Научная статья на тему 'ИЗУЧЕНИЕ СУБХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ СУХОЙ БИОМАССЫ РЕКОМБИНАНТНОГО ШТАММА YARROWIALIPOLYTICA ПРОДУЦЕНТА МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННОЙ Β-1,4-МАННАНАЗЫ ИЗ BACILLUSCIRCULANS'

ИЗУЧЕНИЕ СУБХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ СУХОЙ БИОМАССЫ РЕКОМБИНАНТНОГО ШТАММА YARROWIALIPOLYTICA ПРОДУЦЕНТА МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННОЙ Β-1,4-МАННАНАЗЫ ИЗ BACILLUSCIRCULANS Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
33
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕТА-МАННАНАЗА / МИКРОКАПСУЛЯЦИЯ / СУБХРОНИЧЕСКАЯ ТОКСИЧНОСТЬ / YARROWIA LIPOLYTICA / BACILLUS CIRCULANS

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Петрова С.Н., Трубников Д.В., Трубникова Е.В., Белоус А.С., Воробьев А.С.

Целью работы было исследование токсикологической безопасности белковой кормовой добавки, содержащей 1,4-β-маннаназу из Bacillus circulans , инкапсулированной в клетках рекомбинантного штамма Yarrowia lipolytica . Микроинкапусляция обеспечивает повышенную термостабильность целевого фермента при кратковременном прогреве, что позволяет использовать её в кормовых премиксах, получаемых гранулированием на распылительной сушке. Субхроническая токсичность добавки исследовалась на крысах линии Wistar в возрасте 4-4,5 месяцев и средней массой 240 г (от 220 до 260 г). В эксперименте использовалось пять групп по 12 животных в каждой: контрольная группа, получавшая стандартный рацион; две группы сравнения, получавшие добавленный к стандартному рациону коммерческий препарат β-маннаназы Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Ltd), разрешенный к применению в России в дозе в 2 и 10 раз превышающей рекомендованную производителем, а также две экспериментальные группы, и получавшие испытуемый препарат в составе стандартного рациона в пропорции 1 и 5% от массы поедаемого корма. На 15-й и 29-й день опыта проводили эвтаназию экспериментальных животных с помощью обескровливания для дальнейшего патоморфологического исследования внутренних органов и тканей. В результате эксперимента показано отсутствие патологических изменений в организме экспериментальных животных, что позволяет сделать вывод о токсикологической безопасности новой микроинкапсулированной кормовой добавки в дозах превышающих предложенную для применения в животноводстве в 2 и 10 раз. Полученные результаты показывают возможность государственной регистрации испытуемого препарата в качестве ветеринарного препарата и его использования в животноводстве с целью увеличения суточных привесов свиней и птицы, сокращения выбросов фосфатов и эвтрофикации сточных вод.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Петрова С.Н., Трубников Д.В., Трубникова Е.В., Белоус А.С., Воробьев А.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF SUBCHRONIC TOXICITY OF DRY BIOMASS OF RECOMBINANT STRAIN YARROWIA LIPOLYTICA PRODUCER OF MICROINCAPSULATED-1,4-MANNASE FROM BACILLUS CIRCULANS

The aim of this work was to study the toxicological safety of a protein feed additive containing 1,4-β-mannanase from Bacillus circulans, encapsulated in the cells of the recombinant Yarrowia lipolytica strain. Microencapsulation provides increased thermal stability of the target enzyme during short-term heating, which makes it possible to use it in feed premixes obtained by granulation on spray drying. Subchronic toxicity of the additive was studied on Wistar rats aged 4-4.5 months and with an average weight of 240 g (from 220 to 260 g). The experiment used five groups of 12 animals each: the control group, which received a standard diet; two comparison groups that received added to the standard diet a commercial preparation of β-mannanase Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Ltd), approved for use in Russia at a dose 2 and 10 times higher than the recommended by the manufacturer, as well as two experimental groups, and who received the test drug as part of a standard diet in a proportion of 1 and 5% of the mass of the eaten feed. On the 15th and 29th day of the experiment, the experimental animals were euthanized by exsanguination for further pathomorphological examination of internal organs and tissues. As a result of the experiment, the absence of pathological changes in the body of experimental animals was shown, which allows us to draw a conclusion about the toxicological safety of a new microencapsulated feed additive in doses exceeding those proposed for use in animal husbandry by 2 and 10 times. The results obtained show the possibility of state registration of the tested drug as a veterinary drug and its use in animal husbandry in order to increase the daily weight gain of pigs and poultry, reduce phosphate emissions and eutrophication of wastewater.

Текст научной работы на тему «ИЗУЧЕНИЕ СУБХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ СУХОЙ БИОМАССЫ РЕКОМБИНАНТНОГО ШТАММА YARROWIALIPOLYTICA ПРОДУЦЕНТА МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННОЙ Β-1,4-МАННАНАЗЫ ИЗ BACILLUSCIRCULANS»

УДК 619:636.4:636.087.8

ИЗУЧЕНИЕ СУБХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ СУХОЙ БИОМАССЫ РЕКОМБИНАНТНОГО ШТАММА YARROWIA LIPOLYTICA ПРОДУЦЕНТА МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННОЙ В-1,4-МАННАНАЗЫ ИЗ BACILLUS CIRCULANS

ПЕТРОВА С.Н.,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. +7 (4712) 53-13-35. ТРУБНИКОВ Д.В.,

кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии и химии имени профессора А.А. Сысоева, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. +7 (4712) 54-14-04.

ТРУБНИКОВА Е.В.,

доктор биологических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Генетика» ФГБОУ ВО Курский государственный университет, тел. +7 (4712) 70-32-34.

БЕЛОУС А.С.,

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лабораторией «Генетика», ФГБОУ ВО Курский государственный университет, тел. +7 (4712) 70-32-34.

ВОРОБЬЕВ А.С.,

студент магистратуры, ФГБОУ ВО Курский государственный университет, тел. +7 (4712) 70-32-34.

ДАНИЛОВА М.А.,

аспирант, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. +7 (4712) 54-14-04.

Реферат. Целью работы было исследование токсикологической безопасности белковой кормовой добавки, содержащей 1,4^-маннаназу из Bacillus circulans, инкапсулированной в клетках ре-комбинантного штамма Yarrowia lipolytica. Микроинкапусляция обеспечивает повышенную термостабильность целевого фермента при кратковременном прогреве, что позволяет использовать её в кормовых премиксах, получаемых гранулированием на распылительной сушке. Субхроническая токсичность добавки исследовалась на крысах линии Wistar в возрасте 4-4,5 месяцев и средней массой 240 г (от 220 до 260 г). В эксперименте использовалось пять групп по 12 животных в каждой: контрольная группа, получавшая стандартный рацион; две группы сравнения, получавшие добавленный к стандартному рациону коммерческий препарат ß-маннаназы Nutrizyme BetaMannanase (Sunson Industry Group Co., Ltd), разрешенный к применению в России в дозе в 2 и 10 раз превышающей рекомендованную производителем, а также две экспериментальные группы, и получавшие испытуемый препарат в составе стандартного рациона в пропорции 1 и 5% от массы поедаемого корма.

На 15-й и 29-й день опыта проводили эвтаназию экспериментальных животных с помощью обескровливания для дальнейшего патоморфологического исследования внутренних органов и тканей. В результате эксперимента показано отсутствие патологических изменений в организме экспериментальных животных, что позволяет сделать вывод о токсикологической безопасности новой микроинкапсулированной кормовой добавки в дозах превышающих предложенную для применения в животноводстве в 2 и 10 раз. Полученные результаты показывают возможность государственной регистрации испытуемого препарата в качестве ветеринарного препарата и его использования в животноводстве с целью увеличения суточных привесов свиней и птицы, сокращения выбросов фосфатов и эвтрофикации сточных вод.

Ключевые слова: бета-маннаназа, микрокапсуляция, субхроническая токсичность, Yarrowia lipolytica, Bacillus circulans.

STUDY OF SUBCHRONIC TOXICITY OF DRY BIOMASS OF RECOMBINANT STRAIN YARROWIA LIPOLYTICA PRODUCER OF MICROENCAPSULATED- 1,4-MANNASE FROM BACILLUS CIRCULANS

PETROVA S. N.,

Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor, Kursk State Agricultural Academy, tel. +7 (4712) 53-13-35.

TRUBNIKOV D.V.,

candidate of Biological Sciences, associate Professor of the Department of physiology and chemistry named after A.A. Sysoyev FSBEI of HE Kursk State Agricultural Academy, tel. +7 (4712) 54-14-04.

TRUBNIKOVA E.V.,

doctor of Biological Sciences, Head of the Science and Research Laboratory "Genetika" FSBEI of HE Kursk State University, tel. +7 (4712) 70-32-34.

BELOUS AS.,

candidate of Medical Sciences, Senior Researcher at the Research "Genetika" FSBEI of HE Kursk State University, tel. +7 (4712) 70-32-34.

VOROB'EV AS.,

master's student, FSBEI of HE Kursk State University, tel. +7 (4712) 70-32-34. DANILOVA M.A.,

post-graduate student, FSBEI of HE Kursk State Agricultural Academy, tel. +7 (4712) 54-14-04.

Essay. The aim of this work was to study the toxicological safety of a protein feed additive containing 1,4-P-mannanase from Bacillus circulans, encapsulated in the cells of the recombinant Yarrowia lipolytica strain. Microencapsulation provides increased thermal stability of the target enzyme during short-term heating, which makes it possible to use it in feed premixes obtained by granulation on spray drying. Subchronic toxicity of the additive was studied on Wistar rats aged 4-4.5 months and with an average weight of 240 g (from 220 to 260 g). The experiment used five groups of 12 animals each: the control group, which received a standard diet; two comparison groups that received added to the standard diet a commercial preparation of P-mannanase Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Ltd), approved for use in Russia at a dose 2 and 10 times higher than the recommended by the manufacturer, as well as two experimental groups, and who received the test drug as part of a standard diet in a proportion of 1 and 5% of the mass of the eaten feed.

On the 15th and 29th day of the experiment, the experimental animals were euthanized by exsanguina-tion for further pathomorphological examination of internal organs and tissues. As a result of the experiment, the absence of pathological changes in the body of experimental animals was shown, which allows us to draw a conclusion about the toxicological safety of a new microencapsulated feed additive in doses exceeding those proposed for use in animal husbandry by 2 and 10 times. The results obtained show the possibility of state registration of the tested drug as a veterinary drug and its use in animal husbandry in order to increase the daily weight gain of pigs and poultry, reduce phosphate emissions and eutrophication of wastewater.

Keywords: beta-mannanase, microencapsulation, sub-chronic toxicity, Yarrowia lipolytica, Bacillus circulans.

Введение. В настоящее время у специалистов в области нутрицевтики вызывают особый интерес «минорные» сахара, которые, несмотря на невысокое содержание в составе потребляемых с пищей полисахаридов, способны существенно влиять на физиологические функции организма.

Одним из таких сахарных остатков является манноза. Этот сахар входит в состав полисаха-ридных цепей иммуноглобулинов и других белков крови. В качестве компонента корма для животных манноза обладает пребиотическим действием [1]. Недостаток маннозы в организме

приводит к нарушению гликозилирования иммуноглобулинов и других гликопротеидов крови [2]. Восполнение нехватки маннозы в рационе питания приводит к улучшению иммунного статуса и восстановлению биохимических процессов, как у животных, так и у человека.

В пищевых продуктах манноза находится в виде гомогенных или гетерогенных полисахаридов. Ферментативный гидролиз маннанов (полисахаридов гемицеллюлозной фракции клеточных стенок растений) является наиболее эффективным способом обеспечения потребности организма в маннозе. Ферменты, которые разрушают внутренние ß-1,4-гликозидные связи в основной цепи молекул ß-маннанов, называются ß-маннаназами [3,4].

Однако поступление кормовых ферментов, вводимых в составе корма, в кишечник продуктивных животных осложнена низкой стабильность белков в агрессивной среде желудка, содержащей протеазу пепсин, и отличающуюся низким рН (ниже 1). Для повышения стабильности кормовых ферментов при транзите через желудок используются методы химического микрокапсулирования [5,6]. Авторами настоящей работы предложен оригинальный метод, заключающийся в инкапсуляции кормовой ß-маннаназы из B. circulans в клетках рекомбинантного дрожжевого продуцента непосредственно в момент синтеза, что достигается путём отказа от использования секреторного лидерного пептида при конструировании гена, вводимого в дрожжевые клетки.

В связи с высокой перспективностью нового микроинкапсулированного препарата кормовой ß-1,4-маннаназы, полученного с использованием рекомбинантного штамма Y. lipolytica, существует необходимость получения данных о его безопасности для физиологического состояния животных. Решение это проблемы и являлось целью настоящего исследования.

Материалы и методы исследования. Эксперименты для изучения субхронической токсичности лабораторного образца сухой биомассы рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans, проводили в лаборатории кафедры физиологии и химии и в условиях вивария факультета ветеринарной медицины ФГБОУ ВО Курская ГСХА.

Исследования безопасности опытного образца проводили в сравнении с препаратом Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Китай). Препарат разрешен к применению в

России и признанного ранее безопасным. Данный препарат представляет собой ß-маннаназу Bacillus lentus для кормления продуктивных животных с активностью 3000-25000Ед/г. Средняя активность 10000Ед/г, для данной активности средняя рекомендованная доза применения препарата 5 г на тонну корма. Учитывая, что суточная потребность крысы весом 230—250 грамм составляет 30 грамм корма в сутки, следовательно, средняя доза препарата для крыс составляет 0,6 мг/кг веса животного.

Опыты проводили на крысах линии Wistar в возрасте 4-4,5 месяцев и средней массой 240 г (от 220 до 260 г). Всем экспериментальным животным порционно выдавался гранулированный корм, а в поилки фильтрованную водопроводную воду.

Крыс рандомизировали по их массе и стратификацией по планируемым манипуляциям. Экспериментальных животных разделили на 5 групп (по 12 крыс в каждой группе):

I - контрольная (ежедневное внутрижелудоч-ное введение 1% крахмального клейстера);

II - препарат «сухая биомасса рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans», двукратная терапевтическая доза 300 мг/кг;

III - препарат «сухая биомасса рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans», пятикратная терапевтическая доза 1500 мг/кг;

IV - препарат ß-маннаназы для кормления животных Nutrizyme Beta-Mannanase - производитель Sunson Industry Group Co., Китай, двукратная терапевтическая доза 1,2 мг/кг;

V - препарат ß-маннаназы для кормления животных Nutrizyme Beta-Mannanase - производитель Sunson Industry Group Co., Китай, десятикратная терапевтическая доза 6 мг/кг.

Препараты вводили внутрижелудочно, один раз в сутки, для введения использовался специально изготовленный атравматичный зонд. Растворы для внутрижелудочного введения готовили во флаконе, путем перемешивания предварительно измельченных исследуемых препаратов и 1% крахмального клейстера.

На 15-й и 29-й день опыта, под наркозом (хлоралгидрат 300 мг/кг) проводили эвтаназию экспериментальных животных с помощью обескровливания для дальнейшего патоморфологи-ческого исследования внутренних органов и тканей. Проводили некропсию тушек экспериментальных животных. При их вскрытии обращали внимание на общий окраску внутренних органов, а также наличие и отсутствие жидкостей в раз-

личных полостях. При выявлении заболеваний у экспериментальных животных они отбраковывались без проведения последующего морфологического исследования. Морфологическому исследованию были подвергнуты следующие органы: желудок, тонкий кишечник, печень, почки, сердце и головной мозг. Данные органы взвешивали, проводили макроскопическое и гистологическое исследование.

Статистический анализ экспериментальных данных проводили в программе Microsoft Excel 10.0. Производили расчет средних значений показателей (M) и ошибки среднего (m). С целью сравнения показателей в исследуемых группах использовали двухвыборочный t-тест с различными дисперсиями, достоверными считались различия при p<0,05.

При работе с животными условия их содержания и проводимые работы с ними соответствовали международным стандартам.

Результаты исследования. При макроскопическом исследовании грудной и брюшной по-

лостей у крыс всех экспериментальных групп патологических изменений не было обнаружено. При вскрытии органы имели обычное макроскопическое строение, расположены правильно бледно-синюшного цвета, в полости брюшины, а также плевральных полостях свободная жидкость отсутствовала.

При первом и втором забое гравиметрические показатели: средняя масса тушки крысы, печени, почек и сердца, в подопытных группах были на уровне значений в контрольной группе животных. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что исследуемые препараты не угнетают синтетические процессы в организме и не вызывают стрес-сорного состояния, в связи с тем, что масса органов всегда остается в пределах нормы. Увеличение дозы исследуемого препарата до 10-кратной терапевтической дозы, а также препарата сравнения не вызывало достоверного изменение веса исследуемых органов (таблицы 1-3).

Таблица 1 - Масса печени у экспериментальных животных

Сроки исследования Отклонение показателей Группа контроля Экспериментальный образец - сухая биомасса рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans Препарат сравнения -фермент ß-маннаназа для кормления для животных Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Китай)

300 мг/кг 1500 мг/кг 1,2 мг/кг 6 мг/кг

Абсолютная масса печени (г)

14 день экс- (M ± m) 9,65±0,845 9,74±0,481 9,56±0,357 9,39±0,544 9,33±0,529

перимента Относительная масса печени (мг/г)

(M ± m) 38,7±2,9 40,4±1,8 38,5±2,2 38,7±1,4 38,2±1,8

Абсолютная масса печени (г)

28 день экс- (M ± m) 11,37±0,485 11,35±0,701 11,19±0,511 11,23±0,949 11,07±0,745

перимента Относительная масса печени (мг/г)

(M ± m) 39,1± 1,4 38,9± 1,8 38,5±1,6 38,3±2,9 37,9±1,9

Единицы измерения: граммы, мг/г.

Таблица 2 - Масса почек у экспериментальных животных

Сроки исследования Отклонение показателей Группа контроля Экспериментальный образец - сухая биомасса рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans Препарат сравнения -фермент ß-маннаназа для кормления для животных Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Китай)

300 мг/кг 1500 мг/кг 1,2 мг/кг 6 мг/кг

Абсолютная масса почек (г)

14 день экс- (M ± m) 0,874±0,056 0,841±0,075 0,855±0,033 0,858±0,043 0,871±0,059

перимента Относительная масса почек (мг/г)

(M ± m) 3,51±0,1 3,54±0,23 3,51±0,08 3,58±0,16 3,54±0,19

Абсолютная масса почек (г)

28 день экс- (M ± m) 1,027±0,052 1,012±0,059 1,012±0,059 1,008±0,044 1,016±0,058

перимента Относительная масса почек (мг/г)

(M ± m) 3,51±0,1 3,44±0,08 3,45±0,11 3,43±0,08 3,48±0,07

Единицы измерения: граммы, мг/г.

Таблица 3 - Масса се

эдца у экспериментальных животных

Сроки исследования Отклонение показателей Группа контроля Экспериментальный образец - сухая биомасса рекомбинантного штамма Y. Hpofytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans Препарат сравнения -фермент ß-маннаназа для кормления для животных Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Китай)

300 мг/кг 1500 мг/кг 1,2 мг/кг 6 мг/кг

14 день эксперимента Абсолютная масса сердца (г)

(M ± m) 0,902±0,054 0,899±0,05 0,915±0,03 0,915±0,043 0,931±0,038

Относительная масса сердца (мг/г)

(M ± m) 3,65±0,12 3,67±0,13 3,76±0,11 3,76±0,24 3,87±0,12

28 день эксперимента Абсолютная масса сердца (г)

(M ± m) 1,007±0,044 1,023±0,078 1,009±0,062 1,033±0,068 1,022±0,05

Относительная масса сердца (мг/г)

(M ± m) 3,6±0,08 3,42±0,12 3,44±0,11 3,48±0,12 3,58±0,08

Единицы измерения: граммы, мг/г.

А Б В

Рисунок 1 - Морфологическое исследование желудка крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х140

Рисунок 2 - Морфологическое исследование кишечника крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х140

При гистологическом исследовании же- изменения в слизистой и стенке желудка от-

лудка во всех экспериментальных группах сутствовали. Дно желудка имело послойное

животных дистрофические и воспалительные строение. Слизистая оболочка с упорядочен-

ными железами, содержащими все типы клеток. Толщина слизистой оболочки варьировала от 380 до 600 мкм, составляя в среднем при первом забое 450±20 мкм, при втором 452±22 мкм (рисунок 1).

При микроскопии стенки тонкого кишечника патологических изменений в структуре слизистой оболочки, подслизистого и мышечного слоев также не показало. Слизистая тонкого кишечника имела обычный рисунок. В просвете тонкого кишечника имелось не большое количество слущенных эпителиальных клеток (рисунок 2).

Печень имела балочное строение. Дистрофические и воспалительные изменения отсутствовали. Визуализировалось большое количество печеночных триад без патологических изменений, печеночные дольки были правильной формы, в них отмечалось умеренное

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

венозное полнокровие, гепатоциты формировали радиальные балки, а их ядра хорошо контурировались и выглядели однотипно, цитоплазма была просветленной или с небольшим количеством мелкогранулярных эозино-фильных включений (рисунок 3).

Почки окружены фиброзной капсулой. В паренхиме почки четко различались корковое и мозговое вещество. Дегенеративные и воспалительные изменения в клубочках и канальцах не были обнаружены. Клубочки были умеренно полнокровны, их средний диаметр составлял 80 мкм. В корковом веществе наблюдалось большое количество почечных (мальпигиевых) телец, округлой формы. Эпителий извитых канальцев был с хорошо различимыми ядрами, цитоплазмой и мелкой эо-зинофильной зернистостью (рисунок 4).

А

Б

В

Рисунок 3 - Морфологическое исследование печени крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х140

А Б В

Рисунок 4 - Морфологическое исследование почек крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х140

А

г . » •• ? «

' • ; > ... 4

• ' V > * ;' • .

* • <-г 4 V* I V *

! 4. « • » • » л '

V ' \ > . « : • ; •

» » I

»

J'

Б В

Рисунок 5 - Морфологическое исследование сердца крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х 140

Рисунок 6 - Морфологическое исследование головного мозга крыс в группе интактных животных (А), группе введения исследуемого препарата (Б) и группе введения препарата сравнения при окраске гематоксилином и эозином, увеличение х 140

Гистологическое исследование сердца морфологических изменений не показало. Эндотелий был выстлан однослойным плоским эпителием. Миокард без реактивных изменений, визуализировались полнокровные вены, а также участки кардиомиоцитов, находящиеся в состоянии разной сократительной активности, толщиной от 4,4 до 6,1 мкм, дистрофические изменения в них не было выявлено. Эпикард был образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, имея в своем составе клетки белой жировой ткани, и покрыт мезо-телием (рисунок 5).

При микроскопии отёк вещества мозга не был обнаружен. Сосудистые сплетения желудочков были хорошо развиты. Кора головного мозга с четкой структурной архитектоникой. Мягкая мозговая оболочка с тонкостенными сосудами в состоянии умеренного полнокровия. Корковое вещество с четкой стратифика-

цией, нейроны и глиальные клетки и без признаков их гибели (рисунок 6).

Обсуждение. Учитывая цели доклинической оценки безопасности, к которым, как правило, относят определение характеристик токсического действия исследуемых веществ в отношении органов-мишеней в зависимости от их дозы, экспозиции и потенциальной обратимости изменений. Эти данные используют для определения предельной безопасной дозы, рекомендуемой для практического применения в кормах, а также для определения показателей с целью мониторинга наличия или отсутствия потенциальных побочных эффектов. В связи с тем, что разработанный новый препарат сухой биомассы рекомбинантного штамма Y. lipolytica - продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans предназначен для использования в кормах для продуктивных животных, для морфологического исследования

были выбраны органы желудочно кишечного тракта (желудок, тонкий и толстый кишечник), а также сердце, головной мозг, печень и почки с целью выявления возможного кардиотоксиче-ского, нейротоксического, гепато- и нефроток-сического действия исследуемой субстанции.

Проведенное гравиметрическое, морфомет-рическое и гистологическое исследование не выявило каких-либо закономерных патоморфо-логических изменений сердца, головного мозга, печени, почек, желудка, тонкого и толстого кишечника подопытных крыс, обусловленных введением малых и больших доз исследуемых добавок. Таким образом, препарат сухой биомассы рекомбинантного штамма Y. lipolytica -продуцента микроинкапсулированной ß-1,4-маннаназы B. circulans, и препарат сравнения -фермент ß-маннаназа для кормления животных Nutrizyme Beta-Mannanase (Sunson Industry Group Co., Китай) не обладают местнораздра-жающим и общетоксическим действием на организм крыс.

Выводы. В исследовании показана безопасность новой кормовой добавки, представляющей собой препарат сухой биомассы рекомби-нантного штамма У. 11ро1уИеа - продуцента микроинкапсулированной Р-1,4-маннаназы В. еггеЫат в исследовании на крысах, в дозах превышающих предложенную для применения в животноводстве в 2 и 10 раз. Это открывает возможности для применения данного препарата в промышленном птицеводстве и свиноводстве с целью улучшения кормовой эффективности кормов, увеличения привесов и улучшения общего физиологического состояния и иммунного статуса продуктивных животных.

Благодарность выражена Худину А.Н. (Курский государственный университет) и Харченко Е.В. (Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова) за предоставленную возможность выполнения экспериментальной части исследования на базе научно-исследовательских лабораторий.

Список использованных источников

1. Prebiotic properties of mannose and its effect on specific resistance / O.S. Korneeva, I.V. Cheremushkina, A.S. Glushchenko, N.A. Mikhaílova et al. // Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. -2012. - No. 5. - Р. 67-70.

2. Congenital disorder of glycosylation type 1b. Experience with mannose treatment / E. Martín Hernández, A.I. Vega Pajares, B. Pérez González, M.J. Ecay Crespo et al. // An Pediatr (Bare). - 2008. - Vol. 69. - No. 4. - P. 358-365.

3. Геммицеллюлозы зерна злаков и ферменты, катализирующие их расщепление / Н.А. Родионова, Л.В. Капрельянц, П.В. Середницкий, А.Ю. Килимник // Прикладная биохимия и микробиология. - 1992. - Т. 28. - вып. 5. - С. 645-664.

4. Moreira, L.R.S., Filho E.X.F. An overview of mannan structure and mannandegrading enzyme systems // Appl Microbiol Biotechnol. - 2008. - Vol. 79. - Р. 165-178.

5. Microencapsulation of Rosemary Essential Oil by Co-Extrusion / Gelling Using Alginate as a Wall Material / C. Dol9á, M. Ferrándiz, L. Capablanca, et al. // Journal of Encapsulation and Adsorption Sciences. - 2015. - Vol. 5. - No. 3. - P. 121-130.

6. Микрокапсулы: перспективы использования в современной фармацевтической практике / Э.Ф. Степанова, М.Е. Ким, К.Б. Мурзагулова, С.Б. Евсеева // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - С. 767.

Spisok ispoFzovanny'x istochnikov

1. Prebiotic properties of mannose and its effect on specific resistance / O.S. Korneeva, I.V. Cheremushkina, A.S. Glushchenko, N.A. Mikhaílova et al. // Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. -2012. - No. 5. - R. 67-70.

2. Congenital disorder of glycosylation type 1b. Experience with mannose treatment / E. Martín Hernández, A.I. Vega Pajares, B. Pérez González, M.J. Ecay Crespo et al. // An Pediatr (Barc). - 2008. - Vol. 69. - No. 4. - P. 358-365.

3. Gemmicellyulozy' zerna zlakov i fermenty, kataliziruyushhie ix rasshheplenie / N.A. Ro-dionova, L.V. Kaprelyancz, P.V. Seredniczkij, A.Yu. Kilimnik // Prikladnaya bioximiya i mikrobiologiya. - 1992. - T. 28. - vyp. 5. - S. 645-664.

4. Moreira, L.R.S., Filho E.X.F. An overview of mannan structure and mannandegrading enzyme systems // Appl Microbiol Biotechnol. - 2008. - Vol. 79. - R. 165-178.

5. Microencapsulation of Rosemary Essential Oil by Co-Extrusion / Gelling Using Alginate as a Wall Material / C. Dol^a, M. Ferrandiz, L. Capablanca, et al. // Journal of Encapsulation and Adsorp-tion Sciences. - 2015. - Vol. 5. - No. 3. - P. 121-130.

6. Mikrokapsuly': perspektivy' ispol'zovaniya v sovremennoj farmacevticheskoj praktike / E.F. Stepanova, M.E. Kim, K.B. Murzagulova, S.B. Evseeva // Sovremenny'e problemy' nauki i obrazovaniya. - 2014. - № 5. - S. 767.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.