Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА И СВИНЦА В ОРГАНИЗМЕ КРЫС

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в лабораториях биологического и медицинского профиля, решающих вопросы по влиянию пробиотических препаратов на снижение тяжелых металлов в организме животных.

Известен способ снижения содержания тяжелых металлов в теле кур [Патент RU №2391860, опубл. 20.06.10 г.]. Способ характеризуется тем, что птице скармливают основной рацион, зерновую часть которого предварительно смешивают с электроактивированной клинкерной пылью в количестве 1,5-2,5% на сухое вещество от основного рациона и подвергают теплой экструзии при температуре 70-110°С и давлении 8-14 МПа в течение 8-10 сек. Способ обеспечивает снижение содержания тяжелых металлов в теле кур.

Однако недостатком данного способа является то, что введение электроактивированной пыли в зерновую часть основного рациона и последующей ее тепловой экструзии не приводит к нормализации кишечной микрофлоры, т.е. требует дополнительного восстановления.

Известен способ снижения содержания свинца в теле кур, взятый в качестве прототипа, включающий дачу корма, который содержит ферментный премикс в дозе 0,1% от массы корма [Патент на изобретение RU №2270580 опубл. 27 февраля 2006 г.].

Недостатком данного способа является то, что он направлен на выведение только свинца.

Технический результат изобретения - снижение содержания цинка и свинца в организме крыс за счет введения препарата «Споробактерин» (штамм Bacillus subtilis 534), что в итоге позволит повысить устойчивость организма животных к заболеваниям. В качестве модели in vivo использовали лабораторных крыс.

Решение задачи достигается тем, что в способе снижения содержания цинка и свинца в организме крыс, включающем дачу корма, вводят крысам per os один раз в сутки препарат «Споробактерин» на основе спорообразующего штамма Bacillus subtilis 534 в количестве 0,5-1,5 мл на одну голову натощак в течение 7-14 дней, начиная с момента достижения крысами половой зрелости.

Бактерии Bacillus subtilis штамма 534 выделяют антибактериальные вещества широкого спектра действия, подавляющие развитие ряда патогенных и условно-патогенных бактерий. Рост сапрофитов, в том числе и нормальной микрофлоры кишечника, споробактерином не угнетается.

Таким образом, пероральное введение указанного средства натощак в дозе 1 мл на одну голову и 1 раз в сутки оказывает непосредственное действие на нормализацию кишечной микрофлоры и снижает содержание тяжелых металлов (Zn и Pb), без дополнительного восстановления кишечной флоры за счет того, что используются пробиотические штаммы микроорганизмов, способные поддерживать естественную микрофлору кишечника.

Способ снижения содержания цинка и свинца в организме животных осуществляется следующим образом. Ранее на модели in vitro экспериментальным путем было получено, что из трех исследуемых пробиотических препаратов на основе рода Bacillus (Споробактерин, Бактисубтил, Биоспорин) наиболее эффективным оказался Споробактерин [Фомина М.В., Кван О.В., Сизенцов А.Н., 2011].

Для осуществления способа из 96 особей крыс линии Wistar, находящихся в периоде половой зрелости, т.е. в возрасте, когда животные достигают максимальный убойный вес, было сформировано 8 групп: две контрольные и 6 опытных групп. В качестве интоксикантов использовались соли тяжелых металлов - сульфат цинка и нитрат свинца, т.к. они являются наиболее распространенными (в случае цинка) и наиболее опасными (в случае свинца) загрязнителями окружающей среды.

Первая контрольная группа получала основной рацион (K₁), вторая контрольная - основной рацион с добавлением ферментного премикса в дозе 0,1% от массы корма (К₂). Три опытные группы перед осуществлением способа получили нитрат свинца, а другие три - сульфат цинка. После этого первые три группы получали основной рацион с добавлением пробиотика Споробактерин в дозировках: О₁ - 0,5 мл, O₂ - 1 мл и О₃ - 1,5 мл, и последующие три опытные группы получали основной рацион с добавлением пробиотика Споробактерин в дозировках: O₄ - 0,5 мл, O₅ - 1 мл и О₆ - 1,5 мл.

Кормление всех групп осуществляли два раза 14 дней, причем добавление пробиотика Споробактерин в основной рацион осуществляли один раз в день, натощак, поскольку происходит лучшая усвояемость препарата и колонизация КОЕ бактериями кишечника подопытных животных.

Экспериментальные исследования на животных проводили в соответствии с инструкциями, рекомендуемыми Российским Регламентом, 1987 г. и «The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (Nationak Academy Press Washington, D.C. 1996)». Подопытные животные находились в одинаковых условиях содержания.

Взятие материала проводилось с периодичностью в семь дней (фоновое исследование, седьмой, четырнадцатый дни). Проанализирована способность бацилл к накоплению тяжелых металлов в тканях (для этого брали такие биологические материалы, как кости, мышцы и шкура лабораторных животных). Ретенция цинка и свинца в тело подопытных животных отражена в таблице.

Анализ исследуемых биосубстратов крыс и кормов осуществлялся в лаборатории АНО «Центр биотической медицины», г. Москва (аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦОА.311, регистр, номер в гос. реестре РОСС RU.0001.513118 от 29 мая 2003) с использованием методов атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой (приборы ICAP-9000 «Thermo Jarrell Ash, США, Perkin Elmer Optima 2000DV, США; МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). Пробоподготовка осуществлялась в соответствии с рекомендациями 4.1.1482-03 и 4.1.1483-03 методом микроволнового разложения на приборе Multiwave 3000 (А. Paar).

В ходе проведенных экспериментальных исследований было установлено, что дополнительное введение солей свинца и цинка в рацион животным приводит к наибольшей аккумуляции последних в исследуемых биосубстратах крыс. Однако дополнительное введение пробиотика на основе спорообразующего штамма Bacillus subtilis 534 в дозировке 0,5; 1 и 1,5 мл привело к снижению концентрации исследуемых металлов на 7 и 14 дни исследования.

Следует отметить, что снижение концентрации как свинца, так и цинка наблюдалось во всех опытных группах. Так, в первой опытной группе уровень свинца в шкуре лабораторных животных на конец эксперимента снизился в 2,6 раза, в мышечной и костной ткани в 2,2 и 4,5 раза соответственно. В третьей группе уровень снизился в шкуре в 2,3 раза, в мякоти - 2,2 и костной ткани в 1,3 раза.

Снижение уровня накопления ионов цинка в четвертой и шестой опытных группах варьировало от 1,1 до 1,5 раза во всех органах и тканях лабораторных крыс.

Наименьшей аккумулирующей способностью по отношению к ионам свинца и цинка обладают группы O₂ и O₄, в которой Споробактерин вводили в дозировке 1 мл. В частности, в мышечной ткани уровень свинца снизился в 4,6 раза, в костной - в 2 раза, в шкуре в 3,15 раза, по цинку картина была следующая - 1,5; 1,4 и 1,1 раза соответственно.

В контрольных группах явных изменений не наблюдалось за исключением того, что в группе с дополнительным введением ферментного препарата наблюдалось небольшое увеличение последних в теле животных. Самостоятельного влияния исследуемого пробиотика на мышечную и костную ткани, шкуру не оказывали, а при совместном использовании с тяжелым металлом действовали положительно, стимулируя выведение ионов металлов (Zn, Pb) из организма.

Это позволяет заключить, что включение пробиотического препарата «Споробактерина» (штамм Bacillus subtilis 534) в дозировке 0,5-1,5 мл, содержащая биомассу живых бацилл Bacillus subtilis 534 (не менее 1×10⁹ KOE), достаточна для колонизации бактериями кишечника подопытных крыс и в конечном итоге приводит к максимальному снижению содержания свинца и цинка.