Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологически активные вещества из побочного животноводческого сырья - исследование механизмов образования и действия, производство форм, применение в животноводстве и медицине
ВАК РФ 03.00.13, Физиология
Автореферат диссертации по теме "Биологически активные вещества из побочного животноводческого сырья - исследование механизмов образования и действия, производство форм, применение в животноводстве и медицине"
Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных
ЕРМОЛОВА ЛЮБОВЬ СТЕПАНОВНА
Биологически активные вещества из побочного животноводческого сырья - исследование механизмов образования и действия, производство форм, применение в животноводстве и медицине
03.00.13. - физиология человека и животных 03.00.23 - биотехнология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
На правах рукописи
т
.41
Боровск - 1998
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте овцеводства и козоводства
Научный консультант: академик РАСХН,
доктор с.-х. наук, профессор. В.А.Мороз
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор Галочкин В.А. доктор биологических наук, профессор Мещеряков Ф.А. доктор медицинских наук, Турищев С.Н.
Ведущее учреждение - Кубанский государственный
аграрный университет
Защита состоится декабря 1998 г. в 10 часов
на заседании диссертационного совета Д.020.17.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных
Адрес института: 249010, г. Боровск Калужской области, ВНИИФБиП с.-х. животных
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан "_ " ноября 1998 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, к.с.-х.н.
Дворянчикова Г.В,
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Развитие человечества зависит от решения ряда глобальных проблем, которые по программам ФАО и ЮНЕСКО необходимо решить до 2000 года. Среди этих проблем (войны и мира, дефицита белка, энергии, демографии, охраны окружающей среды, здравоохранения) находится и такая, как дефицит сырья. Решить эти важнейшие задачи можно путем межотраслевого и международного сотрудничества на основе широкого использования биотехнологических процессов (Винниченко, Дворецкий, 1989; Рогов, Жаринов, 1995 и др.)
В этой связи актуально использование специфической особенности растений и животных, способных синтезировать огромное количество самых разнообразных химических соединений различной природы, как простых, так и сложных по строению, относящихся к различным классам. Некоторые из них имеют, как известно, пищевое значение и являются условно инертными, для других же характерна физиологическая активность и по этому признаку их объединяют в категории биологически активных веществ - БАВ. Эти вещества представляют большую ценность для сельского хозяйства, особенно животноводства;, медицины, фармации и косметики, поскольку обладают лечебными и стимулирующими свойствами и являются источниками создания лечебно-профилактических препаратов и кормовых добавок (Филатов,1955; Ковальский, МозговД966; Шу-лимова,196б; Радкевич,1967; Калашник,1967; Радченков,1970; Мещеряков, 1987,1996,1998 и др.).
Практическое использование природных источников БАВ в сельском хозяйстве и медицине стало возможным благодаря достижениям биотехнологии и смежных наук. Применительно к овцеводству эта проблема изучена крайне недостаточно, носит фрагментарный характер, имеющиеся достижения науки мало используются в практике. Между тем масштабное вовлечение в сферу производства таких БАВ,
как, например, сычужные ферменты, тестикулярные гормоны, утилизация и глубокая переработка шерстного жира с использованием получаемых продуктов в медицине, фармации, косметике и других отраслях представляет большой народно-хозяйственный интерес.
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте овцеводства и козоводства Российской сельскохозяйственной академии в рамках Государственной Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации до 2000 г. по теме : «Разработать эффективные технологии получения биологически активных соединений из побочных продуктов овцеводства, рекомендации по их использованию в приготовлении лекарственных и других препаратов». (№ гос.регистрации 01.960007945).
Цели и задачи исследований. Целью исследований была разработка физиологических основ технологии получения биологически активных препаратов из животноводческого сырья для применения их в животноводстве, медицине и косметике. В качестве сырья ставилось целью использовать шерстный жир овец и ланолин, плаценту овец, собранную в период окота и сперму жвачных животных (баранов и быков).
В соответствии с общим направлением работы в ходе исследований были поставлены конкретные задачи:
- изучить химический состав и физиологические свойства продуктов переработки шерстного жира ;
- разработать методы получения биологически активных комплексов путем глубокой переработки шерстного жира и ланолина;
- исследовать физиологические механизмы образования БАВ шерстного жира в организме овец в зависимости от условий кормления;
- разработать способы получения БАВ из плаценты овец и спермы баранов и быков;
- разработать рекомендации по использованию БАВ в составе лечебно-профилактических косметических средств.
- изучить эффективность и провести медико-биологические испытания предлагаемых средств, составленных на основе БАВ в сочетании с другими композициями;
- разработать применение БАВ в качестве лечебно-профилактических косметических средств.
4 , - i Научная новизна. Выполненная работа представляет собой' комплексное исследование, нацеленное на изучение физиологических основ технологий получения биологически активных веществ из отходов животноводческого производства, в частности, из жиропота овец, спермы, плаценты, применения их в животноводстве, медицине и косметологии.
Впервые изучено влияние условий кормления овец на модификацию химического состава шерстного жира. Установлено, что при содержании овец на гранулированных кормах шерстный жир становится менее насыщенным и с более высоким содержанием моно- и полиненасыщенных жирных кислот. В содержимом рубца уменьшается количество бактериальной массы, инфузорий, бесклеточной жидкости. При этом снижается интенсивность гидрогенизации жирных кислот, количество кислот с нечетным числом атомов углерода и увеличивается образование кислот с короткой и средней длиной углеродной цепи. В организме овец усиливаются процессы липогенеза, увеличивается уровень общих липидов в крови и тканях и степень их ненасыщенности. Добавление в рацион витамина А нормализует обмен общих липидов и высших жирных кислот у овец. С увеличением в содержимом рубца количества бактерий и инфузорий возрастает в них уровень общих липидов, усиливается гидрогенизация и микробный. синтез, снижается липогенное действие. В шерстном жире увеличивается содержание насыщенных жирных кислот.
. (| Разработана новая технология глубокой переработки шерстного $сира с получением в свободном виде холестерола, лано-стерола, а также концентрата шерстных спиртов и солей жирных кислот.
Впервые в качестве биологически активной добавки в рацион кормления молодняка овец и цыплят-бройлеров использовался концентрат жирных кислот шерстного жира в виде натриевых солей, получивший название в процессе испытаний "Биорил".
Установлено, что препарат "Биорил" способствует активному развитию микрофлоры в рубце, усилению ферментативных процессов, повышению общего количества ЛЖК и общих липи-дов; при этом усиливаются процессы гидрогенизации, отмечается более интенсивный рост массы тела и прирост шерсти у овец.
Применение препарата "Биорил" в рационах кормления цыплят-бройлеров позволяет повысить их сохранность и среднесуточный прирост живой массы.
Впервые при разработке рецептуры ранозаживляющего средства "Ранлид" использованы в составе биоэмульгирующей основы шерстные спирты и натриевые соли жирных кислот, полученные при переработке шерстного жира. Клиническими испытаниями установлено, что препарат"Ранлид" позволяет сократить сроки очищения ран, появления грануляции, эпители-зации, по сравнению с использованием традиционных антисептических средств в 1,5 раза и уменьшить сроки пребывания больных в стационаре на 3 — 5 дней.
Использование БАВ, полученных по разработанным технологиям из шерстного жира, плаценты и спермы жвачных животных в сочетании с другими веществами растительного и животного происхождения, может служить основой для создания производства лечебно-профилактических косметических средств.
На разработанные методы получены авторские свидетельства и патенты РФ на изобретения :
Авт.св. №1480173 «Способ получения холестерина и ла-ностерина»;
авт.св №1619461 «Кормовая добавка»; патент № 2066189 «Способ получения комплекса липидов и комплекса аминокислот и пептидов»;
патент №2040252 РФ «Ранозаживляющее средство»; патент №2038073 «Крем для ухода за кожей лица и шеи»;
патент Украины №93101164 «Крем для шири навколо
очей»;
а также ряд сертификатов и дипломов Международных выставок.
Практическая ценность работы. В результате исследований разработаны новые методы получения экологически чистых биологически активных соединений из продуктов животноводства, рекомендации по их использованию в производстве социально значимых лечебно-профилактических косметических средств.
На основании проведенных исследований разработаны методы глубокой переработки шерстного жира, переработки плаценты и получения из них биологически активных веществ; методы использования спермы животных для лечебно-профилактических целей.
Разработаны эффективные рецептуры лечебно- профилактических средств на основе ланолиновых производных в сочетании с биологически активными соединениями, которые апробированы для применения в медицине и косметике.
Впервые использованы натриевые соли жирных кислот шерстного жира (НСЖКШЖ) в рационах кормления сельскохозяйственных животных и разработаны методы их применения в качестве биологически активной кормовой добавки для молодняка овец и птицы, получившей название "Биорил".
Предложенные методы рекомендуются для расширенного использования при разработке новых высокоэффективных экологически чистых препаратов для применения в животноводстве и медицине.
Указанные разработки легли в основу организации экспериментального мелкосерийного производства лечебно-профилактических косметических средств на базе научно- производственного предприятия «Лик - Сервис».
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-производственных конференциях по овцеводству (Ставрополь, 1976-1984,1986-1990,1992); на третьем международном симпозиуме по физиологии пищеварения жвачных и
их продуктивности (Стара Загора, Болгария, 1982); на республиканской научной конференции «Состояние и перспективы развития биотехнологии в животноводстве» (Харьков, 1988); на всесоюзном симпозиуме по белковым продуктам микробиологического синтеза (Москва, 1989); на международной конференции по биологическим основам высокой продуктивности с.-х. животных (Боровск, 1990); на всесоюзном совещании «Новые аспекты участия биологически активных веществ в регуляции метаболизма и продуктивности с.-х. животных (Боровск, 1991); на всесоюзном симпозиуме по обмену липидов у животных (Львов, 1992); на международной научно-практической конференции «Биологически активные вещества и новые продукты в косметике» (Москва, 1996); на международной выставке парфюмерии и косметики «Интершарм» (Москва, 1996, 1997); на международной специализированной выставке «Лекарства с прилавка» (Москва, 1997); на международной специализированной выставке «Мир здоровья и красоты» (Москва, 1997), на конференции фармацевтических работников Ставропольского края в рамках "Недели медицины Ставрополья" (Ставрополь, 1998).
Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 48 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 270 стр. машинописи, содержит7 рисунков и 36 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Список литературы включает 320 источников, в том числе 145 на иностранных языках. Приложение содержит патенты, акты, рекомендации, справки, подтверждающие новизну и практическую ценность работы.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Процессы рубцового пищеварения являются природным технологическим процессом синтеза биологически активных веществ, в частности, входящих в состав шерстного жира овец; условия кормления оказывают модифицирующее влияние
на химические свойства компонентов шерстного жира (степень насыщенности жирных кислот и др.)
2. Концентраты жирных кислот шерстного жира могут быть использованы в качестве кормовых добавок при выращивании сельскохозяйственных животных и птицы.
3. Изученные физико-химические и биологические свойства полученных форм БАВ позволяют рекомендовать их к использованию в производстве социально-значимых лечебно-профилактических косметических средств.
4. Методы и схемы глубокой переработки шерстного жира и плаценты; способы использования спермы жвачных животных, производных ланолина, комплексов липидов, аминокислот и пептидов плаценты, в качестве биологически активных веществ.
2.1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Работа выполнялась автором в период с 1976 по 1997 гг. по схеме (рис. 1). Получение составных компонентов шерстного жира (воска) или ланолина по предложенной нами технологии состоит из следующих этапов: концентрирование жирных кислот и алифатических спиртов; холестерол, ланостерол получают путем гидролиза исходного сырья с помощью натрия гидроксида в растворе этилового спирта при определенном температурном и временном режиме; отделения натриевых солей жирных кислот; экстракция гексаном с последующей вакуумной отгонкой растворителя, осаждение лано-стерола и холестерола из полученной смеси шерстных спиртов; перекристаллизация конечных продуктов переработки шерстного жира - холестерола и ланостерола; дальнейшая очистка кристаллических продуктов с помощью сорбента.
Рис. 1. Схема проведения исследований и этапы внедрения в практику полученных результатов.
Получение биологически активных веществ из биомассы плаценты состоит из следующих стадий: подготовка сырья, экстрагирование гомогенизированной ткани, выделение протеиновой фракции, разделение липидного комплекса и концентрата аминокислот и пептидов, фильтрования, вакуумной отгонки органических растворителей.
Применение БАВ в животноводстве. На основе использования концентрата жирных кислот из отходов переработки шерстного жира была разработана кормовая добавка, названная нами "Биорил"(табл. 1).
Таблица 1. Кормовая добавка «Бнорил» из отходов переработки шерстного жира
Состав % Состав жирных кислот мае. %
Липиды 67 Насыщенные: стеариновая 12,95
Свободные ЖК 90 пальмитиновая 12,2
Свободные стерины 6,6 гептадекановая; 11,6
Метилэфиры жирных кислот 0,1 пентадекановая 8,95
Углеводороды 1,1 арахиновая; 5,8
Алифатические спирты 2,2 миристиновая 4,4
Минеральные компоненты 7,0 Ненасыщенные: пальмитолеиновая 9,7;
Влага и летучие вещества 5 линоленовая 9,2
Сухое вещество 95 миристолеиновая 5,2
арахидоновая 5,2
олеиновая 3,5
Изучение липидного обмена в пищеварительном тракте и в тканях овец проведено в двух сериях опытов на переярках и взрослых овцах кавказской породы. Основной рацион кормления соответствовал нормам ВИЖа. Гранулы готовились из кор-
мов основного рациона в том же соотношении. В опытах использовался препарат витамина А (ретинолацетат) промышленного изготовления. Дача корма проводилась 3 раза в сутки без ограничения водопоя.
Первая серия опытов проведена с целыо изучения влияния гранулированных кормов, обогащенных витамином А, на метаболизм липидов в пищеварительном тракте. В эксперимент было включено 16 предварительно прооперированных взрослых овец живой массой 55 - 60 кг. Опыты проводили методом аналогов по группам и периодам (табл. 2). В конце каждого опытного периода брали пробы рубцового содержимого через 2 ч после кормления и содержимого слепой кишки - через 6 ч.
Во второй серии опытов на интакгных животных изучали обмен общих липидов и высокомолекулярных ЖК в органах и тканях овец и их продуктивность в зависимости от физической структуры рациона и различных по количеству добавок витамина А к гранулированным кормам. В опыте было использовано 5 групп переярок (по 5 голов в каждой группе). 1-я (контрольная) группа получала корма в натуральном виде (Н.К.), 2-я группа - гранулированные корма (Г.К.), 3-я группа - Г.К. + 4 тыс. и.е. витамина А, 4-я группа -Г.К. + 8 тыс. и.е. витамина А и 5-я группа - Г.К. + 12 тыс. и.е. витамина А.
В ходе исследований применялись следующие методики: клинические показатели (температура, пульс, дыхание) - общепринятыми методами.; гематологические: гемоглобин - методом Сали, количество эритроцитов, лейкоцитов - счетно-меланжерным методом в камере Горяева, кислотную емкость -по Н.Л. Помаскиной (1962); каротин в кормах - по методу П.Х.Попандопуло (1952); содержание витамина А в плазме крови и печени - по методу Карр-Прайса в модификации Юдкина; фракционирование содержимого рубца и слепой кишке - методом А.А.Алиева и М.Ш.Кафарова (1961); физические исследования шерсти - по методикам ВИЖ - ВНИИОК; определение йодного числа - по методу Траппе (1961); определение процента выхода мытого волокна путем промывания в теплом мыльно-содовом растворе 200 г образцов грязной рунной шерсти.
Для определения общих липидов использовалась методика очистки липидного экстракта по Фолчу (Folch et al., 1957). Метиловые эфиры ЖК получали переэтерификацией в абсолютном метаноле в присутствии 2,5% HCl по методу ( Stoffel et al., 1959) Состав высших ЖК с длиной углеродной цепи от 8 до 24 определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе '«Хром-4>> с пламенно-ионизационным детектором.
Таблица 2
Схема опыта I на оперированных животных
Груп-пы Кол-во Условия кормления по периодам
живот-
ных
I II—опыт- III - опыт- IV—опыт-
подг., ный, 30 ный, 30 ный, 30
30 дней дней дней
дней
С фистулой рубца
I 4 Н.К. Г.К. Г.К. Г.К.
II 4 Н.К. Г.К.+4 тыс. и.е.вит.А Г.К.+8 тыс. и.е. в ит. А Г.К.+12 тыс. и.е. вит. А
С фистулой слепой кишки
I 4 Н.К. Г.К. Г.К. Г.К.
II 4 Н.К. Г.К.+4 тыс. и.е. вит. А Г.К.+8 тыс. и.е. вит.А Г.К.+ 12 тыс. и.е. вит. А
Г.К. - грубые корма; Н.К. - натуральные корма.
На восьми переярках, которым были наложены канюли малого сычуга по И. П. Павлову, изучали секреторную деятельность сычуга. В опыте регистрировали количество выделившегося сока, кислотность, химический состав (сухой остаток, зола, общий азот), активность пепсина. В течение опыта учитывали поедаемость кормов, прирост живой массы, общее состояние животных.
Изучался биологический эффект использования нового кормового концентрата, полученного из отходов переработки шерстного жира и применяемого в качестве источника жирных кислот под условным названием «Биорил» в сравнении с ранее используемой в животноводстве смесью синтетических низкомолекулярных жирных кислот (СНЖК) С5 - С6 (ГОСТ 2323978).
Опыты проводили в опытном хозяйстве «Темнолесский» на фистульных и интактных тонкорунных переярках в зимне-весенний период, на фистульных - методом групп и периодов продолжительностью 30 дней, на интактных - методом групп. В опыте было 2 группы животных с двумя подгруппами в каждой. Основной рацион (ОР) соответствовал принятым нормам и состоял из сена степного разнотравного - 0,8 кг, силоса кукурузного - 2,5 кг, концкормов - 0,3 кг с содержанием сухого вещества 1,52 кг, обменной энергии 14,84 МДж, переваримого протеина- 115 г.
Животные первой группы получали ОР и ОР + СНЖК, второй группы - ОР и ОР + «Биорил» соответственно. Обе жир-нокислотные добавки скармливались в виде натриевых солей в количестве 1% от сухого вещества рациона в смеси с концкор-мами.
На птицефабрике «Балахоновская» Ставропольского бройлерного объединения был проведен научно-хозяйственный опыт по изучению биологического и продуктивного действия продукта переработки шерстного жира овец - концентрата натриевых солей жирных кислот «Биорил». Опыт проводили на двух группах цыплят-бройлеров с 14- до 56-дневного возраста, по 75 голов в каждой группе. Цыплята содержались в клеточных батареях при свободном доступе к корму и воде, рацион был сбалансирован по основным питательным веществам, кроме линолевой кислоты, согласно существующим нормам ВИЖ (1979). Зоотехнические и зоогигиенические условия для подопытных цыплят обеих групп были одинаковые. Цыплята 1-й (контрольной) группы получали основной рацион (ОР) по ГОСТу без добавки испытуемого препарата, цыплята 2-й (опытной)
группы получали ОР + 2,5% (к массе комбикорма) «Биорила». Определяли сохранность птицы и среднесуточный прирост живой массы за период опыта.
Применение БАВ в медицине н косметологии. Учитывая спрос лечебных учреждений на стабильные эмульсионные основы при лечении ожоговых поражений кожи и инфицированных ран, нами была предложена рецептура препарата «Ран-лид» (табл. 3).
' Ч' I . .с! . I.. • , ;„.,.-..,
Таблица 3
Ранозаживлягощее средство «Ранлнд» на основе шерстных спиртов
Состав %
Стеариновая кислота 5,0
Стеарат цинка 1,5
Шерстные спирты 2,5
Глицерин 6,0
Масло касторовое 10,0
Масло шиповника 2,0
Триэтаноламин 2,0
Натриевые соли жирных кислот шерстного жира 0,5
Борная кислота 0,5
Анестезин 2,5
Левомицетин 2,5
Димол 0,5
70% спиртовый экстракт фитосбора (дуб, календула, крапива, ромашка) 3,0
Вода остальное
Опыты по апробации ранозаживляющего средства «Ран-лид» проводили на крысах-самцах (по 10 голов в группе) и кроликах-самцах (по 5 животных в группе) массой 150 - 200 г и 2,5 - 3,0 кг соответственно. На следующий день на ожоговую поверхность наносили препарат «Ранлид» без наложения повязки.
Состояние раневой поверхности оценивали в динамике через каждые 7 - 10 дней. Кроме того у кроликов во время проведения эксперимента регулярно определяли массу тела, содержание белка (рефрактометрически) и количество лейкоцитов в крови. Во всех сериях опытов параллельно применяли препарат для сравнения - облепиховое масло (фармацевтическое), которое равномерным слоем наносили на раневую поверхность. Тестами для определения активности применяемых препаратов были: начало наступления грануляции и удаление ожогового струпа, размеры ран и рассасывание рубцов.
Клинические испытания ранозаживляющего средства «Ранлид» проведены на базе ожогового Центра при 2-й городской клинической больнице г. Ставрополя под руководством врача высшей категории Э.Х.Дулаева. Тестами для оценки эффективности препарата «Ранлид» были: антимикробное состояние раны, динамика процессов регенерации инфицированных и гнойных ран, ожогов при лечении с использованием «Ранлид». В процессе апробации проводилось наблюдение за 142 больными, в том числе - 60 женщин, 70 мужчин ( см. Приложение).
Фармакологические свойства плацентарных препаратов изучали согласно инструкции по экспериментально-клинической апробации косметических средств (1986). Эксперименты проведены на белых крысах массой 150 - 180 г. Во всех опытах продолжительность исследования составляла не менее 3 недель. Исследуемые комплексы наносили на заранее депилированную кожу площадью 3x3 см2 один раз в сутки тонким слоем. Комплексы применяли в двух концентрациях - 0,1 -0,5%-ных водного ( в случае комплекса аминокислот и пептидов) или масляного (липидный комплекс) растворов.
Исследовали углеводный, липидный, электролитный обмен кожи и его гидратантное состояние. В опыте было 3 группы животных, по 5 голов в каждой, из которых одна была контрольной, две другие обрабатывали 0,1 и 0,5%-ным растворами соответственно. Животных декапитировали после последней аппликации (28 дней). Кожный лоскут эпилировали и тщательно очищали от жирового слоя, затем замораживали в жидком
азоте. В гомогенате кожи определяли содержание гликогена, молочной (МК) и пировиноградной (ПВК) кислот по (Lo et al.,1970); окислительно-восстановительный потенциал системы молочная/ пировиноградная кислота (ОВП=МК : ПВК), используя для расчета уравнение Райскина и др. (1974); избыточный лактат по (Huskabe, 1958); холестерин (Anderson et al., 1964); фосфолипиды и триглицериды (Pollet et al., 1978); гидратант-ность кожи и содержание в ней ионов калия и натрия на пламенном'фотометре (Neri, Frings, 1973).
Исследование антиоксидантных свойств БАВ проведены на крысах-самцах линии Вистар массой 180 - 200 г. Животных декапитировали, извлекали печень, промывали холодным физраствором, тщательно измельчали на холоду, пропускали через продавливатель и гомогенизировали в 0,9%-ном растворе хлорида натрия общепринятым методом с использованием тефло-нового гомогенизатора. Соотношение между объемами ткани и раствора NaCl - 1:3. Митохондриальную фракцию выделяли методом дифференциального центрифугирования (Соттокеза, 1979). Надосадочную жидкость сливали и использовали как постмитохондриальную фракцию.
Для изучения процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантных свойств веществ использовали модельные системы in vitro с гомогенатом печени и митохондриальной фракцией. В качестве инициатора окисления применяли Fe2+ , конечная концентрация которого в системе была 50 мкМ (Владимиров, Арчаков, 1972). Источником Fe24" служили FeS04 7НгО или соль Мора, перекристаллизованные.
Состояние ПОЛ изучали путем инкубирования вышеуказанных модельных систем при 37 0 С в течение 20 мин с определением активности супероксиддисмутазы (Дубинина и др., 1983) и каталазы (Королюк и др., 1988), количества малонового диальдегида (МДА) (Стальная, Гаришвили, 1977) в гомогенате, митохондриальной суспензии и постмитохондриальной фракции, а также хемилюминесценции (XJ1) в модельной митохондриальной системе (Владимиров, Арчаков, 1972). Объем инкубационной среды составлял 5 мл при конечной концентрации
составных компонентов: 50 мМ трис НС1, рН 7,4, 50 мкМ Fe2+, белок - 4 мг в 1 мл инкубационной среды, изучаемые вещества -в различной концентрации. В качестве контроля использовали инкубационные смеси с Fe2+ и без него. Об активности суперок-сиддисмутазы судили по степени торможения процесса восстановления нитросиневого тетразолия (НСТ) при рН 7,9 - 8,0 , активность выражали в условных единицах на 1 мг белка. Содержание МДА определяли по реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой (Стальная, Гаришвили, 1977) и выражали в мкмолях на 1 г белка, который определяли методом Лоури (Lowry et al., 1957).
Изучение состояния ПОЛ в митохондриальной суспензии in vitro методом регистрации ХЛ проводили в присутствии Fe2+ при 37° С при постоянном перемешивании (Владимиров, Арча-ков, 1972). В качестве параметров ХЛ регистрировали: максимальное значение интенсивности быстрой вспышки I б; максимальное значение интенсивности медленной вспышки -1 м; индукционный период, равный периоду времени от момента добавления Fe до начала второй вспышки - 1инд> тангенс угла наклона восходящей ветви второй вспышки ХЛ - tga.
2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В связи с тем, что биологическое действие липидных компонентов разрабатываемых препаратов может модифицироваться в зависимости от особенностей химического состава жиропота, предстояло исследовать физиологические механизмы образования и действия БАВ шерстного жира с учетом возможного влияния условий кормления.
2.2.1.Применеиие БАВ в животноводстве.
Липидный обмен в пищеварительном тракте и в тканях овец. При исследовании клинико-гематологических показателей было отмечено, что они у подопытных овец находились в пределах физиологической нормы. Средние данные по переваримости основных питательных веществ указывали на то, что при скармливании одних и тех же кормов в гранулированном виде, по сравнению с натуральными, на 40,5% повышается поедае-мость сухого вещества, на 37,3% -- органического, на 13,2%
протеина, на 25,6% жира, на 50% клетчатки, на 39,9% БЭВ и на 78,9% минеральных веществ, но при этом снижается переваримость их на 15,2; 14,5; 13,4; 17,3; 32,5; 5,0 и 8,9% соответственно. При поедании кормов в гранулированном виде, хотя и падает переваримость кормов, но общее количество переваренного сухого вещества на 7,0%, органического - на 7,5%, БЭВ - на 30%'больше.
Добавка в рацион витамина А увеличивала переваримость питательных1 веществ гранул; особенно клетчатка значительно лучше переваривалась при добавлении к гранулам витамина А.
У овец, получавших корма в гранулированном виде, несколько лучше использовался принятый и особенно переваренный азот, по сравнению с животными, получавшими корма в натуральном виде. Азот корма гранул значительно лучше использовался у животных, получавших добавки витамина А, особенно у тех овец, которые получали 8 тыс. и.е. Добавка к гранулам витамина А повышала использование кальция, фосфора и серы.
Скармливание овцам гранулированных кормов отразилось на соотношении составных частей содержимого рубца и слепой кишки. Количество бактериальной и инфузорной масс снизилось на 16,7 и 64% соответственно по сравнению с животными, получавшими натуральные корма. При этом основу цельного содержимого как рубца, так и слепой кишки составляли грубые остатки корма и бесклеточная жидкость.
Включение в гранулированный рацион витамина А в дозе 4 и 8 тыс. и.е. увеличивало в содержимом рубца количество бактериальной массы на 3 и 5,8%, инфузорной - на 8,9 и 14,3%, по сравнению с группой, получавшей только гранулы. Увеличение дозы витамина А до 12 тыс. и.е., вероятно, является завышенным, так как при этом количество бактерий и инфузорий не увеличивается, а, наоборот, уменьшается.
При исследовании содержимого слепой кишки отмечено снижение количества бактериальной фракции более чем в 2 раза и бесклеточной жидкости - на 2,3% при скармливании овцам гранулированных кормов. По содержанию грубого остатка корма на-
блюдалась обратная зависимость: у животных, получавших гранулы, его было на 19,9% больше. Причиной столь значительного снижения числа бактерий в содержимом слепой кишки, вероятно, следует считать уменьшение их количества в рубце.
При изучении распределения общих липидов между отдельными фракциями содержимого рубца и слепой кишки в связи с условиями опыта установлено, что содержание общих липидов в бактериальной фракции рубца на натуральных кормах было"наивь'1сшим и составляло 36,8%. Это говорит о том, что основным источником липидов в рубце являются бактерии. Наименьший уровень общих липидов (6,05%) отмечен в грубом остатке корма, так как корм не является основным источником поступления жира для жвачных. В инфузорной массе содержалось 23,35% общих липидов, т.е. на 58% меньше, чем в бактериях. Бесклеточная жидкость, в которой скапливаются продукты рубцового метаболизма, содержала 21,8% общих липидов.
Влияние кормовых факторов на метаболизм липидов овец. Результаты исследований показали, что кормовые факторы существенно влияют на метаболизм и синтез отдельных ЖК в пищеварительном тракте овец. Эти превращения непосредственно связаны с жизнедеятельностью бактерий и инфузорий в самом рубце, а также с симбиотическими взаимоотношениями в пищеварительном тракте овец. Как следствие этих взаимоотношений, формируется специфический жирнокислотный состав, присущий органам и тканям овец. В какой мере эти изменения затрагивают разные ткани, можно судить по жирнокислотному составу основных органов и тканей.
Содержание общих липидов в различных органах овец, получавших гранулы, было выше, по сравнению с контролем. Разница в сердце составила 1,78 (р<0,05), в печени -18,99(р<0,01), в длиннейшей мышце спины - 0,53 (р<0,01), в околопочечном жире -14,25 (р<0,001), в брыжеечном - 4,15 (р<0,05) и в подкожном - 10,38% (р<0,001). Введение в гранулированный рацион витамина А снижало в исследуемых тканях содержание общих липидов, причем более значительным было это снижение при добавке 4 тыс. и.е. витамина А в жировых де-
по, а в сердце, печени и длиннейшей мышце спины - при 8 тыс. и.е.
Витамин А, добавленный к гранулам, способствовал насыщению липидов печени: процент насыщенных кислот в связи с добавками в рацион 4, 8 и 12 тыс. и.е. витамина А возрастал, по сравнению со 2-й группой на 2,05; 3,76 и 1,58% соответственно. При этом наблюдалось повышение стеариновой кислоты с 21,87 до 27,55% (р<0,01), арахидоновой с 1,70 до 2,26% (р<0;05) и снижение олеиновой с 33,04 до 28,95% и линолевой с 8,38 до 7,83% (р<0,05). Отмечена тенденция к увеличению суммы кислот с нечетным числом углеродных атомов (15:0, 17:0).
Физическая структура рациона обусловила определенные изменения в жирнокислотном составе всех резервных липидов. Так, в околопочечном и подкожном жире при содержании овец на гранулированных кормах, по сравнению с натуральными, было меньше насыщенных кислот 16:0 и 18:0 соответственно на 6,90 и 8,61% и больше мононенасыщенных (главным образом за счет 18:1) соответственно на 5,75, 6,84 и полиненасыщенных соответственно на 0,10 и 1,74%. Более выраженные изменения наблюдались в жирнокислотном спектре подкожного жира. При содержании овец на натуральных кормах шерстный жир характеризуется более высоким содержанием насыщенных кислот (табл. 4). При использовании гранулированных кормов (2-я группа) в липидах воска оказывается больше мононенасыщенных кислот (главным образом за счет олеиновой), полиненасыщенных (таких, как линолевая и линолено-вая) и значительно меньше насыщенных (главным образом геп-тадекановой, стеариновой и беге новой). О снижении насыщенности шерстного жира при скармливании гранул свидетельствуют также показатели йодного числа.
Добавление витамина А к гранулам оказало положительное влияние на насыщенность липидов воска. При этом отмечено в нем меньшее содержание олеиновой и наиболее реакционно способных полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот. Наряду с этими изменениями выявлено статистически достоверное увеличение гептадекановой, стеариновой и арахидоно-
Таблица 4
Состав высших жирных кислот шерстного жира (воска) овец, %
КодЖК Группы
I 11 III IV V
Общие липиды, % 11,59 17,88 14,59 13,22 14,24
+0,42 ±0,34** ±0,65* ±0,38* ±0,97*
Йодное число 22,84 24,87 24,74 23,60 23,60
Жирные кислоты: 0,35 0,39 0,37 0,38 0,37
, 12:0 ±0,11 ±0,09 ±0,23 ±0,10 +0,07
0,78 0,96 0,94 0,92 0,94
±0,16 ±0,09 ±0,92 +0,14 ±0,14
14:0 1,03 1,77 1,36 1,32 1,40
±0,22 ±0,38 ±0,36 ±0,04 ±0,88
15:0 изо 0,37+0,10 0,71 0,52 0,65 0,63
±0,14 ±0,04 +0,05 ±0,07
15:0 3,48 3,66 3,81 3,26 3,57
±0,28 ±0,46 ±0,29 ±0,31 ±0,69
16:0 6,0 7,49 7,00 6,53 6,91
+0,76 ±1,16 ±2,68 ±0,91 ±0,16
16:1 3,79 3,99 3,85 3,80 3,90
±0,32 ±0,24 ±0,72 ±0,45 ±0,39
17:0 11,42 7,37 9,73 10,5 9,83
+1,26 +0,91* +1,42 ±0,38* +0.28
18:0 7,69 5,99 6,5 6,76 6,53
±1,38 +0,19* ±42,24 +0,12* + 1,12
18:1 9,43 13,8 12,66 12,84 12,94
+0,68 ±0,61* ±1,48 ±0,1* ±0,25
18:2 4,45 6,37 6,27 5,98 5,79
±0,55 +0,70* ±1,79 ±0,56 ±0,70
18:3 5,66 8,3 6,74 6,57 6,58
+0,91 5±0,61* +0,58 ±0,31* +0,63
20:0 3,44 2,90 3,16 3,02 3,14
+0,77 ±0,51 ±0,52 ±0,08 ±0,10
20:1 11,54 10,36 10,36 10,26 10,4
±0,84 ±0,02 ±1,09 ±0,17 ±±0,81
20:2 6,61 4,45 5,43 4,21 5,39
±0,88 ±0,34 ±0,37 ±0,30 ±0,04
- 20:4 2,51 1,56 2,36 2,60 2,42
±0,42 ±0,53 +0,41 ±0,26* ±0,17
Неидент. 3,69 4,69 3,98 3,17 3,25
+0,62 ±0,66 ±0,75 +0,55 ±0,18
22:0 17,22 14,71 14,97 16,40 15,64
±2,91 ±2,47 ±1,36 ±2,63 _, ±1,26
насыщенные 52,32 46,06 48,35 50,37 49,29
ненасыщенные 47,68 53,94 51,65 49,63 50,71
вой кислот (р<0,05). Снижение концентрации миристиновой, антеизопентадекановой, пальмитиновой, арахиновой (20:2) и бегеновой кислот, а также повышение уровня пентадекановой и арахиновой оказалось вне общепринятого порога значимости (р>0,05). Вышеуказанные изменения соотношений ЖК шерстного жира оказались наиболее выраженными при добавке 8 тыс. и.е. витамина А.
Таким образом, при содержании овец на гранулированных кормах шерстный жир становится менее насыщенным и с более высоким содержанием моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Добавление к гранулированным кормам витамина А обеспечивает снижение в шерстном жире моно- и полиненасыщенных кислот и увеличение насыщенных.
Испытание кормовой добавки "Биорнл". Результаты испытаний новой кормовой добавки «Биорил» для овец показали, что включение в рацион жирнокислотных добавок способствовало развитию микрофлоры в рубце (табл. 5): количество бактерий статистически достоверно увеличивалось при добавке СНЖК С5 - Сб на 25%, при добавке «Биорила» - на 36,9%, количество простейших увеличилось на 20 и 62% соответственно. Изменение микрофлоры рубца способствовало усилению ферментативных процессов, что приводило к повышению общего количества ЛЖК в содержимом рубца при использовании СНЖК на 4,5%, «Биорила» - на 12%, в основном, за счет уксусной и валериановой кислот. Количество общих липидов в руб-цовом содержимом было выше на 12 и 34% соответственно. Целесообразно было в дальнейших исследованиях определить оптимальную дозу добавки «Биорила».
Таблица 5
Концентрация исследуемых метаболитов в содержимом рубца овец
Показатели Овцы 1 й группы Овцы 2-й группы
ОР ОР + СНЖК ОР ОР+ БИОРИЛ
Количество бактерий, млн/мг 45,2±0,5 58,1+0,3 45,2±0,2 61,9+0,6
Количество простейших, тыс/мл 5,08+0,5 6,09±0,2 5,2+0,3 8,42±0,3
Общее содержание ЛЖК, мМ 8,9+0,3 9,3±0,2 9,2±0,4 10,4+0,35
Процентная доля ЛЖК: уксусная 57,2+ 1,03 61,54±1,5 8,9±0,87 63,811,5
пропионовая 23,87±0,7 22,1711,15 24,17+0,8 23,5611,2
масляная 15,23±1,15 12,89+0,7 14,35+1,0 9,44+0,9
валериановая 2,50±0,3 3,4+0,5 2,58+0,7 3,210,2
Общие липиды, мг% 129,3±3,6 144,8±3,5 135,4+2,5 184,414,2
На фоне основного рациона испытывапись различные дозы препарата: 5, 10, 15 и 20 г в сутки на голову . Включение в рацион испытуемого концентрата «Биорил» способствовало развитию микрофлоры в рубце: наибольшее увеличение количества бактерий (на 4,35%) отмечено при дозе 5 г, количество простейших (на 16,7%) -при дозе 10 г. Эти изменения способствовали улучшению ферментативных процессов: общее количество ЛЖК при использовании 5 и 10 г препарата «Биорил» статистически достоверно повышалось на 7,1 и 10,5% соответственно, при этом снижалось образование уксусной кислоты и стимулировался синтез пропионовой кислоты. Во всех опытных периодах отношение уксусная кислога/пропионовая кислота находилось в пределах 3,4 - 4,97 и было наилучшим (3,77) в случае добавки 10 г «Биорила».
При проведении балансового опыта установлено, что лучше использовался принятый и особенно переваренный азот при добавке "Биорила", усвояемость его составила 52% против
49 и 44% при применении препарата синтетических пизкомоле-кулярных жирных кислот (СНЖК) и в контроле соответственно.
Материалы балансового опыта согласуются с данными научно- хозяйственного опыта, проведенного на 3-х группах высокопродуктивных тонкорунных ярок-аналогов по 20 голов в каждой продолжительностью 80 дней. Наивысший среднесуточный прирост живой массы (146 г) был отмечен у ярок, получавших "Биорил", несколько ниже (120 г) - у животных, получавших СНЖК С 5-С б, и наименьший (117 г)—у животных, получавших основной рацион (табл. 6). Прирост шерсти за опытный период составил 50,45 и 43 мм соответственно.
В результате проведенных испытаний нового кормового препарата "Биорил" составлены временные рекомендации "Использование биологически активной кормовой добавки Биорил в кормлении молодняка овец".
Испытание новой кормовой добавки «Биорил» на цыплятах-бройлерах. В течение всего опытного периода у цыплят, получавших "Биорил" в количестве 2,5% от массы комбикорма, клинических признаков отклонения от нормы не наблюдалось.
Таблица 6
Показатели продуктивности овец при испытании препарата
«Биорил» и (НСЖК) ( М±ш)
Группы животных и условия кормления Живая масса, кг Прирост живой массы Среднесуточный прирост живой массы
в начале опыта в конце опыта за 30 дней, кг г %
1 -ОР 29,5+0,46 38,9±0,7 9,36 117 100
II ОР+»Биорил» 29,4±0,54 41,13+0,8 11,17 146,2 124,9
Ш ОР+СНЖК с, -сй 29,5±0,52 39,10±0,9 9,6 120 102,6
К концу опытного периода сохранность птицы составила по опытной группе 97,4%, по контрольной - 94,7%, разница между группами составила 2,7%. Среднесуточный прирост живой массы за опытный период составил по контрольной группе 28,6 г, опытной - 32,5 г.
Включение в состав рациона 2,5% (к массе комбикорма) "Биорила" обеспечило увеличение среднесуточного прироста живой массы цыплят на 13,6% по сравнению с контролем (32,5г против 28,6г).Таким образом, проведенные предварительные испытания показали, что "Биорил" может быть использован в качестве эффективной кормовой добавки для цыплят-бройлеров. Целесообразно дальнейшими исследованиями определить оптимальную дозу добавки с учетом зоотехнических, ветеринарных и экономических факторов..
2.2.2. Применение БАВ в медицине.
Экспериментальные и клинические испытания рано-заживляющего средства "Ранлид". Результаты проведенных экспериментов показали, что у крыс контрольной группы через 7 дней после нанесения ожога наблюдалась следующая картина послеожоговых изменений. Первичный струп сухой, трудно поддающийся удалению, вокруг него наблюдается сухость и шелушение гиперемированной здоровой кожи. Аналогичная картина наблюдалась и на 14-е сутки. Только на 21-е сутки наступило частичное отпадание струпа. Полностью остатки струпа у контрольных крыс отторгались на 28-е-30-е сутки. Грануляции оставались вялыми, краевой рост эпителия был слабо выражен. В течение остальных сроков наблюдения (35, 42, 48 сутки) существенных изменений в динамике раневого процесса не отмечалось, полное заживление наступало в среднем на 72-е сутки.. При этом у 4-х из 10-ти животных раны зажили с образованием грубого рубца, шерстный покров на месте ожоговой раны у жиг вотных был развит очень слабо. У животных, которым после нанесения ожоговой травмы проводили ежедневную обработку раневой поверхности препаратом "Ранлид", на 1-е сутки первичный струп был размягченным, подвижным, легко удалялся с раневой поверхности. Рана под ним была покрыта ярко- крас-
ными грануляциями. На 14-е сутки струп полностью отпал, происходило активное развитие краевого эпидермиса, размеры ран практически во все сроки наблюдения после отпадения струпа были значительно меньше, чем в контроле (табл. 7). Полное заживление ран наступало в среднем на 40-е сутки. Кожа на месте ожоговой поверхности была покрыта нормальным шерстяным покровом, рубцов не было.
Таблица 7
Влияние ранозаживлшощего препарата «Ранлид»
при лечении ожоговых ран у животных.
№ % п.п. Условия опыта Крысы Кролики
Отторжение струпа, сут Полное заживление, сут Отторжение струпа Полное заживление, сут
1 Контроль 30+2 72+2 55+5 100+2
2 Облепи- ховое масло 25±2 58+2* 45+2* 88+2*
3 «Ранлид» 14±2* 40±2* 28+2* 48+2*
* ~ показатель достоверности различий по сравнению с контролем и облепиховым маслом, р<0,001.
"У животных, ожоговую поверхность которых обрабатывали облепиховым маслом, процесс заживления ран в целом напоминал процесс заживления при использовании препарата "Ранлид", но происходил значительно медленнее. Полное заживление ожоговых ран при использовании облепихового масла происходило в среднем на 58-е сутки наблюдения. Аналогичную картину наблюдали у опытных кроликов. Необходимо отметить, что процесс заживления протекал у кроликов значительно медленнее, чем у крыс. Отторжение струпа начиналось лишь через 30 - 40 суток, а полное его отторжение происходило на 50-е - 60-е сутки наблюдения. Полное заживление раневой поверхности наступало в среднем на 100-е сутки. У кроликов, раневую поверхность которых обрабатывали препаратом "Ран-
лид", струп на 10-е - 20-е сутки после нанесения ожога был мягким, подвижным и свободно отходил от раневой поверхности. К 30-м суткам остатки струпа отторгались полностью, а при использовании облепихового масла - к 45 суткам. Заживление ран у подопытных кроликов при использовании препарата "Ранлид" наступало в среднем к 50-м суткам, при нанесении облепихового масла - к 90-м суткам.
В хирургическом отделении у больных с гнойными ранами после вскрытия гнойников дно и стенки ран были покрыты некротическими тканями, дно и стенки неровные. Отмечался выраженный отек, гиперемия кожи вокруг раны, пальпация инфильтрированных окружающих тканей была резко болезненна. Температура тела у больных с гнойными поражениями была на субфебрильных, реже ремитирующих, интермитирующих цифрах.
Под влиянием проводимого лечения к 6-м - 7-м суткам стихали боли в ране, нормализовалась температура тела. К этому времени исчезали отек и гиперемия кожи вокруг раны, значительно уменьшилась инфильтрация тканей, появились свежие грануляции, а к 8-м-10-м суткам - краевая эпителизация. Перевязки становились менее болезненными. Грануляции были сочные, мелкозернистые, ярко-красного цвета.
Таким образом, за счет применения "Ранлида" и активной хирургической обработки ран фаза гидратации гнойных ран сократилась в 2 — 3 раза. Сокращение фазы гидратации с ранним появлением и созреванием грануляций без выраженных воспа-лительно-экссудативных явлений в ране создает благоприятные условия для применения пластических операций.
В травматологическом отделении при использовании "Ранлида" для лечения инфицированных ран отмечалось ускорение отторжения струпа и более быстрое формирование грануляций с одновременной эпителизацией по периметру раневой поверхности.
При лечении ожоговых больных получен хороший результат в случае применения крема "Ранлид" при поверхностных ожогах, обработке донорских ран, воспаленных рубцов. У
больных в более ранние сроки нормализовалась температура тела, быстрее уменьшались боль и зуд в ране, чувство натяжения. Аллергических и побочных реакций у всех наблюдаемых больных выявлено не было.
На 3-4-5-е сутки после операции (перевязки с "Ранлидом" ежедневно) в отпечатках раневого отделяемого клеточный состав существенно отличался от предыдущего срока, отмечалось значительное снижение воспалительной реакции. Уменьшилось количество нейтрофилов с резким уменьшением распавшихся клеток и дистрофических изменений. Увеличилось число нейтрофилов с нормально сегментированными ядрами. Это сопровождалось резким снижением содержания свободной микрофлоры.
На 6-е - 9-е сутки лечения "Ранлидом" цитологическая картина свидетельствована об активной репарации в ране. Воспалительная реакция была выражена только местами, но с преобладанием нормальных нейтрофилов над дистрофическими. Фагоцитоз в этот срок у абсолютного большинства был завершенным. Число мононуклеарных элементов с активной поли-бластической и макрофагальной реакцией возрастало. Таким образом, по данным цитологических исследований, применение "Ранлида" оказывает положительное влияние на процессы регенерации гнойных ран и полостей.
Гистологическими методами изучали процесс регенерации тканей путем исследования тканей ран с момента вскрытия гнойного очага, потом на 5 -- 7; 8 - 14-е сутки после операции. После З-х-4-х кратного применения "Ранлида" морфологическая картина ран значительно отличалась от ран больных группы сравнения. Наблюдалась активация регенеративных процессов, что проявляется в усилении пролиферации фибробластов. Уже к 3-м суткам происходит формирование многочисленных островков грануляционной ткани (вертикальные сосуды, наличие между ними ориентированных фибробластов).
Таким образом, видно, что при использовании в лечении "Ранлида" уменьшается бактериальная загрязненность раны, нормализуется система микроциркуляции. Побочных реакций в
развивающейся соединительной ткани за время наблюдения не выявлено. На фоне быстрого очищения ран от некротических тканей под влиянием "Ранлида" отмечено выраженное снижение бактериальной обсемененности ран уже на 3-й - 4-й день лечения (табл. 8).
Таблица 8
' Зависимость чувствительности микрофлоры от соотноше^ _ння компонентов в составе «Ранлида»_
Наименование Лево- Обле- Левоми- Левоми- Ран-
микрофлоры мице- пихо- цетин+ цетин+ лид
тин вое масло эмульсионная основа эмульсионная основа+ борная кислота
Стафилококки 44 68 74 90
Стафилокок-
ки+кишечная 17 8 42 51 69
палочка
Стафиллокок- 3 - 24 30 33
ки+синегнойная
палочка
Стафиллокок- 4 - 10 10 43
ки+протей
2.2.3. Применение БАВ в косметологии.
Влияние комплексов БАВ на обмен кожи у крыс.
Проведенными исследованиями установлено, что нанесение на кожу липидного комплекса в течение 28 дней способствует положительным сдвигам в углеводном обмене. Под действием 0,1% раствора липидного концентрата плаценты в коже животных наблюдали увеличение гликогена на 9,0%, тенденцию к увеличению пировиноградной (ПВК) кислоты и существенное уменьшение молочной кислоты (МК). Более выраженные изменения в углеводном обмене кожи наблюдали под влия-
нием 0,5% раствора липидной фракции плаценты (табл. 9). Так, увеличение содержания гликогена отмечалось на 30%, а уровень МК снижался на 27.6%, тогда как содержание ПВК увеличивалось на 12.5%. Расчет соотношения уровней МК и ПВК показывает, что этот коэффициент уменьшается на 33% под влиянием липидного комплекса.
Таблица 9
Влияние комплекса липндов плаценты на некоторые компоненты углеводного обмена кожи крыс, (п =5)
Показатели Контроль М±ш, Липидный комплекс
0,1% раствор 0,5% раствор
М ±т, % М±ш, %
Гликоген, мг% 346,0 ±21,9 379,5 ±18,0* 9,0 452,0 ±24,3 30,0
ПВК.мкмоль/ г ткани. 0,183 ±0,005 0,193 ±0,004* 4,0 0,206 ±0,05 12,5
Молочная кислота, мкмоль/г ткани 4,7 0,17 4,0±0,19* 14,5 3,4±0,2* 27,6
МК:ПВК 25,4 ±1,6 22,8 ±2,6 10,0 16,8 ±0,8 33,8
ОВП мк-.пвк 247,1 245,6 241,6
Избыточный лактат -0,95 - 1,89
* р<0,05 - 0,5 по отношению к контролю. ПВК - пировиноград-ная кислота; МК — молочная кислота; ОВП - окислительно-восстановительный потенциал.
Снижение содержания МК и увеличение уровня ПВК способствуют увеличению окислительно-восстановительного потенциала (ОВП, рассчитанному по отношению МК:ПВК) на 1.5-5.5 мВ и приводит к отрицательным величинам избыточного лактата. Эти изменения свидетельствуют о повышении уровня аэробных процессов и повышенной утилизации молочной кислоты, в сравнении с контролем.
Результаты изучения влияния липидного комплекса плаценты на липидный обмен в коже крыс (табл.10) показывают, что
Таблица 10
Влияние липидного комплекса плаценты на липиды кожи крыс.
Липидный комплекс
Показатели Конт- 0,1 % раствор 0,5% раствор
роль
М± ш, М±т, % М±ш, %
п = 5 п = 5 п = 5
Холестерол, 33,0 24,9 24,5 23,6 28,4
мг% ±0,92 ±1,10* ±0,5*
Триацилглице- 6,38 5,15 21,0 4,9 23,2
ролы, мг% ±0,58 ±0,23 ±0,2*
Фосфолипиды, 112,0 141,0 16,0 158,0 29,5
мг% ±9,7 ±4,9* ±6,8*
Холестерол: 0,27 0,175 35,0 0,148 45,0
фосфолипиды ±0,02 ±0,008 ±0,009
*- показатель достоверности различий, р<0,05 по отношению к контролю
нанесение на кожу 0,1%-го раствора липидного комплекса приводило к уменьшению содержания холестерола на 24,5%, триа-цилглицеролов - на 21,0%. Содержание фосфолипидов увеличивалось на 16,0%. Более выраженный эффект наблюдали при нанесении на кожу 0,5% раствора липидного комплекса. Содержание холестерола уменьшалось при этом на 28,4%, триа-цилглицеролов - на 23,0 %, одновременно увеличивалось содержание фосфолипидов на 29,5%. Увеличение холестерина в коже влечет за собой снижение соотношения холестерина к фосфолипидам на 35,0% под действием 0,1% раствора липидного концентрата и на 45,0% — под действием 0,5% раствора липидного комплекса. Уменьшение этого соотношения расценивается как положительный фактор, способствующий улучшению пластичности кожи.
Фармакологическое действие комплекса аминокислот и пептидов из плаценты изучали согласно инструкции по экспе-риментапьно-клинической апробации косметических средств
(Инструкция, М., 1986), как это было сделано в отношении ли-пидного комплекса из плаценты. Условно препарат был назван «плацентарный комплекс» (ПЛК).
Таблица 11
Влияние плацентарного комплекса аминокислот и пептидов на некоторые компоненты углеводного обмена кожи у крыс
Показатели Конт- Концентрация и эффективность действия !
роль ПЛК 1
0,1% % изме- 0,5% % пзме- ]
раствор нения раствор нения |
Гликоген, 350,0 381,5 11,0 458,2 33,0
мг% ±22,0 ±20,0* ±24,3
ПВК, 0,2 0,2! 5,0 0,23 15,5
мкмоль/г тка- ±0,005 ±0,004* ±0,05
ни
МК, мкмоль/г 6,7 6,0 10,5 4,7 29,6
ткани ±0,2 ±0,20* ±0,19
МК:ПВК 35,2 ±1,84 30,0 ±3,0* 15,0 21,3 ±0,85 40,0
ОВП = 250,1 248,6 244,6
МК:ПВК
Избыточный -0,95 - 1,89
лактат
*- Различия но сравнению с контролем достоверны при р<0,05 -0,5; ПВК - пировиноградная кислота; МК - молочная кислота; ОВП -окислительно-восстановительный потенциал.
Отмечено, что нанесение на кожу концентрата в течение 28 дней способствует положительным сдвигам в углеводном обмене кожи (табл. 11). Под действием 0,1% ПЛК в коже подопытных животных наблюдали увеличение гликогена на 11%. Отмечена тенденция к увеличению пировиноградной кислоты и существенное снижение МК. Однако применение 0,5% раствора ПЛК приводило к более выраженному изменению в углеводном обмене. Так, увеличение содержания гликогена в этих условиях отмечалось на 33%. Более того, наблюдали достаточно выра-
женное уменьшение уровня молочной кислоты (на 29,6%) и увеличение пировиноградной кислоты на 15,5%. Расчет соотношения двух кислот показал, что коэффициент соотношения их в коже уменьшался на 40%. Снижение содержания МК и увеличение уровня ПВК способствовало увеличению ОВП МК/ПВК на 2,0-6,0 мВ и приводило к отрицательным величинам избыточного лактата.
Эти изменения свидетельствуют о повышенном уровне аэробных процессов и некотором повышении утилизации молочной кислоты.
Таблица 12.
Влияние плацентарного комплекса аминокислот и пептидов
на некоторые показатели лнпидного обмена кожи у крыс.
Показатели Контроль Концентрация и эффективность действия ПЛК
0,1% раствор % изменения 0,5% раствор % изменения
Холестерол, мг% 30,0 ±0,5 22,05 ±1,00* 26,5 20,88 ±0,5* 30,4
Триацилгли-церолы, мг% 6,0 ±0,4 4,62 ±0,18* 23,0 4,5 ±0,2* 25,0
Фосфолипи-ды,мг% 120,0 ±9,0 139,2 ±5,0* 16,0 158,8 ±6,0* 31,5
Холестерол: фосфолипиды 0,250 ±0,001 0,160 ±0,002* 36,0 0,13 ±0,002 48,0
* - Различия по сравнению с контролем достоверны при р<0,005 - 0,25
Результаты изучения влияния ПЛК на некоторые показатели липидного обмена кожи животных (табл. 12) позволяют сделать вывод о том, что под действием изученных концентраций ПЛК наблюдаются положительные сдвиги в липидном обмене, наряду с таковыми в углеводном метаболизме кожи. Нанесение на кожу 0,1% раствора ПЛК приводило к уменьшению содержания холестерола в коже на 26,5%, триацилглицеролов -на 23,0%. Содержание фосфолипидов при этом увеличивалось на 16,0%.
Более выраженный эффект наблюдали при использовании 0,5% раствора ПЛК. Содержание холестеролаа в этом случае уменьшалось на 30,4%, триацилглицеролов - на 25,0%. Уровень фосфолипидов увеличивался на 31,5%. Снижение уровня холе-стерола и повышение уровня фосфолипидов приводит к снижению коэффициента соотношения между этими компонентами на 36,0% в случае 0,1% раствора ПЛК и на 48,0% - в случае использования 0,5% раствора плацентарного комплекса. Снижение этого показателя является положительным фактором, способствующим улучшению эластичности кожи.
Изучение антиоксидантных свойств плацентарного комплекса аминокислот и пептидов в опытах in vitro.
Результаты, полученные при изучении влияния различных концентраций ПЛК в присутствии инициатора окисления -ионов железа и без него на активность ферментов антиокси-дантной системы и уровень МДА в гомогенате печени крыс (табл. 13), свидетельствуют о том, что наличие в инкубационной среде гомогената Fe 2* в отсутствии ПЛК способствует повышению активности СОД. Добавление же ПЛК в любой концентрации без внесения в среду ионов железа угнетает активность фермента. По-видимому, в этом случае тормозится процесс образования супероксиданиона. Наличие в инкубационной среде Fe 2* ПЛК-10 приводит к значительному повышению активности СОД. Активность каталазы в таких условиях в данной модельной системе угнетается. Возможно, в данном случае в присутствии Fe 2* наблюдается гидроксильно-радикальный путь переокисления липидов, а плацентарный комплекс угнетает образование перекиси водорода. Это предположение подтверждается данными определения вторичного продукта ПОЛ — МДА, содержание которого повышается в присутствии Fe 2*, но снижается в присутствии ПЛК-10.
Таблица 13
Влияние ПЛК и Бе 2* на активность антиоксидантных ферментов и содержание МДА в гомогинате печени крыс
№ Содержа- СОД, усл. ед /мг Катал аза, МДА, мкмоль/г
ние опыта белка. мкмоль/мшг * белка
г белка
1 Г 4,96+0,14 3,5010,64 690115
п=3 п=3 п=3
2 Г+Ре^ 5,99±0,10 3,57±0,70 999179
п=3 п=3 п=3
Р1<0,01 р<0,01
3 Г 0,8010,0 4,7010,4.3 633113
+ПЛК-1 п-3 п=5 п-3
Р1<0,001 рк0,05
4 г+ + 6,16+0,60 4,77+0,34 624+32
ПЛК-1 п-5 п-5 п-4
Р1<0,001 р2<0,01
5 г 2,41±0,48 4,23Ю,51 335113
+ПЛК-10 п=4 п-5 п=5
р,<0,0! р><0,01
6 Г+Ре24- + 26,4+05,8! 1,3810,22 247112
ПЛК-10 п-5 п-5 п=4
рк0,01,рз<0,05 рк0,01,рг<0,01 р!<0,01.
р2<0,001
7 Г+ПЛК-20 1,70+0,40 4,84+0,31 857164
п=5 п=5 п=4
р, <0,001
8 Г+ ГсГ + 4,1611,03 4,8010,50 994183
ПЛК-20 п=5 п=5 п=5
СОД - супсроксиддисмутаза; МДА ~ малоновый диальдегид; Г - гомо-генат печени, р -- показатель достоверности различий в серии опытов с Ре2+ и без него; р, - с различными концентрациями ПЛК; р2 - с различными концентрациями ПЛК в присутствии Рс2+.
Добавление в среду ПЛК-1 не приводит к изменению кинетических параметров ХЛ (табл.14). Добавление в среду ПЛК-10 статистически достоверно уменьшает значение 1б, тогда как другие параметры ХЛ не изменяются. Использование ПЛК-20 еще более четко снижает значение I & .
Из опубликованных данных (Владимиров, Арчаков, 1972) известно, что первая вспышка ХЛ, возникающая в ответ на добавление Бе 2* в систему митохондриальной суспензии, отражает процесс разложения перекисей липидов по реакции, аналогичной
¡акции Фентона (Агиота, 1994). Полученные в данном исследо-тии результаты изучения ХЛ свидетельствуют о том, что ПЛК в шцентрациях 10 и 20 мг в 1 мл инкубационной среды оказывает ¡ияние на процесс разложения перекисей липидов.
Таблица 14
Влияние ПЛК на кинетические параметры ХЛ в мнто )ндриальной суспензии печени крыс ( п=5)_
Тараметр Контроль Концентрация плацентарного комплекса
М±ш М + ш
<Л ПЛК-1 ПЛК-10 ПЛК-20
8 10" , 14,6+1,3 13,3+2,3 8,4±1,2 5,6±0,8
;вант/с 4л р<0,05 р<0,001
юй, 8,0±0,4 7,9±0,9 9,3±0,5 8,5+0,4
:вант/с 4 к
ga 3,5±0,3 3,0+0,3 3,7±0,3 3,4±0,2
^ ИНЛ 5 С 16,2+2,6 21,5±6,9 10,41±1,4 11,4+1,3
Реакции компонентов ПЛК со свободными радикалами на адии разложения перекисей липидов должны приводить к деньшению концентрации конечных продуктов ПОЛ - альде-|ДОв, что подтверждается данными, свидетельствующими о >м, что ПЛК-10 и статистически достоверно снижают содер-ание МДА в исследуемых модельных системах.
Таким образом, в наших исследованиях установлено, что иссле-'емый плацентарный комплекс проявляет антирадикальные свойства, 1еньшая концентрацию свободных радикалов на стадии разложения ¡рекисей липидов ионами железа. Не исключено, что это может быть ¡щей закономерностью, и такой же эффект будет наблюдаться и в мсутствии других ионов биометаллов, таких как медь и марганец.
Исследованные концентрации ПЛК соответствуют рекомен-'смым концентрациям комплекса в составе косметических средств 1-2,0%, при которых отмечаются эффекты, предотвращающие пропсы старения кожи, улучшающие ее питание, эластичность, нор-шизующие водно-солевой обмен в коже. Поэтому препарат ПЛК эжет быть использован в составе фармацевтических мазей.
выводы
1. Материалы проведенных исследований позволили дать физи логическое обоснование технологии получения биологически акти пых комплексов из побочного животноводческого сырья для примен ния их в сельском хозяйстве, медицине и косметике. В качестве сыр] рекомендовано использовать шерстный жир овец, ланолин, плацен' в период окота и сперму жвачных животных .
2. Состав шерстного жира (воска) по содержанию жирных кисл< идентичен липидам кожи, но по количеству отдельных кислот имеют! четкие различия. Доминирующими кислотами шерстного жира явл ются бегеновая (до 17,2%), гептадекановая (до 11,4%), арахиновая (; 11,5%), олеиновая (13,8%), стеариновая (7,7%) и пальмитинов; (7,6%). Основу липидов кожи составляют пальмитиновая (28,6°/1 стеариновая (20,6%), олеиновая (46,7%) кислоты. Витамин А спосо ствует насыщению шерстного жира за счет увеличения гептадекан вой, стеариновой, арахиновой (20:0) и снижения олеиновой, линолевс и линоленовой кислот.
3. Изменение условий кормления может приводить к модифик ции химического состава шерстного жира, что обусловлено измен ниями липидного обмена в органах, включая печень, жировые депо кожу. В частности, использование гранулированных кормов привод] к усилению процессов липогенеза, увеличивается уровень общих л пидов в крови и тканях, а также степень их насыщенности; в печен коже и других тканях более интенсивно синтезируются жирные кисл ты с 20 - 22 углеродными атомами, среди которых преобладает арах доновая кислота. В тканях появляются жирные кислоты с нечетнь числом углеродных атомов. Скармливание гранулированных корм< приводит к накоплению в тканях ненасыщенных кислот (олеиново линолевой, линоленовой) и к снижению насыщенных (главным обр зом стеариновой), а также кислот с нечетным числом атомов углерод;
4. Добавки витамина А в рационе взрослых овец в дозе 4 и 8 ты и.е. нормализуют обмен общих липидов и высших жирных кислот овец: увеличивается в содержимом рубца количество бактерий (1 5,8%) и инфузорий (на 14,3%), возрастает содержание в них общ| липидов, усиливаются процессы гидрогенизации и микробного синт за, снижается липогенное действие гранулированных рационов п] увеличении степени насыщенности жирных кислот. В печени, коже
других тканях увеличивается доля насыщенных и снижается количество ненасыщенных жирных кислот, уменьшается содержание линолевой кислоты при одновременном увеличении арахидоновой. Эти изменения наиболее выражены при добавке 8 тыс. и.е. витамина А на голову в сутки.
5. Разработана технология производства холестерола и ланосте-рола из шерстного жира овец. Побочный продукт в виде натриевых солей жирных кислот впервые использован в качестве кормовой добавки, получившей название "Биорил". Применение «Биорила» в кормлении молодняка овец в количестве 10-15 г на голову в сутки обеспечивает увеличение прироста живой массы овец на 11,0 - 21,8%, по сравнению с контролем, при лучшей усвояемости кормов; в кормлении цыплят -бройлеров в количестве 2,5% к массе комбикорма — на 13,6% по сравнению с контролем .
6. Включение в рацион овец "Биорила" способствует развитию микроорганизмов в рубце: количество бактерий увеличивается на 36,9%, простейших на 62%. Изменение микрофлоры рубца способствует интенсификации ферментативных процессов, что приводит к повышению общего количества ЛЖК в содержимом рубца на 12%, в основном, за счет уксусной и валериановой кислот. Количество общих липидов в рубцовом содержимом увеличивается на 34% усиливаются процессы гидрогенизации жирных кислот.
7. Для лечения ожоговых поражений кожи, трофических язв, инфицированных ран может быть использована лечебное средство «Ран-лид» следующего состава: стеариновая кислота (5,0), стеарат цинка (1,5), шерстные спирты (2,5), глицерин (6,0), масло касторовое (10,0), масло шиповника (3,0), вазелин медицинский (6,0), триэтаноламин (1,5), натриевые соли жирных кислот шерстного жира (0,5), борная кислота (1,0), анестезин (2,0), левомицетин (2,5), 70% спиртовый экстракт фитосбора (кора дуба, цветы календулы, ромашки, лист крапивы). Применение «Ранлида» обеспечивает более полное всасывание вводимых лекарственных веществ, оказывает противовоспалительное, дезинфицирующее, вяжущее, болеутоляющее действие; позволяет сократить сроки очищения ран, появления грануляции, эпителизации, по сравнению с использованием традиционных средств антисептики в 1,5 раза и уменьшить сроки пребывания больных в стационаре на 3 — 5 дней. Побочных эффектов, аллергических реакций при применении «Ранлида» не выявлено.
8. Применение БАВ из плаценты в виде липидного концентрата и комплекса аминокислот и пептидов в составе лечебно-профилактических косметических средств оказывает благоприятное действие на кожу. Нанесение на кожу 0,1-0,5%-го раствора липидного комплекса приводит к уменьшению содержания холестерола на 24-28%, тригли-церидов - на 21-23%, содержание фосфолипидов увеличивается на 1629%, улучшаются показатели эластичности и гидрантности кожи. При нанесении на кожу 0,1-0,5% -го раствора комплекса аминокислот и пептидов плаценты увеличивается содержание в коже гликогена на 11-33%, уменьшается содержание молочной кислоты, холестерола и триацилглицеролов, увеличивается содержание фосфолипидов, что способствует улучшению эластичности кожи.
9.В условиях in vitro плацентарный комплекс аминокислот и пептидов в концентрации от 10 до 20 мг в 1 мл инкубационной смеси оказывает антиоксидантное действие, существенно тормозит процессы пере-кисного окисления липидов, инициируемые ионами железа, хотя и в различной степени, в зависимости от применяемой модельной системы.
Исследованные концентрации ПЛК соответствуют рекомендуемым концентрациям комплекса в составе косметических средств 0,1-2,0%, при которых отмечаются эффекты, предотвращающие процессы старения кожи, улучшающие ее питание, эластичность, нормализующие водно-солевой обмен в коже. Результаты проведенных исследований составляют основу для применения препарата ПЛК в составе фармацевтических средств.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В целях более полного использования животноводческого сырья и соблюдения нормальных экологических условий на фабриках первичной обработки шерсти целесообразно промывные воды, содержащие шерстный жир, использовать для производства шерстного жира, из которого можно получать ланолин, его производные и продукты глубокой переработки - шерстные спирты, соли жирных кислот и др.
2.Концентрат жирных кислот в виде натриевых солей, полученный в результате переработки шерстного жира, рекомендуется в качестве биологически активной кормовой добавки при кормлении молодняка овец в количестве 0,1 г на 1 кг живой массы.
3. Ранозаживляющее средство «Ранлид» рекомендуется как эффективное средство в лечении ожоговых ран. Годовая потребность краевого
>жогового отделения, по данным управления здравоохранения админи-¡трации Ставропольского края от 25.03.96, составляет 170 кг.
4. В современных условиях экономического кризиса целесооб->азна организация мелкосерийных производств социально значимых 1ечебно-профилактических средств на основе рационального исполь-ювания природных сырьевых ресурсов типа существующего научно-фоизводственного предприятия «ЛИК-СЕРВИС".
5. Необходимо организовать сбор бросового сырья плаценты во |ремя окота овец и наладить его переработку с целью получения био-югически активных веществ.
6. Целесообразно наладить производство сублимированного семе-ш сельскохозяйственных животных как весьма ценного биологически 1Ктивного препарата. Такая форма препарата может транспортировать-:я на большие расстояния и удобна для применения в составе лечебно-фофилактических косметических средств.
По теме диссертации опубликовано 48 работ, из которых гаиболее полно отражают ее содержание следующие:
1. Влияние витамина А в рационе с гранулированными кормами 1а жирнокислотный состав липидов кожи и шерстного жира (воска) онкорунных овец. // Промышленная технология овцеводства / Труды ШИИОК 1978. - 1978. - в.40. - т.2. - С. 176-185.
2. Зависимость качества шерстного жира от его жирнокислотного остава // Научно-производственная конференция по овцеводству / Те-исы докладов,- Ставрополь, 1979. - С. 139-141.
3. Влияние гранулированных кормов с различным уровнем вита-шна А на обмен липидов и высших жирных кислот в организме овец // 1ромышленная технология овцеводства / Труды ВНИИОК.- Ставро-юль, 1980.-С. 174-183.
4. Возрастные особенности показателей липидного обмена у чис-опородных и помесных овец // Совершенствование пород сельскохо-яйственных животных и повышение их продуктивности / Научные руды СХИ. -Ставрополь, 1981. - в.44. - т.2. - С. 42-47 (в соавт.).
5. Особенности липидного обмена у овец в различных экологиче-ких зонах Ставрополья в связи с шерстообразованием // Обмен липи-ов и липидное питание сельскохозяйственных животных / Сборник аучных трудов ВНИИФБиП с.-х. животных. - Боровск, 1982 (в соавт.).
6. Метаболизм липидов в рубце и продуктивность тонкорунных овец пр содержании на рационе из гранулированных кормов, обогащенных витамт ном А // Тзисы «-го международного симпозиума по физиологии пшцсварс ния жвачных и их продуктивности. - Стара Загора, Болгария, 1982.
7. Влияние витамина А на обмен липидов и высокомолекулярны жирных кислот при скармливании гранулированных кормов // Всесс юзный симпозиум по биохимии с.-х. животных. - Витебск, 1982 / Тезу сы симпозиума. -Москва, 1982 ( в соавт.).
8. Научные основы кормления овец // Овцеводство. -1983. -№4 (в соавт.).
9. Влияние факторов внешней среды на белково-липидный обме тонкорунных овец // Рациональное использование кормов с целью пс вышения продуктивности с.-х. животных / Сборник научных трудо ВНИИОК. - Ставрополь, 1984. - С. 14-17 (в соавт.).
10. Метаболизм липидов в организме овец при использовани микробной биомассы // Промышленная технология овцеводства Сборник научных трудов ВНИИОК. - Ставрополь, 1985. - С. 97-99.
11. Влияние витаминно-минеральных премиксов на метаболиз липидов в рубце овец // Производство шерсти и баранины на осное интенсивной технологии / Сборник научных трудов ВНИИОК. - Ста: рополь, 1987. - С. 119-123 (в соавт.).
12. Методические рекомендации по изучению биохимическо1 состава и физико-химических констант шерстного жира (воска) и по-овец. - Ставрополь, 1987 (в соавт.).
13. Качество жиропота при длительном хранении шерсти в ра личных условиях II Эффективные приемы и методы селекционн племенной работы в овцеводстве и козоводстве / Сборник научнь трудов ВНИИОК . - Ставрополь, 1988. - С. 66-69 (в соавт.).
14. Биологически активные соединения из шерстного жира овец Состояние и перспективы развития биотехнологии в животноводстве Тезисы докладов республиканской научной конференции. - Харькс 1988.-С. 185 (всоавт).
15. Использование шерстного жира для получения биологичеа активных веществ // Конференция по развитию овцеводства / Тезис сообщений. Ставрополь, 1989.-С. 167-168 (всоавт.).
16. Рубцовое пищеварение и продуктивность овец при использован: в рационе гаприна // Белковая продукция микробиологического синте: анализ качества, медико-биологическая оценка и эффективность прими ния в сельском хозяйстве (Всесоюзный симпозиум с международным у1 стием) / Тезисы докладов. - Москва, 1989. - С. 117-118 (в соавт.).
17. Способ получения холестерина и ланостерина // Авторское свидетельство СССР № 1480173, А61К35/6. - 1989 (в соавт.).
18. Использование в рационах ягнят жирнокислотного концентрата как отхода при переработке шерстного жира // Биологические основы высокой продуктивности с.-х. животных / Тезисы докладов международной конференции. - Боровск, 1990. - С. 20-21 (в соавт.).
19. Кормовая добавка // Авторское свидетельство СССР № 1619461, А23К1/16. - 1990 (в соавт.).
20. Получение и применение биологически активных препаратов из шерстного жира // Новые аспекты биологически активных веществ в регуляции метаболизма и продуктивности с.-х. животных / Тезисы докладов всесоюзного созешания. - Боровск, 1991 (в соавт.).
21. Физиологические предпосылки использования и эффективность применения препарата «Биорил» в кормлении молодняка овец // Материалы научно-производственной конференции по овцеводству и козоводству . -Ставрополь, 1992. - С. 241-242,
22. Использование биологически активной кормовой добавки «Биорил» в кормлении молодняка озец // Временные рекомендации. -Ставрополь, 1992 (в соавт.).
23. Биологически активные вещества мз животной плаценты // Вестник СГПУ. - 1995. - в.2. - С. 60-61 (ч соавт.).
24. Патент № 2040252 РФ на изобретение: «Ранозаживляющее средство». - 1995 (в соавт.).
25. Патент № 2038073 РФ на изобретение: «.Крем для ухода за кожей липа и шеи». - 1995 (в соавт.).
26. Патент № 2066189 РФ на изобретение: «Способ получения комплекса липидов и комплекса аминокислот и пептидов». - 1996 (в соавт.).
27. Физиологически активные соединения из побочного овцеводческого сырья и разработка эффективных технологий их получения // Современные достижения биотехнологии / Материалы Всероссийской конференции. - Ставрополь, 1996. - С. 45-46 (в соавт.).
28. Изучение антиоксидантных свойств плацентарного комплекса аминокислот и пептидов и его использование в лечебной косметике // Биологически активные вещества и новые продукты в косметике / Тезисы докладов 2-й международной научно-практической конференции. - Москва, 1997. - С.53 (з соавт.).
20. Ланолин - новое решение старых проблем я косметике // Овцы, козы, шсрстнсе дою. • Моем», 1998. - ?Г?1(яь^арь). С,31-32,
Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Ермолова, Любовь Степановна, Ставрополь
Я- Сал
Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства
На правах рукописи
ЕРМОЛОВА ЛЮБОВЬ СТЕПАНОВНА
Биологически активные вещества из побочного животноводческого сырья - исследование механизмов образования и действия, производство форм, применение в животноводстве и
медицине
03.00.13. - физиология человека и животных 03„00.23 — биотехнология
Диссертация на соискаиие ученой степени доктора биологических наук
Научный консультант -академик РАСХН В.А.Мороз
Ставрополь -1998
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БАВ - биологически активные вещества
БЭВ - безазотистые экстрактивные вещества
Г.К. - грубые корма
ЖК - жирные кислоты
ЛЖК - летучие жирные кислоты
ЛП - липопротеины
МДА—малоновый диальдегид
НЖК » насыщенные жирные кислоты
Н.К. - натуральные корма
ННЖК - ненасыщенные жирные кислоты
НС - натриевые соли
НС ЖК ШЖ - натриевые соли жирных кислот шерстного жира
НСТ - иитросиннй тетразолий
НЭЖК - неэтерифицированные жирные кислоты
НЛК - плацентарный комплекс аминокислот и пептидов
ПМ - постмитохондриальная фракций
ПОЛ - перекисное окисление липидов
ПОШ - первичная обработка шерсти
СНЖК - синтетические низкомолекулярные жирные кислоты
СОД - суперокеиддисмутаза
СРО - свободно-радикальное окисление
ССБ - сублимированное семя баранов
ССКрс - сублимированное семя крупного рогатого скота
СШЖ - спирты гнерстног© жира
ТГ - триацилглицеролы
ТСХ - тонкослойная хроматография
ТЭА — триэтаноламин
ФАС - физиологически активные соединения ФЛ — фосфолипиды ФЛАВ -- флавоноиды
ХЛ - хемилюминесценция
ХС — холеегерол ШС - шерстные спирты
ВВЕДЕНИЕ ...............................................................................................5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................... 12
1.1. Природные источники биологически активных веществ........... 12
1.1.1. Побочное животноводческое сырье - источник БАВ.......... 12
1.1.2. Метаболиты липидного обмена как биологически активные вещества...................................................................................................16
1.1.2.1. Биологическая роль ли пи лов и высокомолекулярных жирных кислот в организме животных....................................... 16
1.1.2.2. Взаимосвязь А-витаминнош питания с липидным
- обменом......................................................................................... 21
1.1.2.3. Обмен липидов в кожном покрове.................................. 23
1.1.2.4. Метаболиты рубцового и кишечного пищеварения жвачных животных....................................................................... 25
1.1.3. Шерстный жир и его значение............................................... 35
1.1.4. Метаболиты плаценты. .......................................................... 39
1Л .5. Метаболиты семени баранов и крупного рогатого скота... 43
1.2. Технологии получения БАВ из побочного сырья....................... 48
1.2.1. Переработка шерстного жира и использование ланолина.. 48
1.2.2. Спирты шерстного жира и использование ланолина........... 58
1.2.3. Кислоты шерстного воска и их производные....................... 64
1.3. Использование биологически активных веществ при создании форм лечебно - профилактического назначения............................... 68
1.3.1. Некоторые аспекты биологического действия БАВ в составе косметических средств..................................................................... 68
1.3.2. Биологически активные вещества как антиоксиданты........ 75
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................................79
2.1. Материал и методы исследований............................................... 79
2.1.1. Методика переработки шерстного жира.............................. 80
2.1.2. Контроль качества полученных препаратов......................... 83
2.1.3. Использование шерстного жира и ланолина для получения эфиров холестерола.......................................................................... 85
2.1.4. Технология переработки шерстного жира и ланолина........ 85
2.1.5. Переработка плаценты........................................................... 87
2.1.6. Изучение биологической активности полученных препаратов...................................................................................................................91
2.1.6.1. Применение БАВ в животноводстве............................... 91
2.1.6.2. Применение БАВ для лечения ран.................................. 98
2.1.6.3. Применение БАВ в косметологии........................................................100
2.2. Результаты исследований........................................................... 102
2.2.1. Взаимосвязь процессов рубцового пищеварения с химическим составом шерстного жира овец................................ 102
2.2.2. Влияние кормовой добавки "Биорил" на процессы рубцового пищеварения и показатели продуктивности овец..... 124
2.2.3. Экспериментальные и клинические испытания ранозаживляющего средства "Ранлид"......................................... 128
2.2.4. Влияние комплексов БАВ на обменные процессы в коже крыс................................................................................................. 141
2.2.5. Изучение аитиоксидантных свойств плацентарного комплекса аминокислот и пептидов в опытах in vitro................ 147
2.3. Технологии получения и применения БАВ из животного сырья. 154
2.3.1. Технология получения БАВ из шерстного жира................ 154
2.3.2. Технология получения БАВ из плаценты. .......................... 160
2.3.3. Использование БАВ спермы животных в косметологии... 163
2.3.4. Создание косметических композиций лечебно -профилактического назначения с использованием БАВ............. 167
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ................... 170
4. ВЫВОДЫ........................................................................................... 192
5. ЛИТЕРАТУРА................................................................................... 197
6. ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................230
Актуальность темы.
Развитие человечества зависит от решения ряда глобальных проблем, которые по программам ФАО и ЮНЕСКО необходимо решить до 2000 года. Среди этих проблем (войны и мира, дефицита белка, энергии, демографии, охраны окружающей среды, здравоохранения) находится и такая, как дефицит сырья. Решить эти важнейшие задачи можно путем межотраслевого и международного сотрудничества на основе широкого использования биотехнологических процессов (Винниченко, Дворецкий, 1989; Рогов, Жарипов, 1995 и др.)
В этой связи актуально использование специфическойясобенности растений и животных, способных синтезировать огромное количество самых разнообразных химических соединений различной природы, как простых, так и сложных по строению, относящихся к различным классам. Некоторые из них имеют, как известно, пищевое значение и являются условно инертными, для других же характерна физиологическая активность и по этому признаку их объединяют в категории биологически активных веществ - БАВ. Эти вещества представляют большую ценность для сельского хозяйства, особенно животноводства, медицины, фармации и косметики, поскольку обладают лечебными и стимулирующими свойствами и являются источниками создания лечебно-профилактических препаратов и кормовых добавок (Филатов, 1955; Ковальский, Мозгов, 1966; Шулимова, 1966; Радке-вич,1967; КалашникЛ967; Радченков,1970; Мещеряков, 1987,1996,1998 и др.).
Практическое использование природных источников БАВ в сельском хозяйстве и медицине стало возможным благодаря достижениям
биотехнологии и смежных наук. Применительно к овцеводству эта проблема изучена крайне недостаточно, носит фрагментарный характер, имеющиеся достижения науки мало используются в практике.
й
Межу тем масштабное вовлечение в сферу производства таких БАВ, как, например, сычужные ферменты, тестикулярные гормоны, утилизация и глубокая переработка шерстного жира с использованием: получаемых продуктов в медико-, фармако-,парфюмерно-
косметическом производствах и других отраслях представляет большой народно-хозяйственный интерес.
Цели и задачи исследований. Целью исследований была разработка физиологических основ технологии получения биологически активных препаратов из животноводческого сырья для применения их в животноводстве, медицине и косметике. В качестве сырья ставилось целью использовать шерстный жир овец и ланолин, плаценту овец, собранную в период окота и сперму жвачных животных (баранов и быков).
В соответствии с общим направлением работы в ходе исследований были поставлены конкретные задачи:
- изучить химический состав и физиологические свойства продуктов переработки шерстного жира;
- разработать методы получения биологически активных комплексов путем глубокой переработки шерстного жира и ланолина;
- исследовать физиологические механизмы образования БАВ шерстного жира в организме овец в зависимости от условий кормления;
- разработать способы получения БАВ из плаценты овец и спермы баранов и быков;
- разработать рекомендации по использованию БАВ в составе лечебно-профилактических косметических средств.
- изучить эффективность и провести медико-биологические испытания предлагаемых средств, составленных на основе БАВ в сочетании с другими композициями;
- разработать применение БАВ в качестве лечебно-профилактических косметических средств.
Научная новизна. Выполненная работа представляет собой комплексное исследование, нацеленное на изучение физиологических основ технологий получения биологически активных веществ из побочного сырья, в частности, из жиропота овец, плаценты, спермы, применения их в животноводстве, медицине и косметологии.
Впервые изучено влияние условий кормления овец на модификацию химического состава шерстного жира. Установлено, что при содержании овец на гранулированных кормах шерстный жир становится менее насыщенным и с более высоким содержанием моно- и полиненасыщенных жирных кислот. В содержимом рубца уменьшается количество бактериальной массы, инфузорий, бесклеточной жидкости. При этом снижается интенсивность гидрогенизации жирных кислот, количество кислот с нечетным числом атомов углерода и увеличивается образование кислот с короткой и средней длиной углеродной цепи. В организме овец усиливаются процессы липогенеза, увеличивается уровень общих липидов в крови и тканях, степень их ненасыщенности. Добавление в рацион витамина А нормализует обмен общих липидов и высших жирных кислот у овец. С увеличением в содержимом рубца количества бактерий и инфузорий возрастает в них уровень общих липидов, усиливается гидрогенизация и микробный синтез, снижается липогенное действие. В шерстном жире увеличивается содержание насыщенных жирных кислот.
Разработана новая технология глубокой переработки шерстного жира с получением в свободном виде холестерола, ланостерола, а также концентрата шерстных спиртов и солей жирных кислот.
Впервые в качестве биологически активной добавки в рацион кормления молодняка овец и цыплят-бройлеров использовался концентрат жирных кислот шерстного жира в виде натриевых солей, получивший название в процессе испытаний "Ьиорил".
Установлено, что препарат "Биорил" способствует активному развитию микрофлоры в рубце, усилению ферментативных процессов, повышению общего количества ЛЖК и общих липидов; при этом усиливаются процессы гидрогенизации, отмечается более интенсивный рост массы тела и прирост шерсти у овец.
Применение препарата "Биорил" в рационах кормления цыплят-бройлеров позволяет повысить их сохранность и среднесуточный прирост живой массы.
Впервые при разработке рецептуры ранозаживляющего средства "Ранлид" использованы в составе биоэмульгирующей основы шерстные спирты и натриевые соли жирных кислот, полученные при переработке шерстного жира. Клиническими испытаниями установлено, что препарат"Ранлид" позволяет сократить сроки очищения ран, появления грануляции, эпителизации, по сравнению с использованием традиционных антисептических средств в 1,5 раза и уменьшить сроки пребывания больных в стационаре на 3 - 5 дней.
Использование БАВ. полученных по разработанным технологиям из шерстного жира, плаценты и спермы жвачных животных в сочетании с другими веществами растительного и животного происхождения, может служить основой для создания производства лечебно-профилактических косметических средств.
На разработанные методы получены авторские свидетельства и патенты РФ на изобретения :
Автхв. №1480173 «Способ получения холестерола и ланостеро-
да»;
авт. св №1619461 «Кормовая добавка";
патент № 2066189 «Способ получения комплекса липидов и комплекса аминокислот и пептидов»;
патент №2040252 РФ «Ранозаживляющее средство»; патент №2038073 «Крем для ухода за кожей лица и шеи»; патент Украины №93101164 «Крем для штари навколо очей»; а также ряд сертификатов и дипломов Международных выставок (см Приложения 1,2,4,5,6,7,16,17,18,19,20)
Практическая ценность работы. В результате исследований разработаны новые методы получения экологически чистых биологически активных соединений из продуктов животноводства, рекомендации по их использованию в производстве социально значимых лечебно-профилактических косметических средств.
На основании проведенных исследований разработаны методы глубокой переработки шерстного жира, переработки плаценты и получения из них биологически активных вендеств; методы использования спермы животных для лечебно-профилактических целей.
Разработаны эффективные рецептуры лечебно- профилактических средств на основе ланолиновых производных в сочетании с биологически активными соединениями, которые апробированы для применения в медицине и косметике.
Впервые использованы натриевые соли жирных кислот шерстного жира (НСЖКШЖ) в рационах кормления сельскохозяйственных животных и разработаны методы их применения в качестве биологиче-
ски активной кормовой добавки для молодняка овец и птицы, получившей название "Биорил".
Предложенные методы рекомендуются для расширенного использования при разработке новых высокоэффективных экологически чистых препаратов для применения в животноводстве и медицине.
Указанные разработки легли в основу организации экспериментального мелкосерийного производства лечебно- профилактических косметических средств на базе научно- производственного предприятия «Лик - Сервис».
Основные положения, выносимые на защиту.
1 Процессы рубцового пищеварения являются природным технологическим процессом синтеза биологически активных веществ, в частности, входящих в состав шерстного жира овец; условия кормления оказывают модифицирующее влияние на химические свойства компонентов шерстного жира (степень насыщенности жирных кислот и др.)
2. . Концентраты жирных кислот шерстного жира могут быть использованы в качестве кормовых добавок при выращивании сельскохозяйственных животных н птицы.
3. Изученные физико-химические и биологические свойства полученных форм БАВ позволяют рекомендовать их к использованию в производстве социально-значимых лечебно-профилактических средств.
4. Методы и схемы глубокой переработки шерстного жира и плаценты, способы использования спермы животных для получения БАВ — производных ланолина, комплексов липидов, аминокислот и пептидов плаценты, сублимированного семени жвачных животных.
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте овцеводства и козоводства Российской сельскохозяйствен-
ной академии в рамках Государственной Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации до 2000 г. по теме : «Разработать эффективные технологии получения биологически активных соединений из побочных продуктов овцеводства, рекомендации по их использованию в приготовлении лекарственных и других препаратов». (№ гос.регистрации 01.960007945).
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1. Природные источники биологически активных веществ.
1.1.1. Побочное животноводческое сырье - источник БАВ.
Животноводство - отрасль, которая дает важнейшие виды сырья
для легкой промышленности: шерсть, мех, кожу и др., а также ценные пищевые продукты - мясо, жир, молоко. Кроме того, побочное животноводческое сырье используется для получения биологически активных веществ и применения их в различных отраслях производства продуктов непосредственного потребления.
Биологически активные вещества (БАВ) животного происхождения - это группа соединений, синтезируемых в живых организмах. . Помимо обычных химических элементов (азот, водород, кислород, натрий, калий, кальций, фосфор, и другие), в жидких средах и тканях организма содержатся низкомолекулярные регуляторы (глюкоза, АТФ, адреналин, ацетилхолин, липиды, жиры, витамины и другие), высокомолекулярные биополимеры (ДНК, РНК, белки, птикопротеи-ны, протеолипиды, гликопротеолипиды и другие).
Помимо этих основных действующих веществ в живых организмах содержатся и другие, так называемые сопутствующие соединения, способные оказывать определенное влияние на проявление главного действия БАВ. Они могут повышать всасываемость действующих веществ и таким образом ускорять их усвоение, могут усиливать полезное или уменьшать вредное действие, но могут быть даже ядовитыми, тогда их следует удалять.
Среди БАВ, которые синтезируются и накапливаются растениями, известны такие классы природных соединений как алкалоиды, терпе-ноиды, фенольные соединения и их гликозиды, полисахар
-
Ермолова, Любовь Степановна
-
доктора биологических наук
-
Ставрополь, 1998
-
ВАК 03.00.13
- Влияние многолетнего внесения животноводческих стоков на плодородие дерново-подзолистых почв и урожайность многолетних трав
- Эффективность использования премиксов в кормлении дойных коров
- Почвенно-экологические условия возделывания кормовых культур при орошении животноводческими стоками
- Санитарно-бактериологический мониторинг биотопов объектов животноводства
- Зоотехническое и техническое обоснование рациональных приемов комплексного использования биологически активных веществ в премиксах и комбикормах для повышения сбалансированности кормления молодняка свиней и птицы
