Помощь студентам в учебе
ВЛИЯНИЕ НА ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС СВИНЕЙ ПРЕПАРАТА НИАЦИД, ПОЛУЧАЕМОГО ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ, ОРИЕНТИРОВАННОЙ НА БЕЗОТХОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
|
Введение. 5
I. Обзор литературы. 9
1. Стрептомицеты как объекты биотехнологии. 9
1.1 Общая характеристика стрептомицет. 9
1.2 Практически значимые биологически активные вещества, продуцируемые стрептомицетами.
1.2.1 Антибиотики. 10
1.2.2 Витамины, аминокислоты. 12
1.2.3 Липиды. 13
1.2.4 Авермектины и другие противопаразитарные вещества. 17
2. Биотехнологические процессы получения авермектинов и готовых лекарственных средств на их основе. 19
3. Авермектинсодержащие препараты и их противопаразитарная активность: 25
3.1 Препараты на основе ивермектина. 25
3.2 Препараты на основе авермектинов. 28
4. Влияние препаратов авермектинового ряда на иммунобиологический статус животных. 29
II. Собственные исследования. 36
1. Материалы и методы исследований. 36
2. Результаты исследований. 46
2.1 Культивирование продуцента авермектинов Streptomyces aver-
mitilis - 56 при получении биологически активных веществ. 46
2.2 Эффективность авермектинсодержащего препарата ниацид при
лечении смешанных гельминтозов свиней. 50
2.3 Влияние ниацида на показатели иммунобиологического статуса
свиней при лечении гельминтозов. 53
2.3.1 Биохимические показатели. 54
2.3.2 Результаты иммунологических исследований. 58
2.3.3 Гематологические показатели. 63
2.4 Изучение биологически активных свойств липидов биомассы
Streptomyces avermitilis-56 - продуцента авермектинов. 65
2.4.1 Выделение и очистка. 65
2.4.2 Определение фракционного состава. 68
2.4.3 Влияние липидов на процессы свободнорадикального окисления. 71
2.4.4 Действие липидов на иммунный статус лабораторных животных. 73
2.4.5 Анаболические свойства липидов биомассы S. avermitilis. 74
III. Обсуждение результатов исследований. 77
IV. Выводы. 86
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований. 87
VI. Рекомендации по использованию научных выводов. 87
VII. Библиографический список. 89
VIII. Приложения. 105
I. Обзор литературы. 9
1. Стрептомицеты как объекты биотехнологии. 9
1.1 Общая характеристика стрептомицет. 9
1.2 Практически значимые биологически активные вещества, продуцируемые стрептомицетами.
1.2.1 Антибиотики. 10
1.2.2 Витамины, аминокислоты. 12
1.2.3 Липиды. 13
1.2.4 Авермектины и другие противопаразитарные вещества. 17
2. Биотехнологические процессы получения авермектинов и готовых лекарственных средств на их основе. 19
3. Авермектинсодержащие препараты и их противопаразитарная активность: 25
3.1 Препараты на основе ивермектина. 25
3.2 Препараты на основе авермектинов. 28
4. Влияние препаратов авермектинового ряда на иммунобиологический статус животных. 29
II. Собственные исследования. 36
1. Материалы и методы исследований. 36
2. Результаты исследований. 46
2.1 Культивирование продуцента авермектинов Streptomyces aver-
mitilis - 56 при получении биологически активных веществ. 46
2.2 Эффективность авермектинсодержащего препарата ниацид при
лечении смешанных гельминтозов свиней. 50
2.3 Влияние ниацида на показатели иммунобиологического статуса
свиней при лечении гельминтозов. 53
2.3.1 Биохимические показатели. 54
2.3.2 Результаты иммунологических исследований. 58
2.3.3 Гематологические показатели. 63
2.4 Изучение биологически активных свойств липидов биомассы
Streptomyces avermitilis-56 - продуцента авермектинов. 65
2.4.1 Выделение и очистка. 65
2.4.2 Определение фракционного состава. 68
2.4.3 Влияние липидов на процессы свободнорадикального окисления. 71
2.4.4 Действие липидов на иммунный статус лабораторных животных. 73
2.4.5 Анаболические свойства липидов биомассы S. avermitilis. 74
III. Обсуждение результатов исследований. 77
IV. Выводы. 86
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований. 87
VI. Рекомендации по использованию научных выводов. 87
VII. Библиографический список. 89
VIII. Приложения. 105
Актуальность. Паразитозы сельскохозяйственных животных широко распространены во всем мире и вызывают тяжелые поражения различных органов и тканей, нанося тем самым значительный экономический ущерб, связанный со снижением продуктивности, ухудшением качества животноводческой продукции, а в отдельных случаях и гибелью животных. В связи с этим, одной из важных задач ветеринарной медицины и биотехнологии является создание и применение эффективных и безопасных лечебных средств широкого спектра антипаразитарного действия. Применяемые до недавнего времени методы борьбы с экто- и эндопаразитами животных, основанные на использовании химических препаратов, загрязняющих окружающую среду и являющихся зачастую высокотоксичными для животных, не всегда давали желаемый результат (Т. Г. Никулин, А. А. Шевцов, 1984; А. А. Антипов, 1993).
Новым этапом в борьбе с паразитозами животных явилось открытие авермектинов, продуцируемых микроорганизмом Streptomyces avermitilis и обладающих широким спектром противопаразитарной активности (W. С. Campbell, М. Н. Fisher, Е. G. Starley, 1983). На основе этих соединений в ряде зарубежных стран созданы препараты, содержащие в качестве действующего вещества (ДВ) ивермектин - комплекс гидрированных форм авермектинов Biaи Вщ (ивомек, баймек, цевамек и др.). Эти препараты нашли широкое применение в ветеринарной практике во многих странах мира, в том числе и России (И. А. Архипов, 1987; В. А. Апалькин, Н. М. Корешков, 1991; Ф. А. Волков, 1993; Р. Т. Сафиуллин, 1997).
Исследования по разработке отечественной технологии биосинтеза авер¬мектинов, начатые в НПО «Биотехнология» в конце 80-х годов, позволили создать первые образцы авермектинсодержащих препаратов аверсект-1 и ниацид (В. А. Мосин, В. А. Дриняев, М. Н. Мирзаев, 1992-1993; В. А. Дриняев, С. Н. Савченков, Т. С. Стерлина и др., 1995). В настоящее время в России известны и другие противопаразитарные средства, созданные на основе натуральных авермектинов - аверсект-2, ивертин, рустомектин (Т. С. Гульчинская, 2001). Перечисленные препараты зарегистрированы в РФ, достаточно широко апробированы в ветеринарной практике, но многие вопросы, связанные с воздействием их на иммунобиологический статус животных, технологией применения с учетом вида животных и др. требуют дальнейшего изучения и уточнения. Об этом свидетельствуют, например, данные (В. А. Дриняев, В. А. Мосин, Е. Б. Кругляк,
1998) о регулирующем действии авермектинов на деление клеток макроорганизмов.
Другой важной задачей является рациональное использование биомассы продуцента авермектинов, являющейся отходом производства. Возможным пу¬тем использования отработанной биомассы Streptomyces avermitilis при производстве авермектинов является получение на ее основе других биологически активных веществ.
Следует отметить, что научных разработок в этом направлении очень мало, хотя в ряде стран с развитой биотехнологической промышленностью проблема рационального использования биомассы микроорганизмов решена не полностью. Таким образом, при изучении возможности использования биологически активных веществ биомассы Streptomyces avermitilis, важно исследовать ее биохимический состав и метаболизм самого микроорганизма.
Многочисленные данные литературы указывают на возможность использования в ветеринарной практике ряда соединений (липиды, белки, полисахариды), синтезируемых микроорганизмами и обладающих биологически активными свойствами (А. И. Журавлев, 1975; В. Д. Кузнецов, Т. П. Ефимова и др., 1975; М. И. Рецкий, 1998 и др.).
Поэтому работы по использованию биомассы, а также побочных продуктов, образующихся при производстве авермектинов, в качестве сырья для получения биологически активных веществ являются актуальными, имеющими народно-хозяйственное и экологическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение воздействия на иммунобиологический статус свиней противопаразитарного препарата ниацид, получаемого по технологической схеме, ориентированной на безотходное производство.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие за¬дачи:
• изучить биосинтез авермектинов и липидов микроорганизмом Strepto¬myces avermitilis-56 при культивировании глубинным способом;
• отработать технологию выделения, очистки и определения фракционного состава липидов биомассы продуцента авермектинов;
• определить лечебно-профилактическую эффективность ниацида, содержащего в качестве действующего вещества полный авермектиновый комплекс и абамектин;
• изучить влияние препарата на гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма животных;
• оценить биологически активные свойства липидов биомассы Strepto¬myces avermitilis-56 на лабораторных животных и модельных системах.
Научная новизна работы. Впервые показано стимулирующее влияние противопаразитарного препарата ниацид на бактерицидную активность сыворотки крови свиней, а также отсутствие отрицательного воздействия его на факторы клеточного, гуморального иммунитета и основные биохимические показатели.
Впервые изучены фракционный состав и биологически активные свойства липидов биомассы продуцента авермектинов S. avermitilis-56. Показано, что петролейно-эфирная фракция обладает достаточно высокой антиокислительной активностью. Выявлена ростстимулирующая способность липидов S. avermitilis на микро- и макроорганизмы (Е. coli, белые мыши).
Предложена технологическая схема выделения и очистки липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis.
Практическая и теоретическая значимость.Получены экспериментальные данные для уточнения технологии применения противопаразитарного препарата ниацид при лечении гельминтозов свиней и составлены изменения к наставлению по его применению.
Результаты исследования состава и биологически активных свойств липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis могут быть использованы при разработке безотходной технологии получения авермектинов.
Апробация результатов работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 30-летию ВНИТИБП «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», 2000 г. и на «Методической и научной конференции» Московской Государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К. И. Скрябина, 2001г.
Публикация результатов исследований. Опубликованы 4 работы, в том числе 3 по теме диссертации.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Данные по эффективности препарата ниацид при лечении гельминтозов в условиях Подмосковья, Республики Беларусь, Омской области, а также воздействие его на биохимические, гематологические и иммунологические показатели животных.
2. Выделение, очистка и определение фракционного состава липидов био¬массы Streptomyces avermitilis-56.
3. Биологически активные свойства липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis-56.
л Объем и структура диссертации. Работа изложена на 110 страницах
машинописного текста. Содержит 13 таблиц и 18 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, сведений о практическом использовании результатов исследований, рекомендаций по использованию научных выводов, библиографического списка и приложения. Список литературы включает 177 источников, из них 131 отечественных и 46 иностранных авторов.
Новым этапом в борьбе с паразитозами животных явилось открытие авермектинов, продуцируемых микроорганизмом Streptomyces avermitilis и обладающих широким спектром противопаразитарной активности (W. С. Campbell, М. Н. Fisher, Е. G. Starley, 1983). На основе этих соединений в ряде зарубежных стран созданы препараты, содержащие в качестве действующего вещества (ДВ) ивермектин - комплекс гидрированных форм авермектинов Biaи Вщ (ивомек, баймек, цевамек и др.). Эти препараты нашли широкое применение в ветеринарной практике во многих странах мира, в том числе и России (И. А. Архипов, 1987; В. А. Апалькин, Н. М. Корешков, 1991; Ф. А. Волков, 1993; Р. Т. Сафиуллин, 1997).
Исследования по разработке отечественной технологии биосинтеза авер¬мектинов, начатые в НПО «Биотехнология» в конце 80-х годов, позволили создать первые образцы авермектинсодержащих препаратов аверсект-1 и ниацид (В. А. Мосин, В. А. Дриняев, М. Н. Мирзаев, 1992-1993; В. А. Дриняев, С. Н. Савченков, Т. С. Стерлина и др., 1995). В настоящее время в России известны и другие противопаразитарные средства, созданные на основе натуральных авермектинов - аверсект-2, ивертин, рустомектин (Т. С. Гульчинская, 2001). Перечисленные препараты зарегистрированы в РФ, достаточно широко апробированы в ветеринарной практике, но многие вопросы, связанные с воздействием их на иммунобиологический статус животных, технологией применения с учетом вида животных и др. требуют дальнейшего изучения и уточнения. Об этом свидетельствуют, например, данные (В. А. Дриняев, В. А. Мосин, Е. Б. Кругляк,
1998) о регулирующем действии авермектинов на деление клеток макроорганизмов.
Другой важной задачей является рациональное использование биомассы продуцента авермектинов, являющейся отходом производства. Возможным пу¬тем использования отработанной биомассы Streptomyces avermitilis при производстве авермектинов является получение на ее основе других биологически активных веществ.
Следует отметить, что научных разработок в этом направлении очень мало, хотя в ряде стран с развитой биотехнологической промышленностью проблема рационального использования биомассы микроорганизмов решена не полностью. Таким образом, при изучении возможности использования биологически активных веществ биомассы Streptomyces avermitilis, важно исследовать ее биохимический состав и метаболизм самого микроорганизма.
Многочисленные данные литературы указывают на возможность использования в ветеринарной практике ряда соединений (липиды, белки, полисахариды), синтезируемых микроорганизмами и обладающих биологически активными свойствами (А. И. Журавлев, 1975; В. Д. Кузнецов, Т. П. Ефимова и др., 1975; М. И. Рецкий, 1998 и др.).
Поэтому работы по использованию биомассы, а также побочных продуктов, образующихся при производстве авермектинов, в качестве сырья для получения биологически активных веществ являются актуальными, имеющими народно-хозяйственное и экологическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение воздействия на иммунобиологический статус свиней противопаразитарного препарата ниацид, получаемого по технологической схеме, ориентированной на безотходное производство.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие за¬дачи:
• изучить биосинтез авермектинов и липидов микроорганизмом Strepto¬myces avermitilis-56 при культивировании глубинным способом;
• отработать технологию выделения, очистки и определения фракционного состава липидов биомассы продуцента авермектинов;
• определить лечебно-профилактическую эффективность ниацида, содержащего в качестве действующего вещества полный авермектиновый комплекс и абамектин;
• изучить влияние препарата на гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма животных;
• оценить биологически активные свойства липидов биомассы Strepto¬myces avermitilis-56 на лабораторных животных и модельных системах.
Научная новизна работы. Впервые показано стимулирующее влияние противопаразитарного препарата ниацид на бактерицидную активность сыворотки крови свиней, а также отсутствие отрицательного воздействия его на факторы клеточного, гуморального иммунитета и основные биохимические показатели.
Впервые изучены фракционный состав и биологически активные свойства липидов биомассы продуцента авермектинов S. avermitilis-56. Показано, что петролейно-эфирная фракция обладает достаточно высокой антиокислительной активностью. Выявлена ростстимулирующая способность липидов S. avermitilis на микро- и макроорганизмы (Е. coli, белые мыши).
Предложена технологическая схема выделения и очистки липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis.
Практическая и теоретическая значимость.Получены экспериментальные данные для уточнения технологии применения противопаразитарного препарата ниацид при лечении гельминтозов свиней и составлены изменения к наставлению по его применению.
Результаты исследования состава и биологически активных свойств липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis могут быть использованы при разработке безотходной технологии получения авермектинов.
Апробация результатов работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 30-летию ВНИТИБП «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», 2000 г. и на «Методической и научной конференции» Московской Государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К. И. Скрябина, 2001г.
Публикация результатов исследований. Опубликованы 4 работы, в том числе 3 по теме диссертации.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Данные по эффективности препарата ниацид при лечении гельминтозов в условиях Подмосковья, Республики Беларусь, Омской области, а также воздействие его на биохимические, гематологические и иммунологические показатели животных.
2. Выделение, очистка и определение фракционного состава липидов био¬массы Streptomyces avermitilis-56.
3. Биологически активные свойства липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis-56.
л Объем и структура диссертации. Работа изложена на 110 страницах
машинописного текста. Содержит 13 таблиц и 18 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, сведений о практическом использовании результатов исследований, рекомендаций по использованию научных выводов, библиографического списка и приложения. Список литературы включает 177 источников, из них 131 отечественных и 46 иностранных авторов.