Железодефицитная анемия лабораторных крыс как экспериментальная модель в пушном звероводстве

Автор: Балакирев Н.А., Дельцов А.А., Позябин С.В., Максимов В.И.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Морфометрические показатели и идентификация генотипов

Статья в выпуске: 4 т.57, 2022 года.

Бесплатный доступ

Железо - эссенциальный микроэлемент, необходимый для осуществления многих процессов в организме (регуляция обмена веществ, синтез ДНК и АТФ, перенос кислорода, тканевое дыхание, эритропоэз, иммунный ответ). У пушных зверей клеточного содержания железодефицитная анемия приводит к значительным экономическим потерям вследствие снижения жизнеспособности и плодовитости, ухудшения качества получаемой пушнины. Поэтому изучение причин возникновения этого микроэлементоза, разработка фармакологических средств и методических приемов его профилактики и лечения остаются актуальными проблемами. В своем сообщении мы приводим данные, подтверждающие моделирование этой патологии на основе атравматичного подхода - с помощью предложенной нами диеты, которая доступна по стоимости и входящим в ее состав ингредиентам. В качестве модельного объекта использовали белых крыс, которые по физиологическим особенностям более схожи с пушными зверями, чем другие лабораторные животные. Целью исследования было экспериментальное моделирование железодефицитной анемии у лабораторных крыс, чтобы в будущем экстраполировать полученные на этой модели результаты на пушных зверей. Из 4-месячных белых беспородных нелинейных лабораторных крыс массой 200 г сформировали две группы по 10 особей. Контрольные животные получали общепринятый сбалансированный рацион (Дельта Фидс - корм для лабораторных крыс и мышей Р-22, АО «БиоПро», Россия), соответствующий нормам потребления для лабораторных крыс (белки - 4 г, жиры - 2 г, углеводы - 25 г, клетчатка - 0,5-1,0 г); в опытной группе специально разработанный рацион 4-кратно ограничивал поступление железа в организм, но соответствовал нормам кормления по содержанию питательных веществ, витаминов и минералов (исключая железо). После 45 сут у особей в опытной группе развивалась железодефицитная анемия: по сравнению с контролем (особи, получавшие бездефицитную по железу диета) в крови достоверно (р ≤ 0,05) уменьшалось содержание гемоглобина на 37,5 г/л, гематокрита - на 21,35 %, числа эритроцитов - на 3,57×1012/л, концентрации сывороточного железа - на 18,44 мкмоль/л, среднего объема эритроцита - на 14,02 фл, среднего содержания гемоглобина в эритроците - на 6,26 пг, в эритроцитарной массе - на 73,29 г/л, регистрировалась гипохромия и микроцитоз. С 17-х сут эксперимента у животных отмечали одышку и учащение сердцебиения, с 24-х сут регистрировали понижение температуры, что указывает на развитие анемического синдрома. До 14-х сут цвет кожных покровов и слизистых оболочек, а также общее состояние животных в обеих группах соответствовали норме, после 14-х сут у крыс, получавших экспериментальный рацион с ограниченным содержанием железа, наблюдали анемичность кожного покрова и слизистых оболочек ротовой полости, а также вялость и угнетение общего состояния. Полученные нами результаты продемонстрировали возможность эффективно моделировать железодефицитную анемию лабораторных крыс, минимизируя стресс и исключая физическую и психическую травматизацию животных, риск их гибели, а также побочные эффекты. Модель успешно применена при оценке эффективности комплексного микроэлементного препарата на основе полимальтозного комплекса гидроксида Fe3+. В дальнейшем мы планируем использовать модель железодефицитной анемии крыс для разработки приемов профилактики и коррекции этой патологии у пушных зверей.

Еще

Пушное звероводство, железодефицитная анемия, препараты железа, моделирование анемии, лабораторные крысы

Короткий адрес: https://sciup.org/142236350

IDR: 142236350   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2022.4.718rus

Список литературы Железодефицитная анемия лабораторных крыс как экспериментальная модель в пушном звероводстве

  • Naigamwalla D.Z., Webb J.A., Giger U. Iron deficiency anemia. Canadian Veterinary Journal, 2012, 53(3): 250-256.
  • Балакирев Н.А., Максимов В.И., Староверова И.Н., Зайцев С.Ю., Балакирев А.Н. Биологическая роль минеральных веществ в клеточном пушном звероводстве (норководстве). М., 2017.
  • Meneghini I.R. Iron homeostasis, oxidative stress, and DNA damage. Free Radical Biology and Medicine, 1997, 23: 783-792 (doi: 10.1016/s0891-5849(97)00016-6).
  • Anderson G.J., Frazer D.M. Current understanding of iron homeostasis. The American Journal of Clinical Nutrition, 2017, 106(suppl_6): 1559S-1566S (doi: 10.3945/ajcn.117.155804).
  • Лаврик Н.Г. Уровень меди, цинка и железа в сыворотке крови стельных коров в зависимости от содержания микроэлементов в рационе. В сб.: Научные труды Сибирского НИВИ. М., 1979, т. 36: 55-57.
  • Бинеев Р.Г. Теоретическое и практическое значение хелатной концепции при оптимизации микроминерального питания в системе почва—растение—животное. Тезисы X Всесоюзной конференции по микросистемам. Чебоксары, 1986: 45-47.
  • Johnson G. Bioavailability and the mechanisms of intestinal absorption of iron from ferrous ascorbate and ferric polymaltose in experimental animals. Experimental Hematology, 1990, 18: 1064-1069.
  • Umbreit J.N., Conrad M.E., Moore E.G., Latour L.F. Iron absorption and cellular transport: the mobilferrin/paraferritin paradigm. Seminars in Hematology, 1998, 35(1): 13-26.
  • Arosio P., Elia L., Poli M. Ferritin, cellular iron storage and regulation. IUBMB Life, 2017, 69: 414-422 (doi: 10.1002/iub.1621).
  • Clinical biochemistry of domestic animals /J.J. Kaneko, J.W. Harvey, M.L. Bruss (eds.). Academic Press, 1997.
  • Li Y.O., Diosady L.L., Wesley A.S. Iron in vitro bioavailability and iodine storage stability in double-fortified salt. Food Nutr. Bull., 2009, 30(4): 327-335 (doi: 10.1177/156482650903000403).
  • Danielson B.G. Intravenous iron therapy efficacy and safety of iron sucrose, prevention and management of anemia in pregnancy and postpartum hemorrhage. Zurich: Schelenberg, 1998: 93-106.
  • Никонова Э.Б. Коррекция витаминно-минерального обмена в организме норок. Ветеринарная патология, 2005, 2: 63-66.
  • Nenortiene P. Preparation, analysis and anti-anemic action of peroral powders with ferrous oxalate. Medicina (Kaunas), 2002, 38(1): 69-76.
  • Skrypnik K., Bogdañski P., Sobieska M., Schmidt M., Suliburska J. Influence of multistrain pro-biotic and iron supplementation on iron status in rats. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2021, 1(68): 126849 (doi: 10.1016/j.jtemb.2021.126849).
  • Culeddu G., Li Su, Cheng Y., Pereira D., Payne R.A, Powell J.J., Hughes D.A. Novel oral iron therapy for iron deficiency anaemia: how to value safety in a new drug? British Journal of Clinical Pharmacology, 2022, 88(3): 1347-1357 (doi: 10.1111/bcp.15078).
  • Iron-containing enzymes: versatile catalysts of hydroxylation reactions in nature /S.P. de Visser, D. Kumar. The Royal Society of Chemistry Publishing, 2011.
  • Fiddler J.L., Clarke S.L. Evaluation of candidate reference genes for quantitative real-time PCR analysis in a male rat model of dietary iron deficiency. Genes and Nutrition, 2021, 16(1): 17 (doi: 10.1186/s12263-021-00698-0).
  • Балакирев Н.А., Максимов В.И., Дельцов А.А. Минерально-витаминное питание пушных зверей клеточного содержания: монография. М., 2021.
  • Ni S., Yuan Y., Kuang Y., Li X. Iron metabolism and immune regulation. Front. Immunol., 2022, 13: 816282 (doi: 10.3389/fimmu.2022.816282).
  • Парахневич А.В. Патофизиологические механизмы возникновения нарушений микрореологических свойств эритроцитов у новорожденных поросят. Вестник новых медицинских технологий, 2012, 19(2): 189-190.
  • Camaschella C. Iron-deficiency anemia. The New England Journal of Medicine, 2015, 372(19): 1832-1843 (doi: 10.1056/NEJMra1401038).
  • Городецкий В.В. Железодефицитные состояния и железодефицитные анемии: диагностика и лечение. М., 2004.
  • Killip S., Bennett J.M, Chambers M.D. Iron deficiency anemia. Am. Fam. Physician, 2007, 75(5): 671-678.
  • Cottin S.C., Gambling L., Hayes H.E., Stevens V.J., McArdle H.J. Pregnancy and maternal iron deficiency stimulate hepatic CRBPII expression in rats. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2016, 32: 55-63 (doi: 10.1016/j.jnutbio.2016.02.005).
  • Балакирев Н.А., Перельдик Д.Н., Домский И.А. Содержание, кормление и болезни клеточных пушных зверей. М., 2013.
  • Staron R., Lipinski P., Lenartowicz M., Bednarz A., Gajowiak A., Smuda E., Krzeptowski W., Pieszka M., Korolonek T., Hamza I., Swinkels D., Swelm R.V., Starzyñski R. Dietary hemoglobin rescues young piglets from severe iron deficiency anemia: duodenal expression profile of genes involved in heme iron absorption. PLoS ONE, 2017, 12: e0181117 (doi: 10.1371/journal.pone.0181117).
  • Lopez A., Cacoub P., Macdougall I.C., Peyrin-Biroulet L. Iron deficiency anaemia. Lancet, 2016, 387(10021): 907-916 (doi: 10.1016/S0140-6736(15)60865-0).
  • Szudzik M., Starzyñski R.R., Joñczy A., Mazgaj R., Lenartowicz M., Lipinski P. Iron supplementation in suckling piglets: an ostensibly easy therapy of neonatal iron deficiency anemia. Pharmaceuticals (Basel), 2018, 11(4): 128 (doi: 10.3390/ph11040128).
  • Bhattarai S., Framstad T., Nielsen J.P. Iron treatment of pregnant sows in a Danish herd without iron deficiency anemia did not improve sow and piglet hematology or stillbirth rate. Acta Vet. Scand., 2019, 61: 60 (doi: 10.1186/s13028-019-0497-6).
  • Asadi M., Toghdory A., Hatami M., Ghassemi Nejad J.. Milk supplemented with organic iron improves performance, blood hematology, iron metabolism parameters, biochemical and immunological parameters in suckling Dalagh lambs. Animals (Basel), 2022, 12(4): 510 (doi: 10.3390/ani12040510).
  • Балакирев Н.А., Максимов В.И., Дельцов А.А. Разработка и применение препаратов железа и принципы терапии железодефицитной анемии в звероводстве. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 2021, 2: 19-25.
  • Балакирев Н.А., Дельцов А.А., Максимов В.И. Разработка фармакологически активного соединения на основе полимерного комплекса для лечения и профилактики микроэле-ментозов пушных зверей. Кролиководство и звероводство, 2021, 3: 55-60 (doi: 10.52178/00234885.2021.3.55).
  • Havre G., Helgebostad A., Ender F. Iron resorption in fish-induced anaemia in mink. Nature, 1967, 215: 187-188 (doi: 10.1038/215187a0).
  • Староверова И.Н., Максимов В.И., Балакирев Н.А., Позябин С.В., Зайцев С.Ю., Дельцов А.А. Взаимосвязь диэлектрических свойств, морфофизиологических характеристик, биохимического состава и качества кожно-волосяного покрова у пушных зверей клеточного содержания. Сельскохозяйственная биология, 2021, 56(4): 809-818 (doi: 10.15389/agrobiology.2021.4.809rus).
  • Fisher A.L., Sangkhae V., Presicce P., Chougnet C.A., Jobe A.H., Kallapur S.G., Tabbah S., Buhimschi C.S., Buhimschi I.A., Ganz T., Nemeth E. Fetal and amniotic fluid iron homeostasis in healthy and complicated murine, macaque, and human pregnancy. JCI Insight, 2020, 5(4): e135321 (doi: 10.1172/jci.insight.135321).
  • Davis M.R., Hester K.K., Shawron K.M., Lucas E.A., Smith B.J., Clarke S.L. Comparisons of the iron deficient metabolic response in rats fed either an AIN-76 or AIN-93 based diet. Nutr. Metab. (bond), 2012, 9(1): 95 (doi: 10.1186/1743-7075-9-95).
  • Abbaspour N., Hurrell R., Kelishadi R. Review on iron and its importance for human health. J. Res. Med. Sci., 2014, 19(2): 164-174.
  • Asowata E.O., Olusanya O., Abaakil K., Chichger H., Srai S.K., Unwin R.J., Marks J. Diet-induced iron deficiency in rats impacts small intestinal calcium and phosphate absorption. Acta Physiologica, 2021, 232(2): e13650 (doi: 10.1111/apha.13650).
  • Perry A. An investigation of iron deficiency and anemia in piglets and the effect of iron status at weaning on post-weaning performance. Journal of Swine Health and Production, 2016, 24(1): 10-20.
  • Soliman A.T., De Sanctis V., Yassin M., Soliman N. Iron deficiency anemia and glucose metabolism. Acta Biomed, 2017, 88(1): 112-118 (doi: 10.23750/abm.v88i1.6049).
  • Pasini E., Corsetti G., Romano C., Aquilani R., Scarabelli T., Chen-Scarabelli C., Dioguardi F.S. Management of anaemia of chronic disease: beyond iron-only supplementation. Nutrients, 2021, 13(1): 237 (doi: 10.3390/nu13010237).
  • Karshalev E., Zhang Y., Esteban-Fernández de Ávila B., Beltrán-Gastélum M., Chen Y., Mundaca-Uribe R., Zhang F., Nguyen B., Tong Y., Fang R.H., Zhang L., Wang J. Micromotors for active delivery of minerals toward the treatment of iron deficiency anemia. Nano Lett., 2019, 19(11): 7816-7826 (doi: 10.1021/acs.nanolett.9b02832).
  • Kaufman R.M., Simeon P. Iron-deficient diet: effects in rats and humans. Blood, 1966, 28(5): 726-737.
  • Thakur M.K., Kulkarni S.S., Mohanty N., Kadam N.N., Swain N.S. Standardization and development of rat model with iron deficiency anaemia utilising commercial available iron deficient food. Biosciences Biotechnology Research Asia, 2019, 16(1): 71 (doi: 10.13005/bbra/2722).
  • Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet. The Journal of Nutrition, 1997, 127(5): 838S-841S (doi: 10.1093/n/127.5.838S).
  • Reeves P.G., Nielsen F.H., Fahey G.C. Jr. AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. J. Nutr., 1993, 123(11): 1939-1951 (doi: 10.1093/jn/123.11.1939).
  • Joshi T.P., Fiorotto M.L. Variation in AIN-93G/M diets across different commercial manufacturers: not all AIN-93 diets are created equal. The Journal of Nutrition, 2021, 151(11): 3271-3275 (doi: 10.1093/jn/nxab274).
  • Щукина Е.С., Косовский Г.Ю., Глазко В.И., Кашапова И.С., Глазко Т.Т. Домашний кролик Oryctolagus cuniculus var. domestica L. как модель в изучении доместикации и биомедицинских исследованиях (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2020, 55(4): 643-658 (doi: 10.15389/agrobiology.2020.4.643rus).
  • Лоенко Н.Н. Применение препарата «Био-железо с микроэлементами» для повышения продуктивности самок соболей. Кролиководство и звероводство, 2012, 4: 17-18.
  • Cybulski W., Jarosz L., Chalabis-Mazurek A., Jakubczak A., Kostro K., Kursa K. Contents of zinc, copper, chromium and manganese in silver foxes according to their age and mineral supplementation. Polish Journal of Veterinary Sciences, 2009, 12(3): 339-245.
  • Березина О.В. Сравнительная эффективность препаратов при железодефицитной анемии норок. Автореф. канд. дис. Казань, 2000.
  • Ender F., Dishington I., Madsen R., Helgebostad A. Iron-deficiency anemia in mink fed raw marine fish. A five year study. Fortschr. Tierphysiol. Tierernahr., 1972, 2: 1-46.
  • Международные рекомендации по проведению медико-биологических исследований с использованием животных. Ланималогия, 1993, 1: 29.
  • Абрашова Т.В., Гущин Я.А., Ковалева М.А., Рыбакова А.В., Селезнева А.И., Соколова А.П., Ходько С.В. Справочник. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных. M., 2013.
  • Битюков И.П., Лысов В.Ф., Сафонов Н.А. Практикум по физиологии сельскохозяйственных животных. М., 1990.
  • Тодоров И.Н., Тодоров Г.И. Стресс, старение и их биохимическая коррекция. М., 2003.
  • Камышников В.С. Клиническая лабораторная диагностика. М., 2022.
  • Rydal M.P., Bhattarai S., Nielsen J.P. An experimental model for iron deficiency anemia in sows and offspring induced by blood removal during gestation. Animals (Basel), 2021, 11(10): 2848 (doi: 10.3390/ani11102848).
  • Красникова И.М. Патогенетически обоснованные принципы коррекции экспериментальных железодефицитных анемий. Канд. дис. Иркутск, 2003.
  • Красникова И.М., Четверикова Т.Д., Куклина Л.Б., Колбасеева О.В., Макарова Н.Г., Нос-кова Л.К., Медведева С.А., Александрова Г.П., Грищенко А.А. Моделирование и экспериментальная терапия железодефицитной анемии у крыс. Сибирский медицинский журнал (Иркутск), 2002, 31(2): 26-27.
  • Zhang A.S., Canonne-Hergaux F., Gruenheid S., Gros P., Ponka P. Use of Nramp2-transfected Chinese hamster ovary cells and reticulocytes from mk/mk mice to study iron transport mechanisms. Exp. Hematol., 2008, 36(10): 1227-1235 (doi: 10.1016/j.exphem.2008.04.014).
  • Hunt A., Jugan M.C. Anemia, iron deficiency, and cobalamin deficiency in cats with chronic gastrointestinal disease. Journal of Veterinary Internal Medicine, 2021, 35(1): 172-178 (doi: 10.1111/jvim.15962).
  • Антипов А.А. Патогенетические механизмы развития, диагностика и профилактика алиментарной железодефицитной анемии поросят. Канд. дис. М., 2013.
  • Zoller H. Duodenal metal-transporter (DMT-1, Nramp-2) expression in patients with hereditary haemochromatosis. Lancet, 1999, 353: 2120 (doi: 10.1016/s0140-6736(98)11179-0).
  • Kang J.O. Chronic iron overload and toxicity: clinical chemistry perspective. Clinical and Laboratory Science, 2001, 14(3): 209-219.
  • Лукина Е.А., Деженкова А.В. Метаболизм железа в норме и при патологии. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика, 2015, 8(4): 355-361.
  • Salomao M.A. Pathology of hepatic iron overload. Clin. Liver Dis. (Hoboken), 2021, 17(4): 232237 (doi: 10.1002/cld.1051).
Еще
Статья научная