CC BY
5УДК 577.175.12
ДЕЙСТВИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЛИСАХАРИДОВ ЛАПЧАТКИ ГУСИНОЙ
А.А. Назарова, аспирант, Рязанский ГАТУ С.Д. Полищук, д.т.н. профессор, Рязанский ГАТУ Ю.Н. Иванычева, аспирант,Рязанский ГМУ Г.И. Чурилов, к.х.н. доцент, Рязанский ГМУ
Г.Э. Фолманис, д.т.н. профессор Института металлургии и материаловедения им. Байкова РАН Л.В. Коваленко, д.т.н. профессор Института металлургии и материаловедения им. Байкова РАН
Среди факторов, определяющих полноценность кормления сельскохозяйственных животных, большое значение имеют минеральные вещества. Они участвуют в процессах синтеза и распада, всасывания и выведения биологически активных веществ, создают благоприятную среду для нормального действия ферментов, гормонов и витаминов, поддерживают осмотическое давление и т.д.
Одним из стимуляторов роста растений и активизации обменных процессов в организме являются микроэлементы в виде ультрадисперсных порошков металлов (УДПМ), которые отличаются простотой использования, экологической безопасностью, высокой эффективностью и значительной рентабельностью из-за малых доз использования. Отличительной особенностью нанопоршков является их малая токсичность по сравнению с солями металлов и способность активизировать физиологические и биохимические процессы при использовании их в очень малых дозах. Широкое применение УДПМ может явиться одним из путей успешного развития сельского хозяйства.
Однако, при использовании биологически активных добавок, ещё недостаточно изучено их комплексное влияние в системе растение-животное-человек. Нет данных о влиянии нанопорошков железа на накопление биологически-активных соединений (БАС) в растениях и о влиянии этих растений на кроветворную, иммунную и ферментную системы животных.
Используемые в исследованиях нанопорошки железа были получены водородным восстановлением соответствующих гидроксидов при температуре восстановления 3500С по технологиям института стали и сплавов и института металлургии РАИ (Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолманис, 2006).
Цель настоящего исследования состояла в изучении влияния нанодисперсных порошков железа на накопление биологически активных соединений
в растениях лапчатки гусиной и влиянии данных растений на физиологическое состояние животных и морфо-биохимические показатели их крови. Параллельно исследовалось воздействие нанопорошков железа на организм кроликов при непосредственном введении порошков в рацион.
Растение семейства Розоцветных лапчатка широко используется в народной медицине. Следует отметить хорошую сырьевую базу растений. Они распространены по всей территории России, а, следовательно, доступны.
Важный аспект биологического действия растений рода лапчатка основан на наличии в настоях и отварах этих трав соединений углеводной природы. В литературе отсутствуют данные по влиянию ультрадисперсных порошков на содержание полисахаридов.
На первом этапе изучалось влияние нанопорошков железа на накопление полисахаридов в растениях лапчатки гусиной. Перед посадкой семена были обработаны УДП Fe в количестве 0,03г на гектарную норму высева семян. В процессе вегетации растения, семена которых обработали УДП железа, имели более мощную надземную и корневую части, по сравнению с контролем.
Собранные надземные части растений сушились в хорошо проветриваемом помещении. Высушенное растительное сырье подвергали исследованию на содержание водорастворимых полисахаридов.
Извлечение полисахаридов проводили по традиционной методике: из высушенного растительного сырья при повышенной температуре с последующим осаждением этиловым спиртом (Чекулаева Г.Ю., Чурилов Г.И., 2002).
Количества полисахаридов, выделенных из растения лапчатка гусиная, представлены в таблице 1. Наибольшее количество углеводов образуется в конце июня - начале июля месяца, что совпадает с началом массового цветения.
№1, 2009
Таблица 1. - Влияние УДП Fe на содержание полисахаридов, выделенных из надземных частей лапчатки гусиной, в % от абсолютного сырья
№№ Даты отбора Содержание полисахаридов, %
п/п проб Контроль УДП железа
1. 2.06 2,72 2,80
2. 22.06 2,75 2,83
3. 4.07 3,50 3,63
4. 15.07 5,91 6,75
5. 12.08 6,06 6,78
Из таблицы 1 следует, что динамика накопления полисахаридов в растениях лапчатки гусиной повышается при цветении, начиная с 4 июля. К 15 июля содержание полисахаридов в растениях, выращенных из семян, обработанных УДПМ, превышало контроль на 14,2 %, что свидетельствует о высоком уровне активации метаболических процессов. Увеличение содержания полисахаридов во время цветения, вероятно, объясняется тем, что к фазе цветения резко затормаживаются процессы новообразования клеток, тканей и новых органов, но при этом фотосинтез активно протекает. В результате чего в растениях идет накопление полисахаридов.
На втором этапе изучалось воздействие на кроликов нанопоршков железа. Опыт проводился в 3-х группах:
1 группа - контроль.
2 группа - опытная, животным в рацион добавлялась трава лапчатки гусиной, семена которой были обработаны УДП железа: 20 г травы на 1 кг живой массы.
3 группа - опытная, животным в рацион добавлялся непосредственно УДП железа.
Действие нанопорошков железа изучалось на кроликах породы «Советская шиншилла» на самках в возрасте 1,5 месяцев. Все животные содержались в стандартных условиях вивария. В рационе использовались комбикорм, корнеплоды, трава и сено.
Для второй опытной группы в качестве добавки использовалась сухая трава лапчатки гусиной, выращенная из семян, обработанных перед посевом УДП железа.
Для третьей опытной группы в качестве добавки использовались нанодисперсные порошки
железа в виде суспензии в дистиллированной воде в количестве 4 мкг/кг корма.
В таблице 2 представлены результаты исследований по воздействию УДП железа на массу
п Сутки Опытные группы
Контроль 2 опытная 3 опытная
1. До опыта 1720±50 1750±40 1700±60
2. 10 1850±50 2050 ±50 2120±50
3. 20 1950 ±40* 2280 ± 50 2350 ± 50*
4. 30 2200 ± 50 2400 ± 50 2500 ± 50
5. 40 2350 ± 40 2550 ± 50* 2680 ± 50
6. 50 2500 ± 30* 2750 ± 50 2850 ± 50
7. 60 2800 ± 50 2950 ± 50 3100±50
8. 70 2950 ± 40 3250 ± 50* 3380 ± 50*
Примечание: * Р < 0,05
Из данных таблицы видно, что в 2 опытной группе, принимавшей лапчатку гусиную, масса тела превышала контроль на протяжении опыта на 9,0 - 10,8%; а в третьей опытной группе, принимавшей суспензию нанопорошка железа, прибавка массы тела составила 10,7 - 14,6 % выше контроля.
Проведенные морфологические и биохимические исследования крови показали, что все показатели крови опытных животных находятся в пределах нормы (таблица 3).
На 20-е и 30-е сутки эксперимента отмечалось увеличение содержания общего белка за счет глобулиновой фракции, и в частности a1- и b-гло-булинов, их значения превышали контроль в 2- 2,5 раза. Известно, что а- и b-глобулины синтезируются в печени и являются активными переносчиками различных веществ крови. Кроме того, а1- и b-глобулины являются липопротеидами и активно взаимодействуют с липидами крови, а a2- гликопротеидами и взаимодействуют с углеводами.
На первых этапах значения АЛТ и АСТ не отличались от контрольных и между собой, но на 20-е сутки активность АЛТ превышала уровень активности АСТ и контроль в 2 раза.
Активность лактатдегидрогеназы планомерно нарастала на протяжении всего эксперимента. Высокая общая активность ЛДГ свидетельствовала об интенсивно идущем гликолизе, т.е. усилении углеводного обмена в клетках.
Остальные показатели не имели достоверных отличий по сравнению с контролем, что свидетель-
синой, семена которой обработаны УДП железа, способствовало повышению массы тела опытных животных на 9,0 - 10,8 % выше контроля.
3. Введение в рацион кроликов суспензии на-нокристаллических порошков железа увеличило массу тела опытных животных на 10,7 - 14,6 % выше контроля.
Таблица 3. - Биохимические показатели крови кроликов получавших добавку травы лапчатки гусиной, выращенной с использованием УДП железа
До эксперимента 10 сутки 20 сутки 30 сутки
самцы самки самцы самки самцы самки самцы самки
Общий белок, г/л 54,5±1,5 53,3± 1,9* 56,0±1,5 52,0±1,4 57,0±2,1 55,0±2,3* 58,0±1,7 54,0±1,5
Белковые фракции:
а1 - глобулины, % 2,8±0,04 3,5±0,03 3,3±0,15* 4,3±0,14 5,1±0,2 3,5±0,1 4,0±0,4* 3,9±0,28
а2 - глобулины, % 10,5±0,5* 11,0±0,4* 11,1 ±0,2 10,6±0,3 12,0±0,4 11,8±0,1 11,5±0,1 * 12,1 ±0,5
в - глобулины, % 6,2±0,02 6,5±0,04 8,1±0,03* 6,0±0,06 7,3±0,02 6,4±0,03* 5,6±0,04 7,5±0,02
у - глобулины, % 15,7±0,3* 11,2±0,1 12,2±0,4 13,1±0,6 12,6±0,5 10,0±0,4 11,5±0,3 12,5±0,3*
Альбумины, % 64,8±0,8 67,8±0,7* 65,3±0,5 66,4±0,4 63,0±0,3* 69,3±0,7 67,4±0,3 64,0±0,3
Ферменты сыворотки крови:
Щелочная фосфатаза, и/л 235±1,7* 125±1,9 240±2,2 126±1,5 270±1,2 117±1,7 300±2,4* 182±1,7
Лактатдегидро-геназа, и/л 250±2,5 265±2,3 239,0±1,9 275,0±2,1* 430,0±3,3 430,0±3,3 900,0±7,3* 720,0±4,7*
Холинэстераза, килои/л 1,9±0,03 2,0±0,02* 1,6±0,01 2,8±0,03 2,4±0,05 2,0±0,02 1,8±0,04* 3,0±0,02
Аланинтран-саминаза, ммоль/л 0,40±0,002* 0,52±0,004 0,40±0,015 0,50±0,001 0,60±0,002 0,63±0,003 0,54±0,001 0,60±0,002*
Аспартаттран-саминаза, ммоль/л 0,40±0,003 0,44±0,005* 1,00±0,002 0,35±0,004* 0,50±0,001 0,58±0,011* 0,45±0,006 0,50±0,021
Мочевая кислота, ммоль/л 0,13± 0,005 0,11 ±0,004* 0,12±0,010 0,08±0,013 0,09±0,020 0,15±0,020* 0,17± 0,030 0,20± 0,010
ствовало об отсутствии изменений во внутренних органах.
В процессе опыта отмечался интенсивный рост и развитие животных. Также наблюдалась активность в поведении и увеличение в интенсивности окраски шерстного покрова экспери- ментальных животных.
При исследовании внутренних органов животных каких-либо патологических изменений обнаружено не было. Это свидетельствует о том, что введение в рацион изучаемых добавок не отражается на здоровье животных.
ВЫВОДЫ:
1. Обработка семян лапчатки гусиной нано-кристаллическими порошками железа способствовала накоплению биологически активных соединений, в частности полисахаридов, в надземной части растений на 14,2% больше контроля.
2. Введение в рацион кроликов лапчатки гу-
Примечание: * - Р < 0,05
Литература.
1. Коваленко Л.В. Биологически активные на-нопорошки железа. / Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолма-нис. // Инст-т металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН. - Москва: Наука, 2006. -124 с.
2. Чекулаева Г.Ю., Чурилов Г.И. Выделение и химико-биологическое исследование полисахарида из лекарственного сырья. // Российский медико биологический вестник.- 2002.- № 3,4.-С. 95-100.
3. Чурилов Г.И. Полисахариды растений рода Горец и Лапчатка: выделение, строение, биологическое действие и влияние на их свойства нано-кристаллических металлов. Монография. -Рязань: РГСХА, 2007. - 154 с.
