Способ профилактики гипокальциемии у животных Российский патент 2024 года по МПК A61K31/695 A61K31/593 A61P19/08 

Изобретение относится к области ветеринарной медицины, в частности для профилактики деминерализации костной ткани во время физиологических периодов повышенного расхода кальция, таких как беременность, лактация, интенсивный рост, и патологических нарушений, таких как переломы, возрастные, эндемические и эндокринные патологии.

Нарушения обмена кальция являются одной из самых распространенных патологий обмена веществ организма животных. Данные нарушения могут быть связаны как с особенностями физиологического состояния организма - беременностью либо пребыванием в экстремальных условиях выживания, высокой продуктивностью у животных - это большие и длительные удои молочного скота и интенсивный рост цыплят и телят, собак гигантских пород, так и с развитием какой либо патологии, например механическими повреждениями костной ткани. При развитии подобных состояний в организме развиваются процессы деминерализации костной ткани, что влечет за собой ослабление прочности костей и нарушение процессов регенерации костной ткани.

Обычно для профилактики патологий обмена веществ применяют препараты, содержащие в своем составе соли кальция. Однако при нарушении всасывания кальция данные меры оказываются малоэффективными. Поэтому перед современной наукой стоит задача поиска препаратов усиливающих всасывание кальция из пищевых продуктов в норме и при развитии патологий связанных с нарушением прочности костной ткани и развитием декальцинации.

Известны способы и ветеринарные препараты профилактики остеопороза на основе повышенного содержания солей кальция. «Средство для профилактики и лечения внутриутробного рахита, рахита молодняка и нарушения обмена веществ у самок семейства псовых - Кальцефит» (МПК A61K 31/00 A61K 31/00 A61K 35/78 RU2009663C1). Технический результат состоит в повышении активности препаратов в отношении профилактики и лечения нарушений обмена веществ у животных. Для этого предполагается назначение комплекса известных лекарственных средств в виде порошка, включающего в себя: мясокостная мука 5-10, лактат, глицерофосфат, - 3,125 цитрат кальция, фторид кальция и др. соли.

Известна добавка «Эксель Кальциум» (8 in 1 Excel Calcium) для щенков и взрослых собак (Свидетельство о регистрации №ПВИ-2-5.0/03349), содержащая дикальцийфосфат дигидрат; лактозу, стеариновую кислоту, глицерин и диоксид кремния. Биологические свойства добавки кормовой «8 в 1 Эксель Кальциум» обусловлены оптимальным соотношением входящих в нее минеральных веществ кальция и фосфора, а также витамина D3, необходимого для лучшего усвоения кальция в организме, для здоровья зубов и скелета животных. Обеспечение нормального роста и развития костей, предупреждение рахита и остеопороза. Он оказывает влияние на клетки кишечника, почек и мышц: в кишечнике стимулирует выработку белка-носителя, необходимого для транспорта кальция, а в почках и мышцах усиливает реабсорбцию кальция. Минеральные вещества, масла и витамин D3, входящие в состав добавки, необходимы для нормализации минерального обмена в организме.

Однако эти добавки решают проблему поступления солей кальция в пищеварительный тракт и не оказывают влияния на абсорбцию кальция из корма и предоставления его организму в доступном для биотрансформации виде.

Кремний необходим для формирования основного вещества кости и хряща, минерализации костной ткани. Он незаменим при лечении заболеваний опорно-двигательной системы. Кремний сохраняет эластичность кровеносных сосудов. Он входит в состав гликозаминогликанов и их белковых комплексов. Участвует в синтезе коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты. Лабораторные эксперименты на животных показали, что кремний улучшает включение кальция в кости, стимулирует тип 1 синтез коллагена и дифференцировку остеобластов // Kalia, P.; Brooks, R.A.; Kinrade, S.D.; Morgan, D.J.; Brown, A.P.; Rushton, N.; Jugdaohsingh, R. Adsorption of amorphous silica nanoparticles onto hydroxyapatite surfaces differentially alters surfaces properties and adhesion of human osteoblast cells. PLoS ONE 2016, 11, e0144780. (CrossRef); Pepa, G.D.; Brandi, M.L. Microelements for bone boost: The last but not the least. Clin. Cases Miner. Bone Metab. 2016, 13, 181-185. (CrossRef); Macdonald, H.M.; Hardcastle, A.C.; Jugdaohsingh, R.; Fraser, W.D.; Reid, D.M.; Powell, J.J. Dietary silicon interacts with oestrogen to influence bone health: Evidence from the aberdeen prospective osteoporosis screening study. Bone 2012, 50, 681-687 (CrossRef). Содержание кремния в остеоиде (не минерализованном органическом костном матриксе вокруг остеобластов, синтезирующих и секретирующих его компоненты) в 25 раз выше, чем в соседних областях, и постепенно уменьшается с нарастающей кальцинацией. Одно из объяснений этого факта состоит в том, что кремний делает поверхность кости электроотрицательной, а минерализация костей происходит в электроотрицательных областях, возникающие при сжатии. У животных, не получающих в рационе кремния, наблюдается задержка роста, плохое состояние соединительной ткани и костей //Chappell, Н.; Jugdaohsingh, R.; Powell, J. Physiological silicon incorporation into bone mineral requires orthosilicic acid metabolism to SiO44-. J. R. Soc. Interface 2020, 17, e20200145. (CrossRef). Измерения веса и прочности костей на многочисленных модельных животных продемонстрировал благоприятный эффект добавок кремния для увеличения плотности костной ткани и снижение хрупкости костей // Sahin, K.; Perez Ojalvo, S.; Akdemir, F.; Orhan, C; Tuzcu, M.; Sahin, N.; Ozercan, I.H.; Sylla, S.; Koca, S.S.; Yilmaz, I.; et al. Effect of inositol - stabilized arginine silicate on arthritis in a rat model. Food Chem. Toxicol. 2019, 125, 242-251. (CrossRef) [PubMed] Nutrients 2022, 14, 1992 11 of 11). Кроме того, соединения кремния могут действовать как носители, доставляющие вышеупомянутые биологически активные вещества // Czarnobaj, K. Sol-gel-processed silica/polydimethylsiloxane/calcium xerogels as polymeric matrices for Metronidazole delivery system. Polym. Bull. 2011, 66, 223-237. (CrossRef); Ghoneim, A.; Tadros, M.; Alaa-Eldin, A. Spray-dried silica xerogel nanoparticles as a promising gastroretentive carrier system for the management of chemotherapy-induced nausea and vomiting. Int. J. Nanomed. 2019, 14, 9619-9630. (CrossRef). Таким образом, можно считать вполне доказанным, что кремний относится к важнейшим ультра микроэлементам обмена веществ животных.

Наиболее близким решением является кормовая добавка и способ ее применения, полученная в Институте химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук, именуемые в дальнейшем «ИХТТМ СО РАН» (г. Новосибирск). Получение хелатированного диоксида кремния (хелата кремния) проводили механохимически по технологии, описанной ранее (Trofimova E.G., Podgorbunskikh Е.М., Skripkina T.S., Bychkov A.L., Lomovsky O.I. Scaling of the mechano-chemical process of production of silicon chelates from plant raw materials // Bulgarian Chemical Communications. 2018. Vol.50. P. 45-4).

Для этого смесь 85% рисовой шелухи, содержащей диоксида кремния, и 15% зеленого чая, содержащего катехины, подвергали механохимической активации в полупромышленной центробежной мельнице валкового типа РМ-20 (изготовлена в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия), оснащенной системой водяного охлаждения. Полученный продукт представлял собой серовато-зеленый мелкодисперсный порошок, с равновесной концентрацией хелатов кремния в растворе, равной 20 мг/л».

Препарат на основе хелатированного кремния и холекальциферол по описанной выше технологии в объеме 2% от кормовой массы, до устранения состояния остеомаляции применялся на лабораторных животных и доказал свою эффективность (Experimental Testing of the Action of Vitamin D and Silicon Chelates in Bone Fracture Healing and Bone Turnover in Mice and Rats Aleksey Bychkov 1,2,*, Vyacheslav Koptev 3, Varvara Zaharova 3, Polina Resh-etnikova 4, Elena Trofimova 2, Elena Bychkova 4, Ekaterina Podgorbunskikh 2 and Oleg Lomovsky/ Nutrients 2022, 14, 1992. https://doi.org/10.3390/nu14101992 https://www.mdpi.com/journal/nutrients).

Однако нет научно-обоснованных данных применения его на других животных.

Задачей изобретения является расширения арсенала средств для профилактики гипокальциемии у животных за счет использования кормовой добавки на основе хелатированного кремния и холекальциферола.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе профилактики гипокальциемии у животных, включающем введение кормовой добавки в основной рацион, согласно изобретению, добавку на основе хелатированного кремния и холекальциферола скармливают в количестве 400 мг на кг массы животных 1 раз в день на протяжении 1-3 месяцев.

Примеры осуществления способа

1. Определение эффективной дозы кормовой добавки и сроков ее применения для животных

Для опыта были подобраны группы животных (кошки и собаки), проходившие лечение в ветеринарной клинике.

Пример 1. Влияние ввода различных доз кормовой добавки к основному рациону на содержание кальция в сыворотке крови беременных и лактирующих самок собак

Было сформировано 4 группы по 3 головы самок собак, после подтверждение беременности с помощью ультразвукового исследования (УЗИ) на 28 день от момента вязки. Кормовую добавку вводили в разном соотношении к корму на протяжении последнего триместра беременности и три недели лактации. Раз в неделю проводили забор крови для исследования содержание общего кальция в сыворотке крови (табл.1).

- 1 опытная группа: профилактическая суточная доза 200 мг/кг массы животного вместе с кормом при постоянном применении на протяжении 28 дней;

- 2 опытная группа: профилактическая суточная доза 400 мг/кг массы животного вместе с кормом при постоянном применении на протяжении 28 дней;

-3 опытная группа: профилактическая суточная доза 600 мг/кг массы животного вместе с кормом при постоянном применении на протяжении 28 дней;

- 4 контрольная группа: промышленный корм для щенков.

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что применение в рационе самкам в период физиологического повышенного расхода кальция ежедневно в дозе 400 мг/кг массы животного (далее МЖ), позволяют поддерживать уровень кальция в крови на физиологической норме. Учитывая, что показатели второй и третьей группы одинаковые, позволяет поддерживать необходимый баланс Са/Р соотношение, рекомендуется использовать эту дозу.

Скармливание добавки в дозе 200 мг/кг не позволяет значительно увеличить эффективность препарата. Введение 600 мг/кг удорожает препарат. Руководствуясь рациональным подходом для дальнейшего применения остановились на дозе 400 мг/кг МЖ.

Пример 2. Применение кормовой добавки при алиментарной гипокальциемии

Были подобраны кошки с алиментарным гиперпаратиреозом, с деформацией, укорочением костей, нарушением походки и болезненностью конечностей. Животных в количестве 6-ти голов, разделили на две группы, в 1-й согласно рекомендациям содержали на промышленном корме, 2-й вводили кормовую добавку хелатированный кремний и холекальцифрол 400 мг/кг МЖ курс препарата 60 дней восстановление активности движение без признаков боли наступало на 28±1,5 день в первой группе, и на 15±0,8 дней во второй группе.

Проведенное исследование свидетельствует о высокой биологической активности кормовой добавки хелатированного кремния с холекальциферолом в дозе 400 мг/кг МЖ ежедневно по отношению к процессам костных дисплазий у животных с алиментарными и эндокринными нарушениями кальциевого обмена, обеспечивает правильное развитие костной ткани, что открывает перспективу для его использования в лечении данной патологии.

Пример 3. Изучение влияния хелатированого кремния с холекальциферолом на репаративный остеогенез травмированных собак

Опыт проводился на 30 собаках с простым переломом трубчатых костей, которые наблюдались после проведения остеосинтеза на протяжении всего периода реабилитации, что составило не менее 90 дней. Все собаки были поделены на 3 группы:

1. Интактная - группа, в которой животные содержались на стандартном рационе (промышленный корм);

2. Контрольная группа - животным этой группы к рациону добавляли минеральные добавки, Кальцефит или Эксель кальциум согласно инструкции;

3. Опытная группа - в рацион ежедневно добавляли рекомендуемую добавку в количестве 400 мг/кг массы животного, для полноты скармливания тщательно перемешивали с кормовой массой.

Результаты операций учитывали по срокам заживления и количеству осложнений. Влияние добавки на течение костной репарации изучали визуально, критерием служил болезненность и отек тканей в области травмы, восстановление опорных функций травмированной конечности и отсутствие болевой реакции восстановлении свободы передвижения и ровности хода, длительность прогулок без демонстрации усталости, а так же с применением рентгенологического подтверждения прочности костной мозоли. Для чего на 7, 14, 21, 28,35 сутки после восстановительной операции животных из каждой группы осматривали и проводили бальную оценку по параметрам. За основу принята краткая форма комбинированной шкалы оценки боли Глазго (CMPS-SF), которая была разработана как практический инструмент принятия решений для собак при острой боли и может быть быстро и надежно применена в клинических условиях. Данная шкала имеет бальную систему и направлена на точность, достоверность и чувствительность, основана на степени изменения поведения и настроения. Оценка ставится от 0 до 4 баллов. В конце шкалы баллы суммируются, и записывается общий балл оценки боли.

Данная шкала применяется при заболеваниях, сопровождающихся хронической болью у собак (онкологические, хронические воспалительные заболевания, хронические ортопедические заболевания, хронические повреждения мягких тканей и нервной ткани). Имеется доказательная база изменения ключевых особенностей поведения при хронической боли. Она должна являться основой взаимодействия с владельцем при первичном осмотре и при последующей повторной оценке с течением времени.

Физикальное обследование:

Боль:

4 - при движении вокализирует, при надавливании попытка укусить.

3 - отнимает лапу при усилении сдавливания

2 - отнимает лапу при попытке вращательных движений

1 - терпит любые болезненные действия

Отек и покраснение тканей:

4 - тугое наполнение с приподниманием тканей по области травмы, с отпечатками при надавливании

3 - мягкий отек и небольшое покраснение в пределах 0,5 см по лини шва или области травмы

тактильное ощущение мягкой припухлости тканей, естественной окраски

1 - Внешние и тактильные признаки воспаления отсутствуют

Подвижность:

4 - сильная степень хромоты характеризуется неиспользованием больной конечности, при ходьбе животное совсем не может опираться на больную лапу и с трудом двигает ей или неполное, преимущественно бережет

3 - опирается при ходьбе, в беге не опирается или опирается частичной опоре на больную лапу или вынесении ее вперед. Использование лапы дается животному с трудом, собака старается поджимать или выносить вперед больную конечность.

2 - использует при ходьбе и беге, шаг со стороны травмированной конечности укорочен, животное может ненадолго опираться на больную лапу и переносить на нее свой вес, либо наблюдается аритмия движения больной лапы. Животное как бы бережет лапу, старается использовать ее минимальное количество времени, чтобы не травмировать дальше

1 - Активно использует во время различных темпов движения, после активной физической нагрузки быстро утомляется, останавливается по пути, ложится.

Хромота:

4 - Выраженная хромота, лапу держит поджатой, животное ходит неохотно и практически не наступает на пораженную конечность с основной нагрузкой на здоровую конечность стоит и ходит с изогнутой спиной

3 - сильная хромота. При ходьбе совершает короткие шаги одной или более ногами. Заметная при беге, асимметрия мышц, стоит и ходит с изогнутой спиной.

2 - умеренная хромота, стоит с ровной спиной, но во время ходьбы появляется изгиб спины, походка слегка нарушена, асимметрична.

1 - слабая хромота. Животное стоит и ходит нормально, спина ровная. При ходьбе совершает длинные уверенные шаги.

Восстановление опорной функции поврежденной конечности с 1-х суток после операции наблюдали у всех животных. Животные всех групп не отказывались от самостоятельного движения на 7-е сутки. Включение в стато-локомоторный акт поврежденной конечности у группы опыта наступило на 15-17 суток после собак остеосинтеза. Асептическое воспаление у травмированных животных протекало согласно фазам и стадиям однонаправленно и без каких-либо отклонений. Интенсивный отек и болезненная реакция на пальпацию травмированной зоны уменьшился на 5-7 день.

Исчезновение выраженной хромоты наблюдали на 14-21 день, собаки свободно двигались, хромота заметна после нескольких минут бега, усталость и лежачая поза для отдыха принимает после 20 минутной нагрузки. С помощью рентгенологического метода нами произведено исследование места перелома на 21 сутки после травмы у животных контрольной и опытных групп. На 21 сутки после перелома у животных всех групп видна хорошо выраженная костная мозоль с явлениями реканализации костномозгового канала. В контрольной группе животных рентгенологическая картина места перелома представлена умеренно выраженной костной мозолью, менее интенсивной, чем в опытной группе, без признаков реканализации. К концу периода фиксации лишь у 38,9% животных сохранялась хромота опирающейся конечности, а у 55,6% незначительная атрофия мышц. Снятие аппарата проводили на основании рентгенологического исследования и положительных результатов клинической пробы (отсутствие патологической подвижности в области перелома) Для собак 1-й группы на 30±0.8 сутки. Для животных 2 группы срок для снятия фиксации составил 29,0±0,6 дней. Для собак 3-й опытной группы, содержащейся на рекомендуемой добавке, срок снятия фиксации составил 28,0±1,0 дней. У животных определялась полная амплитуда движения или ограничение движения в пределах 30-40°.

Исследованиями установлено, что под влиянием кормовой добавки, достоверно возрастала прочность сращения отломков костей голени по сравнению с обеими контрольными группами. Что подтверждается клиническим осмотром и отзывами владельцев, результаты балльной оценки представлены в таблице 2.

Качественное восстановление характеризовалось более низкими баллами. Животные третьей группы с 28 дня реабилитации имели меньшую бальную оценку так как в этой группе меньше выражены посттравматические реакции - воспаление, боль, хромота, подвижность.

Реабилитационный период с полным восстановлением функции оперированной конечности, после снятия аппарата, обычно длился 1-3 мес., в течение которого полностью купировались признаки атрофии мышц и хромота, животные свободно нагружали оперированную конечность. Включение в комплекс послеоперационной терапии кормовой добавки на основе хелатированного кремния с холекальциферолом способствует реабилитации поврежденной конечности у собак III-й опытной группы на 61,0±1,2 сут, что на 5,0±0,71 сут. раньше контрольной группы I, и способствует более раннему на 4,8±0,37 сут. восстановлению работоспособности и полноценной работы по сравнению с контрольной группой II собак получавшей витаминные добавки.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют об эффективности предложенного способа для профилактики гипокальциемии у животных с использованием кормовой добавки на основе хелатированного кремния и холекальциферола в дозе 400 мг на кг массы животных 1 раз в день на протяжении 1-3 месяцев.

Наличие в составе препарата ряда активных элементов в хелатированной, биодоступной форме стимулировало нормализации кальция в крови животных при физиологических нагрузках, требующих повышенного расхода микроэлемента. Поэтому возможно применение предложенного способа для терапии остеопороза при беременности, старении, интенсивном росте, травмах и патологических состояниях, сопровождающихся деминерализацией костей животных.

Изобретение относится к ветеринарии, а именно физиологии, и может быть использовано для профилактики минеральной недостаточности у животных. Животным в основной рацион вводят кормовую добавку на основе хелатированного кремния и холекальциферола. Добавку скармливают в количестве 400 мг на кг массы животных 1 раз в день на протяжении 1-3 месяцев. Способ позволяет расширить арсенал применяемых средств для профилактики гипокальциемии, обеспечивает правильное развитие костной ткани, обеспечивает раннюю реабилитацию и раннее восстановление работоспособности поврежденной конечности, что, в свою очередь, дает возможность применить предложенный способ для терапии остеопороза при беременности, старении, интенсивном росте, травмах и патологических состояниях, сопровождающихся деминерализацией костей животных. 2 табл., 3 пр.

Способ профилактики гипокальциемии у животных, включающий введение кормовой добавки в основной рацион, отличающийся тем, что добавку на основе хелатированного кремния и холекальциферола скармливают в количестве 400 мг на кг массы животных 1 раз в день на протяжении 1-3 месяцев.