CC BY
0No. 1. - pp. 90-94. - DOI 10.52368/2078-0109-2021-57-1-90-94. - EDN ICYEWJ.
УДК 619:615.4 / 636.2.034
ФЛАВОБЕТИН - ПРЕПАРАТ ДЛЯ ФАРМАКОКОРРЕКЦИИ ТЕПЛОВОГО СТРЕССА У МОЛОЧНОГО СКОТА
Кузьминова Елена Васильевна, доктор ветеринарных наук, доцент,
главный научный сотрудник отдела фармакологии Семененко Марина Петровна, доктор ветеринарных наук, доцент, заведующая отделом фармакологии Сампиев Абдулмуталип Магаметович, доктор фармацевтических наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела фармакологии Наталенко Валентин Александрович, аспирант ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», Российская Федерация, г. Краснодар, ул. Первомайская, 4. Тел.: +7 (861) 260-87-72; E-mail: [email protected]
Аннотация. Глобальное потепление, связанное с увеличением средней температуры воздуха на планете, является наиболее значимой проблемой для человечества. Изменение климата напрямую влияет на сельское хозяйство и, в частности, на отрасль молочного скотоводства. Цель исследований состояла в разработке препарата и определении его фармакологической эффективности при тепловом стрессе у молочного скота. Разработанный препарат флавобетин включает бетаина гидрохлорид, таурин и траву репешка обыкновенного. Разработана гранулированная форма флавобетина, которая дополнительно содержит крахмальный клейстер и натрия бензоат. Проведена клиническая апробация препарата, которая подтвердила высокую эффективность использования флавобетина
при тепловом стрессе у молочного скота в условиях промышленного содержания. Флавобетин способствует не только предотвращению снижения удоев у коров в период летней жары, но и увеличивает показатели качества и безопасности полученного молока.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, тепловой стресс, фармакокоррекция, разработка, препарат, флавобетин, сохранность, молочная продуктивность
FLAVOBETIN - A DRUG FOR PHARMACOCORRECTION OF HEAT
STRESS IN DAIRY CATTLE
Kuzminova Elena Vasilevna, Doctor of Veterinary Sciences, Associate
Professor, Chief Researcher of the Pharmacology Department Semenenko Marina Petrovna, Doctor of Veterinary Sciences, Associate Professor, Head of the Pharmacology Department Sampiev Abdulmutalip Magametovich, Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Leading Researcher of the Pharmacology Department Natalenko Valentin Alexandrovich, postgraduate student Krasnodar Research Centre for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Russia, Krasnodar, Pervomayskaya st., 4.
Phone: +7 (861) 260-87-72; E-mail: skniig@yandex. ru
Abstract. Global warming, associated with an increase in the average air temperature on the planet, is the most significant problem for humanity. Climate change directly affects agriculture and, in particular, the dairy farming industry. The purpose of the research was to develop the drug and determine its pharmacological effectiveness on the background of the heat stress in dairy cattle. The developed drug flavobetin includes betaine hydrochloride, taurine and agrimony herb. A granular form of flavobetin has been developed, which
additionally contains starch paste and sodium benzoate. Clinical testing of the drug was carried out, which confirmed the high efficiency of using flavobetin for heat stress in dairy cattle under industrial conditions. Flavobetin not only helps to prevent a decrease in milk yield in cows during the summer heat, but also increases the quality and safety of the milk.
Keywords: cattle, heat stress, pharmacocorrection, development, drug, flavobetin, safety, milk productivity
Введение. Глобальное потепление, связанное с увеличением средней температуры воздуха на планете, является наиболее значимой проблемой для человечества. Главной причиной возникновения потепления климата является так называемый «парниковый эффект», который заключается в повышении температуры нижних слоев атмосферы. Содержащиеся в воздухе парниковые газы, такие как метан, водяной пар, диоксид углерода и другие, способствуют накоплению теплового излучения с поверхности Земли и «нагреву» планеты. Так, в докладе Службы ЕС по изменению климата Copernicus говорится, что лето 2023 года стало самым жарким за всю историю наблюдений. На планете тают ледники, поднимается уровень моря, океан окисляется и теряет способность поглощать углекислый газ, засухи, пожары, ураганы и наводнения становятся все более разрушительными [3, 5, 10, 11].
Эти факторы оказывают влияние на сельское хозяйство и, в частности, на отрасль молочного скотоводства, для которой тепловой стресс стал значительной проблемой. Тепловой стресс - это результат дисбаланса между притоком тепла из окружающей среды и его выделением организмом. У современных пород крупного рогатого скота зона комфорта находится в диапазоне температур от 4 до 20 °С, а для высокопродуктивных - от 9 до 16 °С. Распространенные на территории России породы молочных коров в условиях промышленного содержания, такие как голштинская,
наиболее приспособлены к холодным погодным условиям, но чувствительны к жаре [1, 2, 7].
В связи с этим разработка и применение фармакологических средств, повышающих адаптационные возможности организма молочного скота в условиях теплового стресса, способных положительно влиять на метаболизм, сохранность и продуктивность животных, является перспективным направлением в ветеринарной фармакологии.
Цель - разработка препарата и определение его фармакологической эффективности при тепловом стрессе у молочного скота.
Материалы и методы. Фармацевтические исследования по разработке препарата, получившего название флавобетин, выполнены в отделе фармакологии Краснодарского НИВИ. Выбор оптимального соотношения компонентов препарата проводился биофармацевтическим скринингом в опытах in vitro на модели Paramecium caudatum. При разработке гранулированной формы флавобетина в качестве консерванта использовался натрия бензоат (ФС 42-2458-94), в качестве связывающего компонента - крахмал картофельный (ГОСТ Р 53876-2010).
Клиническая апробация флавобетина при тепловом стрессе молочного скота проводилась в животноводческом хозяйстве Краснодарского края на голштинизированных коровах. Общее поголовье животных фермы на начало опыта составляло 868 гол., из них 470 - коровы, которые содержались в двух корпусах.
Тепловой стресс у крупного рогатого скота определяли на основании расчетных показателей температурно-влажностного индекса (ТВИ) с учетом среднесуточной температуры и влажности окружающей среды. Показатель ТВИ менее 68 указывает на то, что скот находится в зоне комфорта; от 72 до 79 - животные испытывают умеренный тепловой стресс; от 80 до 89 - высокий тепловой стресс; более 90 - крайне высокий тепловой стресс; ТВИ свыше 100 - возможен летальный исход.
Период ввода флавобетина определили ретроспективным анализом за предыдущие 3 года на основании расчетных показателей ТВИ. При проведении исследований поголовье корпуса № 1 составило контрольную группу, животные корпуса № 2 - опытную группу, там с 1 июля применяли флавобетин в дозе 50 грамм на голову в течение 30 дней. При клинической апробации оценивали и сопоставляли у животных двух корпусов следующие показатели: сохранность поголовья; продуктивность дойных коров по уровню удоя и качественным характеристикам молока.
Для установления качества молока в нем определяли массовую долю жира и белка с помощью прибора Лактан, концентрацию соматических клеток - на анализаторе СОМАТОС-М 2К.
Полученные цифровые данные были обработаны методами вариационной статистики с определением достоверности значений по ^ критерию Стьюдента и уровня достоверности различий показателей по группам.
Результаты проведенных исследований. Используя методологический подход к фармацевтической разработке препарата с учетом физико-химической совместимости и фармакологической активности компонентов, направленной на комплексное воздействие на патогенез теплового стресса, был определен состав флавобетина, где основными действующими веществами стали бетаин, таурин и трава репешка обыкновенного. Компоненты флавобетина оказывают специфическое воздействие на ключевой элемент патогенеза теплового стресса - развитие гипоксии на фоне активации перекисного окисления мембранных структур клеток, ведущего к необратимым повреждениям органов и тканей. Поскольку в терморегуляции организма значительную роль играет печень, и при перегревании часто развиваются нарушения гипатобилиарной системы, приводящие к патологии общего метаболизма,
то необходимым явилось включение компонентов с гепатопротекторной активностью [4, 6, 8].
Оптимальное соотношение компонентов флавобетина установлено методом биофармацевтического скрининга на модели с Paramecium caudatum - за счет доказанного эффекта составляющих препарата увеличивать толерантность инфузорий к клеточным ядам. Установлено, что в контроле средняя продолжительность прекращения движения парамеций после взаимодействия с пероксидом водорода составила 1,5±0,24 мин, а в образцах с компонентами флавобетина период стабильного состояния простейших увеличился до 5,4±0,12 мин.
По результатам исследований препарат флавобетин содержит: бетаина гидрохлорид - 50 %; таурин - 30 %; траву репешка обыкновенного - 20 %. На состав препарата получен патент РФ № 2785121 «Средство для коррекции теплового стресса у крупного рогатого скота» [9]. Качественный и количественный состав основных действующих веществ препарата флавобетин представлен в таблице.
Таблица - Качественный и количественный состав основных действующих веществ препарата флавобетин
Компоненты Количество, %
Бетаина гидрохлорид 50
Таурин 30
Трава репешка обыкновенного 20
Далее при разработке гранулированной формы препарата выявлено, что оптимальной гранулирующей жидкостью для получения гранул флавобетина является 5 % крахмальный клейстер, а их предпочтительный размер для использования в молочном скотоводстве составляет ~ 5 мм. Для получения устойчивых к микробной порче гранул флавобетина был выбран натрия бензоат с концентрацией 0,25 % в гранулирующей жидкости.
При реализации клинической апробации флавобетина провели расчёт ТВИ по данным среднесуточной температуры и влажности окружающей среды за 5 месяцев текущего года по Кореновскому району Краснодарского края. Зарегистрировано, что в течение всего июля крупный рогатый скот испытывает умеренный тепловой стресс - значение ТВИ составляло от 74,2 до 76,1.
Численность поголовья в корпусах менялась в течение летних месяцев:
- в корпусе № 1 количество животных в июне составило 200 голов дойное поголовье и 30 сухостойных коров, в июле - 220 и 15 голов и в август - 215 и 15 голов;
- в корпусе № 2 в июне - 220 и 40, в июле - 215 и 20 и в августе - 220 и 20 голов соответственно.
В ходе эксперимента зафиксировано выбытие животных. В июле на вынужденный убой было отправлено по 5 голов из каждого корпуса, что в процентном выражении составило 2,1 % от численности животных корпуса № 1 и корпуса № 2. В августе на вынужденный убой было отправлено: в корпусе № 1 - 7 голов (3,04 %); в корпусе № 2 - 3 головы (1,25 %). Таким образом, применение флавобетина при тепловом стрессе повышает сохранность поголовья коров на 1,79 %.
Анализ молочной продуктивности коров показал, что в течение июня различия в величине среднесуточного удоя на корову по корпусам были незначительны. В первой декаде июля с нарастанием степени тяжести теплового стресса (ТВИ увеличился до 74,1) и началом применения флавобетина молочная продуктивность в опытной группе относительно контроля возросла на 15 %. Во второй декаде июля удои в контрольной группе продолжали снижаться, и разница относительно данных за июнь составила 13,7 %. В опытном корпусе регистрировались стабильно высокие показатели.
В среднем за период ввода флавобетина молочная продуктивность животных в опытном корпусе относительно контроля была достоверно выше на 22,2 %, что в натуральном выражении составило 143 кг удоя на корову в месяц. В августе после прекращения ввода флавобетина молочная продуктивность в опытной группе снизилась, но была выше контроля на 5,4 %.
Перед использованием флавобетина и после окончания ввода препарата отдельно по корпусам были отобраны образцы молока (за три смежных дня) с целью определения его качественных показателей. Анализ этих данных показал, что флавобетин положительно влияет на качественные характеристики молока. Увеличилось содержание жира и белка в молоке: массовая доля жира в абсолютных значениях возросла на 0,19 %, относительно фоновых данных; массовая доля белка - на 0,15 %. У опытных коров зарегистрировано снижение количества соматических клеток в сравнении с фоновыми показателями на 14,6 % и относительно данных контроля - на 16,3 % (р<0,05).
Выводы. Таким образом, на основании проведенных исследований разработан препарат для фармакокоррекции теплового стресса у крупного рогатого скота - флавобетин, использование которого особенно значимо для животноводства в южных регионах РФ.
Проведена клиническая апробация препарата, которая подтвердила высокую эффективность использования флавобетина при тепловом стрессе у молочного скота в условиях промышленного содержания. Флавобетин способствует не только предотвращению снижения удоев у коров в период летней жары, но и увеличивает показатели качества и безопасности полученного молока.
Литература
1. Буряков Н. П. Тепловой стресс и особенности кормления молочного скота / Н. П. Буряков, М. А. Бурякова, Д. Е. Алешин // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. - 2016. - № 3. - С. 5-13.
2. Головань В. Т. Интенсификация скотоводства (Зоотехнический аспект) / В. Т. Головань, Н. И. Куликова, А. В. Ярмоц ; Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии. - Краснодар: Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, 2020. - 463 с.
3. Гринев В. Ф. Физические аспекты глобального потепления / В. Ф. Гринев, М. Э. Демидова, А. Г. Турьянова // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. - 2023. - № 2. - С. 32-43.
4. Кантидзе О. Л. Повреждения ДНК при тепловом стрессе / О. Л. Кантидзе, А. К. Величко, А. В. Лужин, С. В. Разин // Acta Naturae (русскоязычная версия). 2016. - Т. 8. - № 2 (29). - С. 84-88.
5. Кипря А. В. Глобальное потепление климата и его экологические последствия / А. В. Кипря, Ю. С. Горбунова, В. В. Иващенко // Пожарная и техносферная безопасность: проблемы и пути совершенствования. - 2021. - № 1(8). - С. 181-185.
6. Кузьминова Е. В. Патофизиологические особенности теплового стресса у коров с гепатобилиарными нарушениями / Е. В. Кузьминова, Е. Н. Рудь, М. П. Семененко [и др.] // Ветеринария Кубани. - 2022. - № 3. - С. 2123.
7. Кузьминова Е. В. Фармакокоррекция теплового стресса у молочного скота: Методические рекомендации / Е. В. Кузьминова, Е. Н. Рудь, М. П. Семененко [и др.]. - Краснодар: Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, 2022. - 47 с. - ISBN 978-5-906643-52-0.
8. Макарук М. А. Патология терморегуляции: учебно-методическое пособие для студентов факультета ветеринарной медицины и слушателей ФПК / М. А. Макарук, Н. С. Мотузко, А. В. Островский [и др.] ; Витебская ордена "Знак Почета" государственная академия ветеринарной медицины. - Витебск: Учреждение образования "Витебская ордена "Знак Почета" государственная академия ветеринарной медицины ", 2005. - 28 с.
9. Патент № 2785121 C1 Российская Федерация, МПК A23K 50/75. Средство для коррекции теплового стресса у крупного рогатого скота: № 2022122362 : заявл. 17.08.2022 : опубл. 02.12.2022 / Е. В. Кузьминова, М. П. Семененко, А. М. Сампиев [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии" ФГБНУ КНЦЗВ.
10. Саммит ООН по мерам в области изменения климата // Холодильная техника. - 2019. - № 10. - С. 8-10.
11. Школьник И. М. Ожидаемые изменения климата на территории Российской Федерации в XXI веке / И. М. Школьник, В. П. Мелешко, И. Л. Кароль [и др.] // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. - 2014. - № 575. - С. 65-118.
References
1. Buryakov N.P. Heat stress and features of feeding dairy cattle / N.P. Buryakov, M.A. Buryakova, D.E. Aleshin // Russian Veterinary Journal. Farm animals. - 2016. - № 3. - P. 5-13.
2. Golovan V. T. Intensification of cattle breeding (Zootechnical aspect) / V. T. Golovan, N. I. Kulikova, A. V. Yarmots; Krasnodar Scientific Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine. - Krasnodar: Krasnodar Scientific Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2020. - 463 p.
3. Grinev V. F. Physical aspects of global warming / V. F. Grinev, M. E. Demidova, A. G. Turyanova // Bulletin of the Kerch State Marine Technological University. - 2023. - № 2. - P. 32-43.
4. 4. Kantidze O. L. DNA damage during heat stress / O. L. Kantidze, A. K. Velichko, A. V. Luzhin, S. V. Razin // Acta Naturae (Russian version). -2016. - Vol. 8. - № 2 (29). - P. 84-88.
5. Kiprya A.V. Global warming and its environmental consequences / A.V. Kiprya, Yu.S. Gorbunova, V.V. Ivashchenko // Fire and technosphere safety: problems and ways of improvement. - 2021. - № 1(8). - P. 181-185.
6. Kuzminova E. V. Pathophysiological features of heat stress in cows with hepatobiliary disorders / E. V. Kuzminova, E. N. Rud, M. P. Semenenko [et al.] // Veterinary Science of Kuban. - 2022. - № 3. - P. 21-23.
7. Kuzminova E. V. Pharmacocorrection of heat stress in dairy cattle: Methodological recommendations / E. V. Kuzminova, E. N. Rud, M. P. Semenenko [et al.]. - Krasnodar: Krasnodar Scientific Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2022. - 47 p. - ISBN 978-5-906643-52-0.
8. Makaruk M. A. Pathology of thermoregulation: an educational manual for students of the Faculty of Veterinary Medicine and students of the Faculty of Pedagogical Education / M. A. Makaruk, N. S. Motuzko, A. V. Ostrovsky [et al.]; Vitebsk Order of the Badge of Honor State Academy of Veterinary Medicine. - Vitebsk: Educational Institution "Vitebsk Order of the Badge of Honor" State Academy of Veterinary Medicine", 2005. - 28 p.
9. Patent № 2785121 C1 Russian Federation, IPC A23K 50/75. Means for correcting heat stress in cattle: № 2022122362: application. 08/17/2022: publ. 12/02/2022 / E. V. Kuzminova, M. P. Semenenko, A. M. Sampiev [et al.] ; applicant Federal State Budgetary Scientific Institution "Krasnodar Scientific Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine" FSBSI KSCAHVM.
10. UN Climate Action Summit // Refrigeration. - 2019. - № 10. - P. 810.
11. Shkolnik I. M. Expected climate changes on the territory of the Russian Federation in the XXI century / I. M. Shkolnik, V. P. Meleshko, I. L.
Karol [et al.] // Proceedings of the Main Geophysical Observatory named after. A. I. Voeikov. - 2014. - № 575. - P. 65-118.
УДК 619:615.4 / 619:615.9
ПАРАМЕТРЫ ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ ПРЕПАРАТА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В АКВАКУЛЬТУРЕ
Пархоменко Сергей Александрович, аспирант Кузьминова Елена Васильевна, доктор ветеринарных наук, доцент, главный научный сотрудник отдела фармакологии, тел.: +7 (861) 260-87-72; E-mail: [email protected] Абрамов Андрей Андреевич, кандидат ветеринарных наук, старший
научный сотрудник отдела фармакологии ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», Российская Федерация, г. Краснодар, ул. Первомайская, 4
Аннотация. Угроза глобального потепления активизировала научные исследования, направленные на повышение термоустойчивости животных. В аквакультуре правильно организованная стратегия адаптации рыбы к повышенным температурам поможет предприятиям значительно снизить экономические убытки за счет уменьшения потерь продукции при тепловом стрессе. Исходя из этого в ФГБНУ КНЦЗВ ведется разработка препарата рутацирин, предназначенного для повышения устойчивости рыб аквакультуры к тепловому стрессу. Определение параметров острой токсичности является неотъемлемой частью доклинических исследований новых лекарственных препаратов. В рамках разработки рутацирина изучены его токсикологические характеристики в остром опыте - на лабораторных крысах и стерляди. На основании проведенных исследований
