CC BY
679
ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА - ПРИРОДНЫЙ АДАПТОГЕН И ИММУНОСТИМУЛЯТОР
Е.Г. Яковлева, Р.В. Анисько, Г.И. Горшков
Аннотация. Приведены данные литературы о рос-тостимулирующем, антиоксидантном, иммунотропном, гепатопротекторном и ином действии янтарной кислоты, сукцинатов и их комбинаций с другими средствами на организм животных. Сделана попытка объяснить многофункциональное ее влияние ролью в универсальном внутриклеточном механизме - цикле Кребса.
Ключевые слова: янтарная кислота, сукцинаты, комбинированные препараты, свиньи, жвачные, птица, цикл Кребса.
Янтарная кислота - простое по своей структуре природное соединение, которое содержится в янтаре (немного), буром угле, растительных и животных тканях. Синтезируется кишечными бактериями при про-пионовокислом брожении из глюкозы и глицерина [1. -С. 350]. Получают её также методом химического синтеза и как побочный продукт при окислении углеводородов С4-Сю [2]. В натуральном виде - это твёрдые кристаллы, растворимые в воде. С металлами образует соли. При замещении водорода алифатической цепочки двумя гидроксилами янтарная кислота превращается в винную, или виннокаменную кислоту. Соли янтарной кислоты называют сукцинатами, а виннокаменной -тартратами. Последние используются в медицине и ветеринарии как лекарственные средства (калия и натрия тартраты, тилозина тартрат, фармазин, фрадизин) [3. - С. 345-349], для изготовления шипучих напитков [4. - С. 402-403].
Янтарная кислота есть в плазме крови человека и животных в норме - до 0,1-0,6 мг/100 мл [5. - С. 1159], является обязательным компонентом внутриклеточного метаболического цикла карбоновых кислот (цикла Кребса), в котором подвергаются окислению глюкоза, жирные и аминные кислоты и нарабатывается восстановительный потенциал для синтеза универсального для живых систем энергоносителя - АТФ (аденозин-трифосфата). Рост и развитие, воспроизводство и продуктивность, функционирование любых организмов в целом может поддерживаться при непрерывном обеспечении живых систем энергией и пластическими веществами.
Поток пластических и энергетических веществ в клетку и включение их в метаболические циклы может нарушаться при полном и частичном голодании, несбалансированном кормлении животных, стрессах, различных заболеваниях, недостатке витаминов, микроэлементов и других факторов питания. Если энергообеспечение какого-нибудь биохимического процесса снижается, то это ведет к нарушению обмена веществ в данном участке и в целом организме. Например, масляная кислота, образующаяся в преджелудках жвачных, должна «сгорать» (окисляться) в цикле Кребса, но при условии, что животное при этом получает с кормом достаточное количество растворимых углеводов как источников энергии. Когда в рационе сахаров мало, недоокисленные продукты метаболизма масляной кислоты (ацетоуксусная, р-оксимасляная кислота) циркулируют в крови, и возникает заболевание - кетоз.
В цикле Кребса участвуют лимонная, янтарная, фу-маровая и др. карбоновые кислоты. Их окисление происходит с участием дегидрогеназ. Дегидрирование, или окисление, - это отнятие электрона от молекулы субстрата и перенос его на другие ферментные системы. В цикле Кребса совершаются процессы дегидрирования, декарбоксилирования (потеря группы - СООН), окислительное фосфорилирование.
У янтарной кислоты при малой токсичности [6] хорошо выражены антиоксидантные, иммуностимулирующие, адаптогенные свойства. Так, при её добавлении к корму в дозе 5 мг/кг массы тела сроки формирования иммунитета сокращаются, а продолжительность его гуморальной и клеточной фаз увеличивается [7]. Иммуностимулирующие свойства выявлены у сук-цината хитозана при ежедневном подкожном его применении в дозе 2,6 мг/кг ж.м. за 3 сут. перед вакцинацией телочек против лептоспироза [8]. Благодаря анти-оксидантным свойствам янтарная кислота в сочетании с коламином и серином оказывает защитное действие на печень эмбрионов после дезинфекции инкубаторных яиц формальдегидом [9].
При транспортировке коров-первотелок, получавших янтарную кислоту или её метаболит, стрессорные вегетативные сдвиги в организме были менее выражены [10].
В виде биокоординационных комплексов с металлами (например, с железом) янтарная кислота более эффективна, чем её неорганические соли с микроэлементами, и используется в кормлении поросят [11], при лечении телят [12].
На отстающих в росте поросятах показано, что приросты могут увеличиваться до 60 % по отношению к контролю [13].
Находят применение также комплексные препараты, созданные на основе янтарной кислоты.
Янсемвит. Разработан в Институте экспериментальной ветеринарии АН Беларусь. Действует как пребиотик и гепатоиротектор [14].
Эмицидин (янтарная кислота + 3-окситридин) в форме 2 %-ного раствора, вводимый внутривенно коровам по 10 мл один раз в день в течение 10 сут., повышал функциональную активность миокарда, восстанавливал нарушенные при миокарде процессы реполя-ризации. По данным ЭКГ, восстанавливалась поляризация зубца Т, оптимизировался систолический показатель предсердий и желудочков, нормализовалось соотношение между симпатическим и вагусным влиянием на сердце. В миокарде и эритроцитах отмечались признаки снижения интенсивности перекисного окисления липидов. После 10-суточного применения янтарной кислоты терапевтический эффект сохранялся ещё на протяжении одного месяца [15].
Янтамет (янтарная кислота с метилурацилом), применяемый поросятам--отъёмышам в течение 30 сут., способствовал их сохранности, снижению заболеваемости бронхопневмонией (2 % в опытной группе против 28 в контрольной), увеличению в сыворотке крови 1£;М в 2 раза, - на 40 %, ^А - на 30 % и повышению приростов массы тела на 7 % [16].
Муравьиная кислота с сукцинатом хитозана или муравьиная кислота с дигидрокверцитином в большей мере увеличивали приросты телят в молочный период выращивания, чем муравьиная кислота одна или с по-лизином [17].
Сукциниты хитозана способствуют выживанию медоносных пчел при «инфекционном» стрессе [18].
Металлосукцинаты. Комбинированный препарат, содержащий сукцинаты Бе, Си, 2п, Со, АСДфр.2 и янтарную кислоту, успешно применяли поросятам до 30-суточного возраста при желудочно-кишечных заболеваниях и с целью профилактики анемии; поросятам-отъёмышам - при сальмонеллезе и эшерихиозе с энте-ротоксемией (нормализовалось содержание в крови Са, Р и микроэлементов, прекращался падеж); супоросным свиноматкам - для повышения иммуногенности вакцин
при парвовирусной инфекции, при этом также достоверно увеличивались крупноплодность, масса гнезда при опоросе и в 60-суточном возрасте, молочность свиноматок и сохранность поросят [19].
Препарат «Гелювит-меян», в составе которого содержались микроэлементы Fe, Мп, Си, Zn, Со, Se, I, незаменимая аминокислота метионин и янтарная кислота, добавляемый к корму телят в дозе 13 мг/кг м.т. в течение 30 сут., способствовал увеличению их живой массы к 8-месячному возрасту до 218, 8 кг против 194,1 при среднесуточном приросте 809 г против 702. У телят, получавших препарат, были выше сохранность поголовья, предубойная масса и убойный выход [20].
Янтарный биостимулятор. В его составе АСДфр2. Применяется как адаптоген, антиоксидант, бионормализатор, иммуностимулятор при чуме собак, парвови-русном энтерите, гнойно-септических процессах. После 2-3-х инъекций у леченных животных увеличивалась концентрация в крови гемоглобина и число лимфоцитов, нормализовалось соотношение между популяциями лимфоцитов, в общем белке сыворотки повышалась доля глобулинов [21]. Положительные сдвиги отмечались как у телят нормо- , так и гипотрофиков, но у последних они были более выраженными [22].
Комплекс АСДфр. 2 + янтарная кислота, вводимый коровам и телятам внутримышечно 2 раза с интервалами 10-15 дней, увеличивал общий белок сыворотки крови, концентрацию в ней кальция и фосфора, повышал резервную щелочность, снижал активность АсТ и АлТ и нормализовал систему ПОЛ-АОЗ. У телят от обработанных препаратом коров реже встречались желудочно-кишечные и респираторные заболевания [23].
Янтарный биостимулятор или янтарную кислоту в комбинации с другими средствами применяли также при лейкозе крупного рогатого скота [24, 25], алеутской болезни норок [26].
Комплекс органических кислот (лимонная, янтарная, яблочная), введенный в рацион коров в сочетании с инъекциями 20 %-ного раствора АСДфр.2 на тетрагид-ровите за 10 дней до отела, в день отела или спустя сутки после него способствовал предупреждению послеродовых осложнений [27].
Янтарная кислота испытывалась в составе комплекса органических кислот для санации от сальмонеллеза тушек и яиц птиц. Снижения контаминации бактериями можно добиться двумя путями: непосредственной обработкой яиц и тушек и скармливанием или добавлением к питьевой воде органических кислот. Первый путь определяется способностью кислот проникать в ткани и снижать внутриклеточный показатель рН в сторону, губительную для коптаминантов, второй - связан с нормализацией кишечного микробиоценоза. Средне -цепочечные кислоты при пероральном применении более эффективны [28].
В опытах на свиньях путем выпаивания органических кислот (при рН 3,6-4,0) за 2 недели до убоя не удалось полностью санировать кишечник от сальмонелл. У убойных свиней чаще всего их выделяли из содержимого подвздошной кишки (18,7 % случаев) и лимфоузлов (17,8 %), реже - из содержимого rectum (7,2 %) и поверхности тушек (3,6 %) [29].
Из приведенных данных видно, что янтарную кислоту можно отнести к группе биологически активных веществ-метаболитов с широким спектром действия на организм. Многогранное ее влияние на функции организма обеспечивается тем, что она является одним из ключевых компонентов универсального внутриклеточного механизма - цикла Кребса, в котором происходит полное окисление активированной уксусной кислоты, образующейся при расходе углеводов, жиров и некоторых аминокислот.
Энергия окисления расходуется на синтез АТФ и запасание его в клетке, откуда он по мере необходимости мобилизуется и расходуется органами и тканями при выполнении ими тех или иных функций.
В цикле Кребса янтарная кислота образуется из ок-соглутаровой кислоты после потери ею СО2 и трансформации в сукцинил-СоА. Далее по циклу янтарная кислота трансформируется в фумаровую. Ее преформа-ты могут влиять на любое звено циклам. Введенная извне янтарная кислота может включаться в первоначальное звено - цикла Кребса путем её конденсации с оксалоацетатом и последующем окислением в лимонную кислоту и далее изменяться по циклу. Возможно «внедрение» её в цикл на уровне сукцинил-СоА.
При создании высоких концентраций янтарной, так же как и лимонной кислот (применении их в качестве кормовой добавки), они могут использоваться и как источник энергии и как субстрат при синтезе липидов в глиоксилатном цикле [30]. Этим можно объяснить разностороннее действие янтарной кислоты на метаболические процессы.
Цикл Кребса играет решающую роль источника водорода, который необходим для регенерации восстановленных форм пиридиннуклеотидов, обеспечивающих процессы ассимиляции и диссимиляции в организме. Функционирование цикла саморегулируется соотношением концентраций NADH: NAD, АТФ: АДФ (АМФ) и ацетил СоА: СоА. При высоком соотношении указанных соединений клетка достаточно обеспечена энергией, и «окислительный» поток в цикле Кребса замедляется. Когда в клетке недостаточно энергии - он стимулируется [5].
Все вышеперечисленное подтверждает положение М.Ф. Гулого [30] о том, что путем воздействия на процессы, происходящие в цикле трикарбоновых кислот, возможно активно влиять и до известной степени управлять жировым, углеводным и азотистым обменом в организме. При этом следует иметь в виду, что янтарная кислота менее эффективна, чем её сочетания с естественными метаболитами или фармакологическими средствами; её ростостимулирующее влияние рельефнее выражено на гипотрофиках, чем при нормальном развитии молодого животного, а иммунотропный эффект более надежен в случае применения в предвакци-нальный период, чем в период начала формирования иммунитета.
Список использованных источников
1 Мецлер Д. Биохимия: химические реакции в живой клетке. - М: Мир, 1980. - 606 с.
2 ХЭС (Химический энциклопедический словарь). -М.: Сов. энциклопедия, 1983. - С. 728,
3 Справочник «Видаль-ветеринар». - М.: АстраФарм-Сервис, 2011. - 512 с.
4 Машковский М.Д. Лекарственные средства. Изд. 2-е. - М.: Медгид, 1957. - 811 с.
5 Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. [и др.]. Основы биохимии. В 3-х т. - Т.З. Перев. с англ. - М.: Мир, 1981. - 726 с.
6 Виноградова М.В. Исследование токсичности янтарной кислоты методом биотестрования // Эффективные и безопасные лекарственные средства: мат-лы 1-го междунар. конгресса вет. фармакологов. - СПб: акад. вет. медицины, 2008. -С. 119-120.
7 Состояние антиоксидантной и иммунной системы у лисиц и песцов в поствакцинальный период при добавлении в корм янтарной кислоты/ О.Ю. Беспятых, И.А. Домский, З.Н. Бельтюкова и др. // С.-х. биология. Сер. Биология животных. -2012. - № 2. - С. 106-112.
8 Иммунореактивность у телочек при вакцинации против лептоспироза на фоне подкожного введения сукцината хитозана / Д.В. Иванов, Е.В. Крапивина, Ю.:Н. Федоров, А.И.
Абдулов // С.-х. биология. Сер. Биология животных. - 2009. -№ 2.- С. 104-110.
9 Гепатопротекторное действие раствора коламина, янтарной кислоты и серима при обработке инкубаторных яиц после их дезинфекции формальдегидом / Т.О. Азарнова, И.С. Арцева, С.Ю. Зайцева и др. // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2013. - № 3. - С. 104-110.
10 Лупова Е.И., Емельянова А.С. Изменение вторичных показателей вариационных пульсограмм у коров-первотелок в результате перенесенного стресса // Междунар. техн.-эконом. журнал. - 2012. - № 5 - С. 93-95.
11 Гусанов А.С. Использование сукцината железа в кормлении поросят // Зоотехния. - 2005. - № 4. - С.15-16.
12 Пчельников Д.В. Биокоординация соединения гемо-вит при лечении эндемического зоба у телят // Вет. патология. -2008. - № 4. - С.133-135.
13 Стимуляция развития норок янтарной кислотой / Н.Н. Тютюнник, Л.К. Кожевникова, Х.И. Мелдо, А.Р. Уншаков // Новые фармакологические средства в ветеринарии: мат-лы 10-й междунар. межвуз. и практич. конф. - СПб: ГАВМ, 1998. - С. 94.
14 Важнейшие научные результаты 2012 года: информационное издание национальной АН Беларуси. - Минск, 2013. - С. 118.
15 Копылов С.Н. Применение амицидина при миокардио-дистрофии у коров // Сибир. вестн. с.-х. науки. - 2009. - № 5. -С.78-82.
16 Скалкина О.А., Андреева Н.Л. Влияние премикса на иммунологическую реактивность поросят // Междунар. вестн. ветеринарии. - 2004. - № 2. - С. 26-29.
17 Козырев Д.К., Фомичев Ю.П. Применение подкисленного молока в сочетании с БАД в кормлении телят // Зоотехния. -2007. - № 2. - С. 26-28.
18 Назмиев Б.К., Салтыкова Е.С., Николаенко А.Г. Производные хитина как адаптогены в пчеловодстве // Пчеловодство. -2013. - № 1. - С.34-35.
19 Попов B.C., Зайцев В.П., Дружинин П.А, Результаты применения металосукцината в свиноводческих хозяйствах // Мат-лы междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы ветеринарной медицины». - Курск, 2008. - С. 307-310.
20 Прокофьева Г.Н. Биологически активные добавки в рационах молодняка крупного рогатого скота // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы ветеринарной медицины». - Курск, 2008. - С. 307-310.
21 21 Научно-практическая разработка новых иммуноме-таболических препаратов на основе янтарной кислоты, их клиническая эффективность: янтарный биостимулятор, металлосук-цинат и металлосукцинат-плюс: монография // А.Ф. Лебедев, О.М. Швец, Е.П. Евглевская и др. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2010. - 113с.
22 Имунометаболическая активность препарата на основе янтарной кислоты и левомизола / А.А. Евглевский, Е.П. Евглевская, Т.И. Михалева, О.Н. Михайлова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 1. - С. 64-65.
23 Новый препарат «Янтарный стимулятор» и эффективность его применения в ветеринарии / О.М. Швец, А.Ф. Лебедев, Е.П. Евглвская и др. // Эффективные и безопасные лекарственные средства: мат-лы 1-го Междунар. конгресса ветфармакологов. - СПб: Изд-во акад. вет. мед., 2008. - С. 74.
24 Новый подход к терапии инфекционных заболеваний / А.А. Евглевский, О.Н. Михайлова, Е.В. Караченцева // Вестник РАСХН. - 2013. - № 2. - С.71-72.
25 Эффективность применения препаратов серии янтарный биостимулятор при лейкозе крупного рогатого скота / А.А. Евглевский, А.Ф. Лебедев, В.В. Семенютин и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. -№ 6. - С.62-63.
26 Беспятых О.Ю. Влияние янтарной кислоты на показатели крови норок, больных алеутской болезнью // Вестн. Саратов. ГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2012. - № 7. - С. 7-8.
27 Коррекция воспроизводительной функции коров / З.Я. Косорукова, И.В. Яшин, Г.В. Зоткин, О.И. Захарова // Научное обеспечение устойчивости развития отраслей животноводства РФ. - Сев.-Кавказ, зон. НИВИ. - Новочеркасск, 2012. - С.71-73.
28 Van Immersial F., Bussell 1В., Flythe M.D. [et al.] The use of organic acids to combat Salmonella in poultry; a mechanistic explanation of the efficacy // Avian Phathology. - 2006. -Vol.35, № 3. - P. 187-188.
29 De Busser E.V. Effect of Organic Acid in Drinking Water During the last 2 weeks Prior to slaughter on Salmonella Shedding by Slaughter Pigs and Contamination of carcasses // Zoonoses and Public Health. -2009. -Vol.56, № 3. - P.129-136.
30 Гулый М.Ф. Основные метаболические циклы. - Киев: Наукова думка, 1968. - 417с.
Информация об авторах
Яковлева Елена Григорьевна, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры морфологии и физиологии ФГБОУ ВО «Белгородский ГАУ», тел. (4722) 38-15-71, e-mail: [email protected]
Анисько Роман Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры морфологии и физиологии ФГБОУ ВО «Белгородский ГАУ», тел. 8-9507150126.
Горшков Григорий Иванович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой морфологии и физиологии ФГБОУ ВО «Белгородский ГАУ», тел. (4722) 39-24-60; 89155647702.
SUCCINIC ACID - A NATURAL ADAPTOGEN AND IMMUNOSTIMULANT E.G. Yakovlev, R.V. Anisko, G.I. Gorshkov
Abstract. The data of the literature on the growth stimulating, antioxidant, immunotropic, hepatoprotective and other act yantar-noy acid, succinate and combinations with other drugs on animals. An attempt is made to explain the multifunction ro-lyu its influence in the universal intracellular mechanism - the Krebs cycle.
Keywords: succinic acid, succinate, combined prepa-raty, pigs, ruminants, poultry, Krebs cycle.
