.

Наукові основи біотехнології та використання апіфітопрепаратів ветеринарного призначення (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 4739
Скачать документ

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

ПОСТОЄНКО

Володимир Олексійович

УДК 638.17 : 661.158.001.76

Наукові основи біотехнології та використання апіфітопрепаратів
ветеринарного призначення

03.00.20 – біотехнологія

Автореферат

дисертація на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

КИЇВ – 2005

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Інституті бджільництва ім.П.І.Прокоповича Української
академії аграрних наук.

Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор, академік УААН

ПАТИКА Володимир Пилипович, Національний авіаційний університет,
професор кафедри біотехнології факультету екологічної безпеки.

Офіційні опоненти:  доктор сільськогосподарських наук, професор

ГЛАЗКО Тетяна Теодорівна, Інститут агроекології та біотехнології УААН,
завідувачка відділом молекулярно-генетичних досліджень.

доктор технічних наук, професор, академік УААН

ЄЖОВ Валерій Микитович, Нікітський ботанічний сад УААН – Національний
науковий центр, директор.

доктор сільськогосподарських наук

МАЛИНОВСЬКА Ірина Михайлівна, Інститут землеробства УААН, головний
науковий співробітник лабораторії ґрунтової мікробіології.

Провідна установа:  Вінницький державний аграрний університет
Міністерства аграрної політики України, м. Вінниця.

Захист дисертації відбудеться „01” листопада 2005 року о 1100 годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 в Інституті
агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук за
адресою: 03143, м. Київ, вулиця Метрологічна 12, Інститут агроекології
та біотехнології Української академії аграрних наук.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології та
біотехнології УААН, 03143, м. Київ, вулиця Метрологічна 12.

Автореферат розісланий „___” вересня 2005 року.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат хімічних наук Л.І.МоклячукЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Конструювання нових натуральних ветеринарних засобів,
зокрема з продуктів бджільництва і рослин, є одним із сучасних напрямків
вітчизняної сільськогосподарської біотехнології, який знаходиться на
початкових стадіях свого розвитку. Формування наукових основ
біотехнології апіфітопрепаратів невід’ємно пов`язане з розробкою
критеріїв відбору рослин і продуктів бджільництва на підставі вивчення
їх хіміко-біологічних характеристик та безпосереднім використанням у
виробництві засобів для профілактики і лікування тварин.

В умовах загострення екологічної ситуації особливого значення набувають
дослідження біохімічних механізмів адаптації різних біологічних об`єктів
до несприятливих факторів існування. Встановлено, що баланс сполук
адаптогенної дії під впливом екзогенних чинників в рослинах формується
внаслідок функціонування складних механізмів їх біосинтезу,
концентрування і акумуляції (Таран Н.Ю., 2001, Ребров В.Г., Громова
О.А., 2003). За цих умов діючі речовини рослин являють собою комплекс
споріднених сполук-ізомерів. Підсилення їх адаптогенної дії залежить не
тільки від збільшення кількості, але і від співвідношення концентрацій
між ними. Таким чином, є всі підстави передбачати, що у біотехнології
натуральних препаратів перспективним є використання комплексу речовин, а
не окремих індивідуальних компонентів. Проте, цей новий біотехнологічний
напрямок не розроблений і потребує свого теоретичного й
експериментального обгрунтування.

Відомо, що несприятливі екзогенні чинники є причиною виникнення широкого
спектру захворювань незаразної етіології. Вони характеризуються
інтенсифікацією процесів перекисного окислення ліпідів, зростанням
напруження в багаторівневій системі антиоксидантного захисту,
порушеннями обмінних процесів у різних органах і системах, генетичними
відхиленнями, зниженням імунітету тощо (Барабой В.А., 1991, Бариляк
І.Р., 2002, Мельничук Д.О., 2000, Захаренко М.О., 2000, Попова Е.М. і
співавт., 1997, Gavant V., 1999, Chen H., Tappel A., 1996 та ін.). Це,
зокрема, означає, що будь-які аспекти годівлі, утримання й лікування
тварин повинні підлягати екологічній оцінці (Патика В.П. і співавт.,
2003, Глазко Т.Т. і співавт., 2005, Засєкін Д.А., 2002, Красочко П.А.,
2002 та ін.). В цьому аспекті актуальними є дослідження, спрямовані на
теоретичне обгрунтування біотехнологічного напрямку із застосування
біологічних об`єктів, які адаптовані до несприятливих біотичних та
абіотичних факторів екологічного стресу у технологіях одержання
ветеринарних засобів із корегуючими метаболізм властивостями.

До них відносять сполуки антиоксидантної дії з продуктів бджільництва і
рослин. Найпоширенішими серед них є біологічно активні фракції
каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук. Вони нетоксичні, не
забруднюють продукцію тваринництва і довкілля, високоефективні і
виявляють комплексну позитивну антиоксидантну, протимікробну,
імуномоделюючу, регенераційну, детоксикуючу дію, нормалізують функції
органів і систем (Боднарчук Л.І. і співавт., 2002, Тихонов О.І., 2002,
Асафова Н.Н. и соавт., 2001, Макарова В.Г. и соавт., 2002, Максютіна
Н.П., 2000, Sung-Kee Jo et al., 2004, Sato T., 2000 та ін.).

В зв`язку з цим, теоретичним обґрунтуванням біотехнологічних прийомів у
розробці багатокомпонентних апіфітопрепаратів ветеринарного призначення
слугували дослідження біохімічної ролі та синергізму дії в процесах
адаптації до несприятливих умов існування біологічно активних фракцій
антиоксидантів (каротиноїдів, токоферолів та фенольних сполук з
апіфітосировини) на різних об`єктах – рослинах (в яких вони
синтезуються), тваринах (для яких вони є незамінними факторами годівлі)
і моделях in vitro. Розвиток цього напрямку вимагає розробки критеріїв
відбору біологічних об`єктів (продуктів бджільництва і рослин), нових
технологічних підходів до переробки апіфітосировини, які передбачають
зниження вмісту в ній токсичних речовин і елементів, отримання і
використання у лікуванні тварин екологічно безпечних засобів з
адаптогенними і корегуючими метаболізм властивостями.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота є частиною наукових досліджень тем: „Визначити потреби
тваринництва України в незамінних факторах годівлі (амінокислотах,
вітамінах, макро- і мікроелементах) та вивчити виробничі, технологічні і
технічні можливості їх задоволення”, номер державної реєстрації UA
01011045 P (1992 ? 1995роки) та „Розробити та впровадити технологію
виробництва масляного екстракту харчового каротину концентрацією 0,02 ?
0,2% з рослинної сировини”, номер державної реєстрації 0194 U 016701
(1994 рік), що виконували співробітники лабораторії кормових та харчових
добавок Інституту харчової хімії і технології Держхарчопрому України та
НАНУ на замовлення НАНУ та Держхарчопрому України відповідно. Фрагменти
роботи були виконані на кафедрі вірусології біологічного факультету
Київського національного університету імені Тараса Шевченка згідно теми
„Дослідити закономірності патогенезу фітовірусних інфекцій з метою
раціонального використання природних ресурсів”, номер державної
реєстрації 0197 U 003157 (1996 ? 2000 роки). Дисертаційна робота також є
частиною НДР лабораторії біохімії та технології продуктів бджільництва
Інституту бджільництва ім. П.І.Прокоповича УААН за темою „Створити і
впровадити в практику апіфітокомпозиції цілеспрямованої дії”, номер
державної реєстрації 0101 U 004435 (2000 ? 2005 роки).

Мета і завдання досліджень. Мета роботи – розробка біотехнологічних
основ виробництва і використання апіфітопрепаратів ветеринарного
призначення шляхом з’ясування біохімічних особливостей їх функціонування
при патогенезі клітинних пошкоджень під впливом несприятливих факторів
існування.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

дослідити вміст каротиноїдів і вітаміну Е в рослинах під впливом
несприятливих факторів довкілля в умовах польового експерименту;

визначити зміни в обміні речовин у розвитку захворювань незаразної
етіології органів травлення і дихання тварин;

вивчити синергізм дії каротиноїдів, вітаміну Е з рослин та фенольних
сполук з продуктів бджільництва в умовах лабораторного експерименту;

обґрунтувати шляхи регулювання біотехнологічних властивостей
апіфітосировини й отримання з них біологічно активних субстанцій:
масляного концентрату каротиноїдів, прополісно – живичної пасти,
фітостеринової мазевої основи, настоянок лікарських рослин;

розробити біотехнологію і впровадити у виробництво ряд високоефективних
апіфітопрепаратів ветеринарного призначення у формі мазей та
водно-спиртових розчинів;

визначити шляхи реалізації адаптативного потенціалу тварин в патогенезі
захворювань органів травлення і дихання, а також особливості корекції
обміну речовин у послідовному ланцюгу: незаразні захворювання (стрес) –
ліпіди – перекисне окислення ліпідів – антиоксиданти з апіфітосировини –
гомеостаз;

випробувати апіфітопрепарати у виробничих умовах господарств з різних
регіонів України;

розробити науково – методичні рекомендації щодо оцінки якості і
стандартизації апіфітопрепаратів у формі мазей.

Об’єкт дослідження – комплекс адаптаційно – захисних реакцій рослин і
тварин під впливом несприятливих факторів довкілля.

Предмет дослідження – біотехнологічні прийоми застосування продуктів
бджільництва і рослин, як компонентів для конструювання й використання
апіфітопрепаратів ветеринарного призначення.

Методи дослідження: польовий – вивчення впливу агроекологічних умов на
біохімічні характеристики каротиновмісної рослинної сировини;
лабораторний – визначення кількісних і якісних характеристик об’єкту
досліджень фізико-хімічними, зоотехнічними, біотехнологічними,
біофармацевтичними, реологічними та іншими методами; виробничі
випробування – визначення біологічної ефективності і терапевтичні дії
апіфітопрепаратів; статистичний – встановлення вірогідності отриманих
результатів, функціональних залежностей між різними чинниками і
процесами на основі регресійного та дисперсійного методів аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше обґрунтовано наукові
основи біотехнології апіфітопрепаратів ветеринарного призначення. Ця
мета досягнута шляхом з’ясування біохімічної ролі та синергізму дії
біологічно активних фракцій каротиноїдів, токоферолів й фенольних сполук
з апіфітосировини в процесах адаптації різних організмів до
несприятливих умов існування. Ці сполуки використано як основні діючі
речовини при конструюванні препаратів з адаптогенними і корегуючими
метаболізм властивостями для використання у лікуванні захворювань
незаразної етіології тварин.

Встановлено, що під впливом хлор-, фосфорорганічних сполук і нітратів та
вірусної інфекції в природних умовах збільшується біосинтез каротиноїдів
і вітаміну Е в рослинах. Критеріями відбору рослин і продуктів
бджільництва для конструювання апіфітопрепаратів запропоновано показники
загального вмісту каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук.

Теоретично обґрунтовано біотехнологічний прийом використання
антиоксидантних фракцій з рослин і продуктів бджільництва, адаптованих
до несприятливих біотичних і абіотичних факторів, у виробництві
екологічно безпечних ветеринарних засобів.

Показано, що патогенез захворювань незаразної етіології органів дихання
і травлення тварин супроводжується зростанням рівня продуктів
перекисного окислення ліпідів, змінами в обміні основних класів
органічних сполук і зниженням вмісту в крові вітамінів А, Е і
каротиноїдів. Цей факт обумовлює використання антиоксидантів як
адаптогенів і коректорів метаболізму у лікуванні тварин.

Вперше доведено синергізм дії каротиноїдів, вітаміну Е й фенольної
фракції з апіфітосировини у підсиленні їх антиоксидантної активності.
Експериментально доведено роль антиоксидантів у механізмах адаптації
різних видів організмів до дії екзогенних чинників. Розроблено
біотехнологічний підхід до складання рецептур апіфітопрепаратів із
програмованою антиоксидантною активністю по співвідношенню концентрацій
між діючими речовинами у їх складі.

Відпрацьовано шляхи регулювання технологічних властивостей
апіфітосировини та біотехнологічну схему отримання з неї: масляного
концентрату каротиноїдів, прополісно- живичної пасти, фітостеринової
мазевої основи, настоянок лікарських рослин.

Вперше теоретично обґрунтовано біотехнологічний напрям виробництва
багатокомпонентних апіфітопрепаратів на основі стандартизованих фракцій
каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук. Для підсилення
терапевтичної дії до них додаються інші компоненти у вигляді продуктів
бджільництва і фітоекстрактів.

Вперше розроблено біотехнологічний процес, рецептури чотирьох
апіфітопрепаратів ветеринарного призначення у формі мазей і
водно-спиртових розчинів. Показано, що комплексність дії розроблених
препаратів обумовлена їх здатністю нормалізувати обмін речовин у
послідовному ланцюгу: захворювання, яке викликане несприятливими
чинниками незаразної етіології – активація перекисного окислення ліпідів
– апіфітопрепарати цілеспрямованого призначення – гомеостаз.

Для прогнозування і визначення біологічної ефективності ветеринарних
апіфітопрепаратів відібрано методи фізико-хімічного аналізу на моделі in
vitro за величиною антиоксидантної активності та біологічний – за
показниками вмісту у крові тварин гідроперекисів ліпідів і показників
ступеня гемолізу еритроцитів.

Наукова новизна проведених досліджень захищена двома патентами України.

Практичне значення проведених досліджень. Виробництву рекомендовано
технології масляного концентрату каротиноїдів з рослинної сировини (ТУУ
18.185-94), прополісно – живичної пасти, фітостеринової мазевої основи й
настоянок лікарських рослин, які вигідно відрізняються від існуючих
аналогів спрощенням та скороченням технологічного процесу, підвищенням
виходу цільового продукту і містять в собі ряд нових технічних рішень.

Виробництву запропоновано нові біотехнології чотирьох апіфітопрепаратів
у формі мазей і водно-спиртових розчинів для лікування відповідних
хвороб тварин:

мазь „Антимаст” (ТУУ 46.15.211-97) – лікування різних форм маститів,
шкірних захворювань;

„Афродіта” (ТУУ 46.15.331-98) – комплексний препарат для лікування
ендометритів, сальпінгітів, порушень статевих циклів маточного
поголів’я;

;„Віта” (ТУУ 46.15.330-98) – гострі розлади травлення з ознаками діареї
новонароджених;

„Прана” (ТУУ 46.15.329-98) – респіраторні хвороби молодняка.

Розроблено науково-методичні рекомендації „Методи оцінки якості та
стандартизації апіфітопрепаратів у формі мазей”.

Одержаний експериментальний матеріал запропоновано внести до програм
підготовки спеціалістів вищих учбових закладів біотехнологічного
профілю.

Особистий внесок здобувача. В дисертаційній роботі особисто автором
обґрунтовано напрямок досліджень, розроблено робочі програми, підібрано
методики досліджень, проведено експерименти, проаналізовано і
узагальнено результати, підготовлено до друку матеріали, проведено їх
апробацію, сформульовано висновки і пропозиції виробництву. Із спільних
з іншими співробітниками експериментальних досліджень і публікацій
дисертантом використано, за згодою співавторів, лише власну частину
результатів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на:
7th Asian Apicultural Association Conference and 10th Beenet Symposium
and Technofora (Philippines, Los Banos, 23?27 February 2004), 14th
International symposium on carotenoids (UK, Edinburgh, 17 – 22 July
2005), XL11 Naukowa Konferencja Pszczelarska, (Poland, Pulawy 8 – 9
marca 2005), International Conference “New technologies of isolation and
application of biologically active substances”(Ukraine, Alushta, 20?25
May 2002), Международной конференции молодых ученых “От фундаментальной
науки ? к новым технологиям. Химия и биотехнология биологически активных
веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные
технологии” (Россия, Тверь, 28 сентября 2003), III Міжнародній
конференції „Біоресурси та віруси” (м. Київ, 2001), 5-й Международной
конференции “Опыт и перспективы развития технологии
спектрально-динамического анализа (СДА) в медицине и других отраслях
народного хозяйства” (Украина, г. Киев, 2005), Всеукраинской
научно-практической конференции “Перспективные направления развития
сельскохозяйственной науки и производства в Украине” (г. Симферополь,
2002), II з’їзді апітерапевтів України „Апітерапія: погляд у майбутнє”
(м. Харків, 2002), II конференції професорсько-викладацького складу і
аспірантів Інституту ветеринарної медицини, якості і безпеки продукції
АПК (м. Київ, 2003), Х з’їзді Товариства мікробіологів України (м.
Одеса, 2004).

Публікації результатів досліджень. Основні положення і результати
досліджень опубліковані у 38 наукових працях, у тому числі – в 21
фаховому виданні, 2-х патентах України, 14 збірниках наукових праць,
матеріалах з’їздів, конференцій, 1 науково-методичній рекомендації. За
матеріалом дисертації розроблено нормативно-технічну документацію на
виробництво і застосування ветеринарних препаратів.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається зі
вступу, огляду літератури, основних методів досліджень, результатів
досліджень та їх обговорення, узагальнення результатів досліджень,
висновків та пропозицій виробництву, списку використаної літератури,
додатків. Робота викладена на 338 сторінках друкованого тексту, з них
основного тексту – 258, містить 43 таблиці, 35 рисунків, 13 додатків.
Список літератури включає 513 найменувань, з них ? 169 закордонних
авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Наведено аналіз експериментальних даних і теоретичних
розробок вітчизняних і закордонних дослідників щодо фізико-хімічних
властивостей та біологічної ролі продуктів бджільництва і рослин, їх
застосування в продуктивному тваринництві і ветеринарії і
біотехнологічних аспектів переробки апіфітосировини. На основі
здійсненого аналізу обґрунтовано актуальність і перспективність
проведення досліджень.

Загальна методика і основні методи досліджень

Дослідження за темою дисертаційної роботи проведені протягом 1992 – 2004
років згідно схеми (рис. 1).

Вплив забруднювачів зовнішнього середовища хімічної природи і вірусної
інфекції на вміст каротиноїдів, вітаміну Е у рослинах вивчали на
наступних об’єктах – моркві посівній (Daucus carota L.) сорту Шантане і
кропиві дводомній (Urtica dioica L).

Зразки кропиви дводомної з різним ступенем інфікованості вірусами,
встановленим за зовнішніми симптомами (некроз листкової пластинки та
хлоротична плямистість) відбирали в агро- і природних біоценозах
Київської (Богуславський район)і Житомирської (Попельнянський район)
областей. Для досліджень використовували листя згідно існуючим
рекомендаціям (Мінарченко В.М., 2002).

Ідентифікацію вірусної інфекції проводили методами імуноферментного
аналізу (Гнутова Р.В., 1993).

Зразки моркви сорту Шантане відбирали в трьох регіонах, визначених
згідно „Екологічного атласу України” за наступними показниками: ступінь
забрудненості; потенціал екологічного ризику, рівень теоретичної
багаторічної залишкової кількості пестицидів у ґрунті (Барановський
В.А., 2000). Ними були: Чернігівська область,

Козелецький район – найнижчий ступінь антропогенного навантаження;
Полтавська область, Пирятинський район – середній ступінь антропогенного
навантаження; Херсонська область, Бериславський район – високий ступінь
антропогенного навантаження.

Сумарний вміст у коренеплодах моркви дихлодифенілтрихлоретану і його
метаболітів (ДДТ), фосфамідів визначали методом тонкошарової
хроматографії (Конюхов А.Ф., 1975; Клисенко М.А., 1983), а нітратів –
спектрофотометрично (Мусієнко М.М., 2001).

В межах кожного регіону морква вирощена на одному типі ґрунтів, облікові
площі і зразки коренеплодів для аналізів відбирали згідно існуючим
рекомендаціям (Патика В.П. зі співав., 2005). За контрольні зразки брали
чисті коренеплоди, а дослідні – із зазначеними ксенобіотиками.

Причинно-наслідкові зв’язки виникнення й перебігу захворювань органів
дихання і травлення вивчали в умовах науково-господарського експерименту
на телятах віком 1 ? 60 діб. Діагнози гострих розладів травлення і
захворювань дихальної системи визначали на основі клінічних ознак і
висновків районних лабораторій ветеринарної медицини. Дослідні (телята,
віком 3 – 5 діб, хворі на діарею і віком 45 ? 60 діб, що мали гострі
респіраторні розлади) і контрольні (телята з нормальним розвитком, віком
1 ? 60 діб) групи тварин, сформовані за принципом аналогів, перебували в
однакових умовах утримання і годівлі.

Кров для досліджень відбирали із яремної вени вранці, до годівлі тварин,
із дотриманням правил асептики і антисептики. У крові визначали
метаболіти білкового, вуглеводного, ліпідного обмінів, циклу
трикарбонових кислот за загально прийнятими методами, у тому числі
ізвикористанням біохімічного аналізатору STAT FAX 1904 Plus (Австрія) та
хімічних реактивів фірми „Lachema” (Чехія). Рівень перекисного окислення
ліпідів (ПОЛ) у крові тварин оцінювали за первинними продуктами –
гідроперекисами ліпідів (ГПЛ) та ступенем гемолізу еритроцитів, а стан
неферментативної ланки антиоксидантного захисту (АОЗ) – за вмістом у
крові вітамінів Е, А та каротиноїдів (Попова Э.М., 1993; Донченко Г.В.,
1969).

В умовах цих дослідів було визначено також біологічну ефективність
розроблених нами апіфітопрепаратів: „Віта” (лікування і профілактика
захворювань органів травлення) і „Прана” (лікування і профілактика
захворювань органів дихання у тварин.

Синергізм дії у прояві антиоксидантної активності (АОА) масляних
екстрактів каротиноїдів, вітаміну Е з рослин і водно-спиртової (700)
фенольної фракції прополісу вивчали на моделі in vitro по автотермічному
окисленню олеїнової кислоти із використанням методів математичного
моделювання експериментів, статистики й ЕОМ (Паранич А.В. і співав.
1992; Вуколов Э.А., 2000; Горбань І.І., 2003).

Ефективність розроблених ветеринарних препаратів визначали в умовах
науково-господарського експерименту на тваринах у господарствах з 4-х
регіонів України.

Для визначення терапевтичного ефекту апіфітопрепарату „Афродіта”
(профілактика і лікування ендометритів, сальпінгітів, порушень статевих
циклів) на підставі характерних клінічних ознак і ректального
дослідження корів були відібрані за принципом аналогів дві групи корів
віком 3-8 років. Тварини знаходились в однакових умовах утримання.
Контрольна група налічувала 114 голів і отримувала традиційне лікування:
тканинні, гормональні, вітамінні препарати, антибіотики тощо. Дослідна
група корів складалася з 207 голів і лікувалася препаратом „Афродіта”.
Нами розроблено дві схеми застосування препарату „Афродіта”: пероральну
та ін’єкційну. При пероральному способі введення 5 мл препарату
розводять, ретельно перемішуючи, у 100 мл дистильованої або кип’яченої
води і дають тваринам цю кількість за два прийоми на добу на невеликій
кількості корму. При внутрішньом’язовому введені одна ін’єкція
складалася з 2,5 мл препарату, розведеного в 7,5мл розчину для ін’єкцій,
двічі на добу. „Афродіту” вводили тваринам на 1-й, 4-й, 7-й, 10-й та
13-й день лікування. Ін’єкційна форма введення препарату проявила на 5 –
7% вищий ефект, ніж пероральна.

Для визначення терапевтичного ефекту мазі „Антимаст” за принципом
аналогів було сформовано три групи корів віком 3 ? 8 років:

контрольна ? тварин лікували за схемою, яку традиційно застосовували у
господарствах (антибіотики, мастисан, примочки, мазь цинкова тощо);

дослідна ? лікування маззю „Антимаст” маститів, різних за перебігом,
патогенетичним комплексом та клінічною картиною;

дослідна ? лікування маззю „Антимаст” поранень шкіри, фурункульозів.

Вказані захворювання у корів виявляли на підставі аналізу епізоотичної
ситуації й клінічних ознак та стандартними лабораторними дослідженнями
(бактеріологічними, цитологічними, діагностика різними індикаторами)
(Фисенкова И.В., 1997). Дослідним групам мазь „Антимаст” наносили шляхом
втирання у вражену поверхню тіла по 4 – 10г двічі на день з інтервалом у
12 годин. Курс лікування залежно від характеру та ступеня лікування
тривав 3 – 10 діб.

Терапевтичний ефект апіфітопрепарату „Віта” у профілактиці і лікуванні
гострих розладів травлення з ознаками діареї визначали на новонароджених
телятах віком 1 ? 5 діб, підібраних за принципом аналогів. Діагноз
захворювання органів травлення ставили на основі характерних клінічних
ознак й аналізу епізоотичної ситуації. Телят у контрольних групах
лікували за схемами, які традиційно використовували у господарствах.
Телятам з дослідних груп застосовували препарат „Віта” за запропонованою
нами схемою. Після попереднього розведення препарату 1 : 10 водою
дистильованою або кип’яченою його давали новонародженим тваринам разом
із

молозивом, обов’язково включаючи перше випоювання, тричі на добу з
розрахунку 1,5 – 2 мл на 1 кг маси тіла протягом 2 – 3 діб.

Виробниче випробування препарату „Прана” у лікуванні респіраторних
захворювань проводили на телятах віком 45 ? 60 діб, яких за принципом
аналогів розподілили на дві групи: контрольну ? лікували за традиційною
схемою і дослідну ? гострі респіраторні захворювання лікували препаратом
„Прана”. Згадані захворювання у тварин виявляли на підставі епізоотичної
ситуації, клінічних ознак і лабораторних досліджень (лейкоцитоз,
нейтрофілія зі зрушенням нейтрофільного ядра вліво, еозинопемія,
збільшення кількості еритроцитів і гемоглобіну) (Смирнов А.Н. и соавт.
1998). Препарат „Прана” вводили дослідній групі тварин за двома схемами.
Пероральна – 3 мл препарату розводили до загального об’єму 90 мл водою
дистильованою, по 30 мл розчину згодовували з невеликою кількістю корму
тричі на добу. Внутрішньом’язова – одна ін’єкція складалася з 1 мл
препарату та 3 мл розчинника для ін’єкцій, три ін’єкції на добу. Курс
лікування 10 діб. Обидві схеми застосування препарату дали однаковий
терапевтичний ефект.

У всіх випадках терапевтичний ефект препаратів дорівнював різниці
лікувальних ефектів між дослідною і контрольною групами тварин і
визначався у відсотках вилікуваних тварин.

У роботі використано ряд технологічних підходів та методів із підбору
температурних режимів обробки, обезвожування сировини, подрібнення,
екстракції з використанням органічних розчинників і рослинних олій,
дослідження оптимальних умов стабільності в процесі зберігання сировини
та препаратів (Тихонов О.І., 2002).

Структурно-механічні властивості мазей та їх основ оцінювали за
допомогою ротаційного віскозиметру „Реотест-2” (Німеччина) при
температурах 200 С і 340 С (Тенцова А.И., 1980).

Протимікробну активність апіфітопрепаратів вивчали методом дифузії в
агар із використанням штамів Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis,
Saccharomyces cerevisiae, Micrococcus luteus, Micrococcus roseus,
Candida albicans, Escherichia coli – з колекції Інституту агроекології
та біотехнології УААН (м. Київ) (Михальський Л.О. і співав., 2002).

Оцінку якості і стандартизацію апіфітопрепаратів проводили згідно
розроблених нами науково-методичних рекомендацій „Методи оцінки якості
та стандартизації апіфітопрепаратів у формі мазей”, у яких наведено нові
та адаптовано існуючі методи: визначення стабільності мазей (кислотне
число, кількість відпресованої фази, вміст диєнових кон’югатів і
кетодієнів, показники окиснюваності й антиоксидантної активності),
показник електропровідності, біофармацевтичні (за динамікою вивільнення
діючих речовин), кількісне визначення біологічно активних сполук (за
вмістом каротиноїдів, вітамінів Е і С, фенольних сполук) (Постоєнко В.О.
і співав., 2004).

Отримані експериментальні дані обробляли статистично (Кокунін В.А.,
1978).

Роль біологічно активних сполук антиоксидантної групи у механізмах
адаптації і захисту організмів рослин і тварин до дії несприятливих
факторів

Фізико-хімічний аналіз продуктів бджільництва і рослин свідчить, що до
їх складу входить значна кількість біологічно активних сполук із
антиоксидантними властивостями. Найпоширенішими серед них є біологічно
активні фракції каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук. Зауважимо,
що дані літератури щодо впливу несприятливих факторів зовнішнього
середовища на біосинтез і вміст у рослинах каротиноїдів і вітаміну Е
суперечливі й фрагментарні (Безсонова В.П. і співав., 2000; Скляревський
М.А. і співав., 1978; Соколов С.Я., 2000). Нами в умовах польових
досліджень проведено визначення впливу хімічних забруднювачів (ДДТ і
його метаболітів, фосфамідів і нітратів) на вміст каротиноїдів і
вітаміну Е у коренеплодах моркви сорту Шантане з трьох регіонів України.
У кожному регіоні виявлені агроценози, умовно названі №1, які не містили
досліджених ксенобіотиків. Коренеплоди моркви з них прийняті за
контроль. Агроценози №№ 2, 3, 4 по регіонах забруднені вище максимально
допустимого рівня переважно одним видом сполук (табл. 1, 2, 3).

Таблиця 1

Вплив ДДТ, ДДД, ДДЕ на вміст каротиноїдів та вітаміну Е у коренеплодах
моркви сорту Шантане, вирощеної в різних кліматичних зонах України

Встановлено, що в різних природних зонах спостерігається тенденція до
зростання кількості каротиноїдів і вітаміну Е у контрольних зразках
моркви в напрямку з півночі на південь, що свідчить про вплив
кліматичних факторів на дані показники (табл. 1.). ДДТ і його метаболіти
істотно впливають на біохімічні показники коренеплодів моркви, а саме
знижується вміст сухої речовини та зростає біосинтез каротиноїдів на
50-67 %, вітаміну Е – на 38 – 67% (р nc¦r – u h/(? EС, протягом 1,5 – 2 годин. Рис. 5 Вміст каротиноїдів через 120 хв після подрібнення коренеплодів моркви та листя кропиви під впливом гідроксиду натрію. Таблиця 7 Вплив температури та тривалості висушування на вміст каротиноїдів в коренеплодах моркви На наступному етапі досліджень було відпрацьовано режими екстракції рослинної сировини. Встановлено, що тонке подрібнення сухої сировини до частинок розміром 30 – 100мкн та підвищення швидкості руху екстрагенту, які об’єднані в один етап гомогенізації, супроводжується значним прискоренням та спрощенням технологічного циклу. Таблиця 8 Екстракція каротиноїдів з сухого рослинного порошку оліями (n=9-10) Застосування в процесі екстракції рослинної олії (табл. 8) дає практично однакові виходи цільового продукту з різних видів сировини (коренеплодів моркви, листя кропиви дводомної, плодів гарбузів), що свідчить про універсальність запропонованої технології по видах сировини. Також цей технічний принцип виявився придатним при застосуванні в якості екстрагентів різних органічних розчинників (рис.6). Багатими джерелами вітаміну Е є рослинні олії. Так, нерафінована соняшникова олія містить 40 - 70 мг%, нерафінована кукурудзяна – 80 - 120 мг%, нерафінована соєва – 140 – 170мг% токоферолів (Спиричев В.Б. и соавт., 1979). Рис. 6 Екстракція каротиноїдів з сухого порошку моркви органічними розчинниками. При їх використанні можна отримувати масляні концентрати каротиноїдів з різним вмістом вітаміну Е, що має практичне значення для отримання цієї субстанції з різними співвідношеннями між каротиноїдами і токоферолами у її складі (табл. 9). Таблиця 9 Вміст вітаміну Е в препаратах МКК з рослинної сировини Розроблена технологічна схема отримання масляного концентрату каротиноїдів є безвідходною, містить в собі нові технологічні рішення на стадіях підготовки по зниженню вмісту токсичних сполук, обезвожування та екстракції сировини, характеризується спрощенням технологічного процесу та підвищенням виходу цільового продукту до 96% (рис.7). Рис. 7 Технологічна схема отримання МКК з забрудненої рослинної сировини. Універсальність технології по видах рослинної сировини виявилась важливою не тільки для отримання препаратів каротиноїдів. На її основі розроблено технологію нової апіфітосубстанції - прополісно-живичної пасти і вдосконалено існуючі по отриманню водно-спиртових настоянок із прополісу і з різних видів рослин. Технологія прополісно-живичної пасти та настоянок рослин Згідно даних літератури при розробці технології м’яких витяжок прополісу необхідно оптимізувати ряд факторів, які можна регулювати і змінювати у позитивну сторону: вибір екстрагенту, ступінь подрібнення сировини, температуру, час і умови екстракції (Тихонов О.І. і співав., 1998). Вивчення технологічних властивостей прополісу показали, що для повного набухання 1 г сировини необхідно 2,4 мл спирту етилового 950 , що у масових співвідношеннях буде 1:2. При цьому суміш прополісу і спирту по об’єму збільшується в 1,89 рази (табл. 10). Таблиця 10 Технологічні властивості прополісу (n= 17) Прополіс за своїми фізико-хімічними властивостями відноситься до клейких смол, тому в дослідженнях по визначенню впливу ступеня подрібнення на вихід екстрактивних сполук його заморожували при температурі – 200С протягом 24год та отримували шляхом подрібнення різні фракції: 10 – 15мм, 1 – 5мм та 30 – 100мкн. Цими експериментами встановлено, що найбільший вихід екстрактивних речовин при настоюванні прополісу у спирті етиловому спостерігається при використанні фракції 30 - 100мкн. Проте, за таких умов процес настоювання виявився довготривалим - 120 год. Одним із методів прискорення вивільнення екстрактивних речовин є застосування емульгаторів. Серед натуральних джерел висока емульгуюча здатність притаманна фітостеринам, які в значній кількості містяться у живиці сосновій. Дослідженнями по вивченню впливу різних концентрацій живиці соснової на вихід екстрактивних речовин із суміші її та прополісу показано, що застосування останньої скорочує процес настоювання зі спиртом етиловим до 60год. Також на цей процес впливає і ступінь подрібнення сировини. Найбільший вихід екстрактивних речовин отримано з фракції прополісу і живиці соснової, подрібнених до частинок розміром 30 -100мкн. Але, і в цьому випадку, процес настоювання є тривалим. Тобто, для його прискорення необхідно змінити гідродинамічні режими. У зв’язку з цим, у технології прополісно - живичної пасти використано той же технічний принцип поєднання тонкого подрібнення замороженої сировини й інтенсивного перемішування її з екстрагентом, чим досягається суттєве скорочення технологічного циклу (рис. 8). Проведення всього технічного процесу при кімнатній температурі забезпечує збереженість усих лабільних біологічно активних компонентів і запобігає переходу в пасту прополісного воску і механічних домішок, чим досягається висока чистота кінцевого продукту. Прополісно – живична паста - це нова біологічно активна субстанція. У виробництві мазей важливе значення має її м`яка, гомогенна, мазеподібна консистенція й наявність у ній натуральних емульгаторів – фітостеринів живиці соснової. Рис. 8 Схема отримання прополісно ? живичної пасти. Аналогічним чином нами використано технологічну схему отримання МКК (див. рис. 7) для виготовлення настоянок із прополісу і різних видів рослин. У цьому випадку для кожного виду сировини були підібрані оптимальні режими висушування. Для зелених частин рослин та суцвіть вони складали: температура 60 – 700С протягом 1,5 – 2год; для коріння і плодів – 70 – 800С протягом 2,0 – 2,5год. Як екстрагент використовували водно-спиртову суміш тієї чи іншої концентрації спирту етилового в межах 40 – 700 у відповідності з вимогами Державної фармакопеї при співвідношенні сировина:екстрагент – 1:10. Розробка фітостеринової мазевої основи змішаного типу Згідно сучасних уявлень, мазі розглядають як складний комплекс діючих речовин із їх носієм - основою. Вона забезпечує належний обсяг і консистенцію, бере активну участь у фармакодинаміці препарату, впливає на якісну й кількісну сторону його дії. В літературі не наведено загальних рецептур мазевих основ, які рекомендувалися би для комбінування апіфітопрепаратів. При виборі складових компонентів фітостеринової мазевої основи керувалися рекомендаціями Державної фармакопеї XI, т.2, с.145 відносно використання допоміжних речовин, які дозволені для застосування у медицині. Як консистентні допоміжні речовини досліджували жири тваринного походження, вазелін (гідрофобні) та полімер акрилової кислоти (гідрофільні), віск бджолиний. Як поверхнево активну речовину вивчали живицю соснову, розчинники – спирт етиловий, олію рослинну та воду дистильовану. Розроблені рецептури мазевих основ наведено в таблиці 11. Таблиця 11 Склади фітостеринових мазевих основ (у %) В результаті виконаних досліджень розроблено та перевірено 8 композицій, які відрізняються за вмістом живиці соснової та природою допоміжних речовин. За візуальними показниками, розміром суспензійних частинок, біофармацевтичними та реологічними характеристиками існуючим вимогам відповідали зразки № 1 – 4, 7, 8. До переваг розробленої фітостеринової мазевої основи можна віднести її здатність легко сполучатися з наповнювачами різної природи та широкий діапазон розчинників. Таблиця 12 Динаміка вивільнення біологічно активних сполук з мазевих основ (n= 5 ? 8) Це дозволяє вводити до її складу масляні концентрати каротиноїдів, вітаміну Е, прополісно – живичну пасту, екстракти з продуктів бджільництва і рослин, тобто повний спектр різних за фізико-хімічними властивостями біологічно активних сполук з апіфітосировини. Біофармацевтичними дослідженнями доведено, що живиця соснова в межах концентрації 5 – 20% у складі основи регулює процес вивільнення біологічно активних сполук (табл.12). Це дає можливість отримувати мазі, які з різною інтенсивністю будуть вивільняти діючі речовини, що має практичне значення для отримання препаратів із заданими терапевтичними властивостями. Рис. 9 Технологічна схема отримання фітостеринової мазевої основи. Враховуючи багатокомпонентність складу фітостеринової основи, нами розроблено комбінований біотехнологічний підхід до її компонування. Як приклад, на рис.9 наведено один із можливих варіантів технологічної схеми її отримання. В його основі лежить поєднання відомих принципів у виробництві мазей-сплавів і мазей-розчинів. Його суть полягає в отриманні спочатку напівфабрикатів із наступним їх компонуванням одне з одним шляхом гомогенізації. Першим етапом технологічного процесу є сплав жирів тваринного походження, воску бджолиного й олії рослинної. На наступному етапі до отриманого сплаву при постійному перемішуванні додається розчин живиці соснової у спирті етиловому, а потім – вода дистильована. Цю суміш гомогенізують з використанням стандартного обладнання, наприклад, ротаційно – пульсаційного апарату, фільтрують та фасують. Розроблена емульсійна дифільна фітостеринова основа змішаного типу використана у подальших дослідженнях для отримання апіфітопрепарату „Антимаст”. Біотехнологія багатокомпонентних апіфітопрепаратів у формі мазей і водно – спиртових розчинів Фізико-хімічними, біофармацевтичними та реологічними дослідженнями відібрано біологічно активні субстанції з апіфітосировини для конструювання мазі „Антимаст”: масляний концентрат каротиноїдів з моркви і обніжжя бджолиного (15%), прополісно-живична паста (28%), мед (4%), фітостеринова основа (53%). При складанні її рецептури використано власний біотехнологічний підхід по синергетичному співвідношенні основних діючих речовин між собою (каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук) для досягнення у препараті запрограмованої антиоксидантної активності 7,57в.о.(див. рис. 3). Оптимальні концентрації компонентів розраховували за допомогою програми Excel. Мазь „Антимаст” отримували за біотехнологічною схемою, розробленою для фітостеринової основи (див. рис. 9). Важливим моментом технології є послідовність введення до складу розчинів біологічно активних фракцій з апіфітосировини з врахуванням емульгуючих властивостей живиці соснової. Гідрофільні компоненти вносяться до мазей у розчині з водою дистильованої, а гідро-фобні- зі спиртом етиловим або олією рослинною, які наявні в достатній кількості у складі основи. Таблиця 13 Протимікробна активність мазі "Антимаст" (n=3) Аналогічно мазі „Антимаст” за заданою антиоксидантною активністю 5,5в.о. розраховували рецептури апіфітопрепаратів у формі водно-спиртових розчинів: „Афродіта”, „Віта” і „Прана”. Наприклад, препарат „Віта” складається з екстрактів 9 рослин, обніжжя бджолиного і прополісу. За розробленою біотехнологією передбачається, спочатку, отримання індивідуальних екстрактів з кожного компоненту препарату з наступним їх змішуванням, фільтрацією і розфасовкою (рис. 10). Індивідуальні екстракти кожного з сировинних компонентів отримували за технологією, розробленою нами для МКК (див. рис. 7). Рис. 10. Технологічна схема отримання апіфітопрепаратів у формі водно-спиртових розчинів. Наведені експериментальні дані дозволили розробити ряд оригінальних біотехнологічних схем отримання біологічно активних фракцій з продуктів бджільництва і рослин та чотирьох апіфітопрепаратів ветеринарного призначення. Багатокомпонентний принцип побудови апіфітопрепаратів, на наш погляд, має широкі перспективи для майбутніх досліджень. Наприклад, у розробці біотехнологій апіфітопрепаратів, основними діючими речовинами, в яких можуть виступати біологічно активні сполуки з протимікробними, детоксикуючими або іншими властивостями. Використання апіфітопрепаратів у практиці ветеринарної медицини Результати досліджень, отримані в умовах господарств (таблиця 14, 15) показали, що лікування гострих розладів травлення з ознаками діареї телят препаратом „Віта” і гострих респіраторних захворювань препаратом „Прана” приводить вміст загальних ліпідів, вітамінів А, Е і каротиноїдів в крові до норми. Таблиця 14 Біохімічні показники крові телят здорових і хворих гострими розладами травлення з ознаками діареї Це свідчить про здатність препаратів корегувати порушення метаболізму тварин. За цих умов нормалізуються показники вмісту ГПЛ та антиоксидантів (вітамінів А, Е і каротиноїдів), що дозволяє зробити висновок про виражену антиоксидантну активність апіфітопрепаратів. Стабілізація показників ступеня гемолізу еритроцитів доводить мембраностабілізуючі властивості запропонованих засобів. Отримані дані підтверджують високу ефективність використання фракцій каротиноїдів, токоферолів і фенольних сполук з рослин і продуктів бджільництва у синергитичному поєднанні при лікуванні захворювань незаразної етіології тварин. Встановлена нами закономірність нормалізовувати в крові тварин вміст ГПЛ та значення ступеня гемолізу еритроцитів дозволяє рекомендувати ці показники для визначення біологічної ефективності апіфітопрепаратів. На підставі проведених експериментів нами вперше визначено шляхи реалізації потенціалу тварин у патогенезі захворювань органів дихання й травлення, а також особливості корекції їх метаболізму у послідовному ланцюгу: екзогенні чинники незаразної етіології (стрес) - ліпіди – перекисне окислення ліпідів - антиоксиданти з апіфітосировини у синергитичному поєднанні - гомеостаз. Вирівнювання антиоксидантами метаболізму речовин, що деформується у патогенезі досліджуваних патологій, створює сприятливий фон для реабілітації тварин й іншими біологічно активними сполуками, що входять до складу апіфітопрепаратів. Таблиця 15 Біохімічні показники крові телят здорових і хворих на гострі розлади органів дихання Розроблені нами апіфітопрепарати охоплюють найпоширеніші захворювання незаразної етіології сільськогосподарських тварин: мастити, поранення шкіри, фурункульози (мазь "Антимаст")(табл. 16, 17); ендометрити, сальпінгіти, порушення статевих циклів ("Афродіта") (табл. 18); гострі розлади травлення з ознаками діареї новонароджених ("Віта") (табл. 19); гострі респіраторні захворювання молодняку ("Прана") (табл. 20). Таблиця 16 Результати виробничих випробувань мазі „Антимаст” при лікуванні маститів Науково-виробниче випробування апіфітопрепаратів на замовлення Державного департаменту ветеринарної медицини Міністерства аграрної політики України проведено на великій кількості тварин із різних регіонів України. Цими випробуваннями доведено терапевтичну ефективність усих засобів у лікуванні відповідних захворювань. Так, терапевтичний ефект мазі „Антимаст” у лікуванні маститів у порівнянні з існуючими методами складає 40 – 54%, а травматичних ушкоджень шкіри, фурункульозів – 40 – 46%. Таблиця 17 Результати виробничих випробувань мазі "Антимаст" при лікуванні поранень шкіри, фурункульозів Терапевтичний ефект „Афродіти” у лікуванні ендометритів, сальпінгітів, порушень статевих циклів складає 38 – 75%, апіфітопрепарату „Віта” у лікуванні гострих розладів травлення з ознаками діареї – 38%, „Прана” – 32 – 36%. На основі наших досліджень розроблено схеми, підібрано дози й шляхи введення апіфітопрепаратів в організм тварин. До переваг застосування цих засобів порівняно з існуючими можна віднести здешевлення курсу лікування, комплексність дії, екологічну безпечність, не токсичність, відсутність побічної дії та виражену профілактичну активність. Таблиця 18 Результати виробничих випробувань апіфітопрепарату "Афродіта" при лікуванні ендометритів, сальпінгітів, порушень статевих циклів Таблиця 19 Результати випробування терапевтичної ефективності препарату "Віта" Підсумовуючи отримані наукові результати необхідно зазначити, що розроблення технологій зниження вмісту токсичних речовин шляхом регуляції біологічного колообігу останніх та оригінальних підходів до переробки сільськогосподарської сировини є одним із елементів забезпечення екологічного благополуччя та новим напрямком у біотехнологічних дослідженнях. Таблиця 20 Результати виробничих випробувань апіфітопрепарату "Прана" при лікуванні гострих респіраторних захворювань у телят Вивчення загальних закономірностей адаптації різних біологічних об’єктів до несприятливих умов існування, дослідження функціонування антиоксидантних фракцій у послідовному ланцюгу рослини – продукти бджільництва – ссавці дало можливість теоретично обґрунтувати біотехнологічний напрям їх використання у складі апіфітопрепаратів. Зниження вмісту екзогенних, токсичних сполук у біологічному колообізі досягнуто шляхом розробки відповідних технологічних підходів до обробки забрудненої сировини та застосуванням запропонованих терапевтичних засобів у лікуванні тварин. Застосування апіфітопрепаратів дає можливість оздоровити тваринні організми в несприятливих умовах довкілля, що має важливе значення як при наступній їх експлуатації, так і при отриманні екологічно безпечної продукції тваринництва. ВИСНОВКИ 1. Вперше теоретично обґрунтовано наукові основи біотехнології апіфітопрепаратів ветеринарного призначення, які полягають у з`ясуванні закономірностей дії каротиноїдів, вітаміну Е з рослин і фенольних сполук з прополісу в процесах адаптації організмів рослин і тварин до несприятливих умов існування, розробці технологічних процесів переробки сировини й підходів до використання останніх у складі апіфітопрепаратів. 2. Встановлено, що під впливом хлор-, фосфорорганічних сполук, нітратів та вірусної інфекції в природних умовах достовірно збільшується біосинтез каротиноїдів на 10 – 67 % і вітаміну Е на 34 – 67 % (p

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020