CC BY
55
DOI: 10.24411/2074-5036-2019-10051 УДК 636.087.8
Ключевые слова: анемия, поросята-сосуны, ультрадисперсный порошок металла, сывороточное железо, эритроциты, гемоглобин.
Key words: аnemia, sucking pigs, ultrafine metal powder, serum iron, red blood cells, hemoglobin.
Андреева Е. Ю., Родионова Т. Н., Леонтьева И. В.
ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ НАНОПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА, ЦИНКА И МЕДИ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНОЙ
АНЕМИИ ПОРОСЯТ-СОСУНОВ
APPLICATION OF THE MINERAL COMPLEX ON THE BASIS OF IRON, ZINC AND COPPER NANOPOWDERS FOR PREVENTION OF IRON-DEFICIENCY ANEMIA OF SUCKING PIGS
Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова 410005, г. Саратов, ул. Большая Садовая, 220. Тел.: (8452) 69-25-32
Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilova 410005, Saratov, st. Bolshaya Sadovaya, 220.
Tel.: (8452) 69-25-32.
Андреева Елена Юрьевна, соискатель кафедры «Болезни животных и ветеринарно-санитарная экспертиза».
E-mail: lenochka1551@yandex.ru
Andreeva Elena Yuryevna, applicant of the Animal Diseases and Veterinary Sanitary Expertise Dept.
Е-mail: lenochka1551@yandex.ru Родионова Тамара Николаевна, д. б. н., профессор кафедры «Болезни животных и ветеринарно-санитарная
экспертиза». E-mail: tamararodionova@yandex.ru Rodionova Tamara Nikolaevna, Doctor of Biological Sciences, Professor of the Animal Diseases and Veterinary and
Sanitary Expertise Dept. Е-mail: tamararodionova@yandex.ru Леонтьева Ирина Вячеславовна, к. вет. н., доцент кафедры «Болезни животных и ветеринарно-санитарная
экспертиза». E-mail: lenochka1551@yandex.ru Leontieva Irina Vyacheslavovna, PhD of Veterinary Sciences, Associate Professor of the Animal Diseases and Veterinary
Sanitary Expertise Dept. Е-mail: lenochka1551@yandex.ru
Аннотация. В статье рассмотрено применение минерального комплекса на основе нанопорошков металлов для профилактики алиментарной анемии поросят-сосунов. Разработана инъекционная форма минерального комплекса на основе нанопорошков металлов для внутримышечных инъекций. При применении минерального комплекса на основе ультрадисперсных порошков железа, цинка и меди выявлена положительная динамика увеличения концентрации гемоглобина, количества эритроцитов и содержания сывороточного железа в крови контрольной и опытной групп животных. Установлено увеличение уровня гемоглобина животных опытной группы на 50 % по сравнению с исходными данными и на 5 % по сравнению с показателями животных контрольной группы к 42-дневному возрастному периоду. Зарегистрировано наличие лейкоцитоза у животных контрольной группы на протяжении всего периода наблюдения, тогда как количество лейкоцитов животных опытной группы находилось в пределах нормативных значений. Отмечено статистически значимое увеличение живой массы и среднесуточного привеса животных на протяжении всего периода наблюдения у обеих групп животных. Выявлен рост концентрации сывороточного железа в крови биообъектов, пропорциональный их возрастному периоду. Показано наличие профилактической эффективности разработанного препарата, проявляющееся в стимуляции процессов кроветворения в организме поросят-сосунов.
Summary. The article discusses the use of a mineral complex based on metal nanopowders for the prevention of alimentary anemia of suckling piglets. An injection form of a mineral complex based on metal nanopowders for intramuscular injection has been developed. When using the mineral complex based on ultrafine powders of iron, zinc and copper, a positive dynamics of an increase in the concentration of hemoglobin, the number of red blood cells and the content of serum iron in the blood of the control and experimental groups of animals was revealed. An increase in the hemoglobin level of animals of the experimental group was found to be by 50% compared with the initial data and by 5% compared with the indices of the animals of the control group for the 42-day age period. The presence of leukocytosis in animals of the control group was recorded throughout the entire observation period, while the number of leukocytes of animals of the experimental group was within the standard values. There was a statistically significant increase in live weight and daily average weight gain of animals throughout the observation period in both groups of animals. An increase in the concentration of serum iron in the blood of biological objects was found proportional to their age period. The presence of the prophylactic effectiveness of the developed drug is shown, which manifests itself in the stimulation of hematopoiesis in the body of suckling piglets.
Введение
Среди заболеваний молодняка сельскохозяйственных животных, в частности, поросят, анемии отводится достаточно заметная роль [6]. Несмотря на то что это одно из наиболее часто встречающихся гематологических нарушений, возникает немало вопросов в его диагностике и терапии. Ограниченное количество данных по анализу причин возникновения физиологической анемии не дают возможности правильно оценить степень активности обменных процессов в организме животных и наметить коррек-ционные пути комплексных терапевтических мероприятий.
Вопросы этиологии, патогенеза, дифференциальной диагностики и комплексной терапии железодефицитной анемии поросят закономерно являются одним из приоритетных направлений и ветеринарной науки. Проблема анемии животных является насущной и требует дальнейшей разработки новых методов дифференциальной диагностики, комплексной терапии с помощью современных эффективных лекарственных препаратов.
В настоящее время на переднем плане проектов фармацевтических компаний стоит разработка препаратов, содержащих в своем составе наночастицы эссенциальных микроэлементов [1]. Известно, что подобные лекарственные средства отличаются высокой биодоступностью ввиду электронейтральности наночастиц и низкой токсичностью. Применение наночастиц металлов способствует снижению потерь молодняка, продуктивности и эффективности в животноводстве, при существенно меньшем расходе микроэлементов [2]. Этим препараты, содержащие наночастицы металлов, превосходят свои аналоги в виде солей и хелатных комплексов. Наиболее широко используемыми являются на-нопрепараты, в основу которых входят ультра-диперсные порошки металлов. В частности, доказана терапевтическая и профилактическая эффективность нанопорошка железа при лечении железодефицитной анемии поросят-сосунов [4, 8]. Поскольку помимо железа немаловажную роль в развитии анемии играет недостаток таких микроэлементов, как медь и цинк, целесообразным представляется разработка комплексных минеральных препаратов на основе данных элементов в наноформе [5, 7].
Цель - оценить эффективность применения
минерального комплекса на основе нанопорош-ков железа, цинка и меди.
Материалы и методы
Ультрадисперсные порошки металлов были получены плазменным методом в Государственном научно-исследовательском институте химии и технологии элементоорганических соединений (филиал в г Саратов). Размер наноча-стиц микроэлементов составлял от 30 до 100 нм.
Для приготовления инъекционной формы комплекса нанопорошков ультрадисперсные порошки металлов в плоскодонной колбе смешивались с органическим растворителем (пропиленгликоль) с добавлением ПВА -Twen80, в последующем раствор доводили дистиллированной водой до метки 100 мл. Количество микроэлементов в 1 мл раствора составляло: железо 10,0 мг, цинк 9,0 мг, медь 1,0 мг Во избежание появления агломератов наночастиц, после смешивания всех компонентов инъекционной формы, колбу с раствором помещали в ультразвуковую ванну на 20-30 мин. Данная манипуляция позволила достичь гомогенной консистенции инъекционной формы, расслоение которой полностью исчезает при небольшом взбалтывании раствора. Готовый препарат представлял собой водно-дисперсионную суспензию от темно-серого до черного цвета.
Стандартизацию препарата проводили по органолептическим, физико-химическим и биологическим показателям. Определение стерильности при помощи метода подсчетаколонийнаплотныхпитательныхсредах в чашках Петри показало полное отсутствие патогенной и непатогенной микрофлоры в препарате.
В экспериментах использовали 60 поросят-сосунов белой породы в возрасте 21 сут, содержащихся в условиях ветеринарного стационара СГАУ им. Н.И. Вавилова. Было сформировано две группы животных: контрольная и опытная, по 30 поросят в каждой группе. Контрольной группе однократно внутримышечно вводили препарат «Седимин» (ООО Фирма «А-БИО», г Пущино) в дозе 2 мл, опытная группа также однократно получала внутримышечные инъекции разработанного минерального комплекса на основе нанопорошков железа, цинка и меди в дозе 3 мл. Основу дизайна исследования составлял отбор проб крови поросят до введения
му возрасту уровень гемоглобина в контрольной и опытной группах достоверно повысился до 66,3 и 69,6 г/л соответственно. При этом показатель количества эритроцитов в опытной группе характеризовался статистическими значимыми различиями как с исходными данными, так и со значениями в контрольной группе.
Следует отметить, что на протяжении всего периода наблюдения у животных опытной группы отмечалось достоверное увеличение количества лейкоцитов, в конечном итоге приближающееся к значениям физиологической нормы от 9,2 до 9,5 109/л. Вместе с тем контрольная группа животных характеризовалась значительно более высокими численными значениями данного параметра, что составляло 11,6; 12,2; 12,5109/л на 28-е, 35-е и 42-е сутки жизни поросят соответственно.
К 35-ти и 42-дневному периоду жизни поросят концентрация гемоглобина животных контрольной группы составляла 74,2 и 95,1 г/л соответственно, против исходного значения 58,4 г/л. Количество эритроцитов животных контрольной и опытной групп соответствовало преде-
Таблица 1
Динамика показателей гемограммы поросят-сосунов, (M±m)
Показатели Контрольная группа, п=30 Опытная группа, п=30
21-е сутки
Гемоглобин, г/л 58,4±0,7 57,8±0,7
Эритроциты, х1012/л 3,8±0,3 3,5±0,3
Лейкоциты, х109/л 2,9±0,3 2,8±0,3
Железо, мкмоль/л 19,8±0,1 20,5±0,9
28-е сутки
Гемоглобин, г/л 66,3±1,7* 69,6±1,4*
Эритроциты, х1012/л 4,39±0,2 4,85±0,1*#
Лейкоциты, х109/л 11,6±0,5* 9,25±0,2*#
Железо, мкмоль/л 21,2±0,4* 23,6±0,6*#
35-е сутки
Гемоглобин, г/л 74,2±1,1* 82,1±2,8*#
Эритроциты, х1012/л 5,1±0,1* 5,26±0,1*
Лейкоциты, х109/л 12,2±0,3* 9,7±0,2*#
Железо, мкмоль/л 25,3±0,2* 29,0±0,1*#
42-е сутки
Гемоглобин, г/л 95,1±1,5* 100,3±1,5*#
Эритроциты, х1012/л 6,0±0,1* 6,09±0,1*
Лейкоциты, х109/л 12,5±0,3* 9,5±0,2*#
Железо, мкмоль/л 31,9±0,1* 33,1±0,4*#
Примечания: * - различия с показателями до введения препарата достоверны при р<0,05; # - различия с контрольной группой достоверны при р<0,05.
препарата в возрасте 21 дня, на 28-е, 35-е и 42-е сутки жизни с целью анализа гемограммы. Забор крови осуществляли из яремного венозного синуса поросят. Анализ проб крови проводили на автоматическом гематологическом анализаторе ВЕСКМАК.
Результаты и обсуждение
Результаты динамики показателей гемограммы поросят-сосунов представлены в таблице 1.
При анализе данных таблицы 1 установлено, что у поросят обеих групп к 21-му дню жизни развилась алиментарная анемия, которая характеризовалась снижением содержания гемоглобина от 57,8 до 58,4 г/л, количества эритроцитов - от 3,5 до 3,81012/л, тогда как в норме к этому жизненному периоду концентрация гемоглобина должна составлять 108 г/л, а количество эритроцитов - 5,3 1012/л [3]. Количество лейкоцитов к 21-м суткам жизни поросят у обеих групп животных находилось ниже нормативного уровня, что предположительно свидетельствовало о развитии иммунодефицитного состояния, характерного для железодефицитной анемии. К 28-дневно-
Таблица 2
Динамика показателей живой массы и среднесуточного привеса поросят-сосунов, (M±m)
Возраст животных Показатель Группа животных
Контроль Опыт
21 день живая масса, кг 3,0±0,03 3,1±0,05
28 дней среднесуточный привес, кг 0,157 4,6±0,1*#
живая масса, кг 4,1±0,07* 0,157
35 день среднесуточный привес, кг 0,142 0,157
живая масса, кг 5,1±0,1* 5,7±0,1*#
42 дня среднесуточный привес, кг 0,157 0,142
живая масса, кг 6,2±0,1* 6,7±0,1*#
Примечания: * - различия с показателями до введения препарата достоверны при р<0,05; # - различия с контрольной группой достоверны при р<0,05.
лам нормативных значений от 5,1 до 6,09 1012/л. Показатель содержания гемоглобина животных опытной группы в данный возрастной период отличался статистически значимым восстановлением в сторону физиологической нормы и составляли от 82,1 до 100,3 г/л, что на 5 % выше показателей контроля и на 50 % по сравнению с исходными значениями. Уровень сывороточного железа достоверно повышается весь период экспериментальных наблюдений, однако для животных опытной группы был характерен несколько более интенсивный рост данного параметра, возможно, это связано с повышенной биодоступностью нанометаллов.
В таблице 2 представлены результаты динамики показателей живой массы и среднесуточного привеса поросят-сосунов.
По данным таблицы 2 выявлено достоверное увеличение живой массы и среднесуточного привеса животных обеих экспериментальных групп на протяжении всего периода исследований. Вместе с тем, при использовании минерального комплекса на основе нанопорошков железа, цинка и меди отмечается более интенсивный рост живой массы поросят. Полученные данные показателей живой массы и среднесуточного привеса животных опытной группы также являлись статистически значимыми по сравнению как с показателями контрольной группы, так и с исходными данными и составляли 4,6; 5,7; 6,7 кг на 28, 35 и 42-дневный возрастной период соответственно.
Заключение
Таким образом, минеральный комплекс на основе нанопорошков железа, цинка и меди яв-
ляется не менее эффективным средством для профилактики железодефицитной анемии поросят-сосунов по сравнению с традиционным препаратом «Седимин». Внутримышечное введение разработанного препарата оказывает стимулирующее влияние на процессы гемопо-эза, а увеличении концентрации сывороточного железа в крови животных указывает на эффективное использование данного микроэлемента в процессах кроветворения.
Список литературы
1. Кадомцева М. Е. Био- и нанотехнологии в агро-продовольственном комплексе / М. Е. Кадомцева // Вестник Пермского политехнического университета. 2015. № 1. С. 74-81.
2. Камалова А. О. Инновационные процессы АПК: проблемы и пути разрешения / А. О. Камалова, Р. А. Та-ибова, М. А-Г. Кардашова [и др.] // Вестник университета [ГУУ]. М., 2016. № 10. С. 146-149.
3. Кондрахин И. П. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. Справочник / И. П. Кондрахин. М.: КолосС, 2004. 520 с.
4. Кульзенева М. П. Фармакологические свойства на-нодисперсных препаратов железа и их применение при железодефицитной анемии поросят : дис. ... канд. вет. наук: 06.02.03 / М. П. Кульзенева. Краснодар, 2010. 157 с.
5. Левина А. А. Соотношение между основными микроэлементами (Fe, Cu, Zn) при анемиях различной этиологии / А. А. Левина, Л. Т. Минина, Н. В. Цветаева // Клиническая лабораторная диагностика. 2013. № 7. С.45-48.
6. Сидоркин В. Болезни свиней / В. Сидоркин, А. Гавриш, А. Егунова. М.: «Аквариум», 2016. 548 с.
7. Сизова Е. А. О перспективности нанопрепаратов на основе сплавов микроэлементов-антагонистов (на примере Fe и Co) / Е. А. Сизова, С. А. Мирошников, С. В. Лебедев [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2016. № 4. Т. 51. С. 553-562.
8. Dia P. A novel nano-iron supplement to safely combat iron deficiency and anaemia in young children: The HAT-GUT double-blind, randomized, placebo-controlled trial protocol / P. Dia, M. Ni, O. Ofordile // Gates Open Res. 2018. № 11. Р. 12-18.
