Фармако-токсикологические свойства и применение железа аскорбината в птицеводстве.

На правах рукописи

ПРЫГУНОВ ВЛАДИМИР ИГОРЕВИЧ

Фармако-токсикологические свойства и применение железа аскорбината в птицеводстве.

06.02.03 – ветеринарная фармакология и токсикология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва-2010

Работа выполнена в лаборатории токсикологии и санитории кормов в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии» РАСХН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Дорожкин Василий Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Бондаренко Владимир Олегович

(ФГУ «ВГНКИ»)

кандидат ветеринарных наук, доцент

Виолин Борис Викторович

(ГОУ ВПО «МГУПБ»)

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-

исследовательский ветеринарный

институт патологии, фармакологии

и терапии Россельхозакадемии»

(г. Воронеж)

Защита диссертации состоится «__» _____________ 2010 года в __ часов на заседании диссертационного совета Д 220.011.01. при Федеральном государственном учреждении «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов» ФГУ «ВГНКИ» (123022, г. Москва ул. Звенигородское шоссе, д.5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «ВГНКИ».

Автореферат разослан «___»__________ 2010 года

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат ветеринарных наук,

доцент Козырев Ю.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Птицеводство является динамичной отраслью животноводства, обеспечивающей население высокалокалорийными продуктами питания. Одной из основных причин, препятствующих полной реализации генетического потенциала сельскохозяйственной птицы, является нарушение обмена веществ, обусловленное недостатком или низким усвоением биологически активных и минеральных веществ, что приводит к снижению уровня естественной резистентности и ухудшению воспроизводительной способности организма, (В. И. Фисинин 1987, 1999, 2001; Т. М. Околелова, 1996, 2001; Э.В. Никишова с соавт, 2006). Высокая интенсивность обменных процессов, постоянное выведение биологически активных веществ с яичной массой, дисбактериозы, возникающие каждый раз после проведения лечебно-профилактических мероприятий связанных с применением антибиотиков и других химиотерапевтических средств, приводят к нарушению витаминно-минерального питания птицы. Радикальным решением этой проблемы следует считать разработку эффективных и безопасных препаратов, обладающих высокой биологической доступностью и фармакологической эффективностью (В.В. Емельянов с соавт., 2007; А.П. Кебец с соавт., 2004; А.П. Курдеко с соавт., 2008; С.С. Ушаков с соавт., 2007; П. М. Шешко, 1993; И.А. Егоров с соавт., 1994; Т. М. Околелова, 1996, 2001; В. А. Антипов, 1997; В. И. Фисинин, 2001; О.С. Ручий, 2007 и др.).

Учитывая, что все биологически активные вещества, предназначенные для защиты здоровья и повышения продуктивности птицы, в том или ином виде поступают в экологические системы и достигают человека, возникает потребность в разработке таких препаратов, которые могли бы полностью метаболизироваться в организме до естественных продуктов биотопа (Н. А. Уразаев, 1995; В.И. Трухачев, 2002).

В таких случаях для профилактики и коррекции нарушений обменных процессов обычно рекомендуются добавки к рациону неорганических солей микроэлементов. Между тем неорганические соли, особенно при клиниче­ских формах микроэлементозов, не всегда достаточно эффективны. Это свя­зано с их низкой биологической доступностью (не более 20-30%), в резуль­тате чего потребность в них организма животных не удовлетворяется даже при достаточных дозировках и продолжительном применении. В то же время известно, что биодоступность многих элементов выше, если они находятся в составе органических соединений (Б. Д. Кальницкий, 1986; Р.Х. Кармолиев, 2007; Н.М. Кебец с соавт., 2007).

Одним из вариантов решения этой проблемы является создание ком­плексных препаратов, содержащих в своем составе биогенный металл и ес­тественный метаболит или стимулятор (регулятор) обменных процессов. Интерес в этом отношении представляют производные аскорбиновой кислоты (А.П. Кебец с соавт, 2004, 2007; А. М. Табер, 1989), в частности комплекс с микроэлементами - аскорбинат железа. Функциональная активность этого соединения обусловлена его способностью образовывать хелатные структуры и участвовать во всех метаболических реакциях. Учитывая перспективность данного препарата в заместительной профилактике и терапии железодефицитных анемий, а также как средства с возможным иммуномодулирующим, стресспротекторным и ростостимулирующим действием, нами проведены комплексные исследования по выяснению фармакологических и токсикологических свойств железа ас­корбината.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение фармако-токсикологических свойств железа аскорбината и разработка методических рекомендаций по профилактике железодефицитной анемии в птицеводстве.

Для достижения цели на разрешение были поставлены следующие за­дачи:

0. изучить общетоксическое действие железа аскорбината;
1. изучить фармакологическое действие железа аскорбината;
2. разработать методические рекомендации по профилактике железодефицитной анемии в птицеводстве;
3. провести ветеринарно-санитарную оценку продукции птицеводства полученную после применения препарата;
4. разработать инструкцию по применению препарата.

1.3. Научная новизна работы. Изучено фармакологическое действие железа аскорбината, полученного путем синтеза. Установлено, что препарат по классификации К.К. Сидорова относится к группе малотоксичных веществ. Препарат не обладает кумулятивными свойствами, местнораздражающим, аллергенным и эмбриотропным действием. Положи­тельно влияет на морфологический и биохимический состав крови, общую резистентность, интенсивность роста и сохранность цыплят, яичную продуктивность кур, состав и качество куриного мяса. Введение препарата в рационы цыплят и взрослых кур снижает затраты кормов на производство яиц и мяса. Экспериментально доказана целесообразность применения органического соединения железа молодняку и взрослой птице с целью профилактики железодефицитной анемии. При том железа аскорбинат имеет более высокий уровень профилактической эффективности, чем неорганическая соль этого микроэлемента.

1.4. Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной раболты доложены и обсуждены на научно практической конференции, посвященной 40-летию ветеринарно-биологического факультета МГАВМиБ им К.И. Скрябина, Москва, 2006 г; Первом съезде ветеринарных фармакологов России, Воронеж, 2007; II съезде ветеринарных фармакологов и токсикологов «Современные проблемы ветеринарной фармакологии и токсикологии», Казань, 2009 г.

1.5. Основные положения, выносимые на защиту:

5. результаты исследования токсичности железа аскорбината;
6. фармакологическое и лечебно-профилактическое действие железа аскорбината, введенного в качестве добавки к корму цыплятам-бройлерам и курам-несушкам;
7. ветеринарно-санитарная оценка продукции птицеводства полученной после применения препарата.

1.6. Практическая значимость работы. Для практики предлагается новый препарат железа аскорбинат для лечения и профилактики нарушения обменных процессов организма птицы, установлены оптимальные дозы (600 и 1200 мг/кг корма) и схемы рационального применения. А так же разработаны методические рекомендации по профилактике железодефицитной анемии в птицеводстве.

1.7. Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работы, 2 в журналах рекомендованных ВАК РФ.

1.8. Структура и объём диссертации. Диссертация представляет собой рукопись компьютерного набора объёмом 134 страницы. Состоит из разделов: введения, обзора литературы, описания материала и методик исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, предложений производству. В списке использованной литературы 217 источников из них 46- иностранных авторов. Текст иллюстрирован 17 рисунками и 23 таблицами.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнялась в 2006-2009 гг. на базе государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. Производственные опыты проводились в условиях птицеводческих хозяйств Московской и других областей.

В экспериментальной части работы было использовано 180 белых крыс, 30 кроликов, 36 морских свинок, 100 куриных эмбрионов, 840 цыплят различных возрастных групп; в клинических испытаниях - 1011 кур. Опытные и контрольные группы лабораторных животных и птиц комплектовали по принципу групп-аналогов по породности, полу, возрасту, массе тела, условиям содержания и кормления.

Синтез нового соединения железа с аскорбиновой кислотой осуществ­лялся в ООО «Полисинтез» (Белгород). Железа аскорбинат (С6Н7О6)2Fe*4Н2О, получают обработкой маточного раствора аскорбиновой кислоты карбонатом кальция и сульфатом закисного железа. Железа аскорбинат содержит массовую долю в %: железа аскорбината в пересчете на аскорбиновую кислоту - 8; в пересчете на железо - 3.

Исследование общетоксического действия железа аскорбината проводили согласно требованиям по изучению действия новых фармакологических веществ, а также с учётом имеющихся по этому вопросу руководств (И. В. Саноцкий, 1965; О. И. Маслиева, 1967; И. А. Кассирский, Г. А. Алексеев, 1970; Б. Д. Кальницкий, 1979; Ю. М. Островский, 1979; В. В. Меньшиков с соавт., 1987; Р. Н. Коровин, 1989; Б. И Антонов, 1989; А.М. Смирнов с соав., 2008 г.).

Изучение острой токсичности проводили на нелинейных белых крысах при однократном пероральном пути введения. О токсичном действии судили по клинической картине, количеству погибших и результатам патологоанатомического вскрытия животных. Среднюю смертельную дозу (LD50) определяли по Керберу (М. Л. Беленький, 1963).

Исследование местного действия на слизистые оболочки изучали на кроликах и белых крысах. Кроликам вводили в конъюнктивальный мешок 1%-ный раствор препарата, а крысам перорально натощак вводили железа аскорбинат. (А.М. Смирнов с соав., 2008 г.).

Аллергенное действие препарата проверяли на морских свинках путем многократных аппликаций препарата в нативном виде и в разных разведениях, и методом оценки тяжести пищевой анафилаксии. Эмбриотоксическое действие изучали на 7-дневных куриных эмбрионах. Препараты вводили в желточный мешок в дозах 0,1; 0,02 и 0,01 LD50. Влияние препарата на постнатальное развитие изучали на вылупившихся цыплятах. (В. В. Меньшова с соавт., 1987, А.Т. Иванов с соавт.,1989, А.М. Смирнов с соав., 2008 г.).

Хроническую токсичность изучали на белых крысах. В течение всего опыта животные находились под наблюдением, во время которого учитывали потребление корма и воды, состояние волосяного покрова и слизистых оболочек, поведение, весовые показатели, температуру тела. Оценивали состояние сердечно-сосудистой и дыхательных систем. Исследовали кровь и мочу лабораторных животных. Влияние препарата на антитоксическую функцию печени изучали на модели гексеналового сна. В конце опыта проводили патоморфологические и гистологические исследования умерщвленных животных. (А. А. Кудрявцев с соавт., 1974, В. С. Камышников, 2004, А.М. Смирнов с соав., 2008 г.).

Профилактическое действие железа аскорбината изучалось на цыплятах-бройлерах и курах-несушках путем замены в витаминно-минеральных премиксах аскорбиновой кислоты и железа эквивалентными дозами изучаемого нами препарата. О характере влияния препарата железа на организм птиц судили по клиническим, гематологическим, биохимическим и иммунологическим показателям, интенсивности роста и продуктивности птицы (М.Т. Таранов, 1976; В. М. Холод, Г. В. Ермолова, 1988; Б. Антонов, 1991, В. Г. Дорофейчук, 1986, В. М. Митюшников, 1985). В течение экспериментального периода учитывали: сохранность поголовья; живую массу цыплят-бройлеров и кур-несушек; затраты корма на единицу продукции; интенсивность яйцекладки. Проводили анализ биохимического состава мяса птицы, полученного после применения препарата. На основании результатов производственных испытаний проводили расчёты экономической эффективности применения железа аскорбината в птицевод­стве (О.И. Маслиева, 1967, Г.В. Колоболотский, 1974, П.В. Житенко, 1998, В.А. Макаров, 1992, В. Н. Агеев с соавт., 1982).

Статистическую обработку результатов исследований проводили на компьюторе с использованием программ Microsoft Excel и Primes for Biostatistics 4.03 for Windows. Степень достоверности различий вычислялась с помощью коэффициента Стьюдента. Изменения по сравнению с контролем считались достоверными при вероятности p

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Исследование общетоксического действия железа аскорбината

3.1.1. Изучение острой токсичности.

Препарат вводили крысам в желудок натощак в виде суспензии в дозах 2,5, 5,0, 7,5; и 10 г/кг. Установлено, что внешний вид и поведение животных, состояние шерстного покрова и видимых слизистых оболочек, отношение к корму, подвижность, ритм и частота дыхания животных после введения препарата на протяжении всего периода (14 сут.) наблюдения не имели отклонений от нормы, опытные животные не отличались от контрольных. На протяжении эксперимента гибели животных как в опытных, так и в контрольной группах не наблюдалось.

В результате исследований установлено, что однократное внутрижелудочное введение препарата в диапазоне доз от 2,5 до 10 г/кг не вызывало изменений массы внутренних органов умерщвленных животных. При осмотре органов, полостей тела не обнаружено признаков кровоизлияний, а также других отличий от интактных животных.

Установлено, что железа аскорбината по классификации К.К. Сидорова является малотоксичным веществом.

Исследования местного действия на слизистые оболочки проводили на кроликах и белых крысах. После постановки коньюнктивальной пробы на кроликах не выявлено изменений кровенаполнения сосудов коньюнктивы, наличие лакримации, изменений состояния роговицы и век. Опытным крысам внутрижелудочно натощак вводили железа аскорбинат из расчета 30 и 300 мг/кг массы тела. При визуальном осмотре и гистологическом исследовании каких-либо патологических изменений после введения препарата не обнаружено. В результате проведенных исследований установлено, что изучаемый препарат местнораздражающим действием не обладают.

При исследовании аллергенного действия железа аскорбината животных взвешивали, измеряли температуру тела, определяли степень покраснения кожи, производили подсчет форменных элементов крови, выводили лейкограмму и ставили реакцию специфической агломерации лейкоцитов.

Установлено, что при нанесении на кожу сенсибилизированным морским свинкам препарата в виде водной суспензии в дозах 50 и 500 мг/кг массы тела все вышеперечисленные показатели находились в пределах физиологической нормы. При этом не было обнаружено по ним статистически достоверной разницы между контрольной и опытными группами

Эмбриотоксическое и тератогенное действие препарата изучали на 7-суточных куриных эмбрионах. Куриным эмбрионам препарат вводили в желточный мешок в виде 1,0; 2,0 и 10,0%- ной суспензии на изотоническом растворе натрия хлорида. Установлено, что железа аскорбинат не вызывает у эмбрионов кур патологических изменений внутренних органов, пространственной ориентации костей скелета и их оссификации.

Были также изучены выводимость и развитие цыплят, вылупившихся из оставшихся после обработки железа аскорбинатом яиц. Проведённые исследования показали, что большая выводимость и сохранность была при введении эмбрионам 2 и 10% суспензии - на 1,4 и 2,8%, соответственно. Таким образом, изучаемый нами препарат не обладает эмбриотоксическим и тератогенным действием, а стимулирует последующий рост и развитие эмбрионов.

3.1.2. Исследование хронической токсичности.

Изучение хронической токсичности железа аскорбината проводили на нелинейных, здоровых, половозрелых белых крысах обоего пола. Для этого было сформировано 4 группы животных. Препарат животным опытных групп вводили перорально в дозах 10, 50 и 500 мг/кг массы тела.

Длительное введение препарата крысам в разных дозах не приводит к изменению состояния кожного и волосяного покрова, видимых слизистых оболочек. Потребление корма и воды крысами опытных групп не отличалось от контрольной. Животные всех групп были активны, физиологические отправления нормальными.

За весь трехмесячный срок наблюдения крысы, получавшие препарат, имели небольшое превосходство по массе тела (р>0,05).

У крыс проводили контрольные измерения температуры тела и определяли частоту дыхания, при этом они в одном из вариантов по скармливанию железа аскорбината не выявлено каких-либо отклонений температуры тела и частоты дыхания. Возбудимость и реактивность крыс как опытных, так и контрольных групп к концу эксперимента несколько снижалась. Частота сердечных сокращений у крыс, получавших препарат, соответствует значениям физиологической нормы и с возрастом несколько уменьшается, как и у животных контрольной группы.

В конце экспериментального периода проводились гематологические и биохимические исследования крови подопытных крыс (табл 1).

Таблица 1

Влияние железа аскорбината на состав периферической крови и лейкограмму