Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕМЕНТОЗОВ МОЛОДНЯКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ЭЛЕМЕНТНОМУ СОСТАВУ ШЕРСТИ

Изобретение относится к областям животноводства, ветеринарии и может быть использовано при оценке индивидуального здоровья животных.

Способ включает определение уровня содержания химических элементов в шерсти и оценку результатов с учетом стандартных значений центильных шкал. При значении концентрации химических элементов от 10 до 90 центильного значения уровень оценивают как нормальный, значения, лежащие в интервале от 0,1 до 9,99 и от 90,01 до 99,9 центиля, оценивают как отклонения, соответствующие состоянию предболезни.

Способ повышает качество диагностики элементозов молодняка крупного рогатого скота, позволяет выявить изменения в организме практически здоровых животных, ранние и скрытые формы нарушений здоровья, которые не выявляются с помощью традиционных методов диагностики.

В результате интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства в России имеет место напряженная эколого-геохимическая ситуация, произошло значительное изменение характера кормления, появились новые биологически активные добавки, ветеринарные препараты. Все указанное может обусловить развитие в организме животного нарушения микро- и макроэлементного статуса [1, 2].

Роль химических элементов в функционировании живого организма не вызывает сомнения, доказано их участие в большинстве биохимических процессов и разнообразных функциях. При этом каждый макро- или микроэлемент характеризуется определенным оптимальным диапазоном содержания в организме. Отклонения в концентрации химических элементов способны привести к возникновению реакций различной степени выраженности, физиологическим изменениям в пределах обычной регуляции, значительным нарушениям метаболизма, специфическим заболеваниям [2, 3].

Это определяет важность разработки и внедрения современных информативных диагностических, лечебных, оздоровительных и профилактических технологий.

Учение об элементозах человека за небольшой промежуток времени преодолело путь от разработки аналитических методов исследования и первичного формирования баз данных до интерпретации информации об элементном составе биосубстратов человека и назначения корректирующих препаратов. Результатом дальнейших работ в этом направлении стала разработка гипотез, предсказывающих по динамике элементного состава биосубстратов развитие патологии и коррекции элементного статуса [4, 5, 6].

Успехи зоотехнической науки куда более скромны. Отсутствие данных по оптимальным нормам концентрации химических элементов в «метаболически неактивных» биосубстратах крупного рогатого скота делают невозможным использование шерсти животного, в качестве диагностического индикатора при выявлении элементозов [7].

Известен способ биохимической диагностики микроэлементного дисбаланса у сельскохозяйственных копытных животных [8], характеризующийся тем, что в качестве биоиндикаторов используют образец пахты, выделенный из молока сельскохозяйственных копытных животных.

Основными недостатками данного метода является:

1. Неприменимость способа к породам мясного направления продуктивности и половозрастным группам, не продуцирующим молоко;

2. Неудобство, связанное с транспортировкой и хранением биосубстрата;

3. Информативность показателей элементного состава пахты сильно связана с кратковременными изменениями в кормлении животного.

Известен способ диагностики хронических микроэлементозов сельскохозяйственных копытных животных [9], характеризующейся отбором образцов шерсти путем настрига ее с кисти хвоста.

Недостатком способа является:

1. Невозможность диагностировать элементозы по ряду эссенциальных, условно эссенциальных и токсичных элементов в связи с малым количеством исследуемых элементов (Sr, Cu, Мо, Pb, Cd, Hg, Se);

2. Не приведены границы интервалов, соответствующие состоянию предболезни.

Наиболее приближенным к нашему способу является способ оценки состояния здоровья детей 1 группы здоровья [10], разработанный ранее и взятый нами за прототип, включающий определение уровня содержания химических элементов в волосах детей с установленной 1 группой здоровья.

Оценивают результаты с учетом возрастных региональных стандартных значений центильных шкал: при значении концентрации одного или нескольких химических элементов от 25 до 75 центильного значения уровень оценивают, как нормальный, ребенка относят к 1 группе здоровья, ниже 25 до 10 или выше 75 до 90 центиля уровень оценивают как сниженный или повышенный и ребенка переводят во 2 группу здоровья.

Разработанный нами способ отличается тем, что при его осуществлении за норму берутся значения в интервале от 10 до 90 центиля, от 0,1 до 9,99 и от 90,01 до 99,9 включительно оценивают как состояние, соответствующее предболезни.

Как показал проведенный анализ имеющейся научной и патентной информации сведений, относящихся к решению проблемы диагностики состояния здоровья крупного рогатого скота, на основании исследования и оценки микро- и макроэлементного статуса не достаточно. В связи с этим, представляется важным разработка способа оценки состояния здоровья животных на основе изучения элементного состава шерсти.

Задачей изобретения является разработка достоверного способа диагностики элементозов, позволяющего выявить и оценить изменения в организме животных на стадии предболезни, а также ранние и скрытые формы нарушений здоровья.

Поставленная задача решается способом исследования и оценки микро- и макроэлементного статуса организма животного по химическому составу шерсти.

Исследование образцов шерсти осуществлялось по 25 химическим элементам (Al, As, В, Са, Cd, Со, Cr, Cu, Fe, Hg, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Sr, V, Zn) в лаборатории AHO «Центра биотической медицины» г.Москва (аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦОА.311, регистрационный номер в Государственном реестре РОСС RU.0001.513118 от 29 мая 2003 г.).

Определение элементного состава оцениваемых проб производили методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой на приборах Optima 2000 DV и ELAN 9000 (PerkinElmer, США). Пробо-подготовка осуществлялась методом микроволнового разложения на приборе Multiwave3000, А.Paar.

Обработка полученного материала проводилась с помощью общепринятых параметрических (t - критерий Стьюдента) и непараметрических критериев Манна-Уитни статистических методов с применением программы «Statistica 10».

В качестве диагностической биосреды была использована шерсть, отобранная от молодняка крупного рогатого скота мясного и молочного направлений продуктивности. Проба формировалась как средняя с 3-5 точек с участка 5×5 см с холки животного [11].

В результате исследований нами были разработаны нормативные показатели (центильные интервалы) концентрации химических элементов у клинически здорового молодняка крупного рогатого скота. Для оценки состояния микро- и макроэлементного статуса животных использовали центильный метод.

Сущность центильного метода заключается в том, что все результаты измерений одного признака располагают в восходящем порядке в виде упорядоченного ряда. Этот ряд делят на сто интервалов. Для характеристики распределения приводят несколько фиксированных центилей. Каждый из фиксированных центилей называют дентальной вероятностью и обозначают в процентах. Между фиксированными центильными вероятностями образуются промежутки, которые получили названия центильных интервалов.

На основании исследования и анализа концентрации химических элементов в шерсти 230 клинически здоровых животных нами были разработаны центильные шкалы для оценки уровня содержания 25 химических элементов (табл. 1).

Границы центильных интервалов устанавливали на основании исследований, выполненных на 8-месячных бычках герефордской породы. Контрольная группа (n=10) получала полноценный по содержанию минеральных веществ рацион [12]; I опытная (n=10) содержалась на основном рационе с 50% дефицитом по минеральным веществам; II опытная группа (n=10), содержалась на основном рационе с включением химических элементов в количестве, двукратном превышению нормы. Продолжительность опыта составила 90 суток. Отбор образцов шерсти производился в начале и в конце эксперимента. Результаты химического анализа шерсти свидетельствуют о том, что в начале эксперимента концентрация химических элементов в шерсти животных всех изучаемых групп находилась в пределах 10-90 центиля. В конце эксперимента у животных опытных групп отмечались характерные отклонения в концентрации химических элементов в шерсти, от аналогичных значений контрольной группы. В частности, у 100% особей I опытной группы значения концентрации изучаемых элементов находились в диапазоне 0-10 центиля, у животных II группы отмечалось смещение средних величин концентрации в область 90-100 центильного интервала. Содержание химических элементов в шерсти всех животных контрольной группы находилось в рамках 10-90 центиля и имело статистически не достоверную разницу в показателях по отношению к началу эксперимента. Вышеописанные результаты исследований позволили предположить наличие отклонений в элементном статусе организма животного при уровне содержания химических элементов в шерсти ниже 10 и выше 90 центилей, а к вариантам «физиологической нормы» отнести значения, лежащие в интервале от 10 до 90 центиля.

Для подтверждения вывода о взаимосвязи между показателями здоровья обследованных животных и уровнем содержания в их организме химических элементов было исследовано состояние общей реактивности организма методом интегральных коэффициентов (клеточно-фагоцитарной защиты (КФЗ), специфического иммунного лимфоцитарно-моноцитарного потенциала (СИЛМП)) показателей периферической крови [13], бактерицидную активность сыворотки крови (БАСК), концентрацию бета-лизинов и лизоцимов.

Для наблюдений были сформированы три группы практически здоровых животных по 30 голов в каждой: контрольная группа - показатели химического состава шерсти находились в интервале от 10 до 90 центиля; I группа - от 0,1 до 9,99 центиля; II группа - от 90,01 до 99,9 центиля.

Исследования крови и ее сыворотки проводилось в лаборатории «Агроэкология техногенных наноматериалов» ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства» на автоматическом гематологическом анализаторе URIT-2900 Vet Plus.

При оценке состояния общей реактивности животных выявлено, что среднее значение КФЗ у животных I и II группы было значимо ниже аналогичного у обследованных из контрольной. Кроме того, в сравниваемых группах установлена существенность различий по показателям СИЛМП (табл. 2).

Для выявления способности специфических клеточных элементов к захвату и перевариванию внедрившихся в организм агентов, т.е. к фагоцитозу, нами проведена оценка показателей естественной резистентности организма.

Полученные материалы указывают на то, что при отклонении в концентрации одного или нескольких химических элементов в шерсти от установленной нормы наблюдаются статистическе значимые различия по показателям неспецифического иммунитета в крови и сыворотки подопытных животных (табл. 3).

Таким образом, у практически здоровых животных с отклонениями макро- и микроэлементного состава шерсти от 10 до 24,9 центиля и от 75,01 до 90 центиля оценивается как нормальное.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Хотимченко С.А., Алесеева И.А. Подходы к оценке алиментарной нагрузки чужеродными веществами// Гигиена и санитария. - 2001. - №5. - С. 25-27.

2. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология/A.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Медицины, 1991. – 496.

3. Смоляр В.И. Гипо- и гипермикроэлементозы человека. - Киев: Здоровья, 1989. - 152 с.

4. Патент на изобретение RU №2180121. Способ определения изменений в биологической системе макро- и микроэлементного гомеостаза у человека при различных заболеваниях /Канунова Р.А.; Протасова О.В.; Максимова И.А.; Бравина B.В. - Опубликовано: 27.02.2002.

5. Патент на изобретение RU №2129426. Способ определения макро- и микроэлементного баланса в организме/ Канунова Р.А., Рустембекова С.А. - Опубликовано: 27.04.1999.

6. Патент на изобретение RU №2040257. Способ определения дефицита микроэлементов в организме человека/ Вельховер Е.С. - Опубликовано: 25.07.1995.

7. Мирошников С.А., Харламов А.В., Завьялов О.А., Фролов А.Н. Региональные особенности элементного состава шерсти крупного рогатого скота (результаты пилотного исследования) //Вестник мясного скотоводства. 2015. Т. 2. №90. С. 7-10.

8. Патент на изобретение RU №2542436. Способ биохимической диагностики микроэлементного дисбаланса у сельскохозяйственных копытных животных/ Тютиков С.Ф., Ермаков В.В. - Опубликовано: 20.02.2015.

9. Патент на изобретение RU №2477483. Способ диагностики хронических микроэлементозов сельскохозяйственных копытных животных/ Тютиков С.Ф., Ермаков В.В. - Опубликовано: 10.03.2013.

10. Патент на изобретение RU №2256401. Способ оценки состояния здоровья детей 1 группы здоровья/ Транковская Л.В., Лучанинова В.Н., Крукович Е.В., Косницкая Е.А. - Опубликовано: 20.07.2005.

11. Miroshnikov S., Kharlamov A., Zavʹyalov О., Frolov A, Bolodurina I., Arapova О. Duskaev G. Method of Sampling Beef Cattle Hair for Assessment of Elemental Profile// Pakistan Journal of Nutrition 14 (9): 632-636, 2015.

12. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. - 3-е изд., перераб. и доп./ под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова, Н.И. Клейменова. - М., 2003. - 456 с.

13. Бондарь Г.Н. Клинические и иммунологические особенности острой пневмонии у детей в зависимости от фаз 28-суточного индивидуального биоритма. Автореф. дис. … канд. мед. наук. - Владивосток, 1997. - 31 с.