CC BY
1Karol [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
установлено, что препарат рутацирин относится к IV классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 «Вещества малоопасные».
Ключевые слова: аквакультура, пресноводная рыба, тепловой стресс, рутацирин, острая токсичность.
PARAMETERS OF ACUTE TOXICITY OF THE PREPARATION INTENDED FOR USE IN AQUACULTURE
Parkhomenko Sergey Alexandrovich, postgraduate student Kuzminova Elena Vasilevna, Doctor of Veterinary Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of the Pharmacology Department,
Phone: +7 (861) 260-87-72; E-mail: [email protected] Abramov Andrei Andreevich, PhD in Veterinary Sciences, Senior Researcher
of the Pharmacology Department
Krasnodar Research Centre for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Russia, Krasnodar, Pervomayskaya st., 4.
Abstract. The threat of global warming has intensified scientific research aimed at increasing the heat resistance of farm animals. In aquaculture, a properly organized strategy for fish adaptation to elevated temperatures will help enterprises significantly reduce economic losses by reducing product losses during heat stress. The Krasnodar Scientific Center for Animal Science and Veterinary Medicine is developing the drug rutacirin, designed to increase the resistance of aquaculture fish to heat stress. Determining the parameters of acute toxicity is an integral part of preclinical studies of new drugs. As part of the development of rutacirin, its toxicological characteristics were studied in an acute experiment - on laboratory rats and sterlet. Based on the studies, it was established that the drug rutacirin belongs to hazard class IV "Low-hazard substances" according to the state standard of the Russian Federation 12.1.007-76.
Keywords: aquaculture, freshwater fish, heat stress, rutacirin, acute toxicity
Введение. Угроза глобального потепления активизировала научные исследования, направленные на повышение термоустойчивости животных [1, 2, 3]. Температура окружающей среды оказывает прямое воздействие на физиологию пойкилотермных животных - объектов аквакультур, влияя на их метаболизм и продуктивность [6], аэробные возможности [5] и индуцируя клеточные реакции на стресс [10]. Несмотря на четкие связи с индивидуальной приспособленностью и жизнеспособностью популяции, физиологические механизмы, лежащие в основе термопластичности рыб плохо изучены [7, 9]. Большинство исследований реакций на экстремальные температуры были сосредоточены исключительно на белках теплового шока [4]. Мониторинг изменений в белках, участвующих в метаболических процессах, реакциях на окислительный стресс, передаче сигналов клетками и гомеостазе, является мощным инструментом для разработки гипотез о том, как изменения окружающей среды влияют на физиологию продуктивность пресноводных рыб аквакультуры [9].
Защита животных от теплового стресса является важнейшей задачей для специалистов в летний период. В аквакультуре правильно организованная стратегия адаптации рыбы к повышенным температурам поможет предприятиям значительно снизить экономические убытки за счет уменьшения потерь продукции при тепловом стрессе. С учетом этого разработка комбинированного адаптогенного препарата для пресноводных рыб аквакультуры, который обладает сбалансированным составом и компенсирует большинство нарушений гомеостаза при тепловом стрессе у рыб представляется перспективной.
В рамках создания препарата для повышения устойчивости организма рыб в аквакультуре при тепловом стрессе в отделе фармакологии
Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института -обособленного подразделения ФГБНУ «КНЦЗВ» проведена фармацевтическая разработка лекарственного препарата для ветеринарного применения рутацирин (далее - препарат, рутацирин). Действующие вещества, входящие в состав препарата представлены аминокислотами, флавоноидами и антиоксидантами.
Цель работы - изучение параметров острой токсичности препарата рутацирин на лабораторных крысах и стерляди.
В задачи исследования входил отбор экспериментальных животных, применение исследуемого препарата, установление LD50 и определение класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Материалы и методы. Исследования проведены в Краснодарском научно-исследовательском ветеринарном институте с соблюдением правил, предусмотренных Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, которые используются с экспериментальной и научной целью (ETS № 123, Страсбург. 18.03.1986). Токсикологические испытания проведены в соответствии с методическими указаниями, изложенными в «Руководстве по проведению доклинических исследований лекарственных средств» (часть первая) под редакцией А. Н. Миронова (2012).
В первой серии опытов были отобраны аутбредные крысы - 36 самок с массой тела 200-220 гр. Животные перед началом исследования подвергнуты карантину в течение 14 дней, в результате которого не было выявлено патологических отклонений ни у одной особи. Кормление производилось полнорационным кормом для лабораторных животных, поение - вволю водопроводной водой. Крысы содержались в пластиковых клетках для лабораторных животных по 5 голов при температуре 20-25 оС, относительной влажности - 40-60 %.
Во второй серии опытов двухлетки стерляди массой тела 570-680 гр. в количестве 70 особей были получены в аквариальное помещение
Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института из частного рыбоводческого хозяйства Брюховецкого района Краснодарского края. Акклиматизация рыб проходила 7 дней в семи УЗВ объемом 200 литров (по 10 особей в каждой) при температуре 20-24 оС, рН 6,9, при содержании кислорода 9,4...9,8 мг/л. Рыбы получали гранулированный корм в объеме 1 % от общей ихтиомассы. Рекомендованная доза препарата рутацирин 1,2 г на 1 кг массы рыбы.
Изучение острой пероральной токсичности при внутрижелудочном введении крысам. Популяция исследования насчитывала 36 крыс самок, которые были разделены в случайном порядке однократным бесповторным методом на шесть групп. В контрольной группе использован 1 %-ный раствор крахмала, в остальных пяти опытных группах использовали разведения исследуемого препарата в 1 %-ном водном растворе крахмала в дозах согласно таблице 1.
Таблица 1 - Дозировка рутацирина при определении острой токсичности на лабораторных крысах
Группа / Вводимое вещество Дозировка, мг/кг
Контроль (1 %-ная водная взвесь крахмала) 5500
1 Опытная Рутацирин, разведенный в 1 %-ной водной взвеси крахмала 5500
2 Опытная 5000
3 Опытная 4500
4 Опытная 4000
5 Опытная 3500
Из исходной лекарственной формы препарата рутацирин (порошок) была изготовлена суспензия на 1 %-ном водном растворе крахмала. Для каждой из групп количество исследуемого препарата подбиралось индивидуально, в зависимости от дозы и массы крыс. Необходимая навеска образца смешивалась с 1%-ным раствором крахмала и однократно
задавалась каждой крысе в объеме 5,0 мл с помощью шприца-дозатора с атравматичной иглой для внутрижелудочного введения. Наблюдение за животными проводилось в течение 14 дней. Классификацию по степени воздействия на организм проводили в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76.
Изучение острой токсичности при пероралъном введении двухлеткам стерляди. Для проведения опыта рыба (70 экз.) в случайном порядке были разделены на 7 групп по 10 особей в каждой и размещены в УЗВ объемом 150 л при температуре 20-24 оС, рН 6,9, при содержании кислорода 9,4.. .9,8 мг/л.
Исследуемый препарат для изучения пероральной токсичности стерляди готовили на 1 %-ном водном растворе крахмала с дозировкой согласно таблице 2. Образец исследуемого препарата для применения стерляди был изготовлен аналогично с таковым для опыта на крысах. Для каждой из групп количество исследуемого препарата подбиралось индивидуально, в зависимости от дозы и ихтиомассы. Необходимая доза образца задавалась рыбе перорально дробно с помощью шприца-дозатора с атравматичной иглой. В контрольной группе для получения суспензии на 1 %-ном водном растворе крахмала использовалась лактоза. С целью получения аналогичной консистенции суспензии в группе 6 и в контроле вязкость суспензий измеряли динамическим вискозиметром.
Таблица 2 - Дозировка рутацирина при определении острой
токсичности на стерляди
Группа / вводимое вещество Дозировка, мг/кг
Контроль (1 %-ная водная взвесь крахмала с лактозой) 15000
1 Опытная Рутацирин, разведенный в 1 %-ной водной взвеси крахмала с лактозой 2500
2 Опытная 5000
3 Опытная 7500
4 Опытная 10000
5 Опытная 12500
6 Опытная 15000
Наблюдение за стерлядью проводилось в течение 14 дней. ЛД50 рассчитывали по методу Кёрбера. В таблице 3 представлены исходные данные эксперимента.
Таблица 3 - Исходные данные ихтиомассы, дозирования рутацирина
по экспериментальным группам
Доза Группы
1 2 3 4 5 6 Контроль
Доза на 1 кг
ихтиомассы, 2500 5000 7500 10000 12500 15000 15000
мг
Средняя
масса 1 экз. 603,3 631,6 631,0 610,5 624,1 584,4 588,5
стерляди, г
Средняя
доза препарата на 1 особь, мг 1508,3 3157,8 4732,1 6105,0 7800,6 8766,0 8827,5
Результаты проведенных исследований
Результаты изучения острой пероральной токсичности при внутрижелудочном введении крысам. Определение ЛД50 дозы проводили на основании показателя смертности крыс по экспериментальным группам. Учет смертности животных в период наблюдения представлен в таблице 4.
Таблица 4 - Учет смертности от применения токсических доз
рутацирина по экспериментальным группам крыс
Группа Дозировка, мг/кг Период наблюдения, Пало животных, Смертность, %
суток гол.
Контроль 5500 14 0 0
1 Опытная 5500 14 0 0
2 Опытная 5000 14 0 0
3 Опытная 4500 14 0 0
4 Опытная 4000 14 0 0
5 Опытная 3500 14 0 0
В результате проведенных исследований установлено, что за период наблюдения все экспериментальные крысы остались живы. Клиническое состояние животных на всем протяжении опыта оценено как удовлетворительное. В течение первых 5-10 минут после применения крысам суспензии наблюдалась незначительная вялость, которая интерпретирована как реакция на проводимые манипуляции. Весь остальной период состояние грызунов было физиологично: аппетит, жажда, груминг, реакция на окружающую среду, коммуникации, мочеотделение и дефекация в норме. На основании полученных данных ЛД50 препарата рутацирин определена как более 5500 мг на 1 кг массы тела. Согласно классификации по степени воздействия на организм в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 лекарственный препарат рутацирин отнесен к IV классу опасности, «вещества малоопасные».
Результаты изучения острой пероралъной токсичности на двухлетках стерляди. В результате проведенных исследований в группе с
дозами препарата рутацирин от 2500 мг/кг и до 5000 мг/кг за весь период наблюдения выживаемость рыбы была 100 %-ной (таблица 5).
Таблица 5 - Результаты оценки острой токсичности препарата
рутацирин при внутрижелудочном введении стерляди
Показатели Группы
1 2 3 4 5 6 Контроль
Дозировка на 1 кг ихтиомассы, мг 2500 5000 7500 10000 12500 15000 15000
В 1 день пало, экз. 0 0 0 0 0 0 0
На 7 день пало, экз. 0 0 0 1 2 6 6
На 14 день пало, экз. 0 0 0 1 3 4 4
Всего пало, экз. 0 0 0 2 5 10 10
D 0 1 3,5 7,5
Е 2500 2500 2500 2500
ED 0 2500 8750 18750
ЛД50 мг/кг 12000
Примечания: D - среднее арифметическое количества павших рыб
под влиянием двух смежных доз, Е - интервал между двумя смежными дозами;
ED - произведение этих величин; ЛД50 - полулетальная доза
В группе с дозами препарата рутацирин 10 000 мг/кг и выше
отмечался падеж. При падеже у всех рыб всех экспериментальных групп регистрировали следующие симптомы: вздутие брюшка, метеоризм желудка и кишечника, расширение и кровенаполненность кровеносных сосудов внутренних органов, геморрагии в почках. Следует отметить, что в группах 6 и 7 падеж рыбы был одинаковым по количеству и по срокам, что указывает на наступление гибели от введения большого количества образцов суспензий, и не связано с токсичностью исследуемого препарата. Расчетная ЛД50 препарата рутацирин для стерляди составила 12 000 мг/кг, что соответствует IV классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Выводы
На основании полученных данных ЛД50 препарата рутацирин для лабораторных крыс определена как более 5500 мг на 1 кг массы тела.
Расчетная ЛД50 мг/кг препарата рутацирин для стерляди составила 12 000 мг/кг. Согласно классификации по степени воздействия на организм в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 лекарственный препарат рутацирин отнесен к IV классу опасности, «вещества малоопасные».
Литература
1. Кузьминова Е. В. Состояние биохимического профиля крови и уровня эндогенной интоксикации у коров с гепатопатиями в условиях теплового стресса / Е. В. Кузьминова, Е. Н. Рудь, М. П. Семененко // Ветеринария сегодня. - 2022. - № 11 (2). - С. 135-141.
2. 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. - DOI 10.48612/monograph-2022-4.
3. Кузьминова Е. В. Проблема теплового стресса в молочном животноводстве / Е. В. Кузьминова, М. П. Семененко, А. А. Абрамов [и др.] // Ветеринария Кубани. - 2020. - № 3. - С. 10-11. - DOI 10.33861/2071-80202020-3-10-11.
4. Chen B. Evolution of heat-shock protein expression underlying adaptive responses to environmental stress / B. Chen, M. E. Feder, L. Kang [Электронный ресурс] // National Center for Biotechnology Information: [сайт]. — URL: (дата обращения: 25.09.2024).
5. Clark T.D. Aerobic scope measurements of fishes in an era of climate change: respirometry, relevance and recommendations / T. D. Clark, E. Sandblom, F. Jutfelt [Электронный ресурс] // National Center for Biotechnology Information: [сайт]. — URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23842625/ (дата обращения: 25.09.2024).
6. Clarke A. Why does metabolism scale with temperature? / A. Clarke, K. P. Fraser [Электронный ресурс] // ResearchGate: [сайт]. — URL:
https://www.researchgate.net/publication/228009636_Why_does_metabolism_s cale_with_temperature (дата обращения: 25.09.2024).
7. Logan C. A. Transcriptomic responses to environmental temperature in eurythermal and stenothermal fishes / C. A. Logan, B. A. Buckley [Электронный ресурс] // National Center for Biotechnology Information: [сайт]. — URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26085668/ (дата обращения: 25.09.2024).
8. Oomen R. A. Transcriptomic responses to environmental change in fishes: insights from RNA sequencing / R. A. Oomen, J. A. Hutchings [Электронный ресурс] // ResearchGate: [сайт]. - URL: https://www.researchgate.net/publication/318946603_Transcriptomic_responses _to_environmental_change_in_fishes_Insights_from_RNA_sequencing (дата обращения: 25.09.2024).
9. Oomen R. A. Warming Accelerates the Onset of the Molecular Stress Response and Increases Mortality of Larval Atlantic / R. A. Oomen, H. Knutsen, E. M. Olsen, S. Jentoft, N. C. Stenseth, J. A. Hutchings [Электронный ресурс] // National Center for Biotechnology Information: [сайт]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36130874/ (дата обращения: 25.09.2024).
10. Schulte P. M. What is environmental stress? Insights from fish living in a variable environment / P. M. Schulte [Электронный ресурс] // National Center for Biotechnology Information: [сайт]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24353201/ (дата обращения: 25.09.2024).
References
1. Kuzminova E. V. The state of the biochemical profile of blood and the level of endogenous intoxication in cows with hepatopathies under heat stress. [Text] / E. V. Kuzminova, E. N. Rud, M. P. Semenenko // Veterinary science today. - 2022. - No. 11 (2). - P. 135-141.
2. 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 Science and Veterinary Medicine, 2022. - 47 p. - ISBN 978-5-906643-52-0. - DOI 10.48612/monograph-2022-4.
3. Kuzminova E. V. The problem of heat stress in dairy farming / E. V. Kuzminova, M. P. Semenenko, A. A. Abramov [et al.] // Veterinary Science of Kuban. - 2020. - No. 3. - P. 10-11. - DOI 10.33861/2071-8020-2020-3-10-11.
4. Chen B. Evolution of heat-shock protein expression underlying adaptive responses to environmental stress / B. Chen, M. E. Feder, L. Kang [Electronic resource] // National Center for Bio-technology Information: [site]. - URL: (date of access: 25.09.2024).
5. Clark T. D. Aerobic scope measurements of fishes in an era of climate change: respirometry, relevance and rec-ommendations / T. D. Clark, E. Sandblom, F. Jutfelt [Electronic resource] // National Center for Biotechnology Information: [site]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23842625/ (date of access: 25.09.2024).
6. Clarke A. Why does metabolism scale with temperature? / A. Clarke, K. P. Fraser [Electronic resource] // ResearchGate: [site]. - URL: https://www.researchgate.net/publication/228009636_Why_does_metabolism_s cale_with_temperature (access date: 09/25/2024).
7. Logan C. A. Transcriptomic responses to environ-mental temperature in eurythermal and stenothermal fishes / C. A. Logan, B. A. Buckley [Electronic resource] // National Center for Biotechnol-ogy Information: [website]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26085668/ (access date: 09.25.2024).
8. Oomen R. A. Transcriptomic responses to environmental change in fishes: insights from RNA sequencing / R. A. Oomen, J. A. Hutchings [Electronic resource] // ResearchGate: [website]. - URL: https://www.researchgate.net/publication/318946603_Transcriptomic_respons-es_to_environmental_change_in_fishes_Insights_from_RNA_sequencing (access date: 09/25/2024).
9. Oomen R. A. Warming Accelerates the Onset of the Molecular Stress Response and Increases Mortality of Larval Atlantic / R. A. Oomen, H. Knutsen, E. M. Olsen, S. Jentoft, N. C. Stenseth, J. A. Hutchings [Electronic resource] // National Center for Biotechnology Information: [website]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36130874/ (date of access: 25.09.2024).
10. Schulte P. M. What is environmental stress? Insights from fish liv-ing in a variable environment / P. M. Schulte [Electronic resource] // National Center for Biotechnology Information: [website]. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24353201/ (date of access: 09/25/2024).
УДК 636.084.087:636.22/.28.033
ОРГАНИЧЕСКИЙ КОБАЛЬТ В КОРМЛЕНИИ МОЛОДНЯКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Петров Владимир Иванович, аспирант, [email protected] УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», Республика Беларусь, 213407, Могилёвская обл., г. Горки, Мичурина, 9
Аннотация. Замена сернокислого кобальта на уксуснокислый обеспечивает балансирование рационов по данному компоненту, улучшает использование его организмом молодняка крупного рогатого скота, способствует усилению процессов рубцового пищеварения, на что указывает снижение содержания аммиака в рубцовой жидкости на 1,2-5,1%, и увеличение количества летучих жирных кислот на 3,0%. В крови бычков опытной группы, получавших в составе комбикорма экструдированную зерносмесь, отмечено повышение содержания эритроцитов на 2,4%, гемоглобина - на 2,1, общего белка - на 1,1, кальция и фосфора - на 1,4 и 1,3% соответственно, что обеспечивает увеличение интенсивности роста молодняка крупного рогатого скота, выразившейся в повышении
