Modern problems of preclinical studying feed additives for animals and ways to solve them

E. K. Rakhmatullin; Рахматуллин Эмиль Касымович; I. R. Kadikov; Кадиков Ильнур Равилевич; E. I. Kurshakova; Куршакова Екатерина Ивановна; D. R. Sagdeev; Сагдеев Даниль Рустамович; A. A. Korchemkin; Корчемкин Андрей Александрович; I. F. Vafin; Вафин Искандер Фоатович; G. G. Galyautdinova; Галяутдинова Гульнара Габитовна; A. V. Malanev; Маланьев Андрей Валериянович; G. R. Yamalova; Ямалова Гузалия Рустамовна; K. F. Khalikova; Халикова Кадрия Фагимовна

doi:10.31857/S2500208224020169

Современные проблемы доклинического изучения кормовых добавок для животных и пути их решения

Авторы: Рахматуллин Э.К.¹, Кадиков И.Р.¹, Куршакова Е.И.¹, Сагдеев Д.Р.¹, Корчемкин А.А.¹, Вафин И.Ф.¹, Галяутдинова Г.Г.¹, Маланьев А.В.¹, Ямалова Г.Р.¹, Халикова К.Ф.¹
Учреждения:
1. Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности РФ
Выпуск: № 2 (2024)
Страницы: 79-83
Раздел: Зоотехния
URL: https://kazanmedjournal.ru/2500-2082/article/view/659369
DOI: https://doi.org/10.31857/S2500208224020169
ID: 659369

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Ресурсосберегающая технология в сельском хозяйстве – использование в рационе кормления животных стимулирующих добавок, способствующих лучшему усвоению корма. Одна из мер профилактики токсикозов в промышленном животноводстве и птицеводстве – определение токсичности кормов. Многообразие существующих методик позволяет на начальном этапе установить уровень и класс токсичности препарата. В разработанной классификации для ветеринарных препаратов применяют коэффициент кумуляции, индекс широты терапевтического и дозовый уровень токсического действия, что позволяет на стадии доклинического изучения кормовых добавок прогнозировать характер и степень их опасности. Для определения перечисленных показателей необходимо установить ЛД₅₀ и коэффициент кумуляции. Так как кормовые добавки вводят в организм животных через пищеварительный тракт, то при проведении доклинических исследований их классифицируют по гепатотоксическому действию. Маркеры – содержащиеся в крови билирубин, альбумин, активность ферментов (глутаматдегидрогеназа, аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза, щелочная фосфатаза и соотношение аланинаминотрансферазы к щелочной фосфатазе). Необходимо определить коэффициент де Ритиса, Шмидта и индекс R. Это позволит свести к минимуму поступление токсичных кормовых добавок в организм животных и будет способствовать росту их продуктивности.

Ключевые слова

сельскохозяйственные животные, кормовая добавка, доклиническое исследование, химическая продукция, токсичность, глюкоза, билирубин, ферменты, коэффициент де Ритиса, коэффициент Шмидта

Полный текст

Для укрепления продовольственной независимости Российской Федерации необходимо развивать отрасли агропромышленного комплекса, обеспечивать правильную организацию сельскохозяйственного производства, контролируя безопасность кормовых добавок для животных.

По данным ФАО, в 2050 году численность населения мира достигнет 9,6 млрд чел. и спрос на продукцию животноводства увеличится на 70%. [16] Следует принимать меры по улучшению продуктивности животных. Для качества и полноты рационов применяют различные добавки и биологически активные вещества природного и синтетического происхождения. Введение стимулирующих кормовых добавок способствует усвоению корма, относится к ресурсосберегающим технологиям в сельском хозяйстве. Кормовые добавки могут активизировать обменные процессы, обладают детоксицирующими, лечебно-профилактическими свойствами, их качество – важное условие повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, наряду с их генетическим потенциалом, санитарно-гигиеническими условиями содержания и квалифицированным ветеринарным надзором. Все это в комплексе отвечает за общую токсичность кормов, то есть способность вещества или продукта в нормальных дозировках вызывать негативную реакцию у живого организма. Одна из мер профилактики токсикозов животных и птиц – заблаговременное определение токсичности кормов и кормовых добавок. [3, 13, 14] Проведение доклинических исследований (ДКИ) – обязательная процедура для занесения кормовой добавки в Государственный реестр, регистрации в Россельхознадзоре. Все действия необходимо выполнять согласно Правилам гуманного обращения с лабораторными животными в соответствии с Директивой 2010/63/US от 22 сентября 2010 года. [19] Содержание и уход за экспериментальными животными должен соответствовать ГОСТ 33216-2014. [6]

Цель работы – анализ методов доклинического исследования кормовых добавок для предотвращения попадания токсинов в организм животных.

Существуют руководства, стандартные методические указания по организации и проведению доклинических исследований медицинских препаратов, в отношении ветеринарных до недавнего времени такие правила отсутствовали. Нормативные документы в области доклинического изучения кормовых добавок – Приказ министерства сельского хозяйства России от 06.03.2018 № 101 и ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики». [5, 15]

ДКИ кормовых добавок включает определение общей и репродуктивной токсичности, тератогенности, аллергенности, иммуннотоксичности, фармакокинетики, фармакодинамики, мутагенности, канцерогенности. Исследования проводят на лабораторных животных с подробным отчетом о способах введения и применяемых концентрациях. Также устанавливают предполагаемые дозы для продуктивных животных. Важный показатель при доклиническом испытании кормовых добавок – определение среднесмертельной дозы или концентрации. Многообразие методик позволяет на начальном этапе узнать характер действия, степень и класс токсичности препарата. Для предварительной оценки острой токсичности наиболее удобно определять ЛД₅₀ по Deichmann и Le Blanc (1943). [18] Не все используемые в лекарственной токсикологии методы подходят для оценки ЛД₁₆, ЛД₈₄ и ЛД₉₉, с помощью которых можно установить степень опасности препарата, зону его токсического действия. Изучение симптомов интоксикации лабораторных животных помогает получить информацию о характере действия будущего препарата, избирательность токсического влияния кормовых добавок.

Существует методика определения острой токсичности химической продукции. [12] Ее применение недопустимо, так как в ГОСТе 32419-2013 «Классификация опасности химической продукции» содержится положение о том, что требования стандарта не распространяются на готовые лекарственные средства и препараты ветеринарного назначения. [8] В связи с этим отсутствует необходимость в ГОСТе 32296-2013 «Методы испытаний по воздействию химической продукции на организм человека. Основные требования к проведению испытаний по оценке острой токсичности при внутрижелудочном поступлении методом фиксированной дозы». Данный метод основан на введении животным серий фиксированных доз и не позволяет определить среднюю величину смертельной дозы. [4] Игнорирование ГОСТов 12.0007-76 и замена ГОСТами для изучения химической продукции приводит к получению необъективной информации при токсикологическом изучении кормовых добавок. [7]

Разработана наиболее оптимальная классификация степени опасности токсического действия ветеринарных препаратов (ГОСТ 12.1.007-76), в которой рекомендовано использовать коэффициент кумуляции, индекс широты терапевтического действия (ЛД₅₀/терапевтическая доза). Дозовый уровень токсического действия в эксперименте помогает прогнозировать его характер и степень на стадии доклинического изучения кормовых добавок. [16] Для определения перечисленных показателей необходимо определить ЛД₅₀ и коэффициент кумуляции.

Важный этап доклинических токсикологических исследований КД – изучение хронической, субхронической токсичности и кумулятивных свойств. [1]

Существующие классификации оценки кумулятивного эффекта промышленных ядов и пестицидов не отвечают задачам, решаемым при ДКИ ветеринарных препаратов и кормовых добавок.

Разделяют материальный, функциональный и смешанный виды кумуляции. Для предварительной оценки функциональной кумуляции определяют коэффициент кумуляции по методу С.П. Черкинского. [2] Степень функциональной кумуляции находят методами, предусматривающими ежедневное введение в организм животного одинаковых доз препарата, взятых в определенных частях (1/10, 1/20, 1/50) от среднесмертельной дозы. При этом каждое животное получает суммарно в течение двух-четырех месяцев 10, 5 и 2 ЛД₅₀ вещества соответственно.

Материальная кумуляция – это накопление в организме токсикантов. Такой вид характерен для длительно действующих ксенобиотиков, которые медленно элиминируют из-за связывания в организме с различными биосубстратами. Кумулятивное действие кормовых добавок во многом зависит от токсикокинетических факторов (процессы всасывания, биотранспорт, распределение, биотрансформация и экскреция из организма). Количественную оценку кумулятивного действия КД можно проводить с одним из существующих методических приемов, в зависимости от задачи исследования. Наиболее адекватный критерий показателя – величина суточного элиминирования (процент к введенной дозе). Зная ее, можно определить время, через которое в организме будет накапливаться токсическая или смертельная доза препарата.

Так как КД попадают в организм через пищеварительный тракт и печень, при проведении доклинических исследований необходимо классифицировать их по гепатотоксическому действию.

При доклиническом изучении токсичности кормовых добавок обязательно биохимическое исследование крови животных для оценки степени поражения органов. Состав крови чувствителен к изменениям, происходящим в организме. Важно оценивать не резкие, патологические изменения в обмене веществ у животных, а незначительные сдвиги, происходящие в пределах физиологической нормы. [17]

Изучая биохимические параметры крови (общий белок и его фракции, индекс АГ, мочевина и креатинин, ферменты переаминирования АсАТ и АлАТ, гемоглобин, эритроциты и среднее содержание гемоглобина в эритроците), можно диагностировать функциональное состояние систем и органов организма, выявить воспалительные процессы, дисбаланс микроэлементов и нарушение водно-солевого обмена.

Гепатотоксическое действие кормовых добавок на подопытных животных определяют по коэффициентам де Ритиса (АсАТ / АлАТ), Шмидта (КШ) и индексу R. [19] Коэффициент Шмидта рассчитывают по формуле:

$К Ш = \frac{А с А Т + А л А Т}{Г л Д Г}$

где АсАТ – аспартатаминотрансфераза, Е/л; АлАТ – аланинаминотрансфераза, Е/л; ГлДГ – глутаматдегидрогеназа, Е/л.

Индекс R – отношение активности АлАТ и щелочной фосфатазы (ЩФ). [11]

АлАТ и АсАТ – внутриклеточные ферменты, участвующие в реакциях трансаминирования и непрямого дезаминирования аминокислот. Наибольшая активность АлАТ – в гепатоцитах, АсАТ – сердечной мышце, меньшая – в печени и других органах. АлАТ присутствует только в цитоплазме, АсАТ – в митохондриях (80% печеночного АсАТ) и цитоплазме. Соотношение АсАТ/АлАТ обычно составляет 2,5/1. Но при нормальном обновлении гепатоцитов активность АсАТ и АлАТ в сыворотке крови практически одинакова. Период полувыведения АсАТ в два раза короче (18 ч), чем АлАТ (36). [10] Увеличение коэффициента де Ритиса свидетельствует о хронических процессах, связанных с поражением паренхимы печени вследствие интоксикации организма. [20]

Повышение активности энзимов переаминирования отражает повреждение и гибель гепатоцитов. Активность ферментов может нарушаться в результате физиологических изменений и из-за патологических процессов, сопровождающихся повышением проницаемости мембран. Энзимы печени находятся в мембране, цитоплазме или митохондриях гепатоцитов. Изменение активности ферментов, расположенных в мембране или цитоплазме гепатоцитов (лактатдегидрогеназа, аминотрансферазы и щелочная фосфатаза), характерно для острого процесса, поражение митохондриальных ферментов (глутаматдегидрогеназа, митохондриальная АсАТ) свидетельствует о развитии некроза печени.

Абсолютно специфических маркеров для диагностики заболеваний печени не существует, так как энзимы присутствуют в клетках различных органов и тканей. Для диагностики поражения ткани печени важно определить изменения активности различных ферментов и их соотношения. Лекарственное поражение печени может быть гепатоцитарным, холестатическим и смешанным. [10]

Совет международных организаций «CIOMS» предложил классифицировать типы поражения печени на основании изменений активности АлАТ, щелочной фосфатазы и R-индекса (см. таблицу). [11]

Тип поражения печени

Тип	R	Активность
Тип	R	ЩФ	АлАТ
Гепатоцитарный	>5	<ВПФН	>2 х ВПФН
Холестатический	<2	>2 х ВПФН	<ВПФН
Смешанный	2–5	>2 х ВПФН	>2 х ВПФН

Примечание. R = АлАТ / ЩФ; ВПФН – верхний предел физиологической нормы.

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности РФ

Email: amil59@yandex.ru

кандидат ветеринарных наук

Россия, Казань, Республика Татарстан

Список литературы

Арзамасцев Е.В., Гуськова Т.А., Березовская И.В. и др. Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: ОАО Издательство «Медицина», 2005. С. 41–54.
Гелашвили Д.Б., Безель В.С., Романова Е.Б. и др. Принципы и методы экологической токсикологии / Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет. 2015. 192 с.
Головня Е.Я. Интегральная оценка токсичности кормов и кормовых добавок: дис. ... канд. биол. наук. 2003. 138 с.
ГОСТ 32296-2013 «Методы испытаний по воздействию химической продукции на организм человека. Основные требования к проведению испытаний по оценке острой токсичности при внутрижелудочном поступлении методом фиксированной дозы». М.: Стандартинформ, 2014
ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики» от 20 ноября 2014 года. docs.cntd.ru.
ГОСТ 33216-2014. «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами». М.: Стандартинформ, 2019. 15 с.
ГОСТ 12.1.007-76. «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». М.: Стандартинформ, 2007.
ГОСТ 32419-2013 «Классификация опасности химической продукции. Общие требования». М.: Стандартинформ, 2014.
Давыдова А.В. Клиническая интерпретация биохимического анализа крови при заболеваниях печени: учебное пособие для студентов / ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России. Иркутск: ИГМУ, 2013. С. 7–9.
Дорофейков В.В., Борисова И.В., Тарасова М.А. и др. Лабораторная диагностика лекарственно-индуцированных поражений печени при беременности // Трансляционная медицина. 2017. № 4 (3). С. 35–44. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2017-4-3-35-44.
Ивашкин В.Т., Барановский А.Ю., Райхельсон К.Л. и др. Лекарственные поражения печени (клинические рекомендации для врачей) // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019. № 29 (1). С. 101–131. https://doi.org/10.22416/1382-4376-2019-29-1-101-131.
Каргопольцева Д.Р., Крышень К.Л., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Регуляторные и методические аспекты доклинических и клинических исследований кормовых добавок для животных. Лабораторные животные для научных исследований. 2018. № 3. https://doi.org/10/29926/2618723X-2018-03-11.
Кощаев А.Г., Гранкина Н.А., Борисенко В.В., Николаенко В.И. Изучение токсикологического действия пробиотической кормовой добавки // Молодой ученый. 2015. № 5.1. С. 12–14.
Лысенко Ю.А., Лунева А.В. Изучение влияния пробиотической кормовой добавки «Промомикс С» на продуктивность и биобезопасность продукции птицеводства // ScienceTime. 2014. № 5 (5). С. 112–122.
Приказ Минсельхоза от 6 марта 2018 г. № 101 «Об утверждении правил проведения доклинического исследования лекарственного средства для ветеринарного применения, клинического исследования лекарственного препарата для ветеринарного применения, исследования биоэквивалентности лекарственного препарата для ветеринарного применения».
Рахматуллин Э.К., Скляров О.Д. Изучение токсичности ветеринарных препаратов на доклиническом этапе // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2019. № 5. С. 61–64.
Таранов М.Т. Изучение сдвигов обмена веществ у животных // Животноводство. 1983. № 9. С. 49–50.
Deichmann W. B. et al. Determination of the approximate lethal dose with about six animals J. Ind. Hyg. Toxicol. (1943)
Directive 2010/63/EU of The European Parliament and of The Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes, L 276/52.
The De Ritis Ratio: The Test of Time Mona Botros, Kenneth A Sikaris Clin Biochem Rev. 2013. V. 34 (3). PP. 117–130.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация