Помощь студентам в учебе
Влияние на иммунобиологический статус свиней препарата ниацид, получаемого по технологической схеме, ориентированной на безотходное производство
|
Введение.
I. Обзор литературы.
1. Стрептомицеты как объекты биотехнологии.
1.1 Общая характеристика стрептомицет.
1.2 Практически значимые биологически активные вещества, продуцируемые стрептомицетами.
1.2.1 Антибиотики.
1.2.2 Витамины, аминокислоты.
1.2.3 Липиды.
1.2.4 Авермектины и другие противопаразитарные вещества.
2. Биотехнологические процессы получения авермектинов и готовых лекарственных средств на их основе.
3. Авермектинсодержащие препараты и их противопаразитарная активность:
3.1 Препараты на основе ивермектина.
3.2 Препараты на основе авермектинов.
4. Влияние препаратов авермектинового ряда на иммунобиологический статус животных.
II. Собственные исследования.
1. Материалы и методы исследований.
2. Результаты исследований.
2.1 Культивирование продуцента авермектинов Streptomyces avermitilis - 56 при получении биологически активных веществ.
2.2 Эффективность авермектинсодержащего препарата ниацид при лечении смешанных гельминтозов свиней.
2.3 Влияние ниацида на показатели иммунобиологического статуса свиней при лечении гельминтозов
2.3.1 Биохимические показатели.
2.3.2 Результаты иммунологических исследований.
2.3.3 Гематологические показатели.
2.4 Изучение биологически активных свойств липидов биомассы Streptomyces avermitilis-56 - продуцента авермектинов.
2.4.1 Выделение и очистка.
2.4.2 Определение фракционного состава.
2.4.3 Влияние липидов на процессы свободнорадикального окисления.
2.4.4 Действие липидов на иммунный статус лабораторных животных.
2.4.5 Анаболические свойства липидов биомассы S. avermitilis.
III. Обсуждение результатов исследований.
IV. Выводы.
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований.
VI. Рекомендации по использованию научных выводов.
VII. Библиографический список.
VIII. Приложения.
I. Обзор литературы.
1. Стрептомицеты как объекты биотехнологии.
1.1 Общая характеристика стрептомицет.
1.2 Практически значимые биологически активные вещества, продуцируемые стрептомицетами.
1.2.1 Антибиотики.
1.2.2 Витамины, аминокислоты.
1.2.3 Липиды.
1.2.4 Авермектины и другие противопаразитарные вещества.
2. Биотехнологические процессы получения авермектинов и готовых лекарственных средств на их основе.
3. Авермектинсодержащие препараты и их противопаразитарная активность:
3.1 Препараты на основе ивермектина.
3.2 Препараты на основе авермектинов.
4. Влияние препаратов авермектинового ряда на иммунобиологический статус животных.
II. Собственные исследования.
1. Материалы и методы исследований.
2. Результаты исследований.
2.1 Культивирование продуцента авермектинов Streptomyces avermitilis - 56 при получении биологически активных веществ.
2.2 Эффективность авермектинсодержащего препарата ниацид при лечении смешанных гельминтозов свиней.
2.3 Влияние ниацида на показатели иммунобиологического статуса свиней при лечении гельминтозов
2.3.1 Биохимические показатели.
2.3.2 Результаты иммунологических исследований.
2.3.3 Гематологические показатели.
2.4 Изучение биологически активных свойств липидов биомассы Streptomyces avermitilis-56 - продуцента авермектинов.
2.4.1 Выделение и очистка.
2.4.2 Определение фракционного состава.
2.4.3 Влияние липидов на процессы свободнорадикального окисления.
2.4.4 Действие липидов на иммунный статус лабораторных животных.
2.4.5 Анаболические свойства липидов биомассы S. avermitilis.
III. Обсуждение результатов исследований.
IV. Выводы.
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований.
VI. Рекомендации по использованию научных выводов.
VII. Библиографический список.
VIII. Приложения.
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 Bia и Вш (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 авермектинов, 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). Пере¬численные 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 путем 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.
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 Bia и Вш (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 авермектинов, 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). Пере¬численные 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 путем 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.
1. В результате проведенных нами исследований установлено, что препарат ниацид хорошо переносится животными, не оказывает местнораздражающего действия. Биохимические, гематологические и иммунологические показатели сыворотки крови свиней находятся в пределах физиологической нормы. В то же время отмечено, что бактерицидная активность сыворотки крови зараженных животных после обработки ниацидом достоверно повышается с 44,86±5,50% до 87,15±14,95%.
2. Противопаразитарный препарат ниацид, содержащий в качестве действующего вещества натуральные авермектины в концентрации 0,35-0,4 %, обладает высокой антгельминтной активностью. Экстенсэффективность препарата при лечении смешанных гельминтозов свиней (эзофагостомоз, аскаридоз, трихоцефалез, стронгилоидоз) в дозе 1 мл на 50 кг массы животного составляет 84,6-100%.
3. Развитие продуцента авермектинов Streptomyces avermitilis в глубинных условиях происходит по классической сигмоидной кривой, наибольшая активность биосинтеза биологически активных веществ (авермектинов, липидов) наблюдается к 72-120 часам после начала культивирования. Концентрация авермектинов в спиртовом и петролейно-эфирном экстрактах из биомассы S. avermitilis составляет 393,80 мкг/мл и 176,25 мкг/мл, соответственно.
4. Петролейно-эфирный эксракт биомассы Streptomyces avermitilis со¬держит следующие классы липидов: свободные жирные кислоты (64,10%), эфиры стеринов (28,94%), свободные стерины (3,48%), триглицериды (2,24%). Фосфолипиды, моно- и диглицериды отсутствуют или содержатся в низких количествах.
5. Липиды биомассы Streptomyces avermitilis, экстрагируемые петролейным эфиром (40-70°), обладают значительной антиоксидантной активностью, степень подавления процессов свободнорадикального окисления в модельных системах с олеиновой кислотой достигает 46,9%.
6. Показано ростстимулирующее действие липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis на макро- и микроорганизмы. Скорость роста опытных лабораторных животных (мышей), обработанных липидами, на 12,5% выше по сравнению с контролем. Скорость развития микроорганизма Е. coli на МПБ с добавлением липидов повышается на 25,63% по сравнению с контролем.
7. Петролейно-эфирная фракция биомассы микроорганизма S. aver¬mitilis в дозе 1 мг/кг массы животного оказывает стимулирующее влияние на иммунный статус лабораторных животных (мышей). Уровень лизоцима увеличивается до 661,11±12,30 мкг/мл (контроль - 430,00±20,00 мкг/мл), бактерицидная активность сыворотки крови увеличивается до 44,45±1,34% (контроль — 4,12±0,35%).
8. Выделение липидов из биомассы микроорганизма Streptomyces avermitilis в процессе биосинтеза авермектинов позволяет не только получить новые биологически активные компоненты, но и резко уменьшить вредное воздействие отработанного мицелия на окружающую среду.
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований.
1. Результаты, полученные при оценке эффективности разных доз противопаразитарного препарата ниацид при лечении гельминтозов свиней, использованы для внесения изменений в наставление № ПВР-2-1.9/00039 от 06 мая 1999г по применению препарата.
2. Результаты исследований по изучению безвредности и эффективности препарата ниацид в качестве антипаразитарного средства при лечении гельминтозов свиней внедрены в ветеринарную практику ЗАО Агрофирма «Бе¬лая дача» и других хозяйств.
2. Противопаразитарный препарат ниацид, содержащий в качестве действующего вещества натуральные авермектины в концентрации 0,35-0,4 %, обладает высокой антгельминтной активностью. Экстенсэффективность препарата при лечении смешанных гельминтозов свиней (эзофагостомоз, аскаридоз, трихоцефалез, стронгилоидоз) в дозе 1 мл на 50 кг массы животного составляет 84,6-100%.
3. Развитие продуцента авермектинов Streptomyces avermitilis в глубинных условиях происходит по классической сигмоидной кривой, наибольшая активность биосинтеза биологически активных веществ (авермектинов, липидов) наблюдается к 72-120 часам после начала культивирования. Концентрация авермектинов в спиртовом и петролейно-эфирном экстрактах из биомассы S. avermitilis составляет 393,80 мкг/мл и 176,25 мкг/мл, соответственно.
4. Петролейно-эфирный эксракт биомассы Streptomyces avermitilis со¬держит следующие классы липидов: свободные жирные кислоты (64,10%), эфиры стеринов (28,94%), свободные стерины (3,48%), триглицериды (2,24%). Фосфолипиды, моно- и диглицериды отсутствуют или содержатся в низких количествах.
5. Липиды биомассы Streptomyces avermitilis, экстрагируемые петролейным эфиром (40-70°), обладают значительной антиоксидантной активностью, степень подавления процессов свободнорадикального окисления в модельных системах с олеиновой кислотой достигает 46,9%.
6. Показано ростстимулирующее действие липидной фракции биомассы Streptomyces avermitilis на макро- и микроорганизмы. Скорость роста опытных лабораторных животных (мышей), обработанных липидами, на 12,5% выше по сравнению с контролем. Скорость развития микроорганизма Е. coli на МПБ с добавлением липидов повышается на 25,63% по сравнению с контролем.
7. Петролейно-эфирная фракция биомассы микроорганизма S. aver¬mitilis в дозе 1 мг/кг массы животного оказывает стимулирующее влияние на иммунный статус лабораторных животных (мышей). Уровень лизоцима увеличивается до 661,11±12,30 мкг/мл (контроль - 430,00±20,00 мкг/мл), бактерицидная активность сыворотки крови увеличивается до 44,45±1,34% (контроль — 4,12±0,35%).
8. Выделение липидов из биомассы микроорганизма Streptomyces avermitilis в процессе биосинтеза авермектинов позволяет не только получить новые биологически активные компоненты, но и резко уменьшить вредное воздействие отработанного мицелия на окружающую среду.
V. Сведения о практическом использовании результатов исследований.
1. Результаты, полученные при оценке эффективности разных доз противопаразитарного препарата ниацид при лечении гельминтозов свиней, использованы для внесения изменений в наставление № ПВР-2-1.9/00039 от 06 мая 1999г по применению препарата.
2. Результаты исследований по изучению безвредности и эффективности препарата ниацид в качестве антипаразитарного средства при лечении гельминтозов свиней внедрены в ветеринарную практику ЗАО Агрофирма «Бе¬лая дача» и других хозяйств.