CC BY
91
УДК 636:612.39
МЕХАНИЗМЫ ВСАСЫВАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ КИШЕЧНИКОМ ЖВАЧНЫХ В УСЛОВИЯХ IN VITRO
Ковалёнок Ю.К. - к.в.н.
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская ГАВМ», E-mail: kovalionok@gmail.com
Ключевые слова: микроэлементы, всасываемость, биодоступность.
Key words: trace elements, absorption, bioavailability
Микроэлементозы животных продолжают оставаться одной из актуальных проблем современного промышленного животноводства [1, 3, 4 и др.]. Последние десятилетия отечественные и иностранные ученые активно работают над конструированием и изучением свойств элементорганических препаратов второго поколения, в которых минеральные вещества содержатся в виде комплекса веществами, подобными природным носителям микроэлементов [3,4,7,8 и др.]. Особо интересны внутрикомплексные вещества, содержащие циклические группировки органических молекул -хелатные соединения.
Известно, что микроэлементные препараты второго поколения, обладают более высоким потенциалом усвояемости в сравнении с солями. При этом абсолютное большинство исследователей [1, 3, 4 и др.] констатируют значительный производственный эффект использования хелатных форм микроэлементов для лечения и профилактики микроэлементозов у животных и птиц, однако системных исследований механизмов, обеспечивающих данный процесс в доступной литературе нами не обнаружено. Вместе с тем, имеются сообщения [5], указывающие на возможную опасность применения соединений подобного типа ввиду предполагаемых возможных социальных последствий, противоречивости позиций всасываемости минеральных веществ из соединений хелатного типа и сорбции лигандами других, находящихся в химусе элементов - т. е. группы факторов, определяющих низкую степень изученности механизмов действия хелатов.
Исходными позициями методологии ниже излагаемых исследований послужили данные многочисленных исследователей, указывающими на то, что сам процесс всасываемости главным образом сопряжен с диссоциацией ионов и собственно их переносом (транспортом) как таковых (или в виде хелатных комплексов с аминокислотами и пептидами) через кишечный эпителий, осуществляющийся посредством специальных транспортных систем энтероцита. При этом в зависимости от различных вариантов сочетания факторов - стадией, лимитирующей процесс ассимиляции элемента в целом, может быть как первая, так и вторая.
В свете изложенного целью настоящих исследований явилось определения истоков статистически значимых различий в уровнях кишечного транспорта микроэлементов из хелатных и традиционно использующихся солевых форм микроэлементов.
Материал и методы исследований. Работа проводилась на базе кафедры внутренних болезней животных ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины» и лаборатории физиологии питания Института физиологии им. И.П.Павлова РАН. В опытах использовалось разработанное и запатентованное нами устройство (рисунок) для изучения всасываемости веществ кишечником животных [6].
Рисунок. Устройство для изучения всасываемости веществ кишечником животных (1 -корпус устройства; 2 - отверстие для погружного циркуляционного термостата; 3 -автономные рабочие камеры; 4 - фиксирующая пластина; 5 - собственно пластина; 6 -нижнее и 7 - верхнее отверстие собственно пластины; 8 - нижний и 9 - верхний штуцер; 10 - уплотнительные кольца; 11 - глухая гайка; 12 - основание станины; 13 -платформа станины; 14 - верхнее и 15 - нижнее основание корпуса; 16 - отверстие для нижнего штуцера, 17 - резьба нижнего штуцера; 18 - участок кишечника).
В основу модели положен принцип изучения всасываемости веществ на изолированном из организма кишечном сегменте, исходные положения которого выдвинул крупнейший представитель Павловской школы нутрицинологии, основоположник мембранного пищеварения - А. М. Уголев.
Основываясь на сложившейся концепции взглядов о реализации механизма усвояемости микроэлементов по пути вторичного активного транспорта, мы построили серию исследований, в которой инкубация кишечных препаратов с испытуемыми веществами осуществлялась не в условиях предусмотренной оксигенации, а в условиях аноксии. Логика подобной методики сопряжена с тем, что активный транспорт веществ через апикальную мембрану энтероцита означает движение ионов через
мембрану в комбинации с белком-переносчиком, заставляющим вещество двигаться против энергетического градиента. Такое движение, помимо кинетической энергии, требует дополнительного ее источника [1,5,8 и др.]. Об уровне (наличии) активного транспорта испытуемого субстрата судили по разнице аккумуляции его кишечной стенкой в условиях оксигенации и аноксии, поскольку известно [1,5,8 и др.], что подача азота в инкубационную смесь неизбежно приводит к окислительному стрессу и блокирует возможные механизмы активного транспорта веществ, в т.ч. и катионов.
В качестве объектов исследования выступали такие микроэлементы как 7п, Си, Со и Бе, находящиеся в составе солей и разработанных нами хелатных соединений данных элементов с этилендиаминтетрауксусной кислотой, получившие коммерческие названия «Цинковет», «Купровет», «Кобальвет» и «Феравет».
Количество испытуемых элементов в исследуемых субстратах определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ГСР-МБ), используя спектрометр Уапап 1СР-810-М8.
Процедуры анализа полученных данных осуществляли с помощью статистических пакетов БАБ 9.2, БТАИБИСЛ 9 и 8РБ8-19. Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принималось равным 0,05.
Автор выражает благодарность научным консультантам, курировавшим данные исследования - профессорам Григорию Гавриловичу Щербакову, Андрею Андреевичу Груздкову и Александру Павловичу Курдеко.
Результаты исследований и их обсуждение. Инкубация свежеполученных участков тощей кишки крупного рогатого скота в условиях оксигенации и аноксии (таблица) в разработанном нами устройстве по методике его функционирования [6] показала, что позиции кишечного транспорта изучаемых элементов в разных химических формах имеют принципиальные отличия.
Так, если в условиях подачи кислорода в рабочие камеры устройства мы констатировали 13-32,6% снижение уровня испытуемого элемента в контрольных растворах сульфатов, то в условиях аноксии таковое изменение было на уровне 5,8% для СиБ04, 6,5% для 7пБ04, 7,8% для СоБ04 и 8,6% для железа лактата. В тоже время концентрация хелатных соединений испытуемых элементов в целом сохранила ранее сложившийся уровень и варьировала в диапазоне от -23 до -41,3%.
Наиболее яркие, статистически значимые (Р<0,001) различия коснулись кумуляции испытуемого субстрата кишечной стенкой после ее инкубации в условиях аноксии.
Таблица. Показатели кишечного транспорта некоторых микроэлементов
(М±т, Р, п=36)
Испытуемый препарат Испытуемый субстрат
КР СР МР КК ОК
В УСЛОВИЯХ ОКСИГЕНАЦИИ
Меди сульфат 4,81±0,346 0,036±0,0020 3,18±0,266 4,20±0,247 12,4±0,90
Купровет 5,20±0,433 0,053±0,0029 3,08±0,173 4,52±0,336 16,1±0,88*
Цинка сульфат 54,0±4,56 0,466±0,021 37,9±1,91 22,3±1,48 80,7±4,63
Цинковет 59,1±4,79 0,852±0,0509 36,9±2,27 26,3±1,43 113±6,2**
Кобальта сульфат 0,089± 0,0076 0,0079± 0,00059 0,083± 0,0047 0,0169± 0,00093 0,042± 0,0025
Кобальвет 1,10± 0,066 0,0115± 0,00063 0,877± 0,0460 0,021± 0,0018 0,055± 0,0034
Железа лактат 185±13,9 0,177±0,0087 139±7,79 21, 1±1,31 65,7±3,88
Феравет 218±15,9 0,333±0,0186 160±9,1 27,5±1,71 108±6,3***
В УСЛОВИЯХ АНОКСИИ
Меди сульфат 4,81±0,346 0,039±0,0028 4,53±0,312 3,72±0,327 5,01±0,33
Купровет 5,20±0,433 0,058±0,0040 3,07±0,238* 4,04±0,287 16,9±1,12***
Цинка сульфат 54,0±4,56 0,53±0,0313 50,5±3,39 22,9±1,85 29,3±1,56
Цинковет 59,1±4,79 0,94±0,0707 36,3±2,16* 26,8±2,09 100±5,4***
Кобальта сульфат 0,089± 0,0076 - 0,082± 0,0050 0,015± 0,0012 0,018± 0,007
Кобальвет 1,10± 0,066 - 0,814± 0,0591** 0,019± 0,0014 0,045± 0,0031***
Железа лактат 185±13,9 0,19±0,0104 169±11,0 24,1±1,65 31,1±1,78
Феравет 218±15,9 0,37±0,0191 173±8,5 31,7±2,92 101±5,6***
Примечание:
1) КР - контрольный раствор (исходный испытуемый раствор соответствующего препарата); СР - серозный раствор (раствор со стороны серозной оболочки после экспозиции устройства); МР - мукозный раствор (раствор со стороны слизистой оболочки после экспозиции устройства); КК - контрольный кишечник (участок тощей кишки крупного рогатого скота в начале проведения исследований), ОК - опытный кишечник (участок тощей кишки крупного рогатого скота после его инкубации);
2) * ** *** - рп 0,05, 0,01 и 0,001 (соответственно) - результаты проверки гипотезы о равенстве межгрупповых средних в сравнении с соответствующими значениями проб солей посредством параметрического Б-критерия Фишера и непараметрических критериев Ван дер Вардена, Краскала-Валлиса и медианного критерия.
Количественные значения испытуемых элементов в кишечной стенке кумулирующей их из солевых форм возросли до 95% ДИ по меди (4,385,64 мг/кг), цинку (26,2-32,4 мг/кг), кобальту (0,032-0,004 мг/кг) и железу (27,6-34,5 мг/кг), что в целом превышало исходные значения на 24-36% и в сравнении с условиями эксперимента, осуществляемого в условиях оксигенации можно охарактеризовать как ничтожно малый рост
показателя, поскольку в последнем увеличение количества элементов констатировано нами на уровне 147-263%.
Вместе с тем, анализируя полученные числовые значения испытуемых элементов, входивших в рабочие растворы разработанных нами ветеринарных препаратов можно отметить сохранившуюся (в сравнении с условиями оксигенации) закономерность. Так, 95% ДИ для меди, аккумулированной кишечной стенкой из купровета составил 14,719,1 мг/кг, для хелатной формы цинка 95% ДИ составил 89,4-110,6 мг/кг, кобальта - 0,039-0,051 мг/кг и железа 90,1-111,9 мг/кг. Указанные значения превышали исходные на 136-318%, что определило весьма значимый (Р00,001) уровень различий как в сравнении с исходными величинами, так и с конечными, полученными для солей.
Заключение. Таким образом, серия экспериментов в условиях аноксии позволяет предполагать белково-опосредованный (вторичный активный) механизм кишечного всасывания микроэлементов в солевой форме и его блокировку подачей в систему азота. Вместе с тем, аноксия не оказала значимого влияния на позиции кишечного транспорта разработанных нами хелатных соединений Cu, Zn, Co и Fe, что может выступать свидетельством принципиальных различий в механизмах всасывания солей и хелатов.
ЛИТЕРАТУРА: 1. Бушов, А. В. Анемия молодняка свиней / А. В. Бушов, Э. В. Тен // Ветеринария сельскохозяйственных животных. - 2007. - № 10. - С. 45-49. 2. Всасывание и секреция в тонкой кишке: субмикроскопические аспекты/ И.А. Морозов и др. АМН СССР. - М.: Медицина, 1988. - 224 с. 3. Кабиров Г.Ф., Логинов Г.П., Хазипов Н.З. Хелатные формы биогенных металлов в животноводстве. - Казань: ФГОУ ВПО «КГАВМ», 2004. - 248 с. 4. Логинов Г. П. Влияние хелатов металлов с аминокислотами и гидролизатами белков на продуктивные функции и обменные процессы организма животных : Дис. д-ра биол. наук : 03.00.13 : Казань, 2005. - 359 с. 5. Мазо, В. К. Новые пищевые источники эссенциальных микроэлементов-антиоксидантов/В.К. Мазо, И.В. Гмошинский, Л.И. Ширина//М.: Миклош, 2009. - 208 с. 6. Устройство для изучения всасываемости веществ кишечником животных : пат. 111427 Рос. Федерация. МПК: A61D 99/00/ Ю.К. Коваленок и др.: заявл. 28.07.11; опубл. 20.12.2011, Бюл. № 35. 2 с. 7. Surai, P. F. Selenium in poultry nutrition: a new look at an old element.Antioxidant properties, deficiency and toxicity / P. F. Surai // World’s Poultry Science Journal. - 2002. - Vol. 58. - P. 333-347. 8. Wu L., Gokden N., Mayeux P. R. Evidence for the Role of Reactive Nitrogen Species in Polymicrobial Sepsis-Induced Renal Peritubular Capillary Dysfunction and Tubular Injury. J. Am. Soc. Nephrol., 2007, v. 18, p. 1807 -1815.
МЕХАНИЗМЫ ВСАСЫВАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ КИШЕЧНИКОМ ЖВАЧНЫХ В УСЛОВИЯХ IN VITRO
Ковалёнок Ю.К.
Резюме
В условиях модельного эксперимента in vitro установлены значимые (Р00,001) различия механизмов кишечного транспорта Cu, Zn, Co и Fe, находящихся в солевых и хелатных формах.
MECHANISM OF ABSORPTION OF TRACE ELEMENTS BY RUMINANT INTESTINE IN VITRO
Kovalyonok Y.K.
Summary
In a condition of model experiment in vitro it has been stated significant (Р00,001) differences of mechanism of intestinal transport of Cu, Zn, Co and Fe that were in salted and chelate forms.
УДК 619:614.31:637.5+636.5:57.893.192.1
ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ ОЦЕНКА МЯСА КУР ПОСЛЕ
АЛИМЕНТАРНОГО ВВЕДЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ «ЭВЕЙ»
Крайнов В.В. - аспирант; Юсупова Г.Р. - д.б.н., доцент; Идрисов А.М. - к.в.н., доцент; Якупова Л.Ф. - к.б.н., ст. преподаватель ФГБОУ ВПО КГАВМ, e-mail: nis_kgavm@ mail.ru
Ключевые слова: ветеринарно-санитарная оценка, куры, противопаразитарные препараты.
Key words: Sanitary estimation, hens, antiparasitic preparations.
Длительное применение одного кокцидиостатика приводит к появлению устойчивых видов эймерий. Данное обстоятельство делает актуальным разработку новых более эффективных и экономичных лекарственных препаратов. Вместе с тем, лекарственные препараты должны быть безопасны для животных и не ухудшать качество продукции животноводства.
Была разработана новая кокцидиостатическая субстанция, названная «Эвей». Целью данного исследования явилось определение органолептических, бактериоскопических и биохимических показателей мяса кур после введения им соединения «Эвей».
