Медико-биологическая оценка стимуляторов роста сельскохозяйственных животных Адигамов, Ленор Файзыевич

Введение к работе

. Актуальность проблемы. Одной из важнейших проблем современности является дополнительное получение наиболее полноценного животного белка, производство которого в мире значительно отстает от потребностей населения (Потребность в белке и энергии, 1987; RankeM. В., 1988; Rozcn-gurt Е. Т., 1992; Chapekar М. S., 1992).

Как отмечено в материалах ФА О/ВОЗ (Joint FAO/WHO food standards programme codex, committee on residues of veterinary drugs in foods, 1984, 1991), за последние 15 лет в различных регионах мира .увеличилось использование стимуляторов роста сельскохозяйственных животных; в США - 90%, в Англии - около 50% крупного рогатого скота обрабатывалось стимуляторами роста.

Вместе с тем при использовании стимуляторов роста и лактации сельскохозяйственных животных необходима гарантия отсутствия отрицательных последствий употребления . в пищу полученных при этом продуктов животноводства. Пищевые продукты должны соответствовать требованиям биохимии и гигиены питания. Важное значение приобретают медико-биологические исследования стимуляторов роста и гигиеническая оценка продуктов животноводства. При решении вопроса возможности использования того или иного стимулятора роста в практике животноводства, необходимо выполнение всего комплекса медико-биологических и гигиенических исследований.

К настоящему времени осуществлен синтез большого числа биологически активных веществ, которые в опытах на , сельскохозяйственных животных повышают мясную и молочную продуктивность (Dranghaday W. Н., 1984; Bines J. Е., 1991; ВгееМ., 1991; BachmanK.C., 1992; BarbanoD.M., 1992; Chapekar M.S., 1992; Dawson G.R., 1992; Никитенко A. M. с соавт., 1994). Химико-технологические и ветеринарно-токсикологи-ческие исследования для ряда групп стимуляторов (различных стероидов, пептидов,' белков, производных аминокислот и др.) завершены. Вместе с тем не проведена медико-биологическая характеристика большого числа анаболических препаратов и гигиеническая оценка продуктов животноводства, полученных в условиях их применения. Это обусловле-; но сложностью медико-биологических исследований, их дли-

тельностью, необходимостью применения комплекса биохимических, химических, биологических, гистохимических и др. методов. Кроме того, в литературе имеются лишь очень ограниченные сведения о системе критериев и специфических показателях медико-биологической оценки различных групп и классов биологически активных веществ, повышающих продуктивность сельскохозяйственных животных.

Как в нашей стране, так и за рубежом решение вопроса о применении того или иного стимулятора роста или лактации сельскохозяйственных животных, главным образом, зависит от результатов медико-биологической характеристики препарата и оценки степени безвредности продуктов животноводства (32-nd report of the Joint FAO/WHO expert committee on . food additives, 1988; Инструкция № 3202-85).

Таким образом, в проблеме использования стимуляторов роста и лактации з животноводстве медико-биологическая их оценка играет решающую роль.

Представленная работа проводилась в соответствии с отраслевыми, межотраслевыми и международными программами:

„Программа развития научных исследований и ускорения внедрения достижений медицинской науки в отрасли агропромышленного комплекса" (С-10, разделы 01.01.01 и 02.01.02).

„Программа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в Нечерноземной зоне РФ на период до 2000 г." (разделы 02.02.Н1 и 03.01.Н16).

„Межотраслевая программа по разработке физислого-биохнмических основ высокой продуктивности сельскохо-хяйстбснных животных" (Осх. 49, разделы 05 л 05.01.Т).

„Научно-техническая программа по животноводству на период до 2000 г." (раздел 0.51.25).

Международные (совместно с фирмами США „Монсан-то" и „Элл;;-Лилли") программы по комплексной оценке генно-инженерных стимуляторов лактации и роста '.сельскохозяйственных животных.

Цель работы состояла в разработке основных направлений проблемы медико-биологической оценки стимуляторов роста сельскохозяйственных животных: системы специфических критериев и показателей характеристики различных групп

биологически активных веществ, повышающих мясную и , молочную продуктивность животных; пройдений медико-биологических исследований различных стимуляторов роста и лактации,, гигиенической оценки продуктов животноводства; разработки методов анализа остаточных количеств стимуляторов в продуктах животноводства, а также методик, регламентов и способов стимуляции роста животных. Задачи исследования.

Провести медико-биологическую характеристику различных групп стимуляторов роста и лактации сельскохозяйственных животных.

Выполнить комплекс исследований по гигиенической оценке продуктов животноводства, полученных в условиях применения стимуляторов роста и лактации.

Разработать методы анализа и регламенты содержания остаточных количеств анаболических соединений в продуктах животноводства.

Провести исследования по разработке методик и схем стимуляции роста сельскохозяйственных животных.

Разработать теоретические и экспериментальные подходы комплексной оценки различных групп стимуляторов роста сельскохозяйственных животных.

Научная новизна работы определяется новыми экспериментальными и теоретическими разработками основных направлений малоизученной проблемы - медико-биологической характеристики стимуляторов роста сельскохозяйственных зкквотных и гигиенической оценки продуктов животноводства. Опубликованная довольно обширная научная литература песвящена в основном химико-технологическим, ветсринарно-савитарпым, зоотехническим разделам исследо-ватлШ стимуляторов роста и лактации, их влиянию на продуктивность сельскохозяйственных животных (Buttery P. J., Sinnet-SmiihP.A., 1984; Brook С. G., Hindmarch Р. С, 1988; Blu-meE., 1992; Chapekar М. S., 1992; DarbonP., 1987; Dawson G.,R., 1992; FlaknerF., 1985; Hoffmann В., 1981, 1988; Hutchinson С. F., Tomlfnson J. E., 1986; Marselos M., 1992; MatsumotoK., 1992; Noblet J., 1992). Медико-биологические разделы исследований и, особенно, аспекты гигиенической оценки продуктов животноводства, полученных в условиях применения стимуляторов роста, изучены явно недостаточно; в литературе отсут-

ствуют обобщающие сведения в целом по проблеме, не раз--работана система комплексной медико-биологической характеристики стимуляторов роста, лактации сельскохозяйственных животных и гигиенической оценки продуктов животноводства.

В работе проведена медико-биологическая характеристика стимуляторов роста, относящихся к различным классам химических соединений: циклическим соединениям группы стильбенов, эндогенным пептидным препаратам, белковым веществам, полученным методом генной инженерии. Медико-биологическая оценка проведена по специфическим критериям, которые основаны на влиянии стимуляторов на органы-мишени, функциональное состояние различных гормональных систем.

Разработаны показатели гигиенической оценки продуктов животноводства, полученных в условиях применения стимуляторов роста и лактации сельскохозяйственных животных. Гигиенические исследования включали: анализ остаточных количеств стимуляторов в мясе и субпродуктах; в условиях субхронических и хронических опытов исследования влияния скармливания мясо-продуктов экспериментальным животным на функциональное состояние органов-мишеней; определение показателей „безвредности" мясо-продуктов. Проведенная медико-биологическая характеристика стимуляторов и гигиеническая оценка продуктов животноводства позволили сделать заключение о возможности и регламентах применения отдельных групп анаболических препаратов в животнрводстве.

Выполнен объем медико-биологических исследований стильбенов, который поззолил обосновать санитарно-гигиенические требования к этой группе стимуляторов роста. Впервые показано, что наиболее выраженное токсическое действие диэтилстильбэстрола, проявляющееся на животных всех основных стадий онтогенеза, заключается в резком подавлении формирования и функционирования мужской половой сферы, ингибировании синтеза мужских половых гормонов (тестостерона, 5« - дигидротестостерона, андростен икона), нарушении процессов сперматогенеза, снижении показателей плодовитости. Впервые в субхронических опытах на эксперименталышх животных смоделированы усло-

вия длительного поступления в организм человека таких * доз диэтилстильбэстрола, которые соответствуют его остаточным количествам в продуктах животноводства, и в этих экспериментах установлены изменения эстрогензависимых процессов и значительные нарушения функционального состояния различных органов-мишеней. С использованием химических и биологических тестов показано, что продукты животноводства содержат избыточную эстрогенную и анти-андрогенную активность.

Разработан способ стимуляции роста, основанный на применении эндогенного анаболического препарата. В настоящее время наиболее жесткие санитарно-гигиенические требования предъявляются к использованию биологически активных веществ в промышленном птицеводст-зе. В связи с этим предложен эндогенный. пептидный препарат для стимуляции роста птицы, который не обладает токсическими свойствами и по доступности производства, медико-биологическим и гигиеническим характеристикам отвечает необходимым критериям оценки. -

Предложен новый принцип при разработке способов стимуляции роста - для применения в промышленном звероводстве рекомендована комбинация анаболических препаратов, включающая стероид, гексапептид и перхлорат, которые одновременно воздействуют на несколько систем, регулирующих синтез и катаболизм белка.

Благодаря бурному развитию биотехнологии в различных странах в производственных условиях получена новая группа стимуляторов лактации и роста сельскохозяйственных животных - генно-инженерные соматотропины и были начаты исследования по комплексной ветеринарно-токсикологичес-кой и медико-биологической оценке- рекомбинантов. В работе приводятся данные по физико-химическим, биологическим свойствам бычьего генно-инженерного соматотропи-на и гигиенической оценки продуктов животноводства.

В целом по проблеме разработаны обобщающие материалы (рекомендации, указания, инструкции и пр.), в которых впервые предпринята попытка сформулировать не. только основные требования к оценке различных групп и классов стимуляторов, но и определить основные направления, объем, методическое обеспечение и порядок выполнения

хішико-технолгичес^т, ветерштрно-токсол-л-ических, медико-биологических исследований стимуляторов роста и гигиенической оценки продуктоз животноводства. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методические критерии и специфические показатели медико-биологической оценки исследуемых групп стимуляторов роста и лактации и гигиенической оценки продуктов животноводства.

2. Методы анализа остаточных количеств стимуляторов роста групп эстрогенов и андрогенов; уровни содержания половых гормонов в продуктах животноводства.

3. Токсигологическая характеристика ветрогонных стимуляторов роста группы стильбенов и гигиеническая оценка продуктов животноводства, полученных в условиях их применения.

4. Медико-биологические исследования эндогенного пептидногго препарата из боенской крови птицы и гигиеническая оценка продуктов животноводства.

5. Методики и схемы стимуляции роста животных с использованием комбинации анаболических препаратов.

6. Характеристика физико-химических и биологических свойств стимулятора лактации - генно-инженерного бычьего соматотропина, оценка продуктов животноводства.

7. Система комплексной оценки различных групп и классов стимуляторов роста сельскохозяйственных животных.

Научно-практическое значение работы. В целях методического обеспечения государственного надзора страны за содержанием в продуктах животноводства стимуляторов роста с наиболее выраженной специфической зстрогенной и андрогенной активностями разработаны:

Методы определения диэтилстнльбэегрола и' его метаболитов в мясе, субпродуктах и биологических жидкостях сельскохозяйственных животных (Авт. свид. № 438928; Мет. рском. № 2944-83). -_'''

.Методы исследования остаточных количеств эстроген-ных гормонов в продуктах животноводства (Авт. свид. № 1012138; Мет. реком. У^: 3208-85).

Методы определения андрог--енных гормонов в мясе, -субпродуктах и биологических жидкостях сельскохозяйственных животных (Авт. свид. №1007520; Авт. свид. №376719;

б -

Авт. спид. № 1273334; Мет. реком., утп. КО ЛН 1986).

- Гигиенические регламенты, порядок отбора биопроб, периодичность исследований при проведении контроля за остаточными количествами стимуляторов в продуктах животноводства (Мет. реком. №2944-83; Мет. реком. №3208-85; Санитарно-гигиенические требования № 4053-85; Мет. указ. № 5175-90).

Разработанные-методы и регламенты предназначены для использования з санитарно-эпидемиологических лабораториях, научно-исследовательских институтах и других учреждениях в целях гигиенического контроля за остаточными количествами стимуляторов роста в мясных и молочных продуктах; для санэпидслужбы страны проводились методические семинары по методам анализа и регламентам содержания остаточных количеств анаболиков в продуктах животноводства. В необходимых случаях осуществлялись арбитражные исследования стимуляторов роста в продуктах животноводства, поступающих по импорту.

Разработана система медико-биологических требований, специфических показателей и критериев при исследовании различных групп стимуляторов роста сельскохозяйственных животных. Система медико-биологической характеристики стимуляторов роста и гигиенической оценки продуктов животноводства внедрена в практику госсанветнадзора за использованием биопрепаратов в животноводстве (Инструкция №3202-85, №115-ба; Мет. реком. № 2944-83; Мет. реком. №3208-55; Мет. указ. №5175-90; Санитарно-гигиенические требования №4053-85 и др.). Данная система использована при проведении гигиенической оценки фенольиых, стероидных, пептидных, белковых и других стимуляторов роста; в соответствии с полученными результатами в директивные орг.-гны гсссаішетнадзора представлены экспертные заключения о возможности использования исследованных биологически активных веществ в животноводстве.

Разработаны методики, схемы и способ:.', стимуляции роста сельскохозяйственных животных (Авт. свид. № 1124467; Авт свид №1431108; Мет. реком., 1985; 1986 гг.: Мет. реком., 1994 г.).

Основные положения работы доложены и обсуждены на Всесоюзных конференциях по проблемам питания (Моск-

ва, 1971, 1980; Алма-Ата, 1974, 1979); на Всесоюзных биохимических съездах (Рига, 1974; Ленинград, 1979; Киев, 1986); 2-м Национальном конгрессе эндокринологов Болгарии (В„Тыр-ново, 1979); XXI. Международном молочном конгрессе (Москва, 1982); на Всесоюзных конференциях: „Аминокислоты для сельского хозяйства, пищевой промышленности, здравоохранения и научных исследований" (Фрунзе, 1981; Ереван, 1988), „Фундаментальные проблемы гастроэнтерологии" (Киев, 1981), „Биология и патология пушных зверей" (Петрозаводск, 1981); на Всесоюзных симпозиумах: „Гормоны и гормональные препараты в животноводстве" (Ташкент, 1974), „Митохондрии: механизмы сопряжения и регуляции" (Путино, 1981), „Хроматография в биологии и медицине" (Москва, 1983), „Биохимия сельскохозяйственных животных и продовольственная программа" (Витебск, 1982; Ташкент, 1986; Киев, 1989), „Химия белков и пептидов" (Рига, 1983). „Физиология и биохимия лактации" (Алма-Ата, 19S7; Баку, 1990); на Всероссийском симпозиуме „физиологические основы повышения продуктивности животных" (Петрозаводск, 1991).

Структура диссертации. Текст диссертации изложен на 327 страницах машинописи. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, заключения, выводов и приложения, иллюстрировна 73 таблицами, 22 рисунками и фотокопиями,"-Цитированная литература представлена 78 работами на русском и 479 - на иностранных языках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе 13 Инструкций, Методических указаний, рекомендаций, 7 Авторских свидетельств на изобретения.'

Основная часть работы-па лабораторных животных_} кры-. сах различного возраста и пола; исследования эффективности использования стимуляторов роста в животноводстве, птицеводстве, пушном ~пероводстве проведены на различных видах продуктивных животных и птице. Объектом исследований являлся биоматериал от лабораторных и сельскохозяйственных животных.

Методы медико-биологической оценки стимуляторов роста группы стильбенів. Разработаны отдельные стадии

методов определения остаточных количеств диотилстиль-бэстрола и его производных в тканях и биологических жидкостях сельскохозяйственных животных: экстракции различных ферм стильбена, очистки зісстрактов (с использованием перераспределения в растворителях, адсорбционной хроматографии на колонках, тонкослойной хроматографии) и количественного измерения на основе специфической фотохимической реакции и ГЖХ (электронный захват). Изложены различные варианты методов определения диэтилстильб-этрола и его метаболитов о мясных продуктах, субпродуктах (печени, почках), жире и различных биологических жидкостях - молоке, сыворотке крови, моче, желчи (Лет. свид. № 433928, Мет. реком. П⁹ 2944-33).

Определение биологического и токсического влияния дгатилстильбэстрола на органы-мишени и „эстроген-зави-сг-шыс" процессы, а также субхроническис и хронические эксперименты по гигиенической оценке продуктов животноводства проводили на крысах линии Внстар; использовали методы, предназначенные для анализа эстрогенной Dorf-manR.L, 196 КиЄакЯ.М., 196S; CsabaО.М. et. al.,1986, Harmon J. R. et al,, 29S9) и антиандрогенной активностей (Dorf-manR.I., 1962; Трахтенберг И. M., 197S; Keel В. Л., ЛЪпеуТ.О., 1985; Резников А. Г., Варга С. В., 1938).

Разработанные методы определения стероидных гормонов андрсстаиового ряда - тестостерона, 5^g - дигидротесто-етеррпа и андоростендионд и женских половых гормонов -зстрадуюла-17Д, зстрсна и эстриола в продуктах животноводства включают экстракцию полярными и неполярными растворителями, хроматографию в тонком слое и на колонках и количестзенксо измерение с использованием радиоиммуно-логическсго анализа и ГЖХ (Авт. свид. № 1012138, № 1007520, К» 127333'?; Мет, реком. № 3202-85). С использованием данных-методов проведены исследования уровней содержания основных половых гормонов групп эстрогенов и андрогенов в различных видах продуктов животноводства.

Разработан спссоб получения пептидного препарата из боенской кропи птицы и регламенты его применения в промышленном птицеводстве (Авт. свид. № 1431103). В соответствии с принятыми требованиями и методами исследования эндогенного биостимулятора (Инструкция N" 32-02-35; 32-nd

report of the Joint FAQ/WHO expert committee on food additives, 1988; Joint FAO/WHO food standards programme codex committee on residues of veterinary drugs in foods, 1991; Chapekar M. S., 1992) дана медико-биологическая характеристика пептидного препарата и гигиеническая оценка мясных продуктов, полученных в условиях его применения.

Методы определения влияния биорегуляторов на продуктивность пушных зверей, принятые в промышленном звероводстве (Берестов Б. А., 1981), использованы. при разработке способа стимуляции роста, основанного на применении различных комбинаций анаболических препаратов.

Методы медико-биологической оценки генно-инженерного соматотропина. Использованы методы химической характеристики рекомбинанта (Кунитц М., Нортропл Д. X., 1950; ChoeverE.V., Levis U. J., 1969; FreckerP.J., 1978; ZeytinF-N., 1986), исследования влияния биорегулятора на различные железы внутренней секреции, органы-мишени (Ford С. Е.,. Hamerton J. L.» 1956; Herington А. С, YmerS., 1986; DarbonP., 1987) и биологические методы определения его эффективности, характера действия иа течение беременности, лактацию, раннее постнатальное развитие животных (Трахтенберг И. М., 1978; Harmon J. R. et. al., 1986). Гигиеническая оценка продуктов животноводства проводилась с применением химических методов их анализа, определения показателей физиологического развития и гормонального статуса, экспериментальных животных, которым скармливалось молоко, полученное в условиях применения рекомбинанта (Инструкция ЇР 3202-S5; ZoytinF. N.. 1986). Раді юиммунологический анализ гормонов проводили с использованием RIA-китоз фирм CIS (Фракция), BYK-Sangtes (Германки) и отечественных пабороз. И-окси-кортнкостероиды в сыворотке крови и надпочечниках определяли фліоириметрическнм методом Наугольных Э.З. (1969), тестостерон и андростепднон в биоматериале - по методе' IttnchG.(15cG) с некоторыми модификациями (Авт. свид. № 1273334).