,7±2,59**
192,3±2,36**
III
210,5±2,59
213,5±2,86**
211,35±2,23
197,7±2,28*
Молочная кислота, ммоль/л
I
2,05±0,04
2,14±0,03
2,35±0,05
2,30±0,05
II
1,99±0,03
2,23±0,05
1,40±0,03*
1,32±0,02**
III
1,90±0,03
2,32±0,04
1,56±0,03*
1,43±0,04*
Примечание: * p<0,05 ** p<0,01 *** p<0,001
У группы коров, получавших хитозан с молекулярной массой 120 кДа, содержание пировиноградной кислоты не претерпевало значительных изменений, в сравнении с фоновыми показателями. Оно лишь несколько повышалось к 10-му дню опыта до 220,9±3,60 ммоль/л, затем снижалось к 30-му дню и составляло 207,7±2,59 мкмоль/л. На 60-й день опыта концентрация ПВК на фоне применения хитозана низкомолекулярного снижалась до 192,3±2,36 мкмоль/л, что ниже уровня фона на 9,97% (в прототипе - на 6,08%).
На фоне применения крабового полимера произошли изменения и со стороны липидного обмена, а именно, назначение препарата (хитозана с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81%) способствовало повышению уровня общих липидов уже на 10-й день опыта, что в 1,8 раза выше исходного уровня и в 1,6 раза относительно контрольной группы (в прототипе - 1,7 и 1,5 раза соответственно). На 30-й день опыта изменения сводились к следующему: уровень общих липидов был на 64,38% выше фонового значения и на 53,84% больше в сравнении с группой коров, получавших основной рацион хозяйства (в прототипе - на 54,14% и 43,08% соответственно). К концу опыта (60-й день) это значение было несколько снижено. На этом фоне концентрация липопротеидов низкой плотности (β-липопротеидов) в крови коров, получавших хитозан низкомолекулярный, носила недостоверный характер.
Таблица 2Показатели липидного обмена в организме коров на фоне применения хитозана низкомолекулярного и высокомолекулярного <img file="00000001.tif" he="6" wi="35" img-content="undefined" img-format="tif" />
Группа
Фон
Сроки исследований (дни)
10
30
60
Общие липиды, г/л
I
3,63±0,10
4,11±0,13
3,90±0,39
4,56±0,32
II
3,65±0,08
6,60±0,10
6,00±0,35**
5,35±0,14*
III
3,62±0,06
6,07±0,09
5,58±0,26*
4,97±0,23
β-липопротеиды, г/л
I
7,85±0,10
8,07±0,09
8,01±0,23
8,16±0,11
II
8,03±0,12
7,95±0,08
8,01±0,11
8,08±0,13
III
7,82±0,10
7,98±0,09
8,03±0,10
8,20±0,15
Холестерол, ммоль/л
I
4,16±0,13
3,74±0,07
4,24±0,12
3,62±0,10
II
4,24±0,11
3,63±0,10**
2,40±0,10***
2,18±0,06**
III
4,18±0,14
3,69±0,11
4,20±0,13
2,33±0,09**
Примечание: * p<0,05 ** p<0,01 *** p<0,001
Противоположная тенденция наблюдалась по уровню свободного холестерола в сыворотке крови коров опытной группы, проявившаяся в снижении концентрации данного показателя на 30-й день опыта в 1,8 раза относительно контрольной группы.
В конце опыта (60-й день исследований) уровень холестерола в сыворотке крови коров опытной группы составил 2,18±0,06 ммоль/л, однако, оставался выше нормативных значений (в прототипе - 2,33±0,09 ммоль/л).
Существенное влияние хитозан низкомолекулярный оказал на показатели антиоксидантной системы организма коров (таблица 3).
Таблица 3Динамика содержания церулоплазмина и малонового диальдегида в организме коров на фоне применения хитозана низкомолекулярного и высокомолекулярного <img file="00000001.tif" he="6" wi="35" img-content="undefined" img-format="tif" />
Группа
Фон
Сроки исследований (дни)
10
30
60
Церулоплазмин, г/л
I
1,20±0,03
1,21±0,02
1,17±0,02
1,19±0,03
II
1,18±0,02
1,12±0,02
1,32±0,05**
1,44±0,05***
III
1,15±0,01
1,18±0,04
1,26±0,04
1,34±0,05
МДА, моль/л
I
3,18±0,08
3,29±0,09
3,27±0,08
3,23±0,04
II
3,15±0,07
3,13±0,08
2,65±0,09**
2,59±0,08***
III
3,19±0,06
3,20±0,06
2,67±0,12*
2,63±0,10*
Примечание: * p<0,05 ** p<0,01 *** p<0,001
Отмечалось повышение уровня основного антиоксиданта сыворотки крови животных - церулоплазмина, в сравнении с фоновыми значениями на 11,86% и 22,03% (30-й и 60-й день опыта) (в прототипе - на 9,56% и 16,52% соответственно).
На фоне применения хитозана низкомолекулярного снижался уровень содержания малонового диальдегида до 2,59±0,08 моль/л на 60-й день наблюдений (в прототипе - до 2,63±0,10 моль/л).
На основании полученных результатов можно сделать заключение, что в организме коров, получавших хитозан низкомолекулярный, идет интенсивное окисление углеводов, в результате которого выделяется энергия, необходимая для обеспечения постоянства энергетического потенциала организма коров, т.к. основным критерием устойчивого адаптивного поведения являются энергетические аспекты резистентности.
Таким образом, преимущество заявленного способа, по сравнению с прототипом и другими предложениями в этой области, позволяет рекомендовать хитозан с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81% к применению в ветеринарной практике для повышения адаптационных возможностей организма коров.
Источники информации
1. Идрисова P.P. Терапевтическая эффективность фитопрепарата «Люцэвита» при гепатозе продуктивных коров // Актуальные проблемы вет. медицины и производства продукции животноводства и растениеводства: м-лы Международной научно-практической конференции / УГАВМ. - Троицк. - 2006. - С.54-56.
2. Комаров Б.А. Некоторые особенности в действии фитохитодезов и перспективы повышения их эффективности / Б.А.Комаров, К.А.Трескунов, Л.В.Погорельская, А.И.Албулов // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: м-лы 9-й международной конференции (13-17 октября 2008, г.Ставрополь) / РосХит. - 2008. - С.173-177.
3. Лазарева Е.В. Влияние сукцината хитозана на химический состав мышечной ткани бычков черно-пестрой породы в условиях техногенной зоны Южного Урала / Е.В.Лазарева, А.Р.Таирова // Адаптация, здоровье и продуктивность животных: Сборник докладов Сибирской Межрегиональной науч.-практ.конф./ Новосибирск, 2008. - С.128-131.
4. Лазарев Н.П. О продолжительности и особенностях стимулирующего действия элеутерококка на организм крупного рогатого скота / Н.П.Лазарев, З.Л.Лутфеев // Тез. докл. 3 науч. конф./Свердл. СХИ. - 1970. - С.99-102.
5. Таирова А.Р. Перспективы использования хитозана в ветеринарной практике с целью коррекции уровня тяжелых металлов в организме животных при хирургической патологии / А.Р.Таирова, В.В.Молоканов // Актуальные проблемы ветеринарной хирургии: Труды международной науч.-практ.конф., посв, 75-летию УГАВМ. - Троицк, 2004. - С.161-162.
6. Таирова А.Р. Применение производных хитина в животноводстве / А.Р.Таирова, Е.В.Лазарева, О.В.Голубева, Л.Г.Хайруллина // Современные проблемы ветеринарной терапии и диагностики болезней животных: м-лы юбилейной международной науч.-практ.конф. ветеринарных терапевтов и диагностов, посв. 90-летию со дня рождения заслуж. деятеля науки РСФСР, академика РАЕ, докт. вет. наук, профессора Кабыша А.А. (17-19 мая 2007 г, г.Троицк) / УГАВМ. - 2007. - С.108.
7. Шушарин А.Д. Влияние витадаптина на естественную резистентность сухостойных коров и их потомства / И.А.Шкуратова, И.М.Донник, В.К.Невинный, А.Д.Шушарин, Н.А.Верещак, М.В.Ряпосова, И.П.Беляев, Е.В.Сбитнев. / Ветеринария - 2007. - №7. - С.14-15.