Способ снижения уровня никеля и свинца в крови и молоке коров техногенной провинции

Изобретение относится к ветеринарии. Применение природных минералов, способных осуществлять процесс энтеросорбции, особенно солей никеля и свинца, является весьма актуальной задачей. Цеолит Камышловского месторождения Свердловской области добавляют к основному рациону дойных коров из расчета 0,15-0,20 г/кг живой массы один раз в сутки в течение 25-30 дней. Способ позволяет получить экологически чистую продукцию. 4 табл.

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано в техногенных провинциях, объекты окружающей среды которых подвержены контаминации солями тяжелых металлов, а кормовые рационы животных содержат высокий уровень солей никеля и свинца.

В ветеринарной практике известно и предложено большое количество разнообразных способов энтеросорбции солей никеля и свинца из организма животных, которые предусматривают применение следующих средств: сорбента ХЖ-90, белой сажи, микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), тиосульфата натрия, эраконда-В, отвара корня солодки и Полисорба ВП.

Известны способы введения в рацион животных сорбента ХЖ-90 в два периода по 10 дней каждый с интервалом 5 дней в дозе 20 г на голову в сутки. Действующим началом ферроцианидно-бетонитового сорбента ХЖ-90 является гексацианоферрат (II), калий железо (III), а также бентонит и желатин. Этот препарат получают из отходов винодельческой промышленности в процессе снижения содержания солей железа в вине и осветления виноматериалов [4].

Однако, учитывая то, что сорбент ХЖ-90 обладает специфическим действием детоксикации радионуклидов, необходимо научное обоснование для его применения с целью выведения из организма солей никеля и свинца.

Известен способ элиминации тяжелых металлов путем применения белой сажи. Белая сажа - тонкодесперстный порошок белого цвета с массовой долей диоксида кремния не менее 87%. Содержит до 6,5% влаги, а также примеси оксидов алюминия, кальция, натрия, хлориды, фториды и сульфаты. Сорбент вводят в виде добавки к основному рациону в дозах 30 г на одно животное в сутки, или 60 мг/кг массы тела в течение года.

Добавление белой сажи в рацион коров снижает концентрацию нитратов в молоке - на 13%, цинка - на 14%, меди - на 5%, кадмия - на 13%, свинца - на 13% и ХОП - на 15%. При этом среднесуточный удой молока возрастает на 12% [7].

Недостатком способа, на наш взгляд, является отсутствие четкой схемы использования сорбента с учетом морфологических и физиологических особенностей рубцового пищеварения жвачных.

Длительное применение неестественного корма сопровождается нарушением моторной функции рубца и, как следствие, развитие гипотонии.

Известен способ выведения свинца из организма животных путем введения в рацион микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). В настоящее время разработана новая технология производства кормовой микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), которую получают из всех типов и марок целлюлозы путем механохимического гидролиза в растворах неорганических кислот. МКЦ способна выводить из организма животных соединения азота и свинца.

По данным исследований [1], МКЦ получается из хлопкового волокна, представляет собой химически инертный, не содержащий химических добавок сухой мелкодисперсный порошкообразный материал белого цвета без запаха, вкуса, в воде образующий гель.

Введение ежедневно в рацион поросят МКЦ в дозе 700 мг/кг в течение 21 дня сопровождалось отсутствием клинических признаков свинцовой интоксикации животных.

Высокая адсорбционная способность препарата связана с его кристаллической структурой и "очищением" механическим путем слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Однако когда в техногенных провинциях Южного Урала в кормовом рационе животных в избыточном количестве присутствуют не один, а несколько токсикантов, то применение МКЦ будет сопровождаться невысоким терапевтическим и фармакологическим эффектом.

Известен способ введения в рацион тиосульфата натрия в дозе 25,0 г на голову в сутки в течение 10 дней. Прозрачные кристаллы препарата легко растворимы в воде и распадаются в кислой среде на серу и сернистый ангидрид.

Сера в момент своего выделения действует восстанавливающе на белки, препятствуют их переходу в более плотные соединения. Кроме того, тиосульфат натрия действует стимулирующе на организм животного, благоприятно влияет на окислительно-восстановительные процессы, уменьшает ацидоз, повышает диурез и тем самым способствует выделению ядовитых продуктов из организма.

При отравлении тяжелыми металлами тиосульфат натрия действует как противоядие, переводя их в менее ядовитые соединения - неядовитые сульфиды [2].

Однако, учитывая то, что тиосульфат натрия предшествует блокаде в основном сульфгидрильных групп белков и при действии определенных токсикантов (ртуть, мышьяк, медь, свинец) и в меньшей степени предшествует блокаде карбоксильных групп аминокислот, в техногенных провинциях Южного Урала его использование сопровождается недостаточным детоксикационным эффектом.

Известен способ коррекции тяжелых металлов в организме животных путем введения внутрь эраконда-В, в виде 10% раствора в дозе 0,5 мг/кг массы 1 раз в сутки в течение 3-х дней. Через 5 дней перерыва эраконд-В назначают по той же схеме [6]. В настоящее время в ветеринарии изучается лечебное действие эраконда (экстракта растительного конденсированного) - биологически активного препарата, получаемого из люцерны. Препарат содержит до 20 аминокислот, широкий спектр микроэлементов, органические кислоты, углеводы, витамины, вторичные метаболиты растений, в частности класса фенольных соединений. Испытание препарата на животных и птице показало его противовоспалительное, желчегонное, гепатопротекторное, противобактериальные, противовирусные свойства, высокую иммунологическую активность.

Эраконд-В:

1) наряду с естественным комплексом микроэлементов дополнен набором элементов, выполняющих, во-первых, роль антагонистов по отношению к ряду металлов, а во-вторых, способных восстановить недостаток микроэлементов в кормах;

2) содержит флавоноиды, способные образовывать устойчивые комплексы с тяжелыми металлами, и близкие к ним в химическом отношении кумарины;

3) является концентратом витаминов, в том числе аскорбиновой кислоты и токоферолов (естественных природных антиоксидантов).

Эраконд-В способствует образованию комплексов с тяжелыми металлами, при этом комплексообразующим антигеном могут быть заряженные частицы препарата. Недостатком указанного способа коррекции является тот факт, что эраконд-В имеет в своем составе большое количество микроэлементов, которые после его применения в организме животного способны проявлять антагонизм и выводить эссенциальные элементы, необходимые для жизнедеятельности.

Известен способ выведения токсических элементов из организма животных путем ежедневного выпаивания с питьевой водой по 470-570 мл отвара корня солодки (1:20) на протяжении 45 дней [3]. Этот способ достаточно эффективен, так как отвар корня солодки способствует обволакиванию солей тяжелых металлов и предотвращает всасывание их в желудочно-кишечном тракте.

Однако недостатком этого способа является трудно выполнимая технологичность процесса, так как контаминации тяжелыми металлами подвержено все поголовье животных и в этой связи для проведения детоксикационных мероприятий необходимо большое количество отвара. Кроме этого нет полной уверенности в том, что собранный и заготовленный на территории экологического риска корень солодки не будет содержать высокий уровень токсических элементов.

Наиболее близким аналогом является способ коррекции избыточного содержания токсических элементов в организме животных путем введения Полисорба ВП (ветеринарный, пероральный) по 150 мг/кг 2 раза по 2 дня с 5-дневным интервалом [5].

Полисорб ВП - высокодисперсный пирогенный кремнезем, протеинектические свойства которого обеспечивают связывание и выведение из организма экзо- и эндотоксинов, в том числе и солей тяжелых металлов. Способ достаточно эффективен, так как Полисорб ВП способен связывать не один, а несколько токсикантов. Однако существенным недостатком отмеченного способа является низкая технологичность процесса, в связи с тем, что дозирование препарата осуществляется на килограмм массы тела, а применение больших объемов препарата способствует структурированию воды в рубце жвачных, а это явление сопровождается снижением рубцового пищеварения.

Целью изобретения является изыскание новых дешевых технологических способов элиминации солей никеля и свинца из организма дойных коров техногенной провинции.

Поставленная цель достигается тем, что дойным коровам в экологически неблагополучных зонах в состав кормового рациона в смеси с концентратами вводят цеолит Камышловского месторождения из расчета 0,15-0,20 г/кг массы тела один раз в сутки в течение 25-30 дней.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что для фармакокоррекции используют природный минерал - цеолит Камышловского месторождения Свердловской области.

Проведенный нами в институте минералогии УрОРАН рентгенофлюоресцентный анализ изучаемого минерала показал, что в его состав входят следующие химические элементы, %: К 2О - 3,19; Na2O - 1,77; CaO - 2,87; MgO - 0,88; Al2О3 - 13,6; SiO2 - 78,4; Fe 2О3 - 1,84; TiO2 - 0,34; SO3 - 1,4 и другие микроэлементы.

Химический состав цеолитов и цеолитсодержащих минералов, используемых в рационах сельскохозяйственных животных и птицы, описаны С.Г.Кузнецовым (1994).

Цеолит Камышловского месторождения отличается от цеолитов других месторождений, разрабатываемых на территории Российской Федерации, высоким содержанием окиси кремния и алюминия, что придает минералу выраженную порозность и более высокие сорбционные свойства.

Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения "Новизна".

Анализ прототипа и других способов в данной области ветеринарии не выявил в них признаки, сходные с заявленным решением, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию "существенные отличия".

Способ реализуется следующим образом. Цеолит Камышловского месторождения в дозе 0,15-0,20 г/кг живой массы один раз в сутки течение 25-30 дней вводится в рацион дойных коров.

Природные цеолиты - это микропористые каркасные алюмосиликаты кристаллической структуры, содержащие каналы и пустоты, занятые крупными ионами и молекулами воды. Они обладают значительной свободой движения, что приводит к ионному обмену и обратимой дегидратации. Первичной строительной единицей цеолитового каркаса является тетраэдр, центр которого занят атомом кремния или алюминия, а в вершинах расположены четыре атома кислорода. Каждый атом кислорода является общим для двух тетраэдров. Их совокупность образует непрерывный каркас. Благодаря строго отведенным размерам пор внутренних полостей природные цеолиты обладают молекулярно-ситовыми свойствами, являются хорошими адсорбентами для многих неорганических и органических веществ, в том числе и солей тяжелых металлов.

Учитывая вышеописанные свойства, мы решили использовать цеолит Камышловского месторождения как энтеросорбент, позволяющий снижать уровень никеля и свинца в организме животных.

Предварительными экспериментальными исследованиями испытывались различные дозы минерала 0,1; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,5 г/кг живой массы и продолжительность его применения. Было установлено, что для достижения выраженного фармакологического эффекта выведение никеля и свинца из организма коров необходимо использовать в рационе животных в смеси с концентратами цеолит Камышловского месторождения из расчета 0,15-0,20 г/кг живой массы один раз в сутки в течение 25-30 дней. Кроме этого, учитывая значительные анатомо-морфологические и физиологические особенности строения многокамерного желудка жвачных, изучили влияние различных доз цеолита Камышловского месторождения на показатели содержимого рубца, так как в нем расщепляется значительная часть корма. Научно-производственный опыт по изучению данного вопроса проводили в колхозе "Дробышево" Троицкого района. Объекты внешней среды хозяйства подвержены контаминации выбросами Троицкой ГРЭС, которая работает на бурых экибастузких углях повышенной зольности. Приоритетными загрязнителями в данном хозяйстве являются никель и свинец. Так, исследованиями было установлено, что введение дополнительно к основному рациону цеолита Камышловского месторождения в дозе 0,15-0,20 г/кг живой массы один раз в сутки способствует нормализации показателей рубцового содержимого, особенно выраженные на 30-е сутки исследований. Так, уровень содержания общего количества ЛЖК (летучих жирных кислот) был на 17,8% выше, чем у контрольных животных. Кроме этого наблюдалось достоверное увеличение процентного соотношения уксусной и пропионовой кислот, при общем увеличении количества инфузорий.

Таким образом, проведенные исследования убедительно свидетельствуют о том, что рекомендуемая доза цеолита Камышловского месторождения и кратность ее применения способствует стимуляции показателей рубцового пищеварения.

Для реализации предлагаемого способа экспериментальные исследования проводились на базе СПК "Остроленко" Нагайбакского района Челябинской области. Землепользование СПК "Остроленко" по данным областной геологоразведки расположено в зоне поверхностных залежей никелевых руд, а также хозяйство находится в зоне промышленных выбросов металлургического комбината г.Магнитогорска. В этой связи основными загрязнителями объектов внешней среды хозяйства являются никель и свинец.

Мониторинг трофической цепи хозяйства показал, что образцы почвы, взятые с различных полей хозяйства, содержат никеля на 20,1-55,4% больше ПДК.

Уровень содержания сопутствующего элемента - свинца в образцах почвы также превышает ПДК на 14,3-31,6% соответственно. Высокий уровень токсикантов был выявлен в кормовых культурах хозяйства (сено, сенаж, солома, концентраты).

В опыте по изучению влияния цеолита Камышловского месторождения Свердловской области, как энтеросорбента солей никеля и свинца было включено 24 головы дойных коров на 3-4 месяце лактации, среднесуточной продуктивностью 8,2-8,5 кг молока. Коровы симментальской породы в возрасте 3,5-4 года живой массой 480-520 кг.

Коровы содержались в типовом коровнике на 200 голов, доение, кормление и уход за всеми животными были одинаковыми.

По принципу аналогов подопытных животных разделили на 3 группы. Первая группа служила контролем, по ней судили об уровне содержания никеля и свинца в крови и молоке, а также об выведении токсикантов с мочой и калом. Коровам второй группы один раз в сутки в течение 30 дней в кормовой рацион в смеси с концентратами вводили цеолит Камышловского месторождения из расчета 0,15 г/кг живой массы.

Коровам третьей группы вводили Полисорб ВП, применяемый в способе коррекции уровня содержания никеля и свинца, который был взят за прототип заявленного.

В соответствии с требованиями способа Полисорб ВП вводили из расчета 150 мг/кг массы тела 2 раза в день 2 дня и 5-дневным интервалом. Кровь и молоко от опытных и контрольных групп исследовали на содержание никеля и свинца на 7-е; 14-е; 30-е сутки эксперимента и сравнивали с показателями, полученными до опыта.

Полученные результаты представлены в таблице 1 и 2.

Анализируя данные таблицы 1, следует отметить, что высокое содержание в кормовом рационе никеля и свинца сопровождается значительно высокой их концентрацией в крови. Так у животных контрольной группы уровень содержания никеля до начала эксперимента в 19-20 раз превышал физиологическую норму. В ходе проведения экспериментальных исследований его содержание не изменялось и было выше допустимой нормы.

Введение в рацион цеолита Камышловского месторождения опытной группе коров сопровождалось снижением никеля, начиная с 7-х, но особенно существенно снижение было выявлено на 30-е сутки. На 30-е сутки уровень токсиканта снизился на 92,65% по сравнению с контрольной группой. В третьей опытной группе коров, где применяли Полисорб ВП, происходило закономерное снижение никеля во все периоды исследований, но наиболее существенное на 30-е сутки. Так, уровень содержания никеля снизился на 79,0%, но однако превышал физиологически допустимую норму в 4 раза.

Аналогичные результаты были получены по уровню содержания свинца на фоне введения в рацион цеолита Камышловского месторождения.

В крови коров контрольной группы уровень содержания свинца на всем протяжении эксперимента был выше нормы.

На фоне применения цеолита Камышловского месторождения происходило снижение уровня свинца особенно на 30-е сутки исследований. Так, уровень свинца в этот период снизился на 33,4%.

В третьей группе подопытных животных под действием Полисорба ВП на 30-е сутки исследований уровень свинца снизился на 23,1% и все же был выше показателей нормы.

Высокий уровень содержания никеля и свинца в организме дойных коров приводит к повышенному его выведению с молоком.

Полученные экспериментальные материалы представлены в таблице 2.

Как показывают данные таблицы 2, молоко коров контрольной группы в течение опытного периода имеет высокую концентрацию содержания уровня никеля, который в 10 раз превышал ПДК.

В третьей опытной группе под влиянием Полисорба ВП происходило закономерное снижение никеля во все периоды исследований. Так, на 7-е сутки уровень его снизился на 12,5%. На 14-е - 52,7%, 30-е на 66,4%. Однако следует отметить, что уровень никеля в крови к концу опытного периода был выше ПДК на 280%.

Во второй опытной группе после применения цеолита Камышловского месторождения детоксикационный эффект был выражен значительно лучше.

Так на 7-е сутки уровень никеля снизился на 22,4%, на 14-е на 60%, на 30-е на 89,4%.

Уровень содержания свинца в молоке коров контрольной группы на всем протяжении эксперимента был значительно выше ПДК.

В третьей опытной группе под влиянием Полисорба ВП было выявлено снижение содержания свинца особенно на 30-е сутки. Так, уровень свинца в этот период снизился на 33,4%. Однако следует отметить, что его уровень был на 30% выше ПДК.

Применение цеолита Камышловского месторождения способствовало более быстрому и выраженному снижению свинца в молоке коров второй опытной группы. Так, к концу эксперимента уровень свинца снизился на 47,7% и соответствовал ПДК.

Известно, что основными путями выведения токсикантов из организма животных являются почки и желудочно-кишечный тракт. В этой связи в ходе экспериментальных исследований провели анализ кала и мочи подопытных животных, который представлен в таблице 3 и 4.

Анализ таблицы 3 показывает, что под действием применяемых энтеросорбентов отмечается повышение токсикантов в кале, у животных третьей и особенно второй подопытных групп. Данное явление свидетельствует о том, что процесс адсорбции токсинов осуществляется в желудочно-кишечном тракте, а это препятствует их всасыванию в кровь и лимфу. Применение Полисорба ВП в третьей опытной группе способствовало повышению выведения никеля с калом на 78,0%. Цеолит Камышловского месторождения способствовал более существенному удалению никеля из организма. Так, на 30-е сутки исследований уровень никеля в кале животных был на 240% выше, чем в кале животных контрольной группы.

Кроме этого применение энтеросорбентов способствовало выведению свинца из организма подопытных животных.

Так, на фоне применения Полисорба ВП уровень свинца в кале животных увеличился на 10%, а под влиянием цеолита Камышловского месторождения на 234,2% соответственно, что свидетельствует о более эффективном процессе адсорбции токсиканта.

Анализируя элиминацию никеля и свинца с мочой из организма подопытных животных необходимо отметить, что существенных различий под влиянием энтеросорбентов выявлено не было.

Таким образом, основным путем выведения токсикантов на фоне использования сорбентов является желудочно-кишечный тракт, что способствует снижению уровня никеля и свинца в крови, соответственно и в молоке коров техногенной провинции Южного Урала.

Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что преимущества заявленного способа по сравнению с прототипом и другими предложениями в этой области позволяют рекомендовать цеолит Камышловского месторождения к применению в ветеринарной практике в зонах с повышенным содержанием никеля и свинца в трофической цепи, а вместе с тем в крови и молоке дойных коров из расчета 0,15-0,20 г/кг один раз в сутки в течение 25-30 дней для снижения всасывания токсикантов в кровь и выведения их с молоком.

Список использованной литературы

1. Аргунов М.Н., Сафронов Л.В., Носов Е.Е., Жуков И.В. Применение препарата МКЦ как адсорбента при интоксикации животных свинцом // Актуальные проблемы ветеринарной хирургии. - Воронеж, 1999. - С.175-176.

2. Котов Н.А. Фармакокоррекция аномального содержания тяжелых металлов в трофической цепи техногенной зоны г. Миасса: Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. вет. наук. Троицк, 2001, - 23 с.

3. Кузнецов С.Г. Использование природных цеолитов в животноводстве: Обзор. информ. - М., 1994, - 44 с.

4. Лыкасова И.А., Рабинович М.И. Кинетика тяжелых металлов в организме животных на фоне применения корня солодки. - Ж. Ветеринария. - 1999, - №3, - с.45-47.

5. Севастьянова Н.А. Ветеринарно-токсикологическая оценка содержания тяжелых металлов в зоне угольного разреза "Коркинский" АО "Уралцемент" и коррекция их выведения из организма крупного рогатого скота: Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. вет. наук. Троицк, 2001, - 23 с.

6. Таирова А.Р. Эффективность применения Полисорба ВП при метаболических нарушениях в организме крупного рогатого скота / Мат-лы междунар. научно-практич. конфер., посвящ. 70-летию УГИВМ "Актуальные проблемы ветеринарной медицины, животноводства, товароведения, обществознания и подготовки кадров на Южном Урале", Троицк, 1999, - с.117-118.

7. Таирова А.Р. Элиминационные свойства фитопрепарата эраконд - В.-Ж. Ветеринарный врач, Казань 2001 №2(6), с. 50-52.

8. Шапошников А.Н., Габрук Н.Г. Биохимическая ценность молока при использовании в рационе коров кормовых сорбентов. Междунар. научно-практич. конферен. "Экол.-генетич. проблемы жив-ва и экол. безоп. Технологии производства продуктов питания" - Дубровицы, 1998, - с.192-193.

Формула изобретения

Способ снижения уровня никеля и свинца в крови и молоке коров техногенной провинции, включающий введение в рацион животных минерала, обладающего адсорбционными свойствами, отличающийся тем, что в качестве адсорбента никеля и свинца применяют цеолит Камышловского месторождения Свердловской области из расчета 0,15-0,20 г/кг живой массы один раз в сутки в течение 25-30 дней.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.11.2007

Извещение опубликовано: 10.07.2009        БИ: 19/2009