Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 14
1.1 Проблема получения качественных продуктов в промышленных территориях 14
1.1.1 Характеристика техногенного загрязнения среды и продукции сельского хозяйства 14
1.1.2 Проблема получения животных белков, необходимых
1.1.3 Качество здоровья животных в промышленных зонах и влияние его на качественные характеристики мясной продукции 33
1.2. Методология снижения негативного действия токсических веществ в объектах окружающей среды и организме сельскохозяйственных животных 43
1.2.1 Снижение негативного действия токсических веществ в объектах
1.2.2. Снижение негативного действия токсических веществ в организме сельскохозяйственных животных 50
1.2.3. Использование биологически активных веществ для коррекции метаболизма, повышения естественной резистентности и продуктивности 62
2. Основное содержание работы 66
2.1. Материалы и методы исследования 66
2.2. Результаты исследований 73
2.2.1 Анализ современного состояния антропогенного воздействия на организм сельскохозяйственных животных в промышленных территориях 73
2.2.1.1 Характеристика антропогенного загрязнения свиноводческих
2.2.1.2 Характеристика антропогенного загрязнения на предприятиях, выращивающих крупный рогатый скот
2.2.2 Оценка влияния контаминантов на организм сельскохозяйственных животных в территориях с разной антропогенной нагрузкой (на основании клинико физиологического состояния, метаболического и эндокринного профиля) 87
2.2.2.1 Оценка влияния контаминантов на организм свиней в разные периоды технологического цикла 87
2.2.2.2 Индивидуальная реактивность и метаболический профиль супоросных свиноматок из территорий с разной антропогенной
2.2.2.3 Эндокринный профиль свиней сельскохозяйственных предприятий с разной антропогенной нагрузкой 112
2.2.2.4 Оценка влияния контаминантов на организм молодняка крупного рогатого скота в территориях с разной антропогенной нагрузкой 115
2.2.3 Оценка биологической полноценности состава мясного сырья свиней в условиях антропогенного загрязнения территорий
2.2.4 Использование энтеросорбентов и витаминно-минеральных препаратов для снижения негативного действия контаминантов у сельскохозяйственных животных
2.2.4.1 Использование энтеросорбента хитозана откормочным бычкам
2.2.4.2 Использование энтеросорбента Сорбимикса А в опытах у свиней
2.2.4.3 Результаты исследований комплексного использования свиньям витаминно-минеральных препаратов Алексаната Зоо и аквитина,
2.2.4.4 Результаты комплексного использования супоросным свиноматкам Алексаната Зоо и аквитина 187
2.2.4.5 Результаты использования гермивита свиньями для иммунометаболической коррекции и повышения
2.2.4.6 Применение гермивита поросятам для иммунометаболической 2.2.5 Система снижения негативного действия антропогенного
загрязнения на состояние здоровья сельскохозяйственных
животных и получение безопасных продуктов животноводства... 214
3. Заключение 216
3.1. Обсуждение полученных результатов 216
3.2. Выводы 231
3.3. Предложение производству 234
4. Список используемой литературы 2
- Проблема получения животных белков, необходимых
- Анализ современного состояния антропогенного воздействия на организм сельскохозяйственных животных в промышленных территориях
- Оценка влияния контаминантов на организм молодняка крупного рогатого скота в территориях с разной антропогенной нагрузкой
- Результаты использования гермивита свиньями для иммунометаболической коррекции и повышения
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из наиболее важных проблем, стоящих
перед сельскохозяйственной отраслью страны и региона, является увеличение
производства мяса на основе отечественного генофонда с ценными свойствами и
характеристиками. Животноводство - одна из важнейших отраслей, способная
удовлетворить потребности в мясе и мясных продуктах. Основным резервом
производства являются интенсификация животноводства, повышение мясной
продуктивности, а также совершенствование биотехнологических свойств мясного сырья. Важная роль в решении этой проблемы отводится выращиванию свиней, крупного рогатого скота, мясо которых обладает хорошими органолептическими показателями, более желательным соотношением мышечной, жировой и соединительной тканей (В.Д. Кабанов, 2011; А.С. Невзорова с соавтор., 2012; В.И. Фисинин с соавтор., 2013; Б.А. Воронин, 2016; И.М. Донник, 2016; И.Ф. Горлов с соавтор., 2017).
Тем не менее, в настоящее время существует проблема снижения качества мясного
сырья обусловленная, как недостаточным количеством полноценных белков, так и его
контаминацией продуктами загрязнения различного происхождения. Как правило,
сельскохозяйственное производство, включая животноводческие комплексы,
сконцентрировано в непосредственной близости от градостроительных предприятий цветной и чёрной металлургии, энергетики, машиностроения и металлообработки, химической, нефтехимической промышленности. Практически в каждом регионе можно обнаружить крупные промышленные холдинги, являющиеся источниками эмиссий промышленных выбросов. Например: (г. Череповец), Горьковский металлургический завод (г. Нижний Новгород), «Ижсталь» (г. Ижевск, Удмуртская Республика), «Газпром нефтехим Салават» (г. Салават, Республика Башкортостан), «Каменск-Уральский металлургический завод» (г. Каменск-Уральский, Свердловская область) и др. (И.М. Донник, П.Н. Смирнов, 2001; С.Н. Кошелев, 2007; Г.Д. Гогмачадзе, 2010; А.С. Кривоногова, 2012; Ф.К. Ахметзянова с соавтор., 2013; В.И. Дорожкин с соавтор., 2013; О.Г. Лоретц, 2014; И.А. Шкуратова с соавтор., 2015; А.М. Ежкова, 2016; В.Н. Большаков, 2016; Е.Л. Воробейчик, 2016; А.Р. Таирова, 2016).
В связи с этим свиньи и крупный рогатый скот в этих регионах постоянно подвергаются воздействию различных антропогенных загрязнителей, что сказывается на их здоровье, продуктивности и, что наиболее важно, качестве сырья.
Поэтому проблема загрязнения окружающей среды и снижения действия антропогенных выбросов является особенно актуальной и требует разработки мероприятий, позволяющих существенно улучшить качество здоровья и ценность продукции (И.М. Донник с соавтор., 2004; А.М. Смирнов, 2006; Е.П. Дементьев с соавтор., 2012; В.Г. Семенов с соавтор., 2015; В.Г. Тюрин с соавтор., 2015; И.И. Кочиш с соавтор., 2016).
Степень разработанности темы. Ряд ученых отмечает, что в зонах антропогенного загрязнения в кормах и организме животных накапливаются контаминанты, влияющие на состояние здоровья и продуктивность. В связи с этим, у животных снижается иммунная реактивность, что делает их более восприимчивыми к различным заболеваниям, в том числе инфекционной и инвазионной природы (А.М. Гертман, 2004; Е.Н. Шилова, 2011; М.И. Рабинович, 2012; М.И. Барашкин, 2014; К.Х. Папуниди, 2014; Ф.И. Василевич с соавтор., 2015).
Для повышения качества здоровья животных, кроме создания оптимальных условий ухода, кормления и содержания, в животноводстве широко применяют различные препараты, обладающие стимулирующим действием на клеточные и гуморальные факторы иммунной системы, нормализующие обмен веществ, улучшающие показатели клинического состояния (Л.А. Никанова с соавтор., 2011; Н. В. Данилевская, В.В. Субботин, 2015; Н.П. Лысенко, 2015; Г.М. Топурия, 2015; М.Г. Зухрабов, 2016; А.Г. Кощаев с соавтор., 2016).
В научной литературе известны работы такой направленности, однако в свиноводстве работ с подробным анализом накопления тяжелых металлов и снижения их негативного действия относительно немного. Представляется необходимым в отрасли свиноводства расширение спектра таких исследований, особенно с применением биологически активных добавок и кормовых препаратов. В связи с расширением зоны мясного скотоводства и развитием этой отрасли в крупных промышленных регионах также представляется актуальным изучение особенностей ведения ее на таких территориях. В связи с этим и проведено данное исследование.
Цель исследований. Дать современный анализ влияния антропогенных загрязнителей на состояние здоровья сельскохозяйственных животных и разработать систему получения безопасных продуктов животноводства.
Задачи исследований.
-
Дать анализ современного состояния антропогенного загрязнения животных в сельскохозяйственных предприятиях.
-
Оценить на основании изучения клинико-физиологического состояния, метаболического и эндокринного профиля влияние контаминантов на организм свиней в разные периоды технологического цикла и молодняка крупного рогатого скота.
-
Оценить биологическую полноценность состава мясного сырья свиней в условиях антропогенного загрязнения территорий на основании биохимических, морфологических исследований органов и тканей.
-
Изучить возможность снижения негативного действия контаминантов и повышения продуктивности свиней и молодняка крупного рогатого скота с использованием энтеросорбентов и витаминно-минеральных препаратов.
-
Разработать систему снижения негативного действия контаминантов и обеспечения здоровья сельскохозяйственных животных, повышения качества продукции в условиях антропогенного загрязнения и изучить ее эффективность.
Научная новизна. Впервые в условиях крупного промышленного региона проведен мониторинг загрязнения свиноводческих предприятий промышленными выбросами. Дана оценка накопления техногенных продуктов в кормах, заготавливаемых в зонах эмиссий промышленных предприятий, а также в органах и тканях свиней из разных технологических групп.
Обнаружено превышение предельно допустимой концентрации контаминантов у молодняка свиней - свинца, кадмия, цинка, у свиноматок - меди и цинка, кадмия.
Изучено накопление техногенных контаминантов у откормочного молодняка крупного рогатого скота. У бычков установлено превышение предельно допустимой концентрации свинца, цинка.
Дана оценка качества мясного сырья свиней в промышленных территориях определен его аминокислотный и жирнокислотный cостав. Установлен низкий уровень полиненасыщенных жирных кислот и высокое содержание малонового диальдегида в мышцах на фоне значительного количества в них контаминантов. Мясное сырье свиней
из антропогенно загрязненных территорий характеризовалось замедленным
(незаконченным) морфогенезом мышечной ткани в мышцах свиней, что проявлялось появлением групп «молодых» недифференцированных волокон.
Установлена возможность улучшения качества здоровья и продуктивности свиней при использовании Алексаната Зоо с аквитином, альгината кальция, гермивита. При использовании сорбимикса А снижалось содержание тяжелых металлов в органах и тканях. Показатели качества здоровья улучшались, что проявлялось повышением эритропоэза, нормализацией ферментативной функции печени.
Предложены методы снижения накопления тяжелых металлов и ускоренного выведения их из организма животных с использованием сорбирующих препаратов в комплексе с биологически активными субстанциями минерально-растительного происхождения.
Научная новизна подтверждена 4 патентами и 1 свидетельством на программу для ЭВМ.
Теоретическая и практическая значимость работы. В результате исследований были установлены вид и концентрации контаминантов в кормах, организме свиней и крупного рогатого скота, а также животноводческой продукции из районов техногенного загрязнения, что позволило разработать методологию снижения их у животных и, тем самым, повысить качество продукции. Применение энтеросорбентов и витаминно-минеральных препаратов свиньям и бычкам на откорме способствовало выведению контаминантов из организма, восстанавливало метаболические процессы и увеличивало приросты живой массы. Внедрение предложенной системы в сельскохозяйственных предприятиях антропогенных районов позволило получить экономический эффект за счет дополнительной животноводческой продукции нормативного качества.
Результаты исследований внедрены в ветеринарную практику, а также используются при проведении учебных занятий со студентами, аспирантами и специалистами по программам «Ветеринария» и «Ветеринарно-санитарная экспертиза». Результаты мониторинга загрязнения сельскохозяйственных предприятий природными факторами и промышленными выбросами внедрены и используются при организации ведения животноводства в промышленных регионах Урала. По результатам исследований разработаны 9 научных и научно-методических рекомендаций.
Методология и методы исследования. Методологической основой для разработки системы негативного действия антропогенного загрязнения на состояние здоровья сельскохозяйственных животных и получение безопасных продуктов животноводства послужили научные труды в области ветеринарной санитарии, экологии, зоогигиены и ветеринарно-санитарной экспертизы.
Для достижения цели и поставленных задач в работе использовали комплекс
лабораторно-диагностических исследований, включающий клинические,
гематологические, иммунологические, биохимические, химические, гистологические
исследования, ветеринарно-санитарную экспертизу; статистические данные
обрабатывали с помощью программы «Statistica, v. 6.0». Анализ проведен на основании систематизации результатов лабораторно-диагностических исследований, полученных в территориях с различной антропогенной нагрузкой.
Степень достоверности и апробация работы. Результаты исследований по теме
диссертации и полученные автором результаты обсуждены и одобрены на
Международных научных конференциях: «Эколого-биологические проблемы
повышения продуктивного долголетия животных» (2006 г., Воронеж), «Современные
проблемы диагностики, лечения и профилактики инфекционных болезней животных и птиц» (2008 г, 2010 г., Екатеринбург); «Россия-Франция: двустороннее сотрудничество в развитии АПК» и Всемирной выставки животноводства и птицеводства SPACE-2009, Франция// Париж-Бретань (Сен-Мало, Ренн) (2009 г., п. Персиановский, Ростовская область); «Экологические проблемы использования природно-биологических ресурсов в сельском хозяйстве» (2012г, Екатеринбург); IX Международном симпозиуме «Экология человека и медикобиологическая безопасность населения» (2014 г., Франтишковы Лазне, Чехия); конференции, посвященной 45-летию ГНУ ВНИВИПФиТ РАН «Проблемы и пути развития ветеринарии высокотехнологичного животноводства» (2015 г., Воронеж); Международной научно-практической конференции «Научно-технологическое развитие сельского хозяйства и природопользования: взгляд в будущее» (2017 г., Екатеринбург); ученых советах ФГБНУ Уральский НИВИ и ФГБОУ ВО «Уральский ГАУ» (2005-2016 гг.).
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Интенсивность накопления тяжелых металлов у свиней и молодняка крупного
рогатого скота в условиях антропогенного воздействия отличалась в разные циклы
выращивания. Максимальное накопление тяжелых металлов в организме свиней и
молодняка крупного рогатого скота установили в заключительный период откорма.
-
Метаболический и морфофизиологический профиль свиней и молодняка крупного рогатого скота с контаминацией тяжелыми металлами органов и тканей в определенные технологические циклы выращивания характеризовались изменением показателей.
-
У свиней в условиях антропогенного воздействия выявлены изменения содержания жирных кислот в печени и разных видах мышц, интенсификация процессов перекисного окисления липидов. Аминокислотный состав в мышечной ткани животных отличался в зависимости от концентрации контаминантов. Морфологическая структура мышечной ткани свиней характеризовалась незавершенным морфогенезом.
-
Использование энтеросорбентов и витаминно-минеральных препаратов снижало негативное действие контаминантов на организм свиней и молодняка крупного рогатого скота и повышало качество здоровья и их продуктивность.
-
Внедрение системы снижения негативного действия антропогенного загрязнения на организм свиней и молодняка крупного рогатого скота и получение безопасных продуктов животноводства позволило получить дополнительной продукции на поголовье в 1000 голов 14,3 -14,8 млн. рублей по сравнению с контролем ежемесячно.
Личное участие диссертанта в получении научных результатов, изложенных в работе. Заключается в личном участии соискателя при: проведении патентного поиска по современным средствам повышения качества здоровья и продуктивности сельскохозяйственных животных; формулировании основополагающих положений диссертационного исследования, определению цели и задач исследований, методов и подходов для проведения исследований, разработке моделей экспериментальной части работы, сборе материала и проведении производственных и лабораторных исследований; анализе и интерпретации их результатов; формулированию выносимых на защиту основных положений, выводов и предложений производству; апробации их на научных мероприятиях.
Публикации. Всего опубликовано 139 работ. По материалам диссертации опубликовано 42 научные работы, в том числе 12 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ (журналы «Ветеринария»-1, «Аграрный вестник Урала»-4, «Ветеринария Кубани»-5,
«Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии»-2), 3 монографии (в соавторстве), 9 научно-методических рекомендаций, 4 патента Российской Федерации, 1 программа для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 296 страницах печатного текста и включает разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы, практические рекомендации, список литературы. Список литературы включает 499 источников отечественных и иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 90 рисунками и 48 таблицами.
Проблема получения животных белков, необходимых
В Уральском Федеральном округе сосредоточено более ПО тысяч предприятий, в которых образуются выбросы, загрязняющие атмосферу, воду, почвы, а, следовательно, и территории, на которых находятся сельскохозяйственные предприятия. Только в Свердловской области более трех тысяч промышленно-хозяйственных организаций, из них около 600 крупных и средних предприятий, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую природную среду [40, 126, 212, 238, 425].
По официальным данным основными загрязнителями окружающей среды являются ОАО «Энел ОГК-5», ООО «Газпром трансгазЮгорск» ОАО «Газпром», ОАО «ЕВРАЗ Качканарский горно-обогатительный комбинат», ОАО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат», МУЛ «Водоканал», г. Екатеринбург; ООО «Водоканал-НТ», г. Нижний Тагил; Горноуральский ГО ОАО «Уралхимпласт», г. Нижний Тагил; Первоуральское производственное МУЛ «Водоканал», г. Первоуральск [96-99].
В связи с этим в большинстве крупных городов региона сложилась неблагоприятная экологическая обстановка (Екатеринбург, Асбест, Каменск -Уральский, Краснотуринск, Кировград, Первоуральск, Серов, Ревда, Челябинск) близкая к чрезвычайной [92-96]. Нижний Тагил, по данным государственных докладов по экологии в Российской Федерации относится к зонам экологического бедствия [99, 126, 212, 238, 458]. 93% населения проживают в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения [99].
Анализируя показатели загрязнения почв тяжелыми металлами в промышленных зонах, еще раз подтверждается тот факт, что наличие промышленных предприятий приводит к стационарному очагу загрязнения, и, даже, ликвидация источника загрязнения не приведет к очищению [67, 126, 203, 223, 270, 287, 434].
Почва является более объективным и стабильным показателем техногенного загрязнения, так как отражает распространение загрязняющих веществ и их фактическое распределение в компонентах окружающей среды не только городской территории, но и территорий промышленных и сельскохозяйственных объектов, так как вода и атмосферный воздух являются лишь миграционными средами [67, 223, 270, 287, 434].
Населенные пункты с интенсивным промышленным и сельскохозяйственным производством, образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются в сплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность для здоровья, проживающего в них населения [67, 126, 223, 434].
В Свердловской области к населенным пунктам с опасной категорией загрязнения почв промышленными выбросами, установленным за период наблюдений с 2008-2012 гг. с зоной обследования радиусом 0-1 и 0-5 км вокруг предприятий-источников их выбросов (по данным Росгидромета) относятся г. Кировград (в 2008 г. - по Zn, Pb, Си, Cd - чрезвычайно опасная категория загрязнения); Ревда (в 2009 - по Си, Pb, Cd - чрезвычайно опасная категория загрязнения; в 2012 - по Zn); Реж (в 2008 - по Ni, Cd, Со, Zn) [92 - 96].
По данным исследований за 2008-2012 в состав городов и поселков Российской Федерации с умеренно опасной категорией загрязнения почв комплексом металлов с зоной обследования радиусом 0-1 и 0-5 км вокруг предприятий-источников промышленных выбросов на Урале входят: г. Асбест (в 2009 - территория города по Ni, Cr, Pb); Верхняя Пышма (в 2012- по Си, Zn, Сг, Ni - особо опасная категория загрязнения); Нижний Тагил (в 2011 - по Zn, Си, Pb, Мп); Первоуральск - (в 2009- территория города - по Cr, Pb, Ni, Zn, Си); Полевской - (в 2008 - по Ni, Cr, Cd); Ревда - (в 2009 - по Си, Pb, Zn, Cd - особо опасная категория загрязнения). Особенно сильно загрязнены тяжелыми металлами почвы одно километровой зоны вокруг крупных источников промышленных выбросов тяжелых металлов в атмосферу [92 - 96]. Наблюдается тенденция к увеличению (до нескольких раз) массовых долей подвижных форм свинца, марганца, никеля, меди - в почвах г. Березовский, свинца - Верхняя Пышма [96 - 99]. Источниками загрязнения окружающей среды соединениями фтора являются алюминиевые заводы, предприятия по производству фосфорных удобрений и другие. В 004-011 гг зафиксировано загрязнение водорастворимыми формами фтора выше 1ПДК в целом почв городов Каменск-Уральский, Краснотурьинск, Верхняя Пышма, Полевской, Ревда [95]. Отдельные участки почв г. Каменск-Уральский загрязнены водорастворимым фтором (до 1,7 ПДК) [96 - 99].
В последнее десятилетие наблюдается общая тенденция роста в поверхностном слое марганца и цинка в Алапаевске, Нижние Серги, Нижний Тагил. Увеличение средних массовых долей тяжелых металлов в почвах составляет примерно от 1,1 до раз [96 - 99].
В 011 г. высокий уровень загрязнения почв кислоторастворимыми формами меди (1454 и 160 мг/кг или и 46 ОДК (ориентировочно-допустимая концентрация) в кислой почве) обнаружен в г. Ревда, цинка (646 мг/кг или 9 ОДК (ориентировочно-допустимая концентрация)) в однокилометровой зоне вокруг ОА «ЕВРАЗ НТМК» в г. Нижний Тагил [95].
По официальной статистике экстремально высокое загрязнение почв подвижными формами меди (49 и 861 мг/кг или 14 и 87 ПДК) обнаружено в г. Ревда. Высокое загрязнение почв подвижными формами марганца обнаружен в г. Алапаевск (5 ПДК); - меди в г. Нижний Тагил ( ПДК); -свинца в г. Ревда ( ПДК). В 011 г зафиксировано увеличение от 1,5 до раз средних массовых долей подвижных форм тяжелых металлов в почвах городов Алапаевск (кобальта, хрома), Кушва (кадмия, кобальта, меди, хрома), Невьянск (кобальта, хрома), Нижние Серги (кадмия, кобальта), Нижний Тагил (кадмия, кобальта, меди, хрома), Ревда (кобальта) по сравнению с соответствующими средними массовыми долями, установленными в предыдущем году наблюдений [95].
Анализ современного состояния антропогенного воздействия на организм сельскохозяйственных животных в промышленных территориях
При использовании сорбентов происходит снижение токсической нагрузки радионуклидов и ксенобиотиков попавших в организм. Сорбенты оказывают тормозящее действие при всасывании токсических веществ химуса при нарушениях барьерных функций желудочно-кишечного тракта [295, 433].
Энтеросорбенты можно классифицировать по механизмам сорбции, по избирательности к токсичным соединениям, по лекарственным формам и физическим свойствам.
В механизме лечебного действия энтеросорбентов выделяют эффекты (опосредованные и прямые).
Прямое действие заключено в сорбции ксенобиотиков и ядов, которые поступают с кормами, сорбции различных веществ, которые участвуют в гепато и гемоэнтеральной циркуляции, образующихся в кишечнике при гидролизе кормов, связывании газов, сорбции раличных микроорганизмов, а также их токсинов, изменении консистенции химуса, стимуляции функциональной активности органов желудочно-кишечного тракта.
Опосредованные эффекты проявляются в профилактировании экотоксикозов, функциональной разгрузке детоксикационных органов, в предотвращении, ослаблении аллергических реакций, а также коррекции метаболического обмена [432, 433]. В связи с вышесказанным в организме происходит нормализация гематологических и биохимических показателей: снижение лейкоцитоза и показателя лейкоцитарного индекса интоксикации; содержания токсических метаболитов (билирубина, мочевины, креатинина, мочевой кислоты, остаточного азота, молекул средней массы и др); уменьшение уровня активности ферментов крови (аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, амилазы, щелочной фосфатазы, трипсина, липазы); снижение уровня общих липидов, холестерина; повышение количества Т 53 лимфоцитов, лизоцима, снижение уровня циркулирующих иммунных комплексов, стабилизация иммуноглобулинов М, G и Е [62, 379, 425, 433].
Выраженность процессов действия энтеросорбента зависит от характера патологического процесса, а также вида энтеросорбента. Так как сорбенты имеют различную структуру строения, поэтому некоторые связывают в основном низкомолекулярные вещества, а также кишечные газы, другие -высокомолекулярные вещества [457].
При хронических отравлениях тяжелыми металлами применяют сорбенты, которые конкурентно связывают ионы тяжелых металлов, выводят их из состава биологически активных молекул и в виде комплексов экскретируются из организма. Кроме этих эффектов желательно, чтобы сорбенты не вызывали побочных эффектов вследствие нарушения гомеостаза и не изменяли баланс микроэлементов. Применение сорбционных препаратов позволяет в несколько раз ускорить выведение тяжелых металлов. Так, при применении сорбентов свинец выводится в 25-30 раз быстрее, чем в отсутствие какой-либо терапии [433].
Эффективность энтеросорбентов зависит от площади их активной поверхности, адсорбционной емкости, селективности по отношению к поглощаемому веществу, а также от целого ряда других параметров [87, 289].
Энтеросорбенты классифицируют: по лекарственной форме — гранулы (угли), порошки (карболен, холестирамин, повидон), таблетки, пасты, пищевые добавки (пектины, хитин); по химической структуре — угли активированные, алюмосиликаты, алюмогель, оксидные сорбенты, органоминеральные и композиционные, пищевые волокна; по механизмам сорбции — адсорбенты, абсорбенты, ионообменные материалы, сорбенты с катаболическими свойствами, сорбенты с сочетанными механизмами; по селективности — селективные, моно-, би-, полифункциональные, неселективные (угли активированные, природные препараты лигнин, хитин, целлюлоза).
В последнее время энтеросорбенты классифицируют по времени их появления на рынке. Различают энтеросорбенты нескольких поколений: первое поколение — угольные сорбенты; второе поколение — полимерные сорбенты и сорбенты из природных глин; третье поколение — кремниевые, в том числе, гидрогелевые; четвертое поколение — кремниевые сверхвысокодисперсные (например, белый уголь) [412]. В Российской Федерации находится значительное количество месторождений кремнийсодержащих соединений, что позволяет изыскивать менее затратные возможности для получения качественной продукции в сельском хозяйстве. В настоящее время доступными и дешевыми средствами являются природные кремнийсодержащие сорбенты - бентониты, цеолиты, диатомиты, опоки, вермикулит, глауконит, в том числе из месторождений Уральского региона [48, 151, 157, 272, 317].
Учеными установлено положительное влияние минеральных сорбентов (бентонитов и цеолитов) на обменные процессы, показатели воспроизводства сельскохозяйственных животных и продуктивность [293, 317]
Бентониты обладают высокой сорбционной способностью в отношении веществ как органического, так и неорганического происхождения. Бентонитовые глины можно применять при отравлениях алкалоидами, гликозидами, солями тяжелых металлов, фенолом и многими ядами [65].
Оценка влияния контаминантов на организм молодняка крупного рогатого скота в территориях с разной антропогенной нагрузкой
Для оценки состояния свиней в территориях с разной антропогенной нагрузкой был проведен сравнительный анализ иммуно-биохимических показателей свиней в опытных и контрольном предприятии (СХП1, СХП2 и СХП контроль). Результаты исследований представлены в таблице 8.
Анализируя гематологические и иммунологические показатели у животных из сельскохозяйственных предприятий, расположенных в территориях с разной антропогенной нагрузкой, установили, что у поросят цикла отъема в опытных группах СХП1 и СХП2 количество лимфоцитов составило 7,02 х 10% и 8,48 х 109/л, что было ниже, чем у животных в контрольном СХП на 26% и 11% соответственно.
У животных в следующем цикле - доращивание, данный показатель в СХШ был ниже - на 28% и 11% соответственно, чем во 2-ом опытном и контрольном предприятиях.
У свиней более старшего возраста - цикла откорм из СХШ количество лимфоцитов было также ниже - в 1,2 раза по сравнению с контрольным предприятием (рисунок 10).
У поросят из группы отъема в СХШи СХП2 были отмечены наиболее низкие значения Т- лимфоцитов - 3,39 х 10% и 3,79 х 10%, и это было соотвественно на 26,6% и 18% ниже, чем у поросят из контрольного СХП.
У животных из технологической группы доращивание количество Т-лимфоцитов также отличалось между собой. Показатели Т-клеточного иммунитета с возрастом у животных изменялись в сторону увеличения, однако у животных опытных групп эти показатели были существенно ниже контрольной (рисунок 11). 14 10 6 4 2 14,68 9,53 9 ,95 7,02
У более старших животных в цикле доращивания количество В-лимфоцитов увеличилось. Показатель в СХП1 был на 11,8% ниже, чем в СХП контроль, и составил 3,96 х 10%. У животных в группе откорма показатели в СХП1 и СХП2 были ниже на 20,6% и 40,1%, чем в СХП контроль, что составило 4,00 х 10% и 3,02 х 10% соответственно. 5,04 3,74 3 96 4,06 4,49 4,00 3,02 Поросята Группа Свиньи Группа Свиньи Группа откорм отъем доращивание СХП1, В-лимфоциты ИСХП2, В-лимфоциты ПСХПконтроль, В-лимфоциты
У животных во всех группах в СХШ были отмечены более низкие показатели Т/В индекса. Наименьшее значение данного показателя было у поросят группы отъема во всех сельхозпредприятиях - 0,95-1,02 у.е. С возрастом данный показатель имел тенденцию к повышению, но у животных в группах доращивания (1,15 у.е.) и откорма (1,10 у.е.) в СХП1 был ниже, чем у животных в СХП2 и СХП контроль: в группе доращивание в 1,6 и 1,2 раза, группе откорма в 1,9 и 1,4 раза соответственно (рисунок 13). 2,5 1,5 1
Анализируя динамику изменения показателей фагоцитарной активности нейтрофилов, было установлено, что у поросят в группе отъема во всех сельхозпредприятиях показатели находились на одинаковом уровне, и в старшем возрасте понижались в СХП1 и СХП в 1,1 и 1, раза соответственно. У животных группы откорма из СХП1 и СХП данный показатель был практически на одинаковом уровне, но при этом ниже в 1,1 раза, чем в СХП контроль (рисунок 14).
Иммунные комплексы - физиологический продукт реакции антиген -антитело, являющийся частью защитных иммунных механизмов и присутствующий при различных патологических состояниях: от непосредственно иммунокомплексных до локальных воспалительных процессов. Образование иммунных комплексов представляет собой один из компонентов нормального иммунного ответа [63, 126, 237]. Увеличение количества циркулирующих иммунных комплексов у животных, в том числе, как мы отметили у контрольных животных СХП контроль, может свидетельствовать об адекватном ответе организма животных на нарастание антигенной нагрузки [126, 174].
Неравномерная динамика иммунных показателей у свиней из сельскохозяйственных предприятий с разным уровнем антропогенной нагрузки может свидетельствовать о пониженной активации неспецифической защиты организма у животных [244, 237, 450, 462].
Исследованиями установлено, что иммунобиохимические показатели у свиней из опытных предприятий существенно отличались от аналогичных показателей животных из предприятия, расположенного в интактной территории.
В сельхозпредприятиях, расположенных в территориях техногенного воздействия, выявлены особенности в количественных значениях иммунных показателей. То есть, результаты показали, что у свиней в СХП1 происходило достоверное снижение популяций лимфоцитов, количества циркулирующих иммунных комплексов, фагоцитарной активности нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов, индекса Т/В-лимфоцитов.
По данным ученых [50,60, 126], соотношение Т- и В- лимфоцитов при физиологически нормальном функционировании иммунной системы определяют равным 1,5 -2 ед. Снижение соотношение Т- и В- лимфоцитов у животных в СХП1 из всех технологических циклов выращивания может свидетельствовать о недостаточности клеточного звена иммунитета.
Для оценки метаболического профиля свиней были проведены биохимические исследования сыворотки крови свиней в предприятиях с разным уровнем антропогенного воздействия. Результаты исследований представлены в таблице 9.
Результаты использования гермивита свиньями для иммунометаболической коррекции и повышения
Эта тенденция наиболее выражена в образцах бедренной мышцы, что, видимо, связано с удельной (наиболее статической) нагрузкой и интенсивным мышечным обменом по сравнению с подвздошной и длиннейшей мышцами.
Содержание лизина в бедренной мышце свиней в СХП1 было на 27,3% ниже, чем в СХП контроль и составило 1,36 г/100г. Лизин регулирует липидный обмен, так как является предшественником карнитина, необходимого для транспорта жирных кислот в митохондрии, снижает содержание холестерина в крови, улучшает метаболические процессы в сердечной мышце, участвуют в синтезе гемоглобина, повышает сопротивляемость организма к вирусным инфекциям, вызывающим герпес и респираторные заболевания [150, 428]. Лизин необходим для нормального роста и развития млекопитающих, недостаток лизина приводит к иммунодефицитным состояниям. В СХП1 у животных дефицит лизина привел к замедлению формирования мышечного волокна, что подтверждалось гистологическими исследованиями.
Основной лимитирующей незаменимой протеиногенной аминокислотой является метионин, так как с этой аминокислоты начинается синтез белков в организме животных, а также метионин участвует в реакциях I фазы биотрансформации ксенобиотиков в печени, как донор метальных групп [242, 473]. На дефицит метионина у свиней из СХШ указывал тот факт, что тенденция к снижению его количества отмечена не только в печени - на 14,8% и бедренной мышце - на 19,7%, а также в подвздошной и длиннейшей мышцах - на 15,5% и 11,1% соответственно по сравнению с СХП-контроль (рисунок 51).
Печень является одним из наиболее значимых органов, участвующих в анаболической и детоксикационной деятельности организма. Метионин является компонентом детоксикационной системы, обладает антиоксидантными свойствами, участвует в выведении токсических элементов, а также обеспечивает доступной серой организм млекопитающих, в первую очередь - печень [70]. Пониженный уровень метионина по сравнению с контрольным СХП может свидетельствовать о постоянной нагрузке на детоксикационную функцию печени и истощение пула этой аминокислоты в СХШ (ферментативной системы).
Треонин участвует в образовании формилтетрагидрофолиевой кислоты, которая находит применение для синтеза аминокислот. Способствует поддержанию нормального белкового баланса в организме, играет важную роль в образовании коллагена и эластина; улучшает деятельность печени и липотропную функцию. Повышает гуморальный иммунитет организма, участвуя в синтезе антител Д4, 47Ж.
При возникающей потребности печени в треонине, который участвует в поддержании собственной защитной функции как липотропный фактор, его содержание в печени повышалось, при этом снижалось количество в бедренной мышце свиней из СХП1 - на 11,1% по сравнению с контрольными образцами.
У свиней из СХП1 содержание фенилаланина в печени и бедренной мышце было на 14% и 6,1% ниже, чем у животных из контрольного СХП (рисунок 5). Снижение количества фенилаланина приводит к недостатку тирозина и пониженному количеству тиреоидных гормонов, как было отмечено выше. Снижение количества тиреоидных гормонов может приводить к увеличению периода циркуляции кортизола и снижению скорости его утилизации в организме Д46Ж. 0,7 0,69
Триптофаном богаты клетки с эффективной энергетической и синтетической функцией, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и синтезе ферментов. В основном это мышечные клетки и гепатоциты, содержащие большое количество митохондрий.
В печени свиней в СХП1 содержание триптофана было на 23,8% ниже по сравнению с животными контрольного предприятия. Триптофан участвует в поддержании азотистого равновесия и обменных процессах, акта возбуждения и торможения, а также трансформации одного вида энергии в другой. Образующаяся из триптофана никотиновая кислота является важным компонентом в энергетическом обмене, так как необходима для синтеза макроэргических соединений, таких, как НАДФ и НАД, которые в свою очередь необходимы для осуществления аэробного этапа дыхания [242, 346].
При усилении процессов глюконеогенеза возрастает потребность в переносчиках водорода (НАДФ, НАД), что увеличивает потребность организма в витамине РР, это приводило к усилению его синтеза из триптофана и проявлялось в снижении его содержания в печени [242].
Снижение в печени фенилаланина и триптофана может быть причиной снижения синтеза катехоламинов, тиреоидных гормонов, а также может привести к снижению уровня энергетических процессов, что в свою очередь приводит к снижению адаптационных резервов организма.
Соотношение триптофана и оксипролина в печени в СХП1 составило 3,2 у.е., это соотношение стромы и паренхимы, что может свидетельствовать о наличии косвенного признака гепатозов (фиброзирующих и склеротических процессов в печени). Вероятно, это может являться причиной хронического повреждения печени по фиброзному типу, возможно, токсического генеза.
Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме. Однако за счёт эндогенного синтеза обеспечиваются только минимальные потребности организма. Удовлетворение потребности организма в заменимых аминокислотах должно в основном осуществляться за счёт их поступления в пищу в составе белков. Они выполняют в организме весьма важные функции, причём некоторые из них играют физиологическую роль не меньшую, чем незаменимые аминокислоты [242].
Одним из компонентов детоксикационного метаболита - глутатиона, является глицин, который является базовой аминокислотой и основой для синтеза ряда заменимых аминокислот. Содержание глицина в печени было на 19,5% ниже по сравнению с контрольным СХП и составило 0,62 г/100 г (рисунок 53). Глицин способствует мобилизации гликогена из печени и является исходным сырьем в синтезе креатина - важнейшего энергоносителя, без которого невозможна эффективная работа мышц, необходим для синтеза иммуноглобулинов и антител, а, следовательно имеет особое значение для работы иммунной системы.