CC BY
68
DOI http://dx.doi.org/10.18551/rjoas.2016-06.07
СПОСОБ НОРМАЛИЗАЦИИ СОСТОЯНИЯ ОКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ ПРИ ДОЗИРОВАННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ OLEUM ANISI VULGARIS
THE PROCESS OF NORMALIZATION OF OXIDANT-ANTIOXIDANT SYSTEM'S STATE OF HIGH YIELDING COWS AT DOSED USE OF OLEUM ANISI VULGARIS
Ярован Н.И., доктор биологических наук, профессор Yarovan N.I., Doctor of Biological Sciences, Professor Гаврикова Е.И.*, аспирант Gavrikova E.I., Post-graduate student ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, Орел, Россия Orel State Agrarian University, Orel City, Russia
*E-mail: gavre08@yandex. ru
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты исследований по изучению влияния анисового эфирного масла, дозированного с помощью фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел. Предложено использование анисового эфирного масла в качестве антиоксидантного средства в молочном скотоводстве. Исследования проводились в племенном предприятии Орловской области. Состояние оксидантно-антиоксидантной системы определяли по содержанию малонового диальдегида и антиоксиданта - церулоплазмина. Установлено снижение содержания малонового диальдегида на 56-ой день после начала опыта на 9,7% и увеличение содержания антиоксиданта - церулоплазмина на 56-ой день - 2,9%.
ABSTRACT
The results of studies on the effects of anise essential oil, measured with a photoelectric device for controlled discharge of essential oils are presented in the article. The use of aniseed essential oil as an antioxidant agent in dairy farming is proposed. The research was carried in livestock breeding enterprises of the Orel region. The state of oxidant-antioxidant system were determined by the content of malondialdehyde and antioxidant ceruloplasmin. On the 56th day after the start of the experiment reduction of malondialdehyde by 9.7% and increase of antioxidant ceruloplasmin by 2.9% were detected.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Высокопродуктивные коровы; антиоксидантная защита; свободнорадикальное окисление; молочное скотоводство; фотоэлектрическое устройство для контролируемого выделения эфирных масел; анисовое эфирное масло; малоновый диальдегид; церулоплазмин.
KEY WORDS
High-producing cows; antioxidant protection; free-radical oxidation; cattle breeding industry; a photoelectric device for controlled discharge of essential oils; oleum anisi vulgaris; malondialdehyde; caeruloplasmin.
Патологическое усиление свободнорадикальных процессов, вызванное воздействием на организм животных негативных факторов, вызывает ответную реакцию антиоксидантной системы, осуществляющую механизмы неспецифической реакции организма на повреждающие факторы.
Для повышения эффективности традиционных методов лечения в настоящее время считаются важными результаты исследований состояния свободно-радикальных процессов.
В связи с этим, для нормализации процессов свободнорадикального (перекисного) окисления липидов и коррекции метаболического статуса при адаптации высокопродуктивных коров к технологическому стрессу в условиях промышленного содержания, нами были проведены исследования по применению анисового эфирного масла, содержащего комплекс биологически активных веществ (трансанетол, метилхавикол, анисовый альдегид и др.), регулирующих физиолого-биохимические процессы в организме животных. Эфирные масла не дают побочных эффектов, не оказывают токсического действия и являются удобными для технологического использования [1-7]. Препараты на основе эфирных масел успешно заменяют синтетические средства, что является более физиологичным и приводит к снижению себестоимости продуктов животноводства.
Цель исследования. Изучение влияния анисового эфирного масла, дозированного с помощью фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел, на состояние оксидантно-антиоксидантной системы при технологическом стрессе у коров в условиях промышленного комплекса.
Результаты и обсуждение. Эндогенная система антиоксидантной защиты включает в себя ферменты, витамины, пептиды и так далее. Благодаря их действию регулируются окислительно-восстановительные реакции в организме животных, при этом нейтрализуется избыточное количество свободных радикалов, что позволяет избежать процессов повреждения клетки. С целью эффективной работы антиоксидантной системы при патологическом увеличении перекисных процессов становится необходимым дополнительное применение экзогенных антиоксидантов. В последнее время в качестве таковых используются эфирные масла [8-11].
По мнению ряда авторов, эфирные масла при действии на клетки нормализуют состояние оксидантно-антиоксидантной системы, положительно влияют на синтез нуклеиновых кислот, белков, вязкость, а также проницаемость цитоплазматических мембран [12-16]. В работах Николаевского В.В. и соавт. (1987) приведены результаты влияния некоторых эфирных масел (монарды дудчатой, розы, кориандра) на проницаемость клеточных мембран. Показано, что проницаемость мембран лейкоцитов под действием изучаемых масел ингибировалась дозозависимо, при этом наибольший эффект достигался при использовании более высоких концентраций масел. Снижение проницаемости клеточных мембран достигалось также увеличением времени контакта масла с клетками.
Одним из положительных факторов использования эфирных масел в животноводстве являются физиологичные способы их введения в организм. При организации лечебной работы необходимо учитывать, что терапевтический эффект лечебных мероприятий во многом определяется использованием рациональных приемов и способов введения в организм лекарственных веществ [17].
В ветеринарной практике часто применяются ингаляции, благодаря которым достигается хороший терапевтический эффект. Так же распространен аэрозольный метод введения лекарственных препаратов. Например, для дегельминтизации телят при диктиокаулезе Б. Тахистов (1956, 1957). И. В. Лопарев (1967) разработали метод аэрозольного введения йодистого алюминия.
Для введения эфирного масла крупному рогатому скоту нами было разработано устройство контролируемого выделения эфирных масел [20], включающее электронное реле и фотоэлемент, которое дополнительно содержит электронные средства управления активацией испарения эфирных масел, так как недостатком известных способов является неконтролируемое и нетехнологичное решение проблемы испарения эфирных масел [18,19].
Сущность решения поясняется чертежом (рис.1), на котором представлена схема фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел.
Рисунок 1 - Фотоэлектрическое устройство для контролируемого выделения эфирных масел: 1 - резистор R2; 2- резистор R3; 3- диод VD2; 4 - реле К1; 5 - контакты К1.1;
6 - конденсатор С1; 7 - резистор R9; 8 - контакты К2.2; 9 - светодиод VD1; 10 - резистор R7;
11 - резистор R6; 12 -контакты К2.1; 13 - реле К2; 14 -транзистор VD3; 15 - транзистор R8;
16 - транзистор ^5; 17 - транзистор VT4; 18 - транзистор ^3; 19 - резистор R10;
20 - переменный резистор R4; 21 - резистор R5; 22 - транзистор VT2; 23 - фоторезистор R1;
24 - транзистор ^1; 25 - контакты К1.2.
Устройство для контролируемого выделения эфирных масел работает следующим образом.
Когда фоторезистор (23) освещен, его сопротивление мало, основной ток протекает через него, поэтому на базе транзистора VT1 (24) маленький положительный потенциал, он «закрыт». По той же причине закрыт и транзистор VT2 (22), ток через него и реле К1 (4) не течет, контакты К1.1 (5) и К1.2 (25) реле К1(4) нормально разомкнуты. При затемнении фоторезистора (23) его сопротивление резко увеличивается, что создает на базе транзистора VT1 (24) больший, чем прежде положительный потенциал за счет резистора Р3 (2), достаточный для его «открытия». Открывшись, транзистор VT1 (24) откроет транзистор VT2 (22). В этом случае по цепи коллектор-эмиттер транзистора VT2 (22) и, следовательно, через реле К1 (4) потечет ток, достаточный для срабатывая реле К1 (4). Своими контактами К1.2 (5) реле К1 (4) включает параллельно резистору Р3 (2) резистор Р2 (1), создающий постоянный положительный потенциал на базе транзистора VT1 (24), не зависящий теперь от освещенности фоторезистора (23).
Одновременно контактами К1.1 (5) реле К1 (4) включает таймер, собранный на транзисторах VT3 (18), VT4 (17), VT5 (16).
В момент включения таймера конденсатор С1 (6) разряжен и имеет низкое сопротивление. Поэтому на базе транзистора VT3 (18) высокий положительный потенциал, создаваемый током, протекающим через конденсатор С1 (6). Транзистор VT3 (18) открывается, соответственно открываются транзисторы VT4 (17) и VT5 (16). Реле К2 (13) включается, замыкая нормально разомкнутые контакты К2.1 (12) и включает в цепь питания нагревательный элемент в виде транзистора Р8 (15).
Через определенный период времени, задаваемый резистором Р5 (21) и переменным резистором Р4 (20), конденсатор С1 (6) заряжается, его сопротивление увеличивается, вызывая уменьшение положительного потенциала на базе транзистора
VT3 (18). При достижении определенного значения напряжения транзистор VT3 (18) закрывается, вызывая соответственно закрытие транзисторов VT4 (17) и VT5 (16). Реле К2 (13) отключается, размыкая контакты К2.1 (12) и отключая резистор R7 (10).
Резистор R10 (19) служит для уменьшения тока разрядки конденсатора С1 (6) через переходы база-эмиттер транзисторов VT3 (18), VT4 (17), VT5 (16) и соответственно для увеличения работы таймера. Основной ток разрядки С1 (6) протекает через R5 (21) и R4 (20).
Диоды VD2 (3) и VD3 (14) служат для защиты от пробоя соответственно транзисторов VT2 (22) и VT5 (16) токами самоиндукции, возникающими в обмотках реле К1 (4) и К2 (13) при их включениях.
Группа контактов К2.2 (8) реле К2 (13) в нормальном состоянии замкнутая, при включении таймера была разомкнута. Соответственно при выключении таймера (и соответственно реле К2 (13)), контакты К2.2 (8) нормально замыкаются, включая светодиод VD1 (9) через токоограничивающий резистор R9 (7). Светодиод VD1 (9) продолжает гореть все время до следующей перезагрузке схемы.
Для следующего включения схемы необходимо полностью обесточить ее на несколько минут.
Используемый в устройстве фотоэлемент реагирует на движение приближающегося к нему животного, в силу чего обеспечивается распыление эфирных масел лишь в том случае, когда это необходимо, тем самым исключается неоправданный расход вещества.
Эфирные масла могут находиться в любом из известных типов контейнеров, например, флаконе с частично погруженным в него фитилем. Средства распыления также могут быть любого известного типа, например, нагревающими элементами. Процедура занимает 20 минут.
Предлагаемая конструкция обеспечивает дозированное испарение фиксированного объема эфирного масла в строго отведенное время для проведения аромотерапии.
Научно-производственные опыты (рис. 2) проводились на базе ОАО АПК «Орловская Нива» СП «Комплекс по производству молока Сабурово» Орловской области. Объектами исследований являлись коровы голштинской черно-пестрой породы 2-ой и 3-ей лактации со средним удоем за лактацию 7000 кг молока.
Рисунок 2 - Опытный образец фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел в ОАО АПК «Орловская Нива» СП «Комплекс по производству молока Сабурово»
В ходе опыта были сформированы 2 группы коров по 7 голов в каждой:
1 - (контрольная) группа - коровы, не получавшие ингаляции;
2 - опытная группа - коровы, которые получали ингаляции анисовым эфирным маслом с помощью фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел.
Контроль эффективности действия ингаляций проводили по анализам сыворотки крови животных, при этом определяли состояние оксидантной системы по содержанию малонового диальдегида, а состояние антиоксидантной системы по уровню антиоксиданта - церулоплазмина. Кровь брали для лабораторного анализа в утренние часы до кормления из яремной вены перед проведением опыта и на 14, 28, 42, 56-ой день после начала опыта.
Результаты определения показателей оксидантной - антиоксидантной системы у коров контрольной и опытной групп представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели оксидантной - антиоксидантной системы у коров контрольной и
опытной групп
№ Группа животных Показатели оксидантной - антиоксидантной системы
МДА, мкмоль/л Церулоплазмин, мкмоль/л
До начала опыта дни после начала опыта До начала опыта дни после начала опыта
14 28 42 56 14 28 42 56
1 контрольная 4,12 4,13 4,13 4,12 4,13 2,11 2,17 2,18 2,19 2,15
2 опытная 4,10 3,71 3,70 3.75 3,70 2,09 2,75 2,80 2,79 2,81
Выводы. У коров, которые получали ингаляции анисовым эфирным маслом с помощью фотоэлектрического устройства для контролируемого выделения эфирных масел, отмечено снижение содержания малонового диальдегида на 9,7% и увеличение содержания антиоксиданта - церулоплазмина на 2,9%, что говорит о нормализации у них состояния оксидантной - антиоксидантной системы и позволяет рекомендовать предлагаемый способ для использования в условиях промышленного комплекса.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Самусенко, А.Л. Влияние отдельных компонентов эфирных масел на окисление цитраля / А.Л. Самусенко // Химия растительного сырья. - 2012. - № 4. - С.131-136.
2. Алинкина, Е. С. Антиоксидантные и антирадикальные свойства эфирных масел in vivo и in vitro: дисс. к-та биол. наук. - Москва. - 2013. - 148 с.
3. Schilderman P., ten Vaarwerk F.J., Lutgerink J.T., Van der Wurff A., ten Hoor F., Kleinjans J.C. Induction of oxidative DNA damage and early lesions in rat gastrointestinal epithelium in relation to prostaglandin H synthase-mediated metabolism of butylatedhydroxyanisole //Food Chem. Toxicol. 1995. Vol. 33. Pp. 99-109.
4. Witschi PL, Morse С Enhanced lung tumor formation in mice by dietary BHT // J. Natl. Cancer Inst. 1983. Vol. 71. Pp. 859-866.
5. Ramadan M.F., Kroh L.W., Morsel J.-T. Radical scavenging activity of black cumin (Nigella sativa L.), coriander (Cori-andrum sativum L.), and Niger (Guizotia abyssinica Cass.) crude seed oils and oil fractions // J.Agric.Food Chem. 2003. Vol. 51. N24. Pp. 6961-6969.
6. Sawamura M., Sun S.H., Ozaki K., Ishikawa J., Ukeda H. Inhibitory effects of citrus essential oils and their components on the formation of N-nitrosodimethylamine // J. Agric. Food Chem. 1999. Vol. 47. N12. Pp. 4868-1872.
7. Calucci L., Pinzino C, Zandomeneghi M., Capocchi A., Ghiringhelli S., Saviozzi F., Tozzi S., Galleschi L. Effects of y-irradion on the free radical and antioxidant contents of nine aromatic herbs and spices // J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. N4. Pp. 927-934.
8. Dorman H. J.D., Figueiredo A. C, Barroso J. G., Deans S.G. In vitro evaluation of antioxidant activity of essential oils and their components // Flavour Fragr. J. 2000. Vol. 15. Pp. 12-16.
9. Madsen H.L., Bertelsen G. Spices as antioxidants // Trends Food Sci. and Technolog. 1995. Vol. 6. Pp. 271-277.
10. Moon J.-K., Shibamoto T. Antioxidant assays for plant and food components // J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. N5. Pp. 1655-1666.
11. El-Ghorab A., Shaaban H.A., El-Nassry K.F., Shibamoto T. Chemical composition of volatile extract and biological activities of volatile and less-volatile extracts of juniper berry (Juniperus drupacea L.) fruit // J. Agric. Food Chem. 2008. Vol. 56. N13. Pp. 5021-5025.
12. Murcia M.A., Egea I., Romojaro F., Parras P., Jimenez A.M., Martinez-Tome M. Antioxidant evaluation in dessert spices compared with common food additives. Influence of irradiation procedure // J. Agric. Food Chem. 2004. Vol. 52. N7. Pp. 1872-1881.
13. Sacchetti G., Maietti S., Muzzoli M., Scaglianti M., Manfredini S., Radice M., Bruni R. Comparative evaluation of 11 essential oils of different origin as functional antioxidants, antiradicals and antimicrobials in foods // Food Chem. 2005. Vol. 91. Pp. 621-632.
14. Мишарина T.A., Полшков A.H. Антиоксидантные свойства эфирных масел. Автоокисление эфирных масел лавра, фенхеля и их смеси с эфирным маслом кориандра // Прикладная биохимия и микробиология. 2005. Т. 41, №6. С. 693-702.
15. Ruberto G., BarattaM. Antioxidant activity of selected essential oil components in two lipid model systems//Food Chem. 2000. Vol. 69, N1. Pp. 167-174.
16. Dambolena J.S., Zunino M.P., Lucini E.I., Olmedo R., Banchio E., Bima P.J., Zygadlo J.A. Total phenolic content, radical scavenging properties, and essential oil composition of Origanum species from different populations // J. Agric. Food Chem. 2010. Vol. 58. N2. Pp. 1115-1120.
17. Ветеринарная терапевтическая техника: учеб.- методич. пособие / Сенько А.В., Бобёр Ю.Н., Воронов Д.В. - Гродно: ГГАУ, 2012. - 89 с.
18. Гончаров, А.И. Применение отрицательных аэроионов кислорода и эфирных масел при выращивании молодняка кур: автореф. дис ...канд. вет.наук: 16.00.06 / Гончаров Александр Иванович. - Чебоксары, 2007.
19. Пат. 2386414 Российская Федерация, МПК7 A61D1/00. Устройство для инфракрасного и ультрафиолетового облучения поросят с локальной аэроионизацией / Бароев Т.Р, Бароева А.Т., Цагаев Р.В., заявитель и патентообладатель Горский государственный аграрный университет. - № 2008125789/13. заявл. 24.06.2008, опубл.: 20.04.2010, Бюл. № 11
20. Заявка на полезную модель № 2016101784, МПК7 A61D 1/00. Фотоэлектрическое устройство для контролируемого выделения эфирных масел / Ярован Н.И., Гаврикова Е.И., заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, заявл. 20.01.2016.
