Биологически активная кормовая добавка Российский патент 2023 года по МПК A23K10/00 A23K10/30 

Изобретение относится к продуктам повышенной биологической ценности на основе продуктов пчеловодства, растительного и минерального происхождения, а именно к области пищевых добавок на основе натуральных продуктов и может быть использовано в качестве стимулятора обмена веществ, иммунной и центральной нервной системы, для повышения сопротивляемости организма в условиях воздействия на организм стресс-факторов физической (ионизирующее излучение), химической (экотоксиканты) и биологической (патогенная и условно-патогенная микрофлора) природы.

Известна натуральная биологически активная кормовая добавка «Вита-форце» (Патент RU № 2324361, МПК А23К 1/100, А23К 1/16, 2008), содержащая (мае. %): мед (1,5-2,0), прополис (2,0-2,5), пергу (30,0-35,0), обножку (15,0-17,0), пчелиный яд (0,5-1,0), пчелиный расплод в разных стадиях развития (5,5-6,0), пчелиный подмор (7,0-8,0) и травяную муку (остальное). Хотя данный препарат обладает комплексом ценных биологически активных веществ и фармакологических свойств, ему присущ ряд недостатков: использование в добавке ценных пищевых (мед), лекарственных (пчелиный яд, маточное молочко, перга, субстанций, ослабляющих пчелиные семьи за счет использования пчелиного расплода в кормовой добавке, а также слабая радиопротекторная (лечебно-профилактическая) и декорпорирующая (радиоизотопвыводящая) активность, высокая себестоимость продукта за счет использования в препарате ценных пищевых и лекарственных веществ.

Известна натуральная биологически активная кормовая добавка, содержащая (мае.%): прополис (2,5-3,0), пергу (17,0-19,0), обножку (26,0-28,0), пчелиный подмор (17,0-18,0), трутневый расплод в ранних стадиях развития (6,5-7,0), кровяную муку (2,5-2,7), хвойную муку (2,6-2,8), бентонит (2,5-3,0), травяную муку (остальное) (Патент RU №2522339, МПК А23К 1/60, А23К 1/16, опубл. 10.07.2014 Бюл. №19). Недостатком кормовой добавки является слабая декорпорирующая активность по отношению к радиоцезию-137, которая уступает регламентированному препарату «Бифеж» в 1,5 раза, включая себестоимость препарата из-за наличия в составе ценных лекарственных продуктов пчеловодства: прополиса, перги, третневого расплода, а наличие в составе кровяной муки предусматривает тщательный санитарно-эпидемиологический контроль на предмет исключения контаминации продукта возбудителем бешенства и других возбудителей особо опасных инфекционных болезней человека и животных. Слабая декорпорирующая активность известной кормовой добавки связана с использованием в ее составе в качестве сорбента природного неактивированного бентонита, который является низкодисперсным, что снижает его сорбционную активность по отношению к радиоцезию и при этом она неэффективна по отношению к остеоторопному изотопу - стронцию-90.

Известна биологически активная кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птицы, содержащая (мас.%): пчелиный подмор (8,0-10,0), третневый расплод (2,3-3,0), травяная мука (13,0-15,0), активированная опока (2,3-3,0), порошок клубней топинамбура (остальное) (Патент RU №2641907, МПК А23К 10/30, А23к 10/20, А23К 20/20, опубл. 23.01.2018. Бюл. №3), которая взята нами в качестве прототипа.

В этой натуральной биологически активной кормовой добавке, наиболее близкой к предлагаемой, хотя и содержится комплекс биологически активных веществ, благотворно влияющих на организм, однако данная добавка не обладает антиоксидантными (радиотоксинейтрализующей способностью защиты организма о токсических свободных радикалов, способностью индуцировать синтез антирадикальных ферментов: супероксиддисмутазы и каталазы) свойствами, обладает слабой декорпорирующей (радионуклидвыводящей) и антидотной (антиседативной) активностью из-за использования в кормовой добавке низкодисперстного редкораспространнего природного сорбента - опоки, которая использована в известном в виде мелкодисперсных частиц размерами 0,0006-0,0009 мм, что снижает радиодекорпорирующее и поллютант (кадмий) декорпорирующее действие.

Кроме того, препарат не обладает антистрессорными (адаптогенными) и лечебно-декорпорирующими свойствами при комбинированном внешнем и инкорпорированном облучении организма, а также миелопротекторным действием.

Между тем, из области коллоидной и физической химии, нанотехнологии известно, что переход материи в коллоидное и наноразмерное состояние сопровождается изменением фундаментальных свойств вещества, обеспечивая высокую дисперстность, биодоступность, специфичность, повышение фармакологической активности лечебно-диагностических препаратов, обладая, вследствие этого научно-технологическим и социально-экономическим потенциалом (А.С. Радилов, В.Р. Рембовский. Нанотехнологии и нанотоксикология - взгляд на проблему // Токсикологический вестник. - 2007. - №6. - с. 4-8).

Поэтому одним из перспективных направлений, является использование веществ животного, растительного и минерального происхождения на основе коллоидных и наноразмерных лекарственных и диагностических препаратов с более выраженными положительными свойствами. В связи с этим, возникает постоянная необходимость биологического тестирования коллоидных и наноразмерных частиц, полученных из объектов зоогенного (аписогенного), фитогенного и минерального происхождения.

Известно, что использование коллоидной химии и нанотехнологии в медицине и ветеринарии имеет широкую перспективу, поскольку уже созданы высокоэффективные лечебно-диагностические нанолекарства и высокоэффективные лечебно-диагностические нанолекарства и нанодиагностикумы, обеспечивающие адресную доставку лечебного средства к клеткам-мишеням пораженного организма и экспрессное воздействие на них. При этом установлено, что фармакотерапевтический эффект высокодисперсных (коллоидных) суспензий и нанопрепаратов проявляется при значительно малых (сверхмалых) дозах тестируемых препаратов и одновременном повышении фармакотерапевтической активности препаратов.

В процессе перевода испытуемого вещества в коллоидное состояние происходит не только повышение его дисперсности (измельчение), но и значительные изменения физико-химических и биологических свойств, когда нерастворимые и труднорастворимые вещества используемого сырья расщепляются на составляющие компоненты, как хитин подмора пчел, в процессе перевода их в коллоидное состояние, благодаря воздействию комбинированного механотермического воздействия в коллоидной мельнице, трансформируется в высокоактивное растворимое состояние - хитозан, а содержащиеся в составе подмора пчел составные компоненты: мед, пчелиный яд, прополис, перга, воск - расщепляются и экспрессируются в дисперсную среду.

Технический результат, заключающийся в получении биологически активной кормовой добавки, обладающей широким спектром лечебно-декорпорирующего и детоксицирующего, антиоксидантного, адаптогенного и миелопротекторного действиями при изолированном воздействии на организм внешнего и внутреннего (инкорпорированного) облучения при сохранении биологической активности известной кормовой добавки достигается за счет того, что в качестве сорбента использованы наноразмерные частицы бентонита с размерами частиц 70-80 нм, полученные путем ультразвуковой обработки материала на установке «УЗУ-0,25» при частоте 18,5 кГц, выходной мощности 80 Вт и амплитуде колебаний ультразвукового волновода 5 мкм, в качестве подмора пчел использована коллоидная форма подмора пчел с размером частиц 2-5 мкм, полученная путем предварительной обработки материала на шаровой мельнице до размера частиц 60-90 мкм последующей обработки - на коллоидной мельнице JMF-60 при скорости вращения 6000 об/мин в течение 15 мин и мощности 4 кВт.

Отличительными признаками предлагаемой кормовой добавки являются использование в качестве сорбента - наноразмерных частиц бентонита, что позволило усилить радиодекорпорирующую активность кормовой добавки, повысить фармакологическое, гемопротекторное, миелопротекторное и антиоксидантное действие препарата, исключить из состава известной добавки ценного продукта пчеловодства - трутневого расплода, что способствует усилению пчелиной семьи и его продуктивности, а замена редкораспространенного минерального сорбента - опоки на высокоактивированный сорбент - нанобентонит, расширяет область применения природного минерала - бентонита.

Введение в биологически активную кормовую добавку подмора пчел, содержащего мед, пчелиный яд, прополис, пергу, цветочную пыльцу и воск, как источника хитина и хитозана, микроэлементов, которые в процессе перевода порошка подмора пчел в коллоидную форму, расщепляясь на составные компоненты, приобретает высокую дисперсность, биодоступность, обеспечивая антиоксидантные, адаптогенные, антирадикальные, антитоксические, противорадиационные, гемо-, радио- и миелопротекторные свойства; топинамбура - как источника пектина, инулина, фруктозы позволяет повысить радиозащитные и сорбционные свойства; высокодисперсной наноразмерной функции бентонита - как адсорбента токсикантов, радионуклидов, радиотоксинов; травяной муки - как дополнительного источника витаминов, микроэлементов, аминокислот, активатора репродуктивной функции и стимулятора метаболизма.

Апипродукт - пчелиный подмор содержит мед, пчелиный яд, воск, прополис, пергу, хитин, жир, белок, гемолимфу, углеводы, микроэлементы, ферменты, гормоны (С.В. Немцев и др. Содержание хитина в организме медоносных пчел // Пчеловодство. - 2001. - №5. - с. 30-51). В процессе обработки порошка подмора пчел в коллоидной мельнице указанные компоненты расщепляются на составные компоненты, хитин превращается в растворимую форму - хитозан, экспрессируются в дисперсную среду и поступают в организм животных в составе кормовой добавки в уже легкодоступной для усвоения организмом форме, оказывая значительно более высокий биологический эффект по сравнению с нативной формой подмора пчел, используемого в известной кормовой добавке.

Исходя из фундаментального постулата коллоидной и физической химии, что организм млекопитающих '(человека и животных, по сути, представляющий собой коллоидную систему) и, поступающие в организм пищевые продукты, подвергаются гидролизу сложнейшими ферментативными окислительно-восстановительными химическими процессами: гидрогенизации, дегидрогенизации, карбоксилированию, декарбоксилированию, окислению, окислительному фосфорилированию и т.д., превращаются, благодаря указанным процессам, в коллоидную форму, превращаясь в биодоступную форму для дальнейшего метаболизма биологически активных веществ в клетках и тканях макроорганизма.

Следовательно, вводя в организм животного и человека пищевые и кормовые продукты в коллоидной форме, существенно увеличивается их биодоступность, скорость и степень клеточного и тканевого метаболизма биологических веществ.

Топинамбур, как один из важнейших компонентов разрабатываемой кормовой добавки, содержит пектины, микро- и макроэлементы, белки, углеводы, множество витаминов (группы А, В, С, D, Е), инулин. По содержанию углеводов, органических кислот, белков, витаминов и других биологически активных веществ он превосходит многие корма и корнеплоды. Содержащиеся в топинамбуре инулин и пектин способствуют выведению из организма многих токсикантов, активации деятельности желудочно-кишечного тракта, стимулируют нормальную микрофлору (микробиоценоз) кишечника (бифидобактерии, лактобактерии), обеспечивая защиту организма от спонтанной и экзогенной инфекции, ведущей к гибели облученного организма от сепсиса; ингибирует проникновение и развитие в организме патогенных и условно-патогенных бактерий, паразитов, выводит из организма тяжелые металлы и радионуклиды, нейтрализует токсины и радиотоксины, обладает радиопротекторным действием (Биологический энциклопедический словарь. - М.: Сов. энциклопедия, 1989).

Бентониты - это бескарбонатные разновидности тонкодисперсных глин, состоящие, в основном, из минералов высокой емкости обменных оснований, резко выраженными сорбционными свойствами и высокой связывающей способностью благодаря специфическому строению минералов в виде кристаллической решетки. Наличие необменных катионов в кристаллической разбухающей решетке бентонита (Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Ra⁺ и др.) обеспечивает высокую сорбционную способность монтмориллонитовой фракции бентонитов с образованием комплексов многих радиоизотопных тяжелых металлов (см. кн. «Сельскохозяйственная радиоэкология» / по ред. P.M. Алексахина, Н.А. Корнеева. - М.: Экология; 1991).

Учитывая, что многие бентониты являются низкодисперсными и не содержат достаточное количество обменных катионов Na⁺ и K⁺, они характеризуются низким содержанием активно действующей компоненты - монтмориллонита (менее 30%), поэтому имеют низкую дисперсность и коллоидность, что диктует необходимость активации бентонита с использованием различных методов (механохимический, органомодификация, селективное фракционирование и т.д.). Установлено, что одним из наиболее эффективных методов повышения дисперсности, коллоидности природных бентонитов является ультразвуковая обработка, обеспечивающая получение высокодисперсных наночастиц, обладающих высокой степенью коллоидности и сорбционной способности. Поэтому этот метод активации бентонита нами был использован для получения высокодисперсного и высокосорбционного варианта природного минерала.

Травяная мука - источник витаминов, микроэлементов, аминокислот, способствует активации репродуктивной функции и стимулирует обмен веществ (метаболизм) (см. кн. «Кормление сельскохозяйственных животных». Справочник / под ред. А.П. Калашникова. - М.: Росагропромиздат, 1988).

Сущность способа приготовления кормовой добавки заключается в следующем. На первом этапе получают коллоидную форму подмора пчел. Для этого свежепогибших пчел собирают, просеивают через сито с круглыми ячейками, после этого подмор подсушивают в духовой печи при температуре 40-45°C или над батареей центрального отопления. Сухой материал гомогенизируют на шаровой мельнице или кофемолке. Степень дисперсности контролируют микроскопически, которая должна составлять 60-90 мкм. Полученный порошок подвергают дальнейшей обработке с целью получения высокодисперсной фракции - коллоидной формы подмора пчел с размерами частиц 2-5 мкм. Для этого полученный по вышеописанной методике порошок подмора пчел подвергают обработке на коллоидной мельнице серии JMV-60. После подключения питания включают охлажденную воду, запускают коллоидную мельницу и сразу же после нормальной работы включают ее в полную переработку. Перед запуском добавляют необходимое количество воды. Засыпают порошок пчелиного подмора сразу после запуска в соотношении дисперсной фазы и дисперсной среды 1:1,0-1:1,1. Обрабатывают материал в течение 15 минут при линейной скорости 6000 об/мин, напряжении 380/50 В/Гц и мощности установки 4 кВт. Степень дисперсности обработанного материала определяют на электронном микроскопе. Устанавливают, что размеры частиц обработанного материала лежат в пределах от 2 до 5 мкм.

Полученный описанным образом материал - коллоидные частицы подмора пчел, в дальнейшем обезвоживают путем центрифугирования смеси при 8-10 тыс. об/мин в течение 15 мин, супернатант декантируют, осадок подсушивают в духовке или печи при температуре 40-45°С. Сухой материал подвергают гомогенизации и в дальнейшем используют в качестве одного из основных компонентов разрабатываемой кормовой добавки.

На втором этапе получают второй компонент - порошок из топинамбура. Для этого созревшие клубни растения выкапывают, промывают, просушивают, нарезают на мелкие кубики, просушивают в духовой печи при температуре - 45°С. Сухой материал подвергают гомогенизации на шаровой мельнице или электрокофемолке. Подсушенный порошок упаковывают в пакеты, срок хранения при температуре 15-16°С составляет 24 месяца.

На третьем этапе получают наноразмерные частицы бентонита, используемые в качестве основного компонента сорбционной композиции - радиосорбента. Для получения наночастиц порошок бентонита диспергируют в камере ультразвуковой установки «УЗУ-0,25», включают установку и материал подвергают ультразвуковой обработке при частоте 18,5 кГц, выходной мощности 80 Вт и амплитуде колебаний волновода 5 мкм. Размеры частиц, определенные электронным микроскопом, составляют 70-80 нм.

На завершающем этапе изготавливают кормовую добавку на основе коллоидной формы подмора пчел, наночастиц бентонита, микрочастиц порошка топинамбура и травяной муки. Для этого берут 12,7 кг высокодисперсного (коллоидообразующего) порошка подмора пчел (на 100 кг порошка), 2,5 кг наночастиц бентонита, 27 кг порошка топинамбура и 59 кг травяной муки по ГОСТ Р 56383-2015. Полученную смесь перемешивают до образования гомогенной массы и расфасовывают в целлофановые мешки до 25 кг и хранят в темном прохладном помещении при температуре 13-16°C в течение 24 месяцев. (проверьте расчет)

Полученный по вышеописанному способу препарат на основе коллоидной формы подмора пчел, наночастиц бентонита, полифункционального фитопрепарата (топинамбура) и источника поливитаминов, микро-, макроэлементов, ферментов, аминокислот травяной муки используют в качестве радиозащитного (лечебно-декорпорирующего) средства на пораженных внешним и инкорпорированным (попавшим внутрь радиоизотопов) облучением животных.

Натуральной биологически активной кормовой добавки присвоено название «БАКД» и изготавливают в виде порошка следующим образом.

1. Для получения 100 кг порошка берут 12,5 кг коллоидной формы подмора пчел, 24 кг порошка топинамбура, 2,8 кг наноразмерного бентонита и смешивают с 61,2 кг травяной муки по ГОСТ Р 56383-2015. Полученную смесь перемешивают до образования гомогенной (однородной) массы.

2. Расфасовывают в полиэтиленовые мешки по 30 кг и хранят в темном прохладном помещении при температуре 15-16°С в течении 24 мес.

3. Для получения 100 кг порошка берут 13,0 кг коллоидной формы подмора пчел, 29,0 кг порошка топинамбура, 3,0 кг наноразмерного бентонита и смешивают с 45,0 кг травяной муки. Полученную смесь перемешивают до образования гомогенной (однородной) массы и расфасовывают в полиэтиленовые мешки по 30 кг.

Испытания показали, что применение вышеуказанных соотношений компонентов в сторону уменьшения приводит к ослаблению биологической активности (общеукрепляющей, детоксифицирующей, антиоксидантной, адаптационной, десорбционно-декорпорирующей, противорадиационной, гемопротекторной, миело-протекторной), а увеличение компонентов - к их перерасходу, и только использование в этом диапазоне компонентов обеспечивает получение наилучших результатов (см. ниже).

Пример 1. Эффективность применения кормовой добавки «БАКД» для роста, развития и сохранности молодняка

Поросят 50-60-дневного возраста, т.е. до перевода в другие технологические группы, разделили на 3 группы (2 опытные и 1 контрольная). Поросята 1-й группы (10 голов) получали обычный рацион с добавлением известной биологической активной кормовой добавки для с. -х. животных и птиц из расчета 3% к сухому корму (по 30 г в сутки в течение 30 дней); поросята 2-й группы (10 голов) получали в составе рациона предлагаемую кормовую добавку «БАКД» в тех же дозах. Поросята 3-й группы (10 голов) получали обычный рацион без кормовых добавок (контрольная).

Эффективность применения кормовой добавки оценивали по росто-весовым показателям, заболеваемости желудочно-кишечными и респираторными болезнями, выживаемости.

Установлено, в 1-й группе прирост живой массы за 30 дней кормления составил 1,27 кг, во 2-й - 1,38 кг, в 3-й - 0,51 кг. Количество заболеваемости в 1-й группе - 20%, во - 2-й 5%, в 3-й - 40%. Выживаемость поросят в 1-й и 2-й группах составила 100%, в 3-й - 70%. Следовательно, включение в основной кормовой рацион поросят препарата «БАКД» из расчета 3% к сухому корму (30 г в сутки в течение 30 дней обеспечило 100%-ную сохранность молодняка, снижало заболеваемость их желудочно-кишечными и респираторными болезнями в 8 раз по сравнению с контрольными и в 4 раза по сравнению с таковыми 1-й группы (известный препарат), а прирост живой массы за этот период составил 1,38 кг против 1,27 кг при применении известной кормовой добавки и 0,51 кг - при обычном рационе кормления.

Пример 2. Проверка адаптогенной (стресс-протективной) активности препарата

В качестве модели использовали транспортный стресс поросят, подлежащих перегруппировке на другие технологические позиции (перевод в группу откорма, находящуюся на расстоянии 10 км от места содержания). Для оценки антистрессорной эффективности препарата были отобраны 30 поросят 2-месячного возраста, которые были разделены на 3 группы. Поросята 1-й группы в течение 10 дней получали рацион с добавлением 3% предлагаемого препарата «БАКД»; 2-й группы - регламентированный адаптоген-дилудин в той же дозе и кратности, а поросята 3-й группы получали обычный рацион. Перед транспортировкой проводили клинико-гематологические исследования. Эффективность испытуемых препаратов оценивали по изменению клинико-гематологических, иммунологических показателей и состоянию здоровья поросят.

Транспортировку животных осуществляли на автомобиле «КАМАЗ» с типовым полуприцепом в летний период при температуре воздуха внутри кузова 23°С, относительной влажности - 87%, концентрации аммиака - 21 мг/м³. Наблюдения за животными в пути показали: транспортирование животных сопровождалось беспокойством, нервным напряжением, частыми актами мочеиспускания и дефекаций. После прибытия животные были взвешены, проведены клинико-гематологические исследования. У поросят отмечали симптомокомплекс общей утомленности, нарушение координации движений, мышечную дрожь, усиление перистальтики желудочно-кишечного тракта (диарея), жажду, снижение живой массы на 7,1%.

Восстановление нормального состояния здоровья и клинико-гематологических показателей у животных 1-й группы (получавших предлагаемый препарат «БАКД») наступало через 10-17 часов, у 2-й - через 16-18 часов, у 3-й - через 22 часа.

Результаты изучения влияния испытуемой кормовой добавки на состояние иммунитета у подвергнутых транспортному стрессу поросят, которое оценивали по содержанию Т- и В-лимфоцитов, фагоцитарной активности нейтрофилов (ФАН) и фагоцитарному индексу (ФИ) показали, что предлагаемая кормовая добавка «БАКД» обладает иммуностимулирующим (увеличение содержания антителосинтезирующих В-лимфоцитов на 8,1%, повышение бласттрансформирующей активности лимфоцитов, определенной по тесту РБТЛ - на 18,3%, сопровождающимся увеличением синтеза иммуноглобулинов на 13,9% по сравнению с контролем; результаты параллельных иммунохимических исследований показали, что испытуемый препарат обладает иммуномодулирующим эффектом, что сопровождалось нормализацией иммунорегуляторного индекса (Тх/Тс=2,23 против 2,97 во 2-й группе), фагоцитарный индекс (ФИ) и поросят 1-й группы составляли 4,3 против 5,2, а фагоцитарная активность -78% против 74% в контроле.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что предлагаемая кормовая добавка обладает стресспротективным действием, который реализуется путем иммуностимулирующего (усиление синтеза иммуноглобулинов, обусловленный увеличением В-лимфоцитов и их функциональной бласттрансформирующей активности), иммуномодулирующего (восстановление иммунорегуляторного - Тх/Тс-индекса), повышения факторов неспецифической и специфической резистентности организма (ФНРО, ФСРО) - фагоцитарного индекса (ФИ) и фагоцитарной активности нейтрофилов (ФАН), что свидетельствует также о повышении антибактериальной и антиинфекционной защиты на фоне поступления в организм предлагаемой кормовой добавки. Полученные данные подтверждаются результатами опытов по примеру 1 - снижение заболеваемости животных желудочно-кишечными и респираторными болезнями у молодняка, получавшего предлагаемую кормовую добавку «БАКД».

Пример 3. Изучение радиозащитного действия предлагаемой кормовой добавки

Для оценки радиозащитного действия предлагаемой кормовой добавки были использованы 25 подсвинков 5-месячного возраста, разделенных на 5 групп по 5 животных в каждой. Животные 1-й группы были облучены γ-лучами в дозе 4,5 Гр, вызывающую острую лучевую болезнь тяжелой степени тяжести и получали в течение 30 дней рацион, содержащий предлагаемую кормовую добавку из расчета 3% к сухому веществу рациона; животные 2-й группы были облучены γ-лучами в дозе 4,5 Гр и получали обычный рацион, содержащий известную кормовую добавку из расчета 3% к сухому веществу основного рациона; животные 3-й группы были подвергнуты внешнему γ-облучению в дозе 5,5 Гр, вызывающую крайне тяжелую степень острой лучевой болезни и получали предлагаемую кормовую добавку в аналогичных условиях, что и животные 1-й группы; животные 4-й группы были подвергнуты внешнему γ-облучению в сверхлетальной дозе (5,5 Гр), вызывающей крайне тяжелую степень острой лучевой болезни и получали рацион с содержанием известной кормовой добавки из расчета 3% к сухому веществу основного рациона. Животные 5-й группы были подвергнуты внешнему γ-облучению в дозе 4,5 Гр и получали основной рацион без кормовых добавок (контроль облучения).

За всеми животными вели наблюдение, учитывая количество павших и выживших животных. В качестве критерия оценки радиозащитного действия предлагаемого препарата использовали интегральный показатель - 30-суточную выживаемость летально облученных животных на фоне применения предлагаемой кормовой добавки.

Установлено, что выживаемость животных в 1-й группе составила 100%, во 2-й - 80%, в 3-й - 40%, в 4-й - 0%, в 5-й - 0%. Таким образом, оба препарата обладали радиозащитной активностью, однако степень защиты была различной в зависимости от состава кормовой добавки. Использование в течение 30 дней предлагаемой кормовой добавки на основе коллоидной формы подмора пчел и наночастиц бентонита из расчета 3% к сухому корму, обеспечивало 100%-ную защиту облученных γ-лучами в дозе 4,5 Гр подсвинков. Параллельное исследование известной кормовой добавки на основе активированной опоки (0,0001-0,0009 мм) показало, что изучаемый показатель - 30-суточная выживаемость летально облученных животных значительно была ниже (на 60%), чем при аналогичном применении известного препарата. Применение испытанных препаратов в условиях воздействия на организм сверхлетальной дозы γ-лучей (5,5 Гр для подсвинков) вызывало существенные изменения выживаемости животных -при использовании известной кормовой добавки из 5 использованных в опыте подсвинков на 12-17 дни опыта пали все животные (выживаемость - 0%), в то время как радиационная гибель животных в 3-й группе наступала на 15-25 дни при выживаемости 40% животных (выжило 2 подсвинка из 5).

Таким образом, использование в кормовой добавке коллоидной формы подмора пчел в сочетании с наночастицами бентонита приводит к значительному (на 40%) повышению радиозащитной эффективности препарата с одновременным увеличением срока продолжительности жизни (СПЖ) павших животных.

Пример 4. Влияние кормовой добавки «БАКД» на состояние системы прооксидантно-антиоксидантной защиты (СПАЗ)

Учитывая, что острая лучевая болезнь (ОЛБ) представляет собой свободнорадикальную патологию (СРП), сопровождающуюся усилением образования свободных радикалов (О^-, О`, НО<sup>-</sup>, НО`, и др.), участвующих в образовании липидных (МДА) и хиноидных радиотоксинов (ХРТ), основной мишенью атаки которых являются лимфоидные (лимфоциты, моноциты, плазмобласты) и стволовые клетки костного мозга (СКК), являющиеся детерминантами выживаемости при ОЛБ, а в организме указанным радикалам-убийцам противостоят антиоксидантные ферменты антиоксидантной (антирадикальной) защиты (супероксиддисмутаза - СОД, каталаза - КАТ и пероксидаза - ГП), проводили опыты по изучению влияния предлагаемой кормовой добавки на состояние системы прооксидантно-антиоксидантной защиты (СПАЗ).

Для этой цели, у подвергнутых летальному γ-облучению в дозе 4,5 Гр и получавших в течение 30 дней кормовую добавку «БАКД» (1-я группа по примеру 3) известную кормовую добавку по примеру 3 (2-я группа) и получавшие обычный рацион без добавок (3-я группа - контроль), на 15-й день опыта (период разгара ОЛБ) у животных брали пробы крови и в сыворотке определяли содержание липидных радиотоксинов (МДА) и ферментов антирадикальной защиты (супероксиддисмутазы - СОД, каталазы -КАТ и глутатионпероксидазы - ГП). Концентрацию липидных радиотоксинов определяли в МДА-тесте путем титрования проб тиобарбитуратовой кислотой, активность антирадикальных ферментов определяли на биохимических анализаторах «Microlab 200» и «Biochem-SA».

Результаты биохимических исследований представлены в таблице 1.

Из данных таблицы видно, что летальное облучение организма сопровождается резким усилением (в 1,9 раза) образования липидных радиотоксинов (МДА), при реципрокном (одновременным, параллельном) снижении содержания антирадикальных ферментов (СОД, КАТ, ГП) в 3,04, 1,5 и 1,45 раза соответственно. Кормление летально облученных животных испытуемыми препаратами оказывало модифицирующее действие на состояние системы прооксидантно-антиоксидантной защиты (СПАЗ). Как видно из данных таблицы 1, содержание липидного радиотоксина (МДА), антирадикальных ферментов (СОД, КАТ, ГП) на фоне применения испытуемых кормовых добавок послужило модификацией (коррекцией) радиоиндуцированных нарушений показателей СПАЗ, которые недостоверно отличались от таковых контрольных значений. Однако, из сопоставительного анализа данных таблицы видно, что степень модификации (коррекция) изученных показателей была более выраженной в группе облученных животных, получавших предлагаемую кормовую добавку.

Таким образом, предлагаемая кормовая добавка обладает более высоким антирадикальным потенциалом по сравнению с таковым у известного препарата.

Пример 5. Изучение влияния предлагаемой кормовой добавки на систему гемопоэза

Учитывая, что одной из ключевых систем гомеостаза организма на фоне радиационного поражения является система гемопоэза, проводили опыты на белых крысах по изучению гемо- и миелопротекторного действия предлагаемой кормовой добавки на фоне летального облучения животных. Опыты проводили на 40 белых крысах обоего пола живой массой 180-200 гр., разделенных на 4 группы по 10 животных в каждой. Животных 3 групп подвергали внешнему γ-облучению в дозе 9,0 Гр и в течение 30 дней кормили рационом, содержащим известную кормовую добавку из расчета 3% к сухому веществу рациона (1-я группа); рационом, содержащую предлагаемую кормовую добавку «БАКД» в аналогичных условиях (2-я группа); облученных животных 3-й группы кормили обычным рационом без добавления кормовых добавок (контроль облучения); необлученные животные 4-й группы получали обычный рацион без добавления кормовых добавок и они служили биологическими контролем.

У животных в динамике (на 5-й, 10-й, 15-й дни после облучения) брали пробы крови и изучали их морфологический состав, а на 15-й день животных всех групп подвергали эвтаназии после эфирного наркоза и брали пробы костного мозга из бедренной кости убитых животных. В пробах крови определяли содержание эритроцитов и лимфоцитов, а в пробах костного мозга - содержание миелоцитов, эритроцитов и лимфоидных клеток с использованием общепринятых в гематологии методов путем анализа окрашенных мазков по Романовскому-Гимза.

Результаты гематологических исследований, проведенных на 15-й день опыта, приведены в таблице 2.

Из данных таблицы 2 видно, что летальное облучение оказывало гемотоксическое действие на организм животных, вызывая гибель клеток как эритроцитарного, так и лейкобластического ростков костного мозга (эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов периферической крови, стволовых клеток костного мозга - миелоцитов, эритроидных и лимфоидных гемопоэтических клеток костномозгового кроветворения). Применение предлагаемой кормовой добавки оказывало гемопротекторное действие, предотвращая опустошение (депопуляция) костного мозга, сохраняя исходное содержание стволовых клеток костного мозга - миелокариоцитов, а также сохраняя исходный уровень клеток линий эритроидного и лейбластического ростков, что нашло реципрокное отражение на сохранении популяций эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов периферической крови. Применение на фоне летального облучения известной кормовой добавки, хотя и оказывало гемопротекторное действие, но оно было значительно слабее предлагаемого средства, поскольку значения изучаемых показателей были достоверно ниже таковых предлагаемой кормовой добавки.

Таким образом, предлагаемая кормовая добавка обладает, в отличие от известной, выраженным гемо- и миелопротекторным действием, предотвращая депопуляцию (опустошение) костного мозга и сохраняя исходный уровень стволовых клеток костного мозга (миелоцитов, а также эритроидных и лейкобластических ростков гемопоэтических клеток).

Пример 6. Проверка антибактериальной активности предлагаемой кормовой добавки «БАКД»

Для проверки антибактериальной активности препарата готовили водные экстракты заявленного известного препарата с последующим двухкратным разведением его стерильной водой: от 1:2 до 1:512 соответственно. Приготовленные концентрации экстрактов заявленного известного препарата вносили по 1,0 мл в пробирки, содержащие микробные клетки вирулентного штамма возбудителя эшерихиоза Е. coli «КВ-1» с титром 5×10⁸ КОЕ/мл, смеси термостатировали 24 ч, затем через 1, 2, 3, 4, 8, 16, 20, 24 ч делали высевы из каждой пробирки с соответствующими разведениями экстрактов и микробных клеток Е. coli на питательные среды (МПБ). Посевы просматривали в течение 10 сут, регистрируя рост тест-культуры в контрольных и опытных пробирках.

Установлено, что гибель клеток тест-культуры при применении экстракта заявленного препарата наступала за 30 мин при контакте с разведением экстракта 1:64. В отличие от заявленного, в параллельных пробах с использованием экстракта известного препарата гибель клеток возбудителя эшерихиоза наступала при их контакте с разведением 1:32 за 55 мин, что уступает заявленному в 2 раза (по концентрации экстракта и в 1,8 раза - по времени гибели тест-культуры).

Таким образом, использование в заявленном коллоидной формы подмора пчел и наноразмерного бентонита обеспечивает 2-кратное повышение антибактериальной активности известной кормовой добавки, что связано в том числе и с расщеплением составных компонентов подмора пчел - прополиса, обладающего максимальной антимикробной активностью по отношению широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Следовательно, модификация одного из наиболее биологически активных продуктов пчеловодства - подмора пчел в коллоидную форму сопровождается расщеплением апипродукта с экспрессией в дисперсную (коллоидную) среду одного из самых мощных антимикробных компонентов подмора пчел - прополиса, обеспечивающего высокий антимикробный эффект заявляемого.

Пример 7. Проверка антимикотоксической, антигрибковой активности заявленной кормовой добавки «БАКД»

Для оценки антимикробной активности препарата проводили моделирование микотоксикоза и степени его модификации на фоне применения заявленного препарата, исследования проводили на 50 белых крысах, разделенных на 5 групп по 10 животных в каждой. Животные 1-й группы получали рацион с содержанием Т-2 токсина в дозе 1/5 ЛД₅₀ и заявленную кормовую добавку; 2-й группы - Т-2 токсин + известную кормовую добавку; 3-й группы - Т-2 токсин в дозе 1/10 ЛД₅₀ + предлагаемую кормовую добавку; 4-й группы - Т-2 токсин в дозе 1/10 ЛД₅₀ + известную кормовую добавку. Животные 5-й группы получали контаминированный Т-2 токсином в дозе 1/10 ЛД₃₀ обычный рацион без кормовых добавок (контроль токсикоза). Через 20 дней после кормления контрольных, затравленных различными дозами Т-2 токсина и получавших заявленную и известную кормовые добавки животных подвергали эвтаназии и брали пробы для индикации Т-2 микотоксина.

Результаты индикации Т-2 токсина в пробах с использованием метода масспектроскопии показали, что содержание Т-2 токсина у получавших заявленную кормовую добавку белых крыс, затравленных Т-2 токсином в дозе 1/5 ЛД₅₀, составляло 2,1% (1-я группа), 5,7% (2-я группа), 0% (3-я группа), 5,3% (4-я группа) и 35,7% (контрольная, затравленная Т-2 токсином и получавшая обычный рацион без кормовых добавок).

Таким образом, предлагаемая кормовая добавка обладает более выраженной антимикотоксической активностью по сравнению с известной, обеспечивая 97,1%-ную инактивацию микотоксина (остаточное количество Т-2 токсина в организме затравленных в дозе 1/5 ЛД₅₀ крыс - 2,9% от выводимого количества). В отличие от предлагаемого, применение известного препарата на фоне поступления в организм микотоксина в дозе 1/5 ЛД₅₀ (2-я группа), остаточное количество составляет 5,7%, что уступает предлагаемому в 2,73 раза.

При поступлении в организм животного микотоксина Т-2 в дозе 1/10 ЛД₅₀ применение на этом фоне предлагаемой кормовой добавки обеспечивало полную инактивацию микотоксина (остаточное количество токсина - 0%) при содержании Т-2 токсина у животных 4-й группы 5,3% от введенного количества токсина.

Таким образом, предлагаемая кормовая добавка обладает выраженной антимикотоксической активностью, обеспечивая 97,9%-ную инактивацию токсина в затравленном микотоксином организме в дозе 1/5 ЛД₅₀. При поступлении в организм животного Т-2 токсина в дозе 1/10 ЛД₅₀ и применении предлагаемой кормовой добавки наступает 100%-ная инактивация токсина в организме, в то время как при применении известной добавки к этому сроку полная инактивация токсина не происходит - в исследуемых пробах обнаруживают 2,9% Т-2 токсина от введенного количества, что свидетельствует о недостаточной инактивации токсина.

Пример 8. Проверка антидотной активности препарата

В качестве модели химического поражения организма использовали пероральную затравку белых мышей одним из опасных экотоксикантов - кадмия хлоридом. В качестве биологической модели для оценки антикадмиевой защиты предлагаемой кормовой добавки использовали 50 белых мышей, разделенных на 5 групп по 10 животных в каждой. Животных 1-й группы подвергали пероральной затравке в течение 5 дней кадмия хлоридом (CdCl₂) в дозе 1/5 ЛД₅₀ (50,8 мг/кг) с последующим кормлением кормовым рационом, содержащим известную кормовую добавку в течение 30 дней после затравки; 2-й группы - затравке CdCl₂ в аналогичных условиях - с последующим кормлением рационом, содержащим предлагаемую кормовую добавку «БАКД»; 3-й группы - затравке CdCl₂ в дозе 1/3 ЛД₅₀ (81,2 мг/кг) с последующим кормлением предлагаемой добавкой; 4-й группы - в аналогичных условиях затравки + кормление известной кормовой добавкой; животные 5 группы - затравке CdCl₂ в дозе 1/5 с последующим кормлением обычным рационом. В качестве оценочного критерия антикадмиевого действия использовали процент выживаемости при химической интоксикации.

Установлено, что выживаемость отравленных CdCl₂ животных в дозе 1/5 ЛД₅₀ составила в 1-й группе - 100%, во 2-й - 100%, в 3-й - 0%, в 4-й -60% и в 5-й - 0%. Следовательно, хотя известная кормовая добавка и обладает антикадмиевой активностью, однако при отравлении токсикантами в дозе 1/3 она не обеспечивает защиту организма от кадмиевого отравления. В отличие от известного, предлагаемый препарат обладает антидотной активностью при хроническом отравлении организма в высокой дозе (1/3 ЛД₅₀) токсиканта.

Пример 9. Проверка эффективности заявленного препарата при комбинированном внешнем и внутреннем (инкорпорированном) радиационном поражении организма

Известно, что при авариях ядерных реакторов или при взрыве термоядерных устройств организм человека и животных подвергается, как правило, комбинированному (сочетанному), внешнему и внутреннему (инкорпорированному) облучению, что значительно снижает эффективность противорадиационных средств (сорбентов радионуклидов, лечебно-профилактических средств), создавая значительные проблемы как при лечении лучевой болезни, так и декорпорации радионуклидов из организма. Поэтому создание универсальных лечебно-декорпорирующих средств при сочетанных поражениях организма ионизирующими излучениями при внешнем и внутреннем воздействии их на организм является актуальной проблемой радиобиологии.

С учетом изложенного были проведены опыты по оценке радиозащитной активности препарата при комбинированном внешнем и внутреннем γ-облучении радиоцезием-137. Для этой цели опыты проводили на 30 кроликах, разделенных на 3 группы по 10 животных в каждой. Всех животных облучали на гамма-установке «Пума» в дозе 11,0 Гр и внутрижелудочно вводили водный раствор цезия-137 в дозе 1000 Бк/кг (1 кБк/кг), которая в течение 30 дней (срок наблюдения) создает внутреннюю поглощенную дозу дополнительно 4,47 Гр. Следовательно, подопытные животные за весь период наблюдения получали суммарную поглощенную дозу облучения 15,47 Гр (11,0 Гр - внешнее и 4,47 Гр - внутреннее). Указанная доза для кроликов является абсолютно смертельной, вызывающей острую лучевую болезнь крайне тяжелой степени.

Через сутки после облучения и инкорпорации радиоцезия животным 1-й группы в течение 30 дней с кормом задавали известную кормовую добавку из расчета 3% к сухому веществу рациона на 1 голову; животным 2-й группы - в тех же условиях и дозах - предлагаемый препарат на основе коллоидной формы подмора пчел и наночастиц бентонита; животные 3-й группы после внутреннего и внешнего облучения получали обычный рацион без кормовых добавок (контроль облучения). За животными вели наблюдение в течение 30 дней, регистрируя павших и выживших животных. Радиозащитную (лечебно-декорпорирующую) эффективность препаратов оценивали по клинико-гематологическим, биохимическим, радиометрическим показателям и по интегральному показателю - 30-суточной выживаемости подопытных животных.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице 3.

Из данных таблицы 3 видно, что добавление в корм животных, подвергнутых сочетанному внешнему и внутреннему облучению предлагаемой добавки на основе коллоидной формы подмора пчел и наночастиц бентонита, оказывало радиозащитный эффект, защищая 70% пораженных животных от радиационной гибели. При этом эффективная радиозащита реализовалась за счет нейтрализации радиотоксинов, ингибирования радиоиндуцированного апоптоза (катастрофической гибели лимфоцитов), а также эффективного выведения радиоцезия из организма. В отличие от предлагаемого, радиозащитная активность известного препарата была значительно (в 2,3 раза) ниже (выживаемость 30,0% животных против 70,0% у предлагаемого), что связано с отсутствием токсиннейтрализующего и гемопротективного (неспособность защиты лимфоцитов от апоптозной гибели) эффектов, а также более слабой декорпорирующей активностью по сравнению с предлагаемым препаратом.

Из сопоставительного анализа данных таблицы 3 видно, что предлагаемая кормовая добавка обеспечивает более высокую (2,3-кратное повышение) радиозащитную активность при комбинированном внешнем и инкорпорированном облучении по сравнению с известным, более высоким (в 2,76 раза) токсиннейтрализирующим эффектом, более высоким радиопротекторным (в 2 раза) эффектом и более высоким декорпорирующим (в 2,1 раза) действием по сравнению с известным прототипом.

Таким образом, введение в биологически активную кормовую добавку коллоидной формы подмора пчел, содержащего в составе мед, пчелиный яд, прополис, пергу, цветочную пыльцу и воск, хитин и хитозан, обеспечивает антибактериальные, антиоксидантные, адаптогенные, детоксицирующие свойства; топинамбур - как источник пектина, инулина, фруктозы, способствующий выведению из организма многих токсикантов, тяжелых металлов, радионуклидов, нейтрализующий радиотоксины, микробные токсины, обеспечивая как радиозащиту, так и декорпорацию изотопов; введение в предлагаемую кормовую добавку высокодисперсной (наноразмерной) фракции бентонита (75-85 нм) существенно повышает сорбционную активность препарата, которые легко всасываются в кровь и, в отличие от микрочастиц бентонита (0,0006-0,0009 мм), достигают пораженных радиоцезием клеток и вступая в кристаллохимические реакции с вхождением радиоцезия в межклеточные пространства монтмориллонита, активно выводятся из организма. При этом установлено, что чем меньше размеры частиц монтмориллонита, тем выше их ионообменная сорбция и тем эффективнее декорпорация пораженных радионуклидом клеток организма. Введение в состав композиции - травяной муки обеспечивает витаминный баланс, микроэлементами, аминокислотами, повышая тем самым лечебный эффект композиции.

При использовании предложенной композиции, в отличии от известной, достигается более высокое радиозащитное действие, обеспечивая 40%-ную выживаемость сверхлетально облученных животных, что отсутствует у известного препарата. Кроме того, в отличии от известного предлагаемый препарат обеспечивает более высокую радиозащитную эффективность при комбинированном внешнем и внутреннем облучении (70%-ная защита против 30% у известного), более высоким антиоксидантным действием (2,76-кратное повышение антирадиотоксического (антиоксидантного) действия), более высоким гемопротекторным (2-кратное превышение содержания лимфоцитов - детерминантов выживаемости по сравнению с известным) и миелопротекторным (защита костного мозга от депопуляции стволовых клеток, что превышает таковую известного в 2,63 раза), что обусловлено наличием в составе предлагаемой кормовой добавки полифункционального компонента - коллоидного подмора пчел, обладающего антимикробной, метаболизмстимулирующей, гемо- и миелопротекторной, токсиннейтрализующей, антиоксидантной активностью, которые усиливаются в присутствии в препарате биологически активного фитопрепарата - топинамбура.

Радиозащитное (лечебно-декорпорирующее) действие предлагаемого поликомпонентного композиционного препарата осуществляется путем общеукрепляющего, детоксицирующего, антиоксидантного, иммунопротекторного, адаптогенного, стресспротекторного, гемо- и миелопротективного, антибактериального и декорпорирующего действия при сохранении биологической активности известного препарата.

Многофакторное фармакологическое действие подмора пчел обусловлено тем, что природа сама мудро составила в этом продукте такую уникальную композицию компонентов, которая при введении в организм в незначительных дозах оказывает ценнейшее исцеляющее действие. Перевод этого продукта в коллоидную форму значительно усиливает фармакологическое действие препарата. Коллоидные растворы являются основными компонентами живых организмов. Мельчайшей структурно-функциональной единицей организма является клетка, представляющая собой сложный комплекс коллоидных образований (клеточные мембраны, цитоплазма, ядро и др.). Коллоидные свойства мембран обеспечивают обменные функции, проникновение питательных веществ в клетки и выведение из нее продуктов метаболизма, а также множества важнейших функций, обеспечивающих жизнеспособность клеток и нормальное протекание биохимических процессов. Коллоидная среда ядра обеспечивает нормальные условия сохранения генетической информации. Вышесказанное обосновывает роль и значение коллоидной формы подмора пчел, которое обеспечивает высокую лечебно-декорпорирующую эффективность в предлагаемой композиции.

Предлагаемая кормовая добавка, обладая широким спектром биологического (фармакологического) действия на пораженный внешним и инкорпорированным облучением организм, может служить основой для создания лечебных средств по защите кроветворной, клеточной, иммуногемопоэтической систем, с использованием их для лечения и профилактики острой лучевой болезни. Предлагаемая кормовая добавка может быть использована в зонах с повышенным радиационным фоном, загрязненных радионуклидами и экотоксикантами при ведении сельскохозяйственного производства.

Изобретение относится к ветеринарии. Биологически активная кормовая добавка характеризуется тем, что содержит пчелиный подмор, порошок клубней топинамбура, травяную муку и сорбент, причем в качестве сорбента используются наноразмерные частицы бентонита с размерами частиц 70-80 нм, полученные путем ультразвуковой обработки материала на установке «УЗУ-0,25» при частоте 18,5 кГц, выходной мощности 80 Вт и амплитуде колебаний ультразвукового волновода 5 мкм, а в качестве пчелиного подмора - коллоидная форма подмора пчел с размерами частиц 2-5 мкм, полученная путем предварительной обработки материала на шаровой мельнице до размера частиц 60-90 мкм последующей обработки - на коллоидной мельнице JMF-60 при скорости вращения 6000 об/мин в течение 15 мин и мощности 4 кВт. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет получить биологически активную кормовую добавку, обладающую широким спектром лечебно-декорпорирующего и детоксицирующего, антиоксидантного, адаптогенного и миелопротекторного действия при изолированном воздействии на организм внешнего и внутреннего облучения при сохранении биологической активности кормовой добавки. 3 табл., 9 пр.

Биологически активная кормовая добавка, характеризующаяся тем, что содержит пчелиный подмор, порошок клубней топинамбура, травяную муку и сорбент, причем в качестве сорбента используются наноразмерные частицы бентонита с размерами частиц 70-80 нм, полученные путем ультразвуковой обработки материала на установке «УЗУ-0,25» при частоте 18,5 кГц, выходной мощности 80 Вт и амплитуде колебаний ультразвукового волновода 5 мкм, а в качестве пчелиного подмора - коллоидная форма подмора пчел с размерами частиц 2-5 мкм, полученная путем предварительной обработки материала на шаровой мельнице до размера частиц 60-90 мкм последующей обработки - на коллоидной мельнице JMF-60 при скорости вращения 6000 об/мин в течение 15 мин и мощности 4 кВт, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Наноразмерные частицы бентонита 2,3-3,0 Коллоидная форма подмора пчел 12,5-13,0 Порошок топинамбура 24,0-29,0 Травяная мука остальное