Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ КАДМИЯ И ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПО­ЗИЦИЙ НА МИКРОФЛОРУ И ОРГАНИЗМ КОЗЛИКОВ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ КАДМИЯ И ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПО­ЗИЦИЙ НА МИКРОФЛОРУ И ОРГАНИЗМ КОЗЛИКОВ"

-(¡-¿¿ко

Всероссийский государственный научно-исследовательский институт животноводства

На правах рукописи

АРТЕМЬЕВА Ольга Анатольевна

ВЛИЯНИЕ КАДМИЯ И ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА МИКРОФЛОРУ И ОРГАНИЗМ КОЗЛИКОВ

03.00.13. - Физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Дубровицы - 2005

Работа выполнена в лаборатории микробиологии отдела сертификации и экологических исследований в животноводстве Всероссийского государственного научно-исследовательского института животноводства.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Фомичев Юрий Павлович; кандидат биологических наук Шайдуллнна Румия Габдулловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

академик РАСХН Самохнн Валентин Трофимович; доктор ветеринарных наук( профессор Родин Владимир Ильич

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (ВНИИФБиП с.-х.животных).

Защита состоится 24. мая 2005г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.ООб. 013.01. при Всероссийском государственном научно-исследовательском институте животноводства.

Адрес: 142132, Московская область, Подольский район, пос.Дубровицы тел/факс: 8(0967)-65-11-01 - для регионов

8(27)-65-11-01— для Московской обл.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. . Автореферат разослан апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертацион! кандидат биологических наук/!-

,В.П.Губанова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Загрязнение среды, особенно химическими веществами, один из наиболее сильных факторов разрушения компонентов биосферы. Среди экотоксикантов химической природы тяжелые металлы рассматриваются как имеющие особое экологическое, биологическое и здравоохранительное значение.

Потенциально наиболее опасными для теплокровных животных и биосферы в целом являются Cd, Cr, Ni, Hg, Pb, Cu, Se и др.

Тяжелые металлы могут выступать в роли ведущего экологического фактора, определяющего направленность и характер развития агробиоцено-зов. Массовое загрязнение ими окружающей среды приводит к явно выраженным токсикозам растений, животных и человека. (Овчаренко М.М., Шильников ИЛ. и др., 1997; Егоров Ю.Л., Кириллов В.Ф., 1996; Феник С.И., Трофимяк Т.Б. и др., 1995; Новиков Ю.В.и др., 1997; Самохии В .Т., 2003).

В течение последних десятилетий постоянно проявляется интерес к кадмию, как х одному из продуктов радиоактивного распада, накапливающемуся в организме животного и человека с периодом полувыведения в среднем 25 лет, токсичному элементу и антиметаболиту ряда химических элементов, а с недавних пор и как, по-видимому, к жизненно важному компоненту животного организма (Авцын А.П., Жаворонков A.A.и др., 1991; Хенниг А., 1976; Webb М., Cain К., 1979; Москалев Ю.И., 1985). Являясь антагонистом цинка, кобальта, селена, он ингибирует активность ферментов, содержащих эти металлы. Кадмий также нарушает обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний (анемия, снижение иммунитета и др.) (Smith H.A., 1984; Донник И.М., Смирнов П.Н., 2001; Shikh Z.A., Smith L.M., 1977; Van Bmwaene et. a]., 1984).

Поиск методов защиты организма животных, включая и желудочно-кишечную микрофлору, как промежуточного хозяина, а также методов выведения из организма токсичных элементов является актуальным. В отсутствии антидодов на экотоксиканты важное значение приобретает использование сорбционных технологий (Фомичёв Ю.П., 2003). При этом ключевым механизмом в неспецифической эндоэкологической детоксикации является воздействие на барьерные системы для улучшения метаболизма токсических веществ, активации процессов элиминации, коррекции обменных и иммунных процессов. В этом случае применение энтеросорбентов и микроэлементов антагонистов кадмия, н, в частности, селена, цинка, железа, а также меди и кобальта может эффективно профил актировать кадмийэлементозы у животных (Anke М., Henning А. et al., 1971).

В практике животноводства с целью получения нормативной экологически безопасной продукции хорошо зарекомеидовали себя цеолиты, которые при добавлении к рациону оказывают положительный эффект как на продуктивность, так и на состояние минерального^н, белкового обмена, а

j ЦНБ МСХА

' фонд научной литературы

также на элиминацию тяжелых металлов, включая кадмий (Устенко ВН., Таланова Г.А. и др., 1994; Фомичёв Ю.П., Донник ИМ. и др., 2004; Вайзенен ГЛ. и др., 1998).

Другим сорбентом, который также показал положительный эффект по сорбции тяжелых металлов, является хитозан — органическое вещество, производное хитина, который также обладает иммуномодулирующими и антиоксид антными свойствами, а также биологической деградируемостью, что характеризует его экологически безопасным веществом (Горовой Л.Ф., Косяков В.Н., 2002; Комаров Б.А., 2003; Таирова А.Р., 1999; Албулов АЛ и др., 2004).

Цели и задачи. Целью исследований явилось изучение эффективности применения хитозана в качестве протектора микроорганизмов, хитозана и цеолита в качестве энтеросорбентов н иммукомодулятора в сочетании с применением повышенных доз меди и цинка (по отношению к нормам кормления сельскохозяйственных животных) при кадмиевой нагрузке на уровнях поступления его в организм в кадмий-техногенных зонах страны.

В задачи исследований входило изучение:

— чувствительности к СсГ* условно-патогенной и нормальной микрофлоры;

— протекторных свойств хитозана при кадмиевой интоксикации микроорганизмов;

— кинетики обмена С(1++, и Си1"1" в организме животных;

— влияния Сс!"1"* на неспецифическую резистентность организма и межуточный обмен веществ;

— влияния ОТ4" на состояние печени и почек;

— влияния хитозана и цеолита в сочетании с и Си++ на кинетику обмена С<1++; :

— эффективности применения хитозана и цеолита в сочетании с Хп** и Си" на неспецифическую резистентность и межуточный обмен веществ в организме животных при кадмиевых нагрузках.

Новизна исследований. Впервые изучена толерантность условно-патогенной и нормальной микрофлоры к С4" и применение хитозана в качестве ее протектора; эффективность применения органоминеральных композиций, состоящих из хитозана и цеолита в сочетании с и Си" в профилактике и патогенетической терапии кадмийэлементоза.

Практическая значимость. Разработаны органоминеральные композиции на основе хитозана и цеолита в сочетании с 2п** и Си", дано научное обоснование их применения при патогенетической терапии кадмийэлементо-за и его профилактики в кадмийтехногенных зонах страны.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на:

— Научной конференции аспирантов ВИЖ (июль, 2003 г.);

— Седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» (Санкт-Петербург — Репино, сентябрь, 2003 г.);

— Второй международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве России — ресурсосберегающие технологии производства экологически безопасной продукции» (ВИЖ, п. Дубровицы, сентябрь-октябрь 2003г.);

— Съезде Российского общества медицинской элементологии (РОСМЭМ, Москва, декабрь 2004 г.);

— Петой научной конференции «Миграция тяжелых металлов и радионуклидов в звене: почва — растение - животное — продукция — человек» (Великий Новгород, март, 2005 г.);

— конференции отдела сертификации и эколого-генетических исследований в животноводстве (февраль, 2005 г,}.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 4 научных работы. Структура н объем диссертации.

Диссертация изложена на 129 страницах, состоит из введения, обзора литературы,материалов и методов, результатов исследований, обсуждения и заключения результатов исследований, выводов, практических предложений, списка литературы, включающего 140 источников, в том числе 20 иностранных. Диссертация иллюстрирована 19 таблицами, 24 рисунками.

На защиту выносятся следующие положения:

Органоминеральные композиции, состоящие из цеолита, хитозана в сочетании с цинком и медью и эффективность их применения в профилактике и патогенетической терапии кадмийэяеменютов у животных.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по теме диссертационной работы выполнены в лабораториях микробиологии, химико-аналитической и биохимии Всероссийского государственного научно-исследовательского института животноводства в соответствии со схемой исследований (рис. 1).

Рис. 1. Схема исследований.

В исследованиях in vitro были использованы следующие тест-культуры: Е. coli АТСС 3912/41; Sarcina iutea АТСС 934; Micrococcus flavus; Flavo-bacterium штамм 100; Phodococcus sp. 2; Micrococcus lysodeicticus.

Для исследования использовали суточные культуры тест-микробов, которые разводили физраствором до 1 млрд. микробных тел по стандарту мутности на 10 ЕД. Для глубинного посева взвеси к 50 мл расплавленной и остуженной до 50 С агаризованной среды (МПА) добавляли 0,3 мл смыва тест-культуры. Тщательно перемешивали н разливали по 10-15 мл в чашки Петри для тест-культур: Rhodococcus sp. 21, Micrococcus lysodeicticus, Flavobacte-rium штамм 100 и кала. Для тест-культур: Е. coli, S- Iutea, М. flavus в чашки Петри с голодным агаром (15 мл) разливаем по 5 мл. После застывания сред делали шесть лунок, в которые вносили раствор CdCI2 по 0,1 см1. Среды с тесг-культурами инкубировали в термостате при 137°С в течение 18-24 часов и затем замеряли зоны угнетения их роста.

В исследованиях использовали водорастворимый сукцитат хитозаиа «Р» ММ 80 кДа, рН-7,4, степень диацетиллирования 84%, выпускаемый ЗАО «Биопрогресс» (ТУ 9289-092-00472124-99), который вносили в форме 10%-ного раствора в среду из расчета 0,5-4,0 мг/см\

Исследования in vivo проведены в условиях физиологического двора ВИЖ'а на пяти козликах средней живой массой 36,4 ± 5,93 кг в возрасте 6-8 месяцев в течение 4-х месяцев методом периодов продолжительностью 30 дней каждый, который включал: контрольный, нагрузки кадмием, энтеро-сорбиии (патогенетической терапии), реабилитации (табл. 1).

Подопытных животных в течение всего периода исследований содержали в обменных клетках индивидуально. Рацион кормления был рассчитан по нормам кормления с учетом роста козликов. Кровь для изучения клннико-биохимических показателей отбирали пункцией яремной вены в конце каждого периода опыта. В это же время проводили сбор суточного выделения кала и мочи, в которых определяли содержание Cd**, Zn** и Си** методом инверсионной вольтамперометрии, основанным на предварительном электронакоплении определяемых элементов на рабочем ртутно-пленочном электроде и последующей регистрации процесса растворения накопленных на электроде элементов (МУ 08-47/092).

Таблица 1

; ■ Схема опыта

№ животного Периоды опыта:

Контрольный Нагрузки Энтеросорбции (патогенетической терапии) Реабилитации

1 ОР* ОР.+ С<3 по 25 ыг/гол/день ОР + Сй по 25 мг/гол/день + Та-норма х 10 + Си до нормы ОР

2 ОР ОР+С<1по 25 мг/гол/день ОР + Сё по 25 мг/гол/день + Хп-ворма х 10 + Си до нормы + цеолит** по 1 г/кг живой массы/день ОР

3 ОР ОР + Сй по 25 мг/гол/дснь ОР+Сё по 25 мг/гол/день + - норма х 10 + Си до нормы +■ хитозан*** по 25 мг/кг живой массы/дснь ОР

4 ОР ОР + са по 25 мг/гол/день ОР + Сё по 25 мг/гол/день + Си до нормы + хитозан по 25мг/кг живой массы/день ОР

5 ОР ОР + Сё по 25 мг/гол/день ОР + СМ по 25 мг/гол/день + Си до нормы + цеолит по 1 г/кг живой массы/день ОР

*)—ОР- основной рацион: 0,5 кг комбикорма + 3,5 кг силоса разнотравного. В рационе содержалось:

мг, при норме 40 мг/гол/день;

- Сиг* - 2,1 мг, при норм« 10 мг/гол/день;

- Сс1г+ - -в кормах рациона не обнаружено,

В рашюн добавляли в период нагрузки С4г*:

- гп1+ по 370 мг/гоя/день в формеЕт>80<; • Си2* по 15 мг/гол/день в форме СиБО*:

- Максимально допустимый уровень Сс! в кормах 0,3-0,4 мг/кг (ВяЙзенеи Г.Н., 1996); Максимально допустимое содержание в рационах овец и коз:

Си2' "-10-15 мг/кг корма,

2л1* - 500-1000 мг/кг корма (КалышцкяЙ Б.Д, 1985) **) — Цеолит Шавыртуйского месторождения Читинской области. Предприятие-изготовитель - НПВ ООО «Целолкт».

***) — Хитозан ТУ 9289-092-00472124-99, Предприятие-изготовитель ЗАО «Биопрогресс» Щелковского района Московской области.

Изучаемые показатели;

• Содержание в сыворотке крови общего белка, альбуминов и глобулинов, мочевины, креатинина, глюкозы, холестерина, кальция, фосфора, активности аланинаминотрансферазы определяли на биохимическом анализаторе крови «Синхрон-СХ-3» фирмы «Бекман» США в лаборатории биохимии.

■ Исследование обмена желчных пигментов проводили по определению в сыворотке крови общего, прямого и непрямого билирубина по методике Йендрашика на спектрофотометре «Спекорд М 40» в лаборатории химико-аналитических исследований.

• Щелочной резерв в сыворотки крови определяли по методике Нсводова, основанной на установлении количества мг HCl, связанной буферными системами сыворотки крови (карбонатной, фосфатной, белковой) в расчете на 100 мл сывортки.

• Неспецифическую резистентность козликов определяли по лизоцимной и бактерицидной активности сыворотки крови.

• Лизошшную активность сыворотки крови оценивали по методике В.И. Мутовина (1973 г.), основанной на измерении величины зон просветления вокруг сыворотки, внесенной в лунки МПА с выращенной культурой тест-микробов. В качестве индикатора (тест-микроба) активности лизоцима применяли суточную культуру Micrococcus lysodeicticus. Уровень лизоцима определяли по шкале диаметра зоны задержки роста (ДЗЗР) тест-культуры Mb-

■ Бактерицидную активность сыворотки крови оценивали по методике В.Ф. Матусевич (1970 г.), основанной на вычислении разницы в количестве колоний тест-микроба — Б. colt, выросших при высевании до и после определенного периода инкубации сыворотки с микробной взвесью.

• Микрофлору толстого отдела кишечника изучали по видовому составу: кишечной палочке (БПСП), мезофильно-аэробной микрофлоры (МА-ФАнМ), молочнокислых микроорганизмов, стафилококков, а также плесеней и дрожжей по методикам микробиологического анализа.

Результаты экспериментальных исследований обработаны статистически (Асатиани B.C., 1965). . _______

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Толерантность тест-культур микроорганизмов к кадмию.

Все изучаемые тест-культуры, а также микрофлора, находящиеся в кале, были чувствительны к кадмию, но она значительно различалась по тсст-хультурам и зависела от концентрации кадмия в среде, что выражалось уравнением функции экспоненциальной зависимости типа

где:

Y - зона угнетения роста микроорганизмов, см2;

х - концентрация Са в среде, см ;

ехр — число е (и 2,72), я ^ 3,14 и постоянные величины:

а>0; Ь<0; с<0; tfeO; k<0; ш<0.

Наиболее чувствительными к кадмию были Micrococcus lysodeictricus, у которых зона угнетения роста составила 16,83 см \ за ними по убывающей чувствительности расположились Rhodococcus SP21, Micrococcus flavus, Fla-vobacterlum штамм 100, микрофлора кала, E.coli, Sarcina lutea, у последних она составила 4,3 см2 (табл. 2, рис. 2 — 8).

Анализ кривых толерантности микроорганизмов к кадмию показывает, что £. coll, Flavobacterium штамм 100, Micrococcus lysodeicticus проявляет чувствительность к кадмию при его концентрации в среде до 30 м кг/см3.

Таблица 2

Толерантность тест-культур к кадмию и защитный эффект хитозана

Tecm-Kyjttmypbt Зона угнетения ростаг

с хитозаном 4 концентрации^ мг/см1 эффект хитозана, + .-, %

I 2 4

ем' % см' % см* % см1 Я

Микроорганизмы

— Б. coli АТСС 3912/41 5,8 100 — — 4,13 71,2 — — +28,8

—Flavobacterium штамм 100 10,6 too — — V 29,2 — +70,8

—Micrococcus lysodeicticus 16,83 100 — — 19,65 116,7 14,25 84,6 -16,71 +15,4

—Rhodococcus sp. 21 13,4 100 — — — — 10,45 77,98 +22,1

—Micrococcus flavus 11,5 100 2,К> 18,76 — — — — +81,3

— Sarcina lutea ATCC 934 4,3 100 — — 2.9 67,44 — — +32,6

—Микрофлора кала 8,7 100 — — 7,9 91,2 — — +8,8

Зон» угнетения роста, с.»1

■г

о

ЛЯ' р

И-

К

я &

ё 2

и

I ц |

п £ I

х § 6

и %

е 1 •

811

м8 У £ * *

I

±> *•

21 Л

8 В х Ч я 3

Р с

I?

Л М

О

£. я

> О

I **

3

I §

а

ы к

5

g fl

i S.

s

s

3

48.

'4: 0

ъ = 0,785-10^(24,6- 40,7-exp(-0,I3lx)- 10,6-1,1 •]

Уд = 0,785-10J[22,9 - 36,Iexp(-0,i31x)- 10,6-Ll-™4^

—-Г'

50

100

г 150

200

250

300

Концентрация Ci?* a cpeùe, мкг/см3

Рис,КТолерантноС1ьЫю(Зососсиз5р21 к Cd1* .

; о— без хитсшша; ■ &—с хнтозаном, 4 нг/см5 среды

8

б,

4_

2

;о

Y® = 0^785-1 Û'Jf 17,689 -48f93*exp(-8,8i2x) + 2,76Ix]

-4—

/ ____-A--

S •

/ ' * (í A = 0,78S-10'J{22,65- 62,5ехр(-],04бх) + 0,36бх)'

0 3 6 9 12

Коицентрацим Çtf* • среде, мкг/см1

Phc.ó Толерантность Micrococcus flavus к Cd1*

о— без хитозана; д—о хнтозаном, 1 мг/см1 среды

15

iê

Ъ ■ 4 '

Y© = 0,785*10^114,878-40,77ехр(-1>0474х) + 0,105х]' . Y¿-0,7Si-IO*-[13,l-30,0'expf-l,046x>-2,2-l,J<mj"3-

Копцчнтрация Cd2* * сред*, мкг/с.ч '

'■ Рис.(* Толерантность Sarcina Сшеа ATCC934 к Cd1* '-■'V.!'' 5 "в-г- без хнтозана; д— с хитозаном, 4 мг/см1 среды

1J

3

I* 4.

* з

3 ■

|

2 1

0.

О J00 200 300 400 *

Концашунщии Cif* * tptOe, jiks/cji*

Ряс: II Толерантность микрофлоры, находящейся в капе ' крупного рогатого скока к

О— бе* хитозано, д—с шгозаном, 4 мг/см1 среды '..

При дальнейшем повышении его концентрации до 60 мкг/см1 чувствительность этих микроорганизмов к нему изменилась незначительно (рис.2—4), Микроорганизмы Rhodococcus SP11 проявили свою чувствительность к кадмию при содержании его в среде до 100 мкг/см3 (рис. 5), в то время как Micrococcus flavus проявили чувствительность уже при его концентрации до 3 мкг/см1.

Кривая чувствительности микроорганизмов Sarcina lutea АТСС 934 к кадмию при его концентрации в пределах 1 - 8 мкг/см1 снижается незначительно,что характеризует эту тест-культуру как наименее чувствительную к кадмию (рис. 7).

Что касается микрофлоры, выделенной в кале, то она была чувствительной к кадмию при его концентрации 100 -150 мкг/см5 (рис. 8).

3.2. Защитные свойства х птоз а на при кадмиевой интоксикации микроорганизмов

Внесение хитозана $ среду было эффективным благодаря его сорбирующим свойствам, а возможно, и через опосредованное влияние на жизнеспособность тест-культуры.

Из таблицы 2 видно, что наиболее выраженный защитный эффект хи-тозана был у Micrococcus flavus, из-за уменьшения зоны угнетения роста до 81,394.

Аналогичный защитный эффект (70,8%) был проявлен у Flavobacterium штамм 100. У остальных тест-культур он был равен 22,1-32,6%, за исключе-

Y. = 0JS5-] 0"J122 - 59.8'ехр(-0,0327*)^

:.. ________—:—г

as--- ,_А——' '

""" ;

/у* - 0,785 10-422.6 - 37,0exp(-0,0654x) -10.21.Г1'4*'1]'

-----------(----j--,-1-г

нием Micrococcus lysodeicticus, у которого при концентрации в среде хитоза-на 2 мг/см1 наблюдался отрицательный эффект (-] 6,7%), а при концентрации 4 мг/см3 — положительный (15,4%).

Наименьший (8,8%) защитный эффехт хитозана проявился на микрофлоре кала (табл. 2).

Таким образом, толерантность микроорганизмов к кадмию выражается экспоненциальной зависимостью и характеризуется индивидуальной устойчивостью. Применение хитозана является эффективным средством повышения защиты микроорганизмов от кадмиевой интоксикации, что может проявляться как через сорбцию кадмия, так и непосредственно на микроорганизмы. Эффект данного действия зависит от концентрации хитозана в среде.

33. Применение энтеросорбентов в сочетании с микроэлементами при кадмиевой нагрузке организма в физиологическом опыте на козликах

3.3.1. Физиологическое состояние козликов в эксперименте

Одним из показателей клинического состояния организма является изменение живой массы животного в период опыта. Результаты взвешивания козликов показали, что их среднесуточный прирост был обусловлен как питательной ценностью рациона, так и стрессовым состоянием организма (таблЗ).

В контрольный период в результате стрессового состояния организма, связанного с адаптацией от группового свободно-выгульного к индивидуально-клеточному содержанию, произошло снижение живой массы у всех козликов в среднем на 3,5 ± 0,73 кг.

В период нагрузки Cd2+, несмотря на его токсичность, происходило восстановление исходной живой массы, В этот период среднесуточный прирост в среднем по пяти козликам составил 110 ± 29,1 г. Это может свидетельство, вать о том, что применяемые дозы CdI+ в опыте были «щадящими», поскольку при подостром и хроническом эффекте этого элемента происходит снижение массы тела. В то же время кадмий оказывает стимулирующий эффект на синтез ц-АМФ и активность анаболических ферментов.

В период энтеросорбции при одновременном скармливании Cd2* подопытные козлики продолжали увеличивать прирост в среднем по 72 ±17,5 г в сутки. В этот период, как и в предыдущий, индивидуальные различия в темпах прироста сохранялись. '

В период реабилитации, когда прекратили дачу Cdw и энтеросорбентов среднесуточный прирост у всех животных был одинаковым, но низким к составил 27 ± 2,5 г в сутки.

Таблица 3

Изменение живой массы коэлнков под влиянием нагрузок кадмием и применением энтеросорбентов

животного, варианты опыта*1 Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

¡¡стая масса, кг прирост за период. кг среднесуточный прирост, г усивая масса, кг среднесуточный прирост, г живая масса, кг среднесуточный прирост, г живая масса, кг среднесуточный при' рост, • г

при поста-ноем в конце периода

42,2 40,0 -2,2 -73 4\а 40 42,0 25 42,6 20

2, Цеолит, 2п, Си 56,0 50,0 -6,0 -200 54,8 160 58,4 116 59,2 26

3. Хнтозан, ^ Си 27,2 24,6 -2,6 -86 28,2 120 31,0 90 31,8 26

4, Хитозан, Си 25,2 23,0 •га -73 26,0 100 27,0 32 27,9 30

5. Цеолит, Си 31,4 27,0 -4,4 -146 31,0 133 34,0 96 35,0 33

х 36,4 32,9 -3,5 -[16 36,2 ПО 38,5 72 39,3 . 27

± ш ±5,93 ±5,20 ±0,73 ±24,4 ±5,55 ±23,1 ±6,05 ±17,5 ±6,03 ±2,50

+) К основному рациону в период энтеросорбции добавляли: норма х 10 мг/гол/день; Си2+- до нормы; Цеолит - по 1 г/кг живой массы/день; Хитозан - по 25 мг/кг живой массы/день.

3.4. Обмен кадмия« цинка н меди при кадмиевой нагрузке организма козликов и влияние энтеросорбентов на их обмен

После привыкания козликов к условиям опыта их подвергли кадмиевой нагрузке из расчета 25 мг Cd2* на голову в день, которую вносили в форме CdCh в комбикорм. Изучение содержания кадмия в кале н моче в период нагрузки показало, что суточная его экскреция из организма составила в среднем 2,936 ± 0,649 мг/сутки по сравнению с 0,023 ± 0,011 в контрольный период. При этом 99,3% кадмия выделялось через кишечник и только 0,7% через почки,

В период энтеросорбции кадмия его экскреция из организма козликов возросла в 2 раза по сравнению с предыдущим периодом и составила 3,107 ± 0,52 мг/сутки. Это увеличение происходило за счет экскреции кадмия через кишечник при некотором снижении выделения его с мочой.

Анализ эффективности действия цеолита и хитозана в качестве энтеросорбентов в присутствии с повышенными дозами цинка и с учетом содержания меди в рационе показывал, что наиболее эффективным вариантом энтеросорбции кадмия был цеолит в присутствии меди. Известно, что при избытке кадмия происходит обеднение организма животных медью, и они погибают с выраженными признаками её недостаточности (Anke М„ Henning А., et al„ 1971).

В период реабилитации элиминация кадмия из организма продолжалась и суммарно составила 0,3 5 ± 0,16. В этот период основная его доля имела эндогенное происхождение, н выделение его с мочой составило 79,1%, а через желудочно-кишечный тракт — только 20,9%, что, по-видимому, связано с выделением его с желчью. Экскреция кадмия через кишечник была более выражена у козликов, получавших энтеросорбент с присутствием меди, но без добавления цинка, который, как известно, стимулирует работу печени и предохраняет ее от кадмиевой интоксикации, а через почки — у козликов, получавших энтеросорбент совместно с цинком и медью.

Кадмиевая интоксикация организма в значительной степени зависит от его взаимодействия с цинком. В связи с близостью строения атомов обоих этих элементов и сходством образуемых ими тетроэдрических комплексов кадмий способен замешать цинк в хелатах этого металла, что характеризует его как специфический антиметаболит цинка.

Экскреция цинка в контрольный период опыта составила 1,287 ± 0,507 мг/гол./день, а при нагрузке кадмием — 1,154 ± 0,417 мг. Однако, при суммарно близкой обшей экскреции его из организма экскреция через кишечник увеличилась в 13,9 раз, а с мочой снизилась в 2,87 раза, что подтверждает вышеотмеченную закономерность.

В период энтеросорбции, когда общее поступление цинка в организм было увеличено в десять раз, общая его экскреция также возросла по сравнению с предыдущим периодом в 5,8 раза, при этом экскреция его с калом уве-

дичилась в 9,12 раза, а с мочой снизилась и составила 95,9% от предыдущего периода.

В период реабилитации, когда дача энтеросорбентов и микроэлементов была прекращена, общая экскреция цинка также снизилась и составила 3,176 ± 0,629 мг/гол./дснь, что было меньше на 53,1% по сравнению с предыдущим периодом, но при этом экскреция цинка проходила, в основном, с мочой, что было выше, чем в период энтеросорбции в 4,89 раза, а экскреция с калом ниже в 6,2 раза.

Эти данные свидетельствуют о достаточно высокой резорбции цинка в период энтеросорбции, что позволило создать некоторые его «резервы» s организме и противостоять токсичному действию. Значительное увеличение его экскреции с мочой в период реабилитации подтверждает эти данные и указывает на интенсивность его обмена.

Многочисленные нарушения, вызываемые избытком кадмия, часто связаны с недостатком меди, как в рационе, так и в организме. Это относится как к печени — главному внутреннему депо меди, так и к мышцам, костяку, волосам и оперению, но не к почкам, где происходит, как правило, накопление этого элемента (Anke М., Henning А., et ab, 1971).

Причины антагонизма Cd11" — Cu2+ следует искать в конкуренции этих ионов за транспортную систему. Кадмий блокирует способность дуоденального белка к связыванию меди, насыщая его, что снижает всасывание меди (Henning А., Anke М., 1964; Starcher B.C., 1969).

В контрольный период общая экскреция меди из организма козликов составила 0,181 ± 0,157 мг/голУдень, а в период кадмиевой нагрузки она возросла до 0,558 ± 0,251 мг/голУдень, т.е. в 3,08 раза. При этом основная экскреция меди была с мочой и отсутствовала с калом.

В период энтеросорбции при доведении содержания меди в рационе до нормы путем ее добавления в количестве 15 мг/голУдень в форме CuS04 экскреция ее через кишечник, составила 0,485±0,239 мг/голУдень и не обнаружена с мочой. В период реабилитации, когда запасы меди в организме были пополнены, она экскретировалась как с калом (0,065 ± 0,050 мг/гол./день), так и с мочой (0,502 ±0,145 мг/гол./день), что в общей экскреции было выше на 16,9%, чем в период энтеросорбции.

Применение цеолита и хитозана оказало значительное влияние на величину экскреции цинка с калом. Так, при даче цеолита его экскреция с калом составила 18,0 мг/гол./день по сравнению с 2,66 мг/гол./день при даче хитозана. Эта закономерность сохранилась и в период реабилитации, хотя величина экскреции была значительно ниже. Выведение цинка с мочой в период энтеросорбции было близким при даче обоих сорбентов, а в период реабилитации его содержание в моче не обнаружено.

Что касается экскреции меди, то она обнаружена в кале при включении в рацион цеолита и не найдена при даче хитозана. В период реабилитации медь экскретировалась у козликов, получавших оба микроэлемента как от-

дельно, так и в сочетания с энтеросорбентами, а экскреция ее с мочой практически была одинаковой у всех козликов, за исключением второго, получавшего цеолит с цинком и медью.

Анализ содержания Cd, Zn и Си в сыворотке крови по периодам опыта показывал, что в среднем по пяти козликам содержание Cd в контрольный, нагрузки и реабилитационный периоды было близким и колебалось в пределах 0,020 ± 0,001 - 0,020 ± 0,014 мг/л, а в период энтеросорбции наблюдалось повышенное его содержание у всех подопытных козликов, и в среднем составило более 400% к предыдущему периоду. Результаты исследования динамики содержания Zn в сыворотке крови показали, что наибольшее его содержание отмечалось в контрольный период и энтеросорбции, особенно у козликов, получавших цеолит в присутствии меди. Содержание меди в сыворотке крови также было нестабильным. Наиболее высокий ее уровень был в период нагрузки кадмием и энтеросорбции.

3.5. Состояние печени и почек при кадмиевой нагрузке организма и применении хитозаиа, цеолита, цинка н медн

Дача кадмия козликам оказала значительное влияние на межуточный обмен, что, в основном, было связано с нарушением состояния печени и почек (Хенниг А., 1976; Лвцын А.П., Жаворонков А.А. и др., 1991). Применение энтеросорбентов в сочетании с микроэлементами оказало защитное действие на функциональное состояние этих органов.

В период кадмиевой нагрузки козликов произошло увеличение содержания в сыворотке крови непрямого билирубина на 1 ммоль/л и снижение прямого на 1,1 ммоль/л при сходном содержании общего билирубина. В периоды энтеросорбции и реабилитации происходило увеличение содержания общего билирубина за счет прямого. Содержание непрямого в период энтеросорбции снизилось в 1,7 раза по сравнению с периодом нагрузки, а в период реабилитации восстановилось до контрольного уровня. Эти данные могут указывать на продолжение диффузной интоксикации печени. Сходная картина наблюдалась у всех подопытных козликов (табл. 4).

Другим показателем, характеризующим нарушение функции печени, является гкпераминотрансфераземия. При этом более значительные изменения происходят в активности аланинаминотрансферазы (АЛТ) по сравнению с активностью аспартатаминотрансферазы (ACT). В результате чего значительно уменьшается величина коэффициента отражающего взаимоотношения активности АЛТ и ACT. В эксперименте у всех козликов коэффициент АСТ/АЛТ в контрольный период был равен 3,70. В период кадмиевой нагрузки он снизился до 3,23 и продолжал снижаться в период энтеросорбции до уровня 2,99. В период реабилитации происходило восстановление нарушенного отношения аминотрансаминаз и оно поднялось до 3,21. Однако характер изменения активности ACT и АЛТ в сыворотке крови козликов зависел от применяемого в период энтеросорбции состава органоминеральной

композиции. Так, у козликов, которым давали в период энтеросорбции ком* позицию на основе хитозана, коэффициент АСТ/ЛЛТ колебался в пределах 3,5 - 2,36. При этом он был равен или повышался в период энтеросорбции и реабилитации а то время, как при даче козликам только микроэлементов или цеолита с микроэлементами данный коэффициент постоянно снижался и в период реабилитации был значительно ниже, чем в контрольный (табл. 4).

Таблица 4

Влияние кадмиевой нагрузки» энтеросорбекто» к микроэлементов на клинические показатели состояния печени и почек у козликов

№ п/п Показатели Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

П=5, х ±т

. 1 ЛЛТ.ИЕ/л 19.2±3,43 21,4*5,47 20,2±4,63 22,6*2,86

2 АСТ, ИЕ/я 71,0±6,58 69,2*10,23 60,4113,37 72.6±8,91

з Коэффициент АСТ/АЛТ 3.?±1,28 3,23*0,50 2,99±0,20 3,21 ±0,15

4 Билирубин общий, ммоль/л 7,Э±0,63 7Г2±0,30 8,8АО,63 9,ЗАО,31

5 Билирубин прямой, ммоль/л 3.9±0,42 2,8±0,31 6,3±0,65 6,1 ±0,65

6 Билирубин непрямой, ммоль/л 3,4± 1,0 4,4±0,56 2,5±0,64 3,2±0,65

7 Холестерин, ммоль/л 1,44*0,27 0,53±0,14 1,71 ±0,32 1,8410,38

При острых заболеваниях печени и почек содержание холестерина в сыворотке крови, как правило, резко падает. В среднем по всем козликам в период нагрузки кадмием содержание холестерина в сыворотке крови снизилось в 2,7 раза по сравнению с контрольным значением. В последующие периоды эксперимента уровень его поднялся до 1,71 и 1,84 ммоль/л. (табл. 4),

Изменение содержания холестерина, в основном, могло быть связано с его эстерофициро ванной фракцией, которая синтезируется в печени и составляет 70 - 95% от общего холестерина. Снижение этой фракции часто является следствием нарушения синтетической функции печени. Состав применяемых органоминеральных композиций не оказал заметного влияния на его динамику в течение эксперимента (табл. 4).

3.6. Состояние межуточного обмена в организме козликов при кадмиевой нагрузке, применении энтеросорбентов и микроэлементов

Влияние кадмиевой нагрузки, энтеросорбентов и микроэлементов на межуточный обмен веществ у козликов изучали по изменению показателей белкового, углеводного и минерального обмена.

В эксперименте у козликов на уровне полноценного кормления в стадии роста содержание глобулинов в период кадмиевой нагрузки и энтеросорбции было ниже, а в период реабилитации равным по отношению к контрольному периоду (табл. 5). В результате отношение А/Г по периодам эксперимента постоянно увеличивалось и достигало 1,31 по сравнению с 0,92 в контроль-

ный период. Эти данные согласуются с динамикой среднесуточного прироста козлят по периодам эксперимента.

Содержание мочевины в сыворотке крови отражает уровень азотистого обмена в организме, который у всех козликов был в пределах физиологической нормы (табл. 5).

Изменение содержания креатинина в сыворотке крови связывают с почечной недостаточностью и мышечной дистрофией. В эксперименте у всех козликов его уровень в сыворотке, крови был стабильным и находился в пределах физиологической нормы во все периоды наблюдения (табл. 5).

В среднем по всем козликам отмечалось снижение содержания глюкозы в период кадмиевой нагрузки, которое в последующие периоды эксперимента имело тенденцию к повышению, но было ниже, чем в контрольный период (табл. 5).

Кадмий нарушает обмен в костной ткани не только цинка, но и кальция и фосфора. Под его влиянием возрастает доля зольных элементов и, в частности, кальция, что могло отразиться на его содержании в сыворотке крови. Содержание кальция и фосфора в сыворотке крови козликов имело тенденцию к повышению к концу эксперимента на фоне возрастающего метаболического алкалоза, о чем свидетельствует повышение щелочного резерва в периоды энтеросорбцин и реабилитации (табл. 5).

Таблица 5

Влияние нагрузок кадмием н применения энтеросорбеитов в сочетании с

цинком и медью на биохимические показатели сыворотки _крови козликов (в - 5голов)_

Периоды опыта

м и/я Показатели Контрольный Погрузки кадмием Энтеросорбцин Реабилитации

х ±т

1 Общий белок, г% 6,32*0,18 6,44*0,10 6,26*0,08 7,52*0,82""

2 Альбумин, г% 3,04*0,07 3,52*0,0?"* 3,46*0,10" 4Д7*1,79""

3 Глобуляи, 1% 3,28*0,17 2,92*0,13 2,80*0,13 3,25*2,23

4 Коэффициент А/ Г 0,92±0,06 1,20*0,06' 1,23±0,09" 1,31*0,08'

5 Мочевина, мг% 21,3*1,86 21,4*2,93 33,8*1,59"' 40,3*2,06""

6 Креатннин, мг% 1,28*0,09 1,16*0,03 1,18*0,04 1 ,28*0,04"

7 Глюкоза, мг% 62,1*10,16 52,2*11,39 48.4*6,53 54,0*6,89

8 Кальций, мг% 10,9*0,23 10,5*030 11,3*0,20 11,5*0,59

9 Фосфор, мг% — 5,8*0.36 5,9*0,39 5,9±0,44

10 Щелочной резерв, мг% — 330±б,82 357*10,0 384*13,27""

''-Р < 0,05; ">- Р < 0,02; *"'- Р < 0,01; "">- Р < 0,001.

3.7. Влияние кадмиевой нагрузки, энтеросорбентов и микроэлементов па неспецнфнчсскую резистентность организма козликов

Влияние кадмиевых нагрузок на защитные функции организма козликов было изучено на изменениях бактерицидной и лизоцимной активности сыворотки крови. При нагрузке организма кадмием бактерицидная активность сыворотки крови возросла в среднем на 29,3%. При применении энтеросор-бентов она увеличилась, в основном, у козликов, получавших цеолит и хитозан совместно с цинком и медью и хнтозаи с медью, У козликов, получавших цинк с медью и цеолит с медью, произошло понижение бактерицидной активности в среднем на 35%, которая в период реабилитации повысилась и была выше, чем в контрольный период, в то время как у козликов 2, 3 и 4 она оставалась практически на уровне предыдущего периода (табл. б).

Таблица 6

Влияние нагрузки кадмием и применения энтеросорбентов на бактерицидную активность сыворотки крови козликов, %

М животного, вариант опыта** Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтсросорбции Реабилитации

1.2л, Си 67,3 82,0 53,1 77,4

2. Цеолит, 7л, Си 87,9 57,0 87,0 90,7

3. Хитозан, Си 46,0 74,3 89.1 ■В6,8

4. Хитозан, Си 36.6 81,4 96,2 97,6

5. Цеолит, Си 50,2 78,0 51.1 69,1

* 57,6 74,5 75,3 84,32

±ш ±9,89 ±4,82 ±8,69 ±4,16

+) К основному рациону в период энтсросорбции добавляли:

Яп^-нормах 10 мг/гол/день; Си5* - до нормы;

Цеолит во I г/кг живой массы/день;

Хитозан по 25 мг/кг живой массы/день

Нагрузка организма козликов кадмием полностью подавила лизоцимную активность сыворотки крови (табл. 7). Включение в рацион энтеросорбентов, цинка и меди оказало профилактический эффект. В период энтсросорбции лизоцимная активность стала восстанавливаться и достигла 7,08±0,74 а в реабилитационный период— 17Д8±1,108. При этом все виды обработок оказали положительный антндотный эффект, но наибольший он был при применении цеолита совместно с цинком и медью. У козликов, получавших их, лизоцимная активность превысила контрольный уровень. При применении хи-тозана она была близкой к исходной, а при применении только цинка и меди лизоцимная активность не достигла контрольного уровня.

Таблица 7

Влияние нагрузки кадмием н применения энтеросорбеитов на лизоцимную активность сыворотки крови козликов, £д.

Л4> животного, вариант опыта'1 Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

l.Zn.Cu 21,21 отсутствует 9 153

2. Цеолит, Zn, Си 18,2 отсутствует 7,5 20

3. Хитозан, Zn, Си 14,25 отсутствует 6,7 16,49

4. Хитозан, Си 14,8 отсутствует 5,16 14,25

5. Цеолит, Си 15,36 отсутствует 7,04 20,0

X 16,76 — 7,08 17,28

± m ±1,342 — ± 0,749 ± 1.1087

+) К основному рациону в период энтерооорбциа добавляли: нормах ] 0 мг/гол/день; Сиг+ - до нормы;

Цеолит по 1 г/кг живой массы/день;

Хнтоэан по 25 мг/кг живой массы/день

3.8. Толерантность микроорганизмов толстого отдела кишечника козликов к кадмию прн применении энтеросорбентов н микроэлементов

В организм животного кадмий поступает, в основном, алиментарно и выводится из него, главным образом, через желудочно-кишечный тракт. В результате чего кадмий может оказать существенное влияние на микрофлору желудочно-кишечного тракта и вызвать дисбаюериозы, что, в свою очередь, может спровоцировать ряд других заболеваний и расстройств гомеопатических систем организма.

Введение в рацион козликов кадмия привело к значительному увеличению содержания плесеней, дрожжей, БПСП и молочнокислых микроорганизмов, что составило по отношению к контрольному периоду 229,8; 671,7; 183,6 и 136,9% соответственно.

Увеличение, стафилококков и МАФАн микроорганизмов было незначительным и колебалось в пределах 3,7 — 6,4%.

В целом общее количество микробных тел в период нагрузки кадмием возросло на 8,9% по отношению к контрольному уровню и составило 5,67 х 10( КОЕ/г (табл. 9).

В период энтеросорбции численность микроорганизмов резко сократилась и составила 1,29 х 10* КОЕ/г, т.е. 24,91% к предыдущему периоду. Это сокращение произошло, в основном, за счет мезофильно аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, бактерий группы кишечной палочки и стафилококков, численность которых уменьшилась по сравнению с предыдущим периодом более чем на 90%.

Пол действием энтеросорбетов и микроэлементов также произошло снижение численности молочнокислых бактерий на 34,15%, энтерококков — на 60,39%, плесеней — на 42,22% и дрожжей — на 49,78%.

Основной вклад в снижение численности микроорганизмов в содержимом кишечника в период энтеросорбции внесло применение хитозана в сочетании с 2л н Си и только с Си. Так, по МАФАн микроорганизмам снижение составило 95,79 и 91,98% соответственно по отношению к предыдущему уровню.

Применение хитозана в сочетании с микроэлементами также привело к снижению численности молочнокислых бактерий, но здесь имеются различия в действии данных сочетаний. Применение хитозана в сочетании с 2п и Си снизило численность молочнокислых бактерий на 99,76%, а хитозана с Си — на 69,1% по отношению к предыдущему периоду.

Таблица 8

Влияние нагрузки кадмием, применения энтеросорбентов н микроэлементов на микрофлору содержимого толстого отдела кишечника козликов, КОЕ/г

№ животного, вариант опыта** Периоды опыта

Контрольный ИжрузкV кадмием Энтеросорбции Реабилитации

КМАФАнМ

1.2а, Си 4,77* 10* 3,52 х 10* 5,2 х 107 2,62 х.ДО*

2. Цеолит, 2п, Си 1,64 х 10* 4,66 х 10* 4,6 х 107 1,0 X ю*

3. Хнтоэан, 2л, Си 1,26x10" 6,46 х 10' 2,72 х 10* 1,56 х 10'

4. Хятоэаа, Си 3,93 х 10* 3,86 х 10' 3,29 х 10' 2,56 х 10*

5. Цеолит, Си 1,77 х 10* 1,32 х 10* 1,32 х 10* 4.55 х ю'

Молочнокислые

1.2а, Си 2,65 х 10' 1,65 х 101 4,4 х 10е 3,7 х 10"

2. Цеолнт,2п, Си 9,5 « 10* 2,5 х Ю* 2,35 х 10* 2,55 х 10т

3. Хитозан, Та, Си 8,4 х 10* 4,96 х 10т 1,2 х 101 6,93 х 10'

4. Хитмая, Си 9,12 х 10' 7,6 х Ю7 2,35 х 10' 1,24 х 10*

5. Цеолит, Си 8,2 х 10' 8,1 х Ю7 1,6 X 10* 1,0 х 10'

БГКП

1.7л, Си 3.1 х 10* 2,74 х 10' 5 х 103 2,34 х 10*

2. Цеолит, 2п, Си 3,54 х 107 9,9 х 10* — 3,4 х 10'

3. Хитозан, 2п, Си 3,51 х Ю6 2,47 х 10* 4,0 х 10* 6,79 х 107

4: Хатозан, Си 6,39 х 107 1,22 х Ю4 5,0 х 102 7,85 х 10'

5. Цеолит, Си 5,45 х 10' 9,13 х 10* — 3,41 х 10*

^животного, вариант опыта'' Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

Стафилококки

1.2л,Си 3,75 х 10® 1,25 х 10' 9,4 х 10* 2,7 х 10е

2. Цеолит, 2п, Си 1,55 х 107 4,86 х 10' 2,55 х 10* 2,92 х 107

3. Хитозан, 2п, Си 2,6 х 10* 3,77 х 10т 1,05 х 10* 1,03 х 10т

4. Хитозан, Си 5,45 х 10* 2.35 х 10' 2,5 х 10* 4,94 х 107

5. Цеолит, Си 5,3 х 10' 3,43 х 107 1,12x10* 5,8 х 107

Энтерококки

1,гп,Си 5,66 х 10' их 10' 3,68 х 10т »,9 х 106

2. Цеолит, 2в, Си 6,07 х 10* 3,46 х 10* 3,45 х 10* 2,96 х 10'

3. Хитозан, 2я, Си 4,63 х 10* 3,7 х 10* 2,94 х 10* 8,19x10*

4. Хитозан, Си 5,5 х )07 1,12 х 10} 3,34 х 10' 5,46 х 10*

5. Цеолит, Си 6,49 х 107 1,6 х 10* 6,62 х 10* 5,1 х 10й

Плесени

1,гп,Си 1,27 х 105 2,5 х 10* 2,5 х 10* 1,45 х 105

2. Цеолит, 7л, Си 1,32 х 10' 3.85 х 10' 1.5 х 105 1,9 х Ю5

3. Хитозан, 2й, Си 2,35 х 105 и5 х 10' 1,0 х м1 их 10*

4. Хитозан, Си 1,05 х 105 4,45 х 10* 3,03 х 10* 4,25 х 10'

5. Цеолит. Си 1,95 х 105 6,1 х 105 1,42 х 10® 1,9 х 10?

Дрожжи

].гп,си 1,4 х Ю1 1,1 х 10* 7,3 х 101 9,5 х 104

2. Цеолит, 2и, Си 3,27 х 105 3,07 х 105 2,65 х 105 6,0 х 104

3. Хитозан, гп, Си — и* 10* 5,0 х 101 4,7 х 104

4. Хитозан, Си — 9,5 х 104 — 2,17 х 101

5, Цеолит, Си 3.0 X 104 6,27 х 105 1,75 х 101 3.5 х 10*

+) К основному рациону в период энтеросорбцни добавляли: гп1* -нормах 10 мг/гол/день; Сиг+ - до нормы; Цеолит по 1 г/кг живой массы/день; Хнтозая по 25 мг/кг живой массы/день

Данные композиции также оказали значительное действие на бактерии группы кишечной палочки и стафилококков, численность которых по отношению к предыдущему периоду сократилась более чем на 97%.

По отношению к энтерококкам хитозан с 2п и Си снизили их численность на 26,55%, а хитозан с Си, наоборот, привели к многократному их увеличению.

По отношению к плесеням и дрожжам обе композиции хитоззна с микроэлементами оказали сходное действие, в результате чего количество плесеней снизилось на 25,9 и 31,9%, а дрожжи были полностью элиминированы по сравнению с предыдущим периодом (табл. 8).

Цеолит-микроэлементные композиции также оказали значительное влияние на численность видового состава содержимого кишечника.

Так, под действием цеолита с Ил и Си произошло снижение численности МАФАн микроорганизмов в 10 раз, молочнокислых бактерий более чем в 100 раз, бактерии группы кишечной палочки были полностью элиминированы, а количество стафилококков сократилось в 19 и 25 раз соответственно, в то время как данная композиция не оказала влияния на количество энтерококков и дрожжей. , . ..

Влияние на микроорганизмы цеолита в сочетании только с медью заметно отличалось по силе действия от цеолита в сочетании с 2п и Си, Так, количество МАФАн микроорганизмов в этот период по отношению к предшествующему сократилось в 100 раз, молочнокислых бактерий — в 50 раз, стафилококков — в 30 раз, плесеней и дрожжей — в 4 раза. При этом бактерии группы кишечной палочки были полностью элиминированы, а количество энтерококков возросло более чем в 4 раза.

Добавление к рациону в период энтеросорбции цинка н меди без энте-росорбентов также было значительным. Под их действием произошло уменьшение количества МАФАн микроорганизмов в 6,7 раза, стафилококков — в 13 раз н многократное — бактерий группы кишечной палочки. В то же время под действием .данных микроэлементов произошло увеличение количества молочнокислых бактерий в 2,6 раза, энтерококков — в 3,68 раза и дрожжей — в 7,5 раз, а количество плесеней оставалось на уровне предыдущего периода (табл. 8).

В период реабилитации, когда из рациона были исключены кадмий, хитозан, цеолит, цинк и медь общая численность микроорганизмов снова возросла и составила 4,62 х 10* КОЕ/г или 89,13% к контрольному и 358,01% к предыдущему периоду.

При этом основное увеличение произошло за счет шестикратного увеличения МАФАн микроорганизмов, многократного увеличения стафилококков и бактерий группы кишечной палочки.

В этот период также произошло увеличение количества молочнокислых бактерий и плесеней, которое составило 28,02 и 14,28% соответственно. Количество энтерококков и дрожжей, наоборот, сократилось на 35,1 и 73,06% соответственно (табл. 9, рис.9).

Анализ восстановления численности микроорганизмов по составу в содержимом кишечника в период реабилитации показывал, что оно не было одинаковым у всех козликов и, по-видимому, обусловлено пролонгирующим действием органоминеральных композиций, применяемых в период энтеросорбции.

Так, у козлика, получавшего и Си произошло увеличение численности МАФАн микроорганизмов в 5,0 раз, стафилококков — в 28,7 раза и многократное — бактерий группы кишечной палочки. Одновременно произошло снижение численности молочнокислых бактерий, энтерококков, плесеней и дрожжей в 1,2; 4,1; 1,7 и 7,68 раза по сравнению с предыдущим периодом.

У козликов, получавших в период энтеросорбции хитозан в сочетании с Та и Си и хитозан только с Си, произошло увеличение численности всех микроорганизмов за исключением энтерококков у козлика, получавшего хитозан с Си, которых стало меньше по сравнению с предыдущим периодом.

Таблица 9

Влияние кадмия и энтеросорбентов в сочетании с микроэлементами на численность микроорганизмов и видовой состав кишечной микрофлоры козликов

Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

/ КОЕ« 1г.

КМАФАнМ

X 26,7x10' 28,0 х 107 2,69 х 107 16,4 х 10'

% 100 104.8 10,07 61,42

— 100 9,607 —

— — 100 609,66

Молочнокислые микроорганизмы

X 9,12x10' 12,49 х 10' 9,35 х 107 11,97 х 10'

100 136,95 102,52 131Д5

— 100 74,85 —

— — 100 128,02

БГКП

* 3,208 х 10' 5,88 х 10' 0,00019 х 10' 8,35 х 107

% 100 183,29 0,0059 260,28

— 100 0,0032 —

— — 100 4394736,8

Стафилококки

X 9,03 х 10' 9,61 х 107 0,28 х 107 8,33 х 10'

% 100 106,42 зло 92,24

— 100 2,91 —

— — 100 2972

Энтерококки

X 3,74 к 107 0,388 х Ю7 1,54 х 107 1,141 х 10'

% 100 10,39 41,176 30,50

— 100 396,9 —

— — 100 74,90

Периоды опыта

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции Реабилитации

Плесснй -

X 1,588 х 105 3,65 х 10* 1,89x105 2,16 х 105

% 100 229,84 119,0 136,0

— 100 51.78 —

, . — — 100 114,28

Дрожжи

X 0,99 х 105 6,65 х 10! 2,35 х 10* 0,90 х 10!

% 100 671,7 ■ 237Л 90,90

— 100 3533 —

— — 100 38,29

Общая численность

I 51,82 х 107 56,47 х 107 13,91 х 10' 46,22 х 101

% 100 108,9 24,91 89,19

— 100 22,86 —

— — 100 332,27

//. В Уо к общей численности

КМАФАиМ

% Я,52 49,58 19,33 35,48

Молочнокислые микроорганизмы

% 17,59 22,11 67,21 25.89

БГКП

% 6.19 10,41 0,0013 18,06

Стафилококки

% 17,43 17,01 2,01 18,02

Энтерококки

% 7,22 0.68 11,07 1 2,46

Плесени

% 0,03 0,06 0,1358 ; 0,046

Дрожжи

*Л 0,02 0,11 | 0,16' - ■ | 0.019

Общая численность; %

% 100 100 100 ! 100

Так, у козлика, получавшего хитозан с2пи Си, в содержимом кишечника количество МАФАн микроорганизмов, молочнокислых бактерий, бактерий ПСП, стафилококков, энтерококков, плесеней и дрожжей увеличилось в 5, 7, 7, 577, 5, многократно, в 9,8; 2,78; 1,3 и в 9,4 раза, а у козлика, получавшего хитозан только с Си увеличение было по МАФАн микроорганизмам, молочнокислым бактериям, бактериям группы кишечной палочки, стафилококкам, плесеням в 77,5; 5,27; многократно; 197,6; 1,4 раза и были обнаружены дрожжи в количестве 2,17х 10' КОЕ/г при их отсутствии в предыдущий период. "

У козликов, получавших в период энтеросорбции цеолит в сочетании с 2л и Си и цеолит только с Си, также произошло в период реабилитации увеличение численности всех микроорганизмов, за исключением дрожжей, количество которых сократилось в 4,4 и 2,87 раза по сравнению с предыдущим периодом.Данное увеличение микроорганизмов было менее значительным, чем у козликов, получавших хитозан с микроэлементами.

Анализ данных по видам микроорганизмов показывает, что у козлика, получавшего цеолит с Ъа. и Си, повышение МАФАн микроорганизмов, молочнокислых бактерий, стафилококков, энтерококков и плесеней по отношению к предыдущему периоду составило в 2,17; 10,8; 11,45; 8,57 и 1,21 раза, а у козликов, получавших цеолит только с Си, это увеличение составило соответственно в 34,6; 6,25; 5,78; 7,70 и 1,34 раза. Количество БГКП в обоих случаях в период реабилитации было равно 3,4 х 107 и 3,4 х 10® КОЕ/г. В период энтеросорбции эти бактерии в содержимом кишечника у обоих козликов отсутствовали (табл. 8).

В результате избирательного действия кадмия и органоминеральных композиций на микрофлору содержимого кишечника козликов по периодам опыта изменилось не только их количество, но и соотношение различных групп микроорганизмов.

Так, в контрольный период 51,5% в общей микрофлоре представляли МАФАн микроорганизмы, по 17,5% — молочнокислые бактерии и стафилококки, 6,1 и 7,2% бактерии ПСП и энтерококки и 0,03 и 0,02% — плесени и дрожжи.

В период кадмиевой нагрузки доля молочнокислых бактерий возросла до 20,8%, бактерий РКП — до 9,8% при одновременном увеличении плесеней и дрожжей, а доля МАФАн микроорганизмов сократилась до 46,6%, стафилококков и энтерококков — до 16,03 и 6,47% соответственно.

Применение энтсросорбентов в сочетании с микроэлементами привело к резкому увеличению в содержимом кишечника доли молочнокислых бактерий, которая составила 67,2% и снижению МАФАнМ, стафилококков и БГКП, доли которых соответственно составили 19,3; 2,01 и 0,0013%. Доля энтерококков, плесеней и дрожжей в этот период составила 11,07; 0,13 и 0,24% соответственно. .,:..-

В период реабилитации соотношение состава микроорганизмов содержимого кишечника значительно изменилось. Основную долю в нем снова заняли МАФАн микроорганизмы, которые составили 35,01%, но она была ниже, чем в контрольный период в 1,45 раза. Доля молочнокислых бактерий составила 25,5% и была выше, чем в контрольном периоде в 1,45 раза. Резко увеличилась доля БГКП, которая составила 19,15%, что было выше, чем в контрольный период в 3,0 раза. При этом сократилась доля энтерококков, которая была равна 2,43% и была ниже, чем в контрольный период в 3 раза. Доля стафилококков, плесеней н дрожжей была равна их доле в контрольный период опыта (табл. 8, рис. 9).

Контрольный Нагрузки кадмием Энтеросорбции

Периоды опыта

Реабилитации

- 0,05 ^

■ МАФАнМ • • о * • МКБ —Й—6ГКП -я - Спфклококхи - ж- Энтерококки —О—Плесени —»—Дрожжи

Рисунок 9. Соотношение различных групп микроорганизмов в кале козликов (%).

ВЫВОДЫ

1. Присутствие кадмия в рационе животных н среде жизнедеятельности микроорганизмов оказывает токсический эффект как на уровне организма, так и на уровне популяций микрофлоры, тяжесть которого обусловлена концентрацией его в рационе (среде) и с содержанием в них биологически активных веществ.

2. Чувствительность микроорганизмов к кадмию зависит от их вида и описывается экспоненциальным уравнением. Из шести видов условно-патогенной, непатогенной и кишечной микрофлоры наиболее чувствительными к кадмию были Micrococcus lisodeicticus, за ними по убывающей чувствительности расположились Rhodococcus SP. 21, Micrococcus flavus, Flavobacterium штамм 100, E. coli и Sarcina lutea.

3. Включение в рацион козликов кадмия в дозе 25 мг/гол./день привело к повышению общей численности кишечной микрофлоры на 15,7% и изменению ее состава в основном за счет снижения МАФАнМ, стафилококков и энтерококков и повышения бактерий молочнокислых и группы кишечной палочки.

4. Включение хитозана в среды культивирования тест-культур и кишечной микрофлоры в дозе 2-4 мг/см3 оказало протекторный эффект в диапазоне от 8,8% — кишечной микрофлоры до 81,3% — Micrococcus flavus. Протекторное действие хятозана для других тест-культур составило по возрастающему эффекту: Micrococcus lisodeicticus 15,4%, Rhodococcus SP. 21 — 22,1%, E. colt ATCC 3912/41 — 28,8%, Sarcina lutea ATCC 934 — 32,6%, Flavobacterium штамм 100 — 70,8%.

5. Применение хитозана и цеолита в качестве энтеросорбентов, Zn и Си — в качестве антиметаболитов Cd при его одновременном включении в рацион, привело к снижению общей численности кишечной микрофлоры на 76,8% по отношению к периоду нагрузки кадмием и изменило ее соотношение, в котором доля молочнокислых бактерий составила 67,2%, МАФАн микроорганизмов — 19,33%, энтерококков —11,07%, стафилококков — 2,0%. При этом бактерии ГКП практически были полностью элиминированы, а доля плесеней и дрожжей составила 0,13 и 0,24% соответственно.

6. В период реабилитации, после энтеротерапии, численность кишечной микрофлоры возросла и достигла 90,3% от контрольного уровня, в которой доля молочнокислых бактерий составила 25,5%, МАФАнМ — 35,0%, БПСП — 19,1 % и стафилококков — 17,7%.

7. По чувствительности группы микроорганизмов кишечной микрофлоры ранжируются в следующем порядке:

— к хитозан-микроэлементному комплексу: БГКП, стафилококки, дрожжи, МАФАнМ, молочнокислые бактерии, плесени и энтерококки;

— к цеолит-микроэлементному комплексу: БПСП, МАФАнМ, молочнокислые бактерии, стафилококки, плесени, дрожжи и энтерококки;

— к 2л и Си при совместном применении: ЕПСП, стафилококки, МА-ФАнМ, дрожжи и не были чувствительны молочнокислые бактерии, энтерококки и плесени.

Хитозан и цеолит в сочетании с 2п и Си оказывал более сильное воздействие на состав микрофлоры, чем те же композиции, но без Т.п.

8. Включение в рацион козликов кадмия в дозе 25 мг/гол./день привело к повышению бактерицидной активности с 57,6±9,89% до 74,5±4,82% и »одной инактивации лизоцимной активности сыворотки крови козликов. Применение энтеросорбентов в сочетании с микроэлементами привело к дальнейшему повышению бактерицидной и восстановлению лизоцимной активности сыворотки крови. При этом наиболее эффективными были цеолит и хитозан в сочетании с и Си по сравнению с их сочетанием только с Си. Применение 2л и Си также было положительным и восстановило лизоцимную активность сыворотки крови.

9. Включение в рацион козликов кадмия в дозе 25 мг/тл./день в период нагрузки и энтеросорбции вызвало интоксикацию печени и нарушение почечной инфильтрации, о чем свидетельствуют клинические признаки: увеличение в сыворотке крови общего, прямого и непрямого билирубина, появление гипераминоггрансфераземии и резкое снижение содержания холестерина в сыворотке крови.

В период реабилитации данные клинические признаки были ближе к контрольному периоду у козликов, получавших хитозан с и Си и только с Си, чем у козликов, получавших цеолит с 2п и Си и только с Си или только Ъп и Си совместно.

10. Кадмий не оказал заметного влияния на показатели белкового, углеводного и минерального обмена. Содержание общего белка, альбуминов, глобулинов и их отношение, а также содержание глюкозы, кальция и фосфора в сыворотке крови было в пределах физиологической нормы и отражало интенсивность среднесуточного прироста козликов по периодам опыта.

11. В кадмий-техногенных зонах необходимо контролировать содержание цинка и меди в рационах животных на уровне норм кормления, а в случае цинка, то возможно превышение его нормы в два н более раз.

При кадмиевой интоксикации эффективным является энтеросорбциои-ная терапия на основе цеолита, хитозана в сочетании с 2п и Си.

Практические предложения

1. В кадмий-техногенных зонах в целях повышения здоровья и иммуните-

та животных эффективным является применение хитозана в дозе 25 мг/кг живой массы в день, цеолита в дозе 1 г/кг живой массы в день в сочетании с 7п и Си в дозах на уровне норм и превышающих их в 2 — 3 раза.

2. Разработать поправки к нормам потребности сельскохозяйственных

животных в микроэлементах в техногенных зонах страны в соответствии с видом и уровнем техногенного загрязнения.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Фомичев Ю.П., Шайдуллина Р.Г. Артемьева O.A.

Толерантность тест-культур и кишечной микрофлоры животных и влияние хитозана на их устойчивость к кадмию // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. Материалы Седьмой международной конференции. Санкт-Петербург-Репино, 15-18 сентября 2003 г.- М.: Изд-во ВНИРО, 2003.- С.206-210,

2. Артемьева O.A., Фомичев Ю.П., Шайдуллина Р.Г., Заболотский В.А., Рыжков В.А., Гвоздь В.Ф.

Влияние кадмиевой нагрузки и органоминер&льных композиций на резистентность и межуточный обмен веществ у козликов // Миграция тяжелых металлов и радионуклиды в звене: почва ~ растение - животное — продукт животноводства - человек // Материалы Пятой научной конференции с международным участием. Изд-во Нов.ГУ имЛрослава Мудрого,- Великий Новгород, 22-23 марта, 2005, С.47-54.

3. Фомичев Ю.П., Шайдуллина Р.Г., Артемьева O.A., Заболотский В.А., Гвоздь В.Ф., Рыжков В.А.

Эффективность применения энтеросорбентов в сочетании с микроэлементами при кадмиевой интоксикации животных. И Вестник О ГУ. Приложение «Биоэлементология», 2005,С. 64 "69

4. Фомичев Ю.П., Шайдуллина Р.Г., Артемьева O.A., Заболотский В.А., Гвоздь В.Ф.

Органоминеральные композиции в профилактике кадмиевой интоксикации организма животных. // Практик, 2005 №3-4, C.6Ö-67.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1 -00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 21.04.05 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 2 Печать авторефератов (095) 730-47-74, 778-45-60