Применение янтарной кислоты и модифицированного бентонита для профилактики отравления животных тяжелыми металлами

Загрязнение окружающей среды, выбросы промышленного характера, нерациональное использование природных удобрений и кормовых консервантов – факторы наносящие необратимый ущерб экологической обстановке нашей планеты и являющиеся помехой для решения проблем продовольственного обеспечения населения России, вызванных резким увеличением заболеваемости сельскохозяйственных животных.

Среди неорганических элементов окружающей среды крайне негативно влияющих на все живые организмы являются тяжелые металлы (ТМ). Одни из них необходимы организму для обеспечения нормального функционирования, а другие оказывают противоположное этому действие, вызывая интоксикацию и гибель. Наиболее токсичными среди металлов-загрязнителей являются свинец и кадмий [3, 4, 5].

Именно поэтому корма и их безопасность, а также сохранность продукции сельского хозяйства от воздействия данных экотоксикантов является важным звеном в системе мер здравоохранения. Для решения данной проблемы все чаще применяются энтеросорбенты и разнообразные адаптогены, обладающие биоактивными свойствами, способностью оказывать регулирующее влияние на интенсивность обменных процессов, усиливать функциональную активность органов и систем организма [6, 8].

Все чаще в литературе появляются данные о стимулирующем влиянии янтарной кислоты на гемопоэз, поскольку она участвует в синтезе гемоглобина и оказывает благоприятное влияние на абсорбцию в кишечнике железа и цинка, являющихся антагонистами свинца и снижающими его содержание в тканях животных. Кроме того, янтарная кислота, являясь незаменимым звеном в цикле трикарбоновых кислот, участвует в синтезе АТФ, нормализует энергетический обмен, обладает адапто-генными свойствами, оказывает антигипо-ксическое и антиоксидантное действие.

Проблему сохранности животных и их продуктивности, в современном мире решают при помощи группы природных алюмосиликатных минералов – бентонитов – уникальных природносбалансированных минеральных комплексов, содержащих до 70 эссенциальных (незаменимых) микроэлементов. При их участии происходит активизация клеточного метаболизма, восстановление механизмов саморегуляции организма, обеспечивается постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, стимулируются различные реакции обмена веществ, процессы всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови, выделения из организма недоокис-ленных продуктов биологического синтеза [11, 17].

В связи с этим целью наших исследований явилось изучение возможности применения янтарной кислоты и модифицированного бентонита для профилактики сочетанного отравления животных кадмием и свинцом.

Материал и методы исследований. Для работы использовали свинца аце- тат (ГОСТ 4426-75) и кадмия хлорид (ГОСТ 4330-76). В качестве сорбента использовали модифицированный бентонит (Модибент). Модибент – представляет собой сорбирующее средство для перорального использования, предназначенное для применения животным в качестве энтеросорбента при желудочно-кишечных заболеваниях и патологических состояниях, сопровождающихся интоксикацией организма. Модифицируют его путем использования сернокислого цинка. В качестве адаптогена использовали янтарную кислоту.

Экспериментальные исследования проводили на 9 кроликах живой массой 2,0-2,3 кг. Животные были разделены на 3 группы. Первая группа кроликов служила биологическим контролем и получала обычный рацион. Второй группе животных в корм подмешивали свинца ацетата в дозе 2 ПДК (10 мг/кг массы корма) и кадмия хлорид в дозе 2 ПДК (0,6 мг/кг корма). Третья совместно с токсикантами получа- ли модифицированный бентонит в количестве 2 % от сухого вещества рациона и янтарную кислоту в дозе 25 мг/кг массы тела. Опыты проводили в течении 30 дней, тяжелые металлы и препараты вводились ежедневно.

В ходе эксперимента проводили определение живой массы и следили за поведением животных. Гематологические исследования проводили на гемоанализаторе. Продукты перекисного окисления липидов определяли по Гончаренко М. С., Латиновой А.М. [2], SH-группы тяжелых металлов – колориметрическим методом.

Результаты исследований. Видимых изменений в поведении животных, которые получали обычный рацион и у кроликов, которым вводили с металлами профилактические препараты, не отмечались. Тогда как у животных второй группы изменения в поведении характеризовались снижением поедаемости корма и уменьшением массы тела. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Изменение массы тела кроликов при введении в рацион тяжелых металлов на фоне применения модифицированного бентонита и янтарной кислоты, кг (n=3)

Группа	Срок исследования, сут		Прирост, г
	Начало опыта, кг	Конец опыта, кг
1	2,03±0,04	2,50±0,07	470
2	2,07±0,11	2,33±0,04	250
3	2,32±0,11	2,73±0,04	410

Как видно из таблицы 1, во второй группе, получавшей только тяжелые металлы прирост массы тела, был ниже в 2 раза по отношению к животным получавших с металлами сорбент и адаптоген. Важным для оценки воздействия тяжелых металлов и оценки эффективности средств профилактики является изучение показателей гомеостаза, к которым относят гематологические и биохимические показатели .

Наиболее выраженные изменения происходили в группе, получавшей тяжелые металлы. Так содержание лейкоцитов на 20 и 30 сутки увеличивалось на 10 и 6,7 %, лимфоцитов на 10,9 и 10,9 %, соответственно. Прослеживалось увеличение содержания гранулоцитов на 10 сутки – на 12 %, с последующим снижением до фонового уровня. Отмечалось снижение количе- ства эритроцитов и гемоглобина в данные сроки исследования в среднем на 11-12 %. В третьей группе животных, которым с токсикантами вводили в рацион сорбент и янтарную кислоту, морфологические показатели крови не изменялись и характеризовались стабильной динамикой на протяжении всего исследования. Содержание сульфгидрильных групп является одним из основных показателей, определяющих отравление организма тиоловыми ядами. Так у кроликов, получавших корм, контаминированный кадмием и свинцом, наблюдалось снижение содержания сульфгидрильных групп в исследуемые сроки на 10,4; 16,8 и 18,9 % от фона. Тенденция к снижению прослеживалась и у животных, получавших с металлами сорбент и янтарную кислоту.

Рисунок 1 – Содержание сульфгидрильных групп при отравлении тяжелыми металлами и применении препаратов

Как видно на диаграмме (Рисунок 1) количество сульфгидрильных групп снижалось на 5,2; 7,3 и 10,5 %. Кадмий и свинец являются тиоловыми ядами, их объединяет способность вступать в химическое взаимодействие с сульфгидрильными группами белков и некоторых ферментов, в результате чего из-за блокады активных радикалов аминокислот нарушается синтез клеточных белков и изменяется активность многих ферментов. С веществами, содержащими SH-группы связано нормальное функционирование большинства систем организма – проведение нервного импульса, тканевое дыхание, мышечное сокращение, проницаемость клеточных мембран и другие важнейшие функции [1, 7].

О характере изменения процесса перекисного окисления липидов при сочетанном отравлении кадмием и свинцом судили по содержанию его конечного продукта – малонового диальдегида (МДА) в крови.

Рисунок 2 – Содержание МДА в крови кроликов при введении в рацион тяжелых металлов на фоне применения модифицированного бентонита и янтарной кислоты (n=3).

Из диаграммы (Рисунок 2) видно, что у животных второй группы, получавших свинец и кадмий, отмечалось увеличение МДА на 20 и 30 сутки исследования на 31 и 19 %, тогда как в группе кроликов, получавших совместно с тяжелыми металлами изучаемые препараты, значимых изменений в содержании данного показателя не происходило.

Процесс липопероксидации является универсальным неспецифическим патогенетическим звеном в развитии многих заболеваний. Цепной характер свободно радикальных процессов и чрезвычайная токсичность образующихся при этом продуктов (гидроперекиси, свободные радикалы и др.) играют существенную роль в патогенезе ряда нозологических форм.

Указанные факторы способствуют снижению резистентности организма, что в определенной мере обусловлено снижением системы антиоксидантной активности крови, которая в норме обезвреживает токсичные продукты метаболизма, образующиеся при пероксидации липидов, что может явиться основной причиной повреждения клеточных мембран. Поступление тяжелых металлов сопровождалось увеличением содержания кадмия и свинца в печени, почках и мышцах соответственно в 17,9; 15,5 и 1,7 раза. Тогда как применение изучаемых препаратов способствовало снижению количества металлов в 1, 2, 3 и 3,5 раза.

Заключение. Сочетанное поступление кадмия и свинца на уровне 2 ПДК в организм животных характеризуется понижением поедаемости корма, снижением прироста массы тела в 2 раза и изменением некоторых показателей гомеостаза. Применение модифицированного бентонита с янтарной кислотой снижает токсическую нагрузку на организм, нормализуя гемато- логические, биохимические показатели крови и способствуя снижению содержания тяжелых металлов в органах.

Резюме

Целью наших исследований явилось изучение возможности применения янтарной кислоты и модифицированного бентонита для профилактики сочетанного отравления животных кадмием и свинцом. Было проведено экспериментальное исследование на кроликах, разделенных на 3 группы, где 1 группа служила биологическим контролем, второй вводили ацетат свинца и кадмия хлорид, третьей – тяжелые металлы вместе с янтарной кислотой и модифицированным бентонитом. По результатам проведенного исследования можно судить о том, что применение модифицированного бентонита с янтарной кислотой нормализует гематологические и биохимические показатели крови при отравлении тяжелыми металлами.