УДК 619:618.19]:636.2
Бондаренко В.З., Скляров О.Д., Игнатова С.В. ФГБУ «ВГНКИ», г. Москва
Федоров А.И., Искандарова С.С. ФГБНУ «ВИЭВ», г. Москва
Имашева М.А. ФГБУ «ГосНИИОХТ»
Черных О.Ю. ГБУКК«Кропоткинская краевая ветеринарная лаборатория», г. Кропоткин
Лысенко А.А. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный
университет имени И.Т. Трубилина», г. Краснодар
Введение. В последние годы в медицинской и ветеринарной практике все чаще находят применение препараты, содержащие соли редкоземельных элементов, то есть лантаноиды. Эти биологически активные элементы просто необходимы для нормального развития организма, так как способны влиять на различные биохимические процессы. Для лечения кожных заболеваний и защиты кожи человека и животных от воздействия вредных веществ органического и неорганического происхождения используются препараты Эплан, «Кожная броня», Вилпран и другие, содержащие редкоземельные элементы [1, 7].
Другая важная область применения лантаноидов в медицине - это онкология. Известно, что около половины радиоактивных изотопов, используемых в лечении опухолей - лантаноиды. В последние годы обнаружена противоопухолевая активность у стабильных изотопов лантана. Попадая в организм человека, они способны накапливаться в опухолях в большом количестве и нарушать в них обмен веществ в первую очередь кальция, магния и фосфора. Многие авторы объясняют действие лантаноидов на биохимические процессы в организме их способностью замещать Са2+ в биологических системах. Описан противовоспалительный эффект ионов лантана, которые обладают большим сродством к фосфолипи-дам, «стабилизирующим» мембраны клеток, блокируя ионные каналы, их эффект сходен с действием кортикостероидов.
В медицинской практике широко используется крем «Вилпран», разработанный по конверсии в Государственном НИИ органической химии и технологии. Препарат создан по целевому назначению для подразделений химзащиты Минобороны вместо жидкого защитного средства ИПП-10, превосходящий его по эффективности в несколько раз при защите человека от воздействий фосфорорганических отравляющих веществ [6].
Препарат, действующим веществом которого является азотнокислый лантан, прошел специальные клинические испытания дерматологов России, не имеет мировых аналогов и запатентован в Российской Федерации. Он имеет санитарно-эпидемиологическое заключение и сертификат соответствия, рекомендован для медицинского использования при лечении кожных заболеваний человека такими учреждениями: как Федеральное Управление медико-биологических проблем России, кафедрой кожных болезней Московского медицинского института им. Семашко, Центральным НИИ кожно-венерологических заболеваний им. Короленко, Санэпиднадзором РФ.
Испытание препарата «Вилпран» в ветеринарной практике показало, что он совершенно безвреден, обладает уникальными биологическими свойствами, благодаря которым его можно использовать при лечении и профилактике заболеваний кожи животных любой этиологии. Препарат оказывает бактерицидное, ранозаживляющее, регенерирующее и обезболивающее действие, кроме того, он усиливает более чем в три раза естественные протек-тивные функции кожи, проявляя эффект «биологической перчатки» [1]. На основе этого универсального средства нами разработан препарат «Вилпран-вет». Благодаря новой композиции он эффективно применяется в бытовых условиях для защиты лап собак от воздействия агрессивных факторов внешней среды. Препарат запатентован в Российской Федерации (Патент № 2589698, 2014 г.).
На следующем этапе изучения лантаноидов, их биологических и фармакологических свойств нами была использована азотнокислая соль церия, которая была несколько эффективнее чем азотнокислый лантан. Этот факт был подтвержден многочисленными опытами на лабораторных животных.
Церий, как известно, является вторым из 15-ти лантаноидов, которые относятся к третьей побочной группе шестого периода системы химических элементов Д.И. Менделеева. Соединения церия в медицине стали использовать в составе лекарственных препаратов несколько десятилетий назад, тогда было выявлено, что активными компонентами являются водорастворимая соль Се3, а также стеарат и оксалат церия. Используются соли церия и в настоящее время, они являются незаменимыми при разработке препаратов для предотвращения симптомов «морской болезни», а также при лечении ожоговых ран. Главная ценность соединений церия заключается в том, что они участвуют в любом живом организме в окислительно-восстановительных процессах. В результате чего происходит разложение перекиси водорода на воду и кислород, выполняя каталазоподобную функцию, а в кислой среде (РН<6) они ведут себя как фермент - оксидаза. Определенную роль в инактивации свободных радикалов в организме играют именно ионы Се +, то есть выявлено их антиоксидантное действие, которое оказалось гораздо сильнее, чем действие флаваноидов [8]. Имеются сведения о том, что введение наночастиц СеО2 в пищу плодовой мушки Drasophila melanogaster повышает продолжительность жизни её в два раза. Судя по множеству работ в научной наномедицине и нанофармацевтике, особое место в обеспечении защиты всего живого от окислительного разрушения занимают наноматериалы на основе соединений церия. В связи с тем, что эти соединения в ветеринарной науке и практике не изучались и не использовались, нами проведена работа по доклиническому исследованию защитного средства, содержащего азотнокислый церий для профилактики мастита коров. Установлено, что введение мышам азотнокислой соли церия на разных стадиях сперматогенеза не влияет на количество живых и мертвых эмбрионов, то есть она не индуцирует доминантные летальные мутации в зародышевых клетках в дозах 3 мг/кг и 50 мг/кг веса животного. Таким образом, азотнокислая соль церия, использованная нами как составная часть предлагаемого средства для профилактики мастита коров, совершенно безопасна для животных [3].
В настоящее время профилактика мастита коров является одной из важных проблем, стоящих перед наукой и практикой. По имеющимся литературным данным экономический ущерб от заболеваний коров маститом занимает первое место среди других болезней сельскохозяйственных животных. Мастит коров - это инфекционное заболевание молочной железы, вызываемое в основном стафилококками и стрептококками и сопровождающееся воспалением, приводящем к гиполактии, агалактии с последующей атрофией пораженных четвертей вымени и выбраковкой животного. Широкомасштабное использование машинного доения в молочном животноводстве привело к резкому увеличению количества заболевших высокопродуктивных коров субклиническим маститом, этому способствовали такие факторы как механическое воздействие различных по конструкции доильных аппаратов, приводящее к нарушению целостности и деструктивным изменениям кожи на сосках вымени. К отрицательным моментам машинного доения следует причислить также повышенный вакуум в доильных стаканах, частота пульсаций и особенно опасным является холостое доение коров. Основными естественными воротами мастит-ной инфекции кроме травмированной кожи вымени являются также сосковые канальцы, которые находятся открытыми в первые два часа после доения коров. Учитывая повсеместное распространение стафилококков и стрептококков во внешней среде, их выраженный тропизм к тканям молочной железы, проведение профилактических мероприятий с использованием новых фармакологических средств, не содержащих антибиотики, имеет первостепенное значение в общем комплексе мер борьбы с этим коварным заболеванием. В связи с тем, что редкоземельным элементам присуще уникальное противовоспалительное свойство, использование их в ветеринарной практике открывает большие возможности в борьбе с многими заболеваниями, в том числе и с маститной инфекцией. Установлено, что ионы лантана, церия и других элементов в сочетании с триэтиленгликолем, глицерином, полиэтиленгликолем, частично нейтрализованные гидроксидом калия (КОН мас% 0,7-0,9), обладают выраженными антисептическими свойствами. При добавлении щелочных компонентов к определенной композиции препарата и установлении рН в пределах 6,7-7,3 создаются условия для противовоспалительной реакции и грануляции пораженных участков, а кислая среда, наоборот, способствует развитию патогенной микрофлоры. В настоящее время для профилактики и лечения маститов у коров, как в нашей стране, так и за рубежом используются разные методы интрацистернальной обработки вымени антибиотиками в сухостойный период [2, 5]. Наряду с положительными результатами этих методов, необходимо указать на отрицательные стороны такой профилактики. Интрацистернальный способ введения сам по себе трудоемок и чреват травматическим повреждением слизистой оболочки канала соска и цистерны вымени. А длительно используемые антибиотики (стрептомицины, эритромици-ны, левомицетины, тетрациклины) способствуют повышению резистентности патогенной микрофлоры, то есть адаптации её к применяемым препаратам. Кроме того, антибиотики, как известно, обладают иммунодепрессивным действием. При попадании их в молоко происходит снижение его диетических и потребительских свойств, а у сенсибилизированных людей они могут вызывать аллергию и анафилаксию [4, 8]. В задачи наших исследований входило сравнительное изучение существующих методов профилактики маститов у крупного рогатого скота и предлагаемого нового фармакологического средства, не содержащего антибиотиков, используемого в качестве мази для поверхностной обработки вымени и сосков у лактирующих коров.
Материалы и методы исследования. В качестве профилактического средства против мастита коров использовали препарат, действующим веществом которого является азотнокислый церий.
В состав препарата, кроме азотнокислого церия входили следующие компоненты: триэтиленгликоль, глицерин, масло расторопши, этиловый спирт, гидроксид калия, полиэтиленгликоль и вода очищенная. Для получения однородного и стабильного средства в виде мази, предварительно растворяли азотнокислый церий в триэтиленгликоле, нагретом в реакторе до 40-60°С в течение двух часов. После чего в этот раствор вносили глицерин, перемешивали и добавляли масло расторопши, этиловый спирт, устанавливали рН 6.5-7,0 и для вязкости добавляли полиэтиленгликоль. Затем снова интенсивно перемешивали в реакторе и полученную однородную массу фасовали в тубы по 75 мл и охлаждали до 20-22°С. Остывшая композиция представляла собой однородную, гелеобразную массу от белого до кремового цвета, которая легко выдавливалась из тубы и была готова к практическому использованию. Мазь наносили на поверхность вымени согласно наставлению по применению препарата.
Для предварительного испытания профилактического средства и изучения его регенерирующих и антимикробных свойств использовали лабораторных животных: морских свинок и кроликов. С этой целью у морских свинок выбривали шерсть на боках, кожу скарифицировали скальпелем, затем тонким слоем наносили испытуемое средство. В качестве контроля и оценки скорости заживления скарифицированных участков кожи оставляли группу животных без нанесения препарата.
На кроликах весом 2-3 кг, изучали ранозаживляющие свойства препарата. Для этого было сформировано 3 группы по 3 кролика в каждой. У животных выбривали поверхность кожи в области спины и скальпелем делали несколько разрезов длиной 1,5-2 см и глубиной до 1 мм. Первую группу животных обрабатывали предлагаемым средством путем нанесения его тонким слоем на поврежденную кожу. Вторую группу кроликов для сравнения обрабатывали таким же образом левомиколем. Третью группу животных использовали в качестве контроля, то есть они ничем не обрабатывались.
Определение бактериостатической активности испытуемого препарата проводили на твердой питательной среде. Предлагаемое средство последовательно разводили физиологическим раствором и вносили в разогретый мясопептонный агар, который разливали в чашки Петри. На чашки с твердой питательной средой высевали тест-культуры микроорганизмов Staphylococcus aureus ATCC 6538, Streptococcus agalactia ATCC 12386, в концентрации 500 микробных клеток. Через 48 часов инкубации культур при температуре 37°С подсчитывали число выросших колоний.
В животноводческих хозяйствах Московской, Вологодской и Нижегородской областях провели испытания и оценку защитных свойств предлагаемого средства на лактирующих коровах. Вымя животных обрабатывали однократно после доения согласно наставлению по применению. Смывы проводили с поверхности вымени сосков утром перед доением.
Результаты исследований и их обсуждение. Изучение регенерирующих и антимикробных свойств препарата на морских свинках показало, что предлагаемое средство нанесенное на скарифицированную кожу обладает регенерирующей способностью. Поврежденные участки кожи в течение трех дней после нанесения профилактического средства полностью восстанавливались, ни у одного животного не наблюдалось раздражений кожи и воспалительных реакций.
Испытание ранозаживляющих свойств на кроликах показало, что в группе кроликов, обработанных нашим средством происходило ускоренное заживление, таким образом на второй день стал образовываться струп, а на 4 сутки отмечалось полное заживление, эластичность кожи восстанавливалась к 8 суткам. У кроликов, обработанных левомиколем, струп образовывался на третий день, полное заживление на 8 день, а восстановление эластичности на 16 день. У контрольных животных заживление ран происходило медленно, образование струпа и заживление проходило на 11-13-е сутки, а восстановление эластичности на 40-45 сутки. Таким образом, используемое нами средство обладало выраженным регенерирующим и ранозаживляющим свойством.
Результаты проверки бактериостатической активности используемого средства на чашках Петри с твердой питательной средой приведены в таблице 1.
Таблица 1. Бактериостатическая активность предлагаемого препарата
| № чашек | Разведение препарата | Количество выросших колоний на чашках с добавлением исследуемого препарата | № чашек | Количество выросших колоний на чашках без добавления исследуемого препарата (контроль) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| St.aureus АТСС 6538 | S. agalactia АТСС 12386 | St.aureus АТСС 6538 | S. agalactia АТСС 12386 | |||
| 1 | 0 | 17 | 20 | 7 | 452 | 473 |
| 2 | 1:2 | 21 | 33 | 8 | 460 | 470 |
| 3 | 1:4 | 24 | 36 | 9 | 458 | 430 |
| 4 | 1:6 | 31 | 38 | 10 | 370 | 458 |
| 5 | 1:8 | 41 | 40 | 11 | 403 | 450 |
| 6 | 1:10 | 45 | 51 | 12 | 428 | 442 |
Из таблицы 1 видно, что после последовательного разведения предлагаемого средства питательной средой в десять раз и высева тесткультуры Staphylococcus aureus АТСС- 6538 и Streptococcus agalactia АТСС-12386 на чашки Петри - количество колоний увеличивается в два раза, а в контроле обнаруживали 400-450 колоний. Таким образом бактериостатическая активность наиболее выражена у неразведенного препарата.
Для подтверждения бактерицидных свойств профилактического средства проведены многократные исследования смывов из поверхности вымени на наличие патогенных микробов. Исследования показали, что количество колоний стафилококков и стрептококков на 3-4-й день после применения профилактического средства уменьшилось в три раза, а после 10-ти дневного использования не отмечалось высева патогенной микрофлоры (табл. 2). Уникальное свойство данной композиции заключаются в том, что ее компоненты способны проникать через роговой слой эпидермиса в зернистый и там задерживаться на длительный срок, защищая паренхиму вымени от проникновения патогенной микрофлоры. Кроме того, из таблицы следует, что средство обладает выраженным антисептическим действием, инактивируя всю микрофлору на поверхности вымени, не нарушая естественные обменные процессы, происходящие в эпидермисе.
Таблица 2. Бактерицидные свойства предлагаемого средства
| Время исследования | Опыт | Контроль | ||
|---|---|---|---|---|
| Количество колоний стафилококков | Количество колоний стрептококков | Количество колоний стафилококков | Количество колоний стрептококков | |
| До применения средства | 22 | 32 | 27 | 30 |
| Через 3 дня | 10 | 12 | 28 | 35 |
| Через 5 дней | 7 | 9 | 31 | 40 |
| Через 8 дней | 3 | 5 | 27 | 32 |
| Через 10 дней | 0 | 0 | 29 | 34 |
В одном хозяйстве Нижегородской области на ферме (n = 140 голов) поставлен опыт по использованию предлагаемого средства в виде мази, изготовленной на основе азотнокислой соли церия. Одну половину животных (70 голов) обрабатывали противомаститным средством один раз в день после доения, в течение 6-ти месяцев, вторую группу животных ничем не обрабатывали (контроль). В результате за 6 месяцев наблюдения ни у одной коровы, обработанной профилактическим средством, не было выявлено случаев заболевания маститом. В контрольной группе у 8 коров было отмечено начало серозного воспаления вымени, а у одного животного, несмотря на интенсивное лечение, произошло осложнение, то есть заболевание перешло в катаральную форму.
В результате проведенных исследований в других хозяйствах, установлено, что после 4-6-ти месяцев применения препарата на лак-тирующих коровах улучшается состояние кожного покрова вымени и сосков, кожа становится эластичной, упругой. Время заживления разных повреждений кожи вымени ускорилось, в результате чего количество коров с вновь выявленными маститами сократилось в три раза. Использование противомаститного средства ускоряет выздоровление коров с серозными маститами. Ежедневная обработка вымени после доения предлагаемым препаратом позволяет не только профилакти-ровать маститы, но и сократить время реабилитации животных при этом заболевании.
В настоящее время проводятся широкие производственные испытания профилактического средства, изготовленного на основе препарата «Вилпран» в хозяйствах Краснодарского края. Одновременно разрабатываются жидкие формы препарата для удобства применения и облегчения труда доярок при обработке вымени лактирующих коров, используя метод орошения. Средство в виде мази для профилактики мастита у крупного рогатого скота запатентовано нами в 2016 году (патент РФ № 2605631).
Таким образом, предлагаемый нами препарат для профилактики мастита коров, в отличие от применяемых средств в настоящее время, благоприятно влияет на кожу вымени, легко впитывается в поверхностные слои эпидермиса и не образует поверхностной пленки. Средство ускоряет заживление поврежденной кожи вымени, обладает антимикробным действием, не содержит антибиотиков, снижающих качество молока.
Выводы. Противомаститное профилактическое средство, разработанное нами, изготовлено на основе редкоземельных элементов и имеет значительные преимущества перед используемыми препаратами, так как оно не обладает раздражающим действием на кожу вымени коров, легко впитывается в кожу, не образует поверхностной пленки, улучшает трофику тканей, ускоряет заживление микротрещин, ран и других повреждений молочной железы, обладает бактерицидным свойством, нормализует рН кожи. Использование рекомендуемого нами средства, действующим веществом которого является азотнокислый церий, позволит более эффективно бороться с маститами коров и снизить экономический ущерб от данного заболевания.
Список литературы:
Резюме. В статье раскрываются проблемы применения лантаноидов в медицине и ветеринарии для профилактики и лечения различных заболеваний, в том числе маститов у коров, вызванных условно-патогенной микрофлорой и нарушениями технологии доения. Авторами доказана эффективность препарата, созданного на основе соединений церия, который относится к группе лантаноидов. Редкоземельным элементам присуще уникальное противовоспалительное свойство. В связи с этим использование их в ветеринарной практике открывает большие возможности в борьбе с многими заболеваниями, в том числе и с маститной инфекцией. Установлено, что ионы лантана, церия и других элементов в сочетании с триэтиленгликолем, глицерином, полиэтиленгликолем, частично нейтрализованные гидроксидом калия (КОН мас% 0,7-0,9), обладают выраженными антисептическими свойствами. В результате проведенных исследований нами установлено, что после 4-6 месяцев применения препарата на лактирующих коровах улучшается состояние кожного покрова вымени и сосков, кожа становится эластичной, упругой. Время заживления разных повреждений кожи вымени ускоряется, в результате чего количество коров с вновь выявленными маститами сократилось в три раза. Использование противомаститного средства ускоряет выздоровление коров с серозными маститами в полтора-два раза по сравнению с традиционной схемой лечения.
Ключевые слова: лантаноиды, редкоземельные элементы, церий, лантан, маститы коров, технология доения, бактерицидное действие, профилактика, противомаститный препарат, сроки лечения, эффективность лечения.
Сведения об авторах:
Бондаренко Виктор Зиновьевич, кандидат ветеринарных наук; ФГБУ «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов»; 123022, г. Москва, Звенигородское шоссе, д. 5; тел.: 8-495-9825084.
Скляров Олег Дмитриевич, доктор ветеринарных наук, заведующий лабораторией качества и стандартизации бактерийных лекарственных средств ФГБУ «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов»; 123022, г. Москва, Звенигородское шоссе, д. 5; тел.: 8-495-9825084; e-mail: scliarov@yandex.ru.
Игнатова Светлана Викторовна, научный сотрудник ФГБУ «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов»; 123022, г. Москва, Звенигородское шоссе, д. 5; тел.: 8495-9825084.
Фёдоров Андрей Иванович, кандидат биологических наук ФГБНУ ФНЦ Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко РАН; 109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 24, к. 1; тел: 8-495-9700368; e-mail: viev-epl@mail.ru.
Искандарова Сальмиханум Самурхановна, научный сотрудник экспериментально-производственной лаборатории ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени Я.Р.Коваленко; 109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 24, к. 1; тел: 8-4959700368; e-mail: viev-epl@mail.ru.
Имашева Маргарита Алексеевна, кандидат биологических наук, ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии»; 111024, г. Москва, шоссе Энтузиастов, д. 23; тел.: 8-495-6737530.
Лысенко Александр Анатолиевич, доктор ветеринарных наук, профессор, профессор кафедры терапии и фармакологии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»; 350044, Россия, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: 8-961-5075415; e-mail: vet.kubgau@mail.ru.
Ответственный за переписку с редакцией: Черных Олег Юрьевич, доктор ветеринарных наук, директор ГБУ КК «Кропоткинская краевая ветеринарная лаборатория»; 352380, Краснодарский край, г. Кропоткин, ул. Красноармейская, 303; тел.: 8-86138-62314; e-mail: gukkvl50@kubanvet.ru.
http://vetkuban.com/num4_201802.html