Витамины принимают активное участие в обмене веществ в организме животного. Известны 13 витаминов, представляющих родственные соединения с одинаковой активностью (витамины противоксерофтальмический, антирахитный, антинервно-мышечных нарушений, антигипокоагуляционный растворимы в жирах, витамины антискорбутный, тиамин, дегидроретинол, пиридоксин, цианокобаламин, никотинамид, пантотенат, биотин, фолацин растворимы в воде). Кроме этих витаминов, существуют другие соединения, входящие в группу активных веществ, но свойства их еще полностью не установлены (калия оротат, В8, тиактоцид, рутабион, В11, В15, убидекаренон). [1, 208–270; 2, 2083–2089; 3, 1–250].
Получение аскорбината никотинамида. В колбу помещают раствор 35,4 г (0,2 моль) аскорбиновой кислоты в 40 мл воды. Затем приливают раствор 24,4 г (0,14 моль) никотинамида в 500 мл спирта. Растворы перемешивают при комнатной температуре в течение 1,5 часа. Контроль за ходом реакции и чистотой конечных продуктов определяли методами УФ-спектроскопии и тонкослойной хроматографии (ТСХ). Смесь со временем переходит в желтый цвет. Выпадает светло-желтый осадок. Осадок отфильтровали, дополнительно очищали перекристаллизацией из пропанола. Выход продукта (65 %) 19 г. Tпл. 145–146°C.
Анализ ИК-спектров L-аскорбиновой кислоты, никотинамида и аскорбината никотинамида показал наличие полос поглощения в конечном продукте исходных компонентов и дополнительных полос поглощения в области 3377 см-1 и 2360 см-1, которые, согласно литературным данным, можно отнести за счет образования аммонийных солей никотинамида.
Полученный продукт аскорбинат никотинамида идентифицировали физико-химическими методами как элементный анализ, ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, ТСХ, определением температуры плавления.
Кинетика взаимодействия L-аскорбиновой кислоты с никотинамидом. В качестве объектов исследования были взяты L-аскорбиновая кислота и никотинамид марки «х.ч.», как растворитель применяли водно-спиртовые буферные растворы, приготовленные по методике.
Эквимолярные растворы L-аскорбиновой кислоты и никотинамида растворялись в буферных растворах и выдерживались при заданной температуре в течение 30 минут в термостате U-15° с точностью ± 0,1°С. За начало реакции принимался момент смешивания растворов витамина С и никотинамида.
Как показали предварительные опыты, при сливании термостатированных растворов в результате взаимодействия компонентов появляется желтая окраска и новый максимум поглощения в области 360 нм.
В случае если один или хоть сколько нибудь витаминов оказывается не целиком приемлемым для осваивания организмом или приемлемыми в ничтожном объеме, тогда разменные ходы повреждаются, в конечном счете сокращается производительность, приостанавливается развитие, образуется витаминная недостаточность, повреждается плодотворность у самочек и размножающая годность у производителей, увеличивается восприимчивость к заразным и паразитным болезням. Так, при недостатке витамина С нарушается превращение пролина в гидроксипролин (основной строительный элемент коллагеновых волокон), что обусловливает проявление признаков цинги (кровоток из прекапилляров и капилляров) с разделением объединительной ткани в суставах, деснах, костях и хрящах. Неспелые коллагеновые волокна и сниженная действенность сосудистой системы вызывают пупочное кровотечение [1, с. 208–270].
При авитаминозе С понижена резистентность телят к вирусам, в первую очередь к возбудителям респираторных заболеваний [4, с. 131–139], в связи с тем, что аскорбиновая кислота стимулирует образование µ-глобулинов и блокирует SB-группы цистеина, содержащегося в них. Повышенное содержание в тканях аскорбиновой кислоты понижает напряжение на поверхности клеточных мембран, облегчает растворение липопротеиновой оболочки лейкоцитов, что делает доступными нуклеиновые кислоты для воздействия на них нуклеаз.
При недостатке витамина РР у детей развивается пеллагра, основными признаками которой является диарея (приводящая к истощению), деменция (нарушение психики и мышления) и в более тяжелых случаях – дерматит.
Для профилактики гиповитаминоза витамин РР назначают детям, страдающим ахилией, энтеритами, колитами, аскоридозом, лямблиозом, язвенной болезнью, при которых нарушено всасывание витамина.
С лечебной целью никотиновую кислоту или ее амид применяют для устранения авитаминоза и признаков гиповитаминоза; для ликвидации явлений гипоксии и ацидоза у детей с пневмониями, шоком, различными токсикозами, для стимуляции анаболических процессов при лечении гипотрофий, заболеваний печени. Никотиновую кислоту и ее амид вводят в организм перорально. При недостатке никотинамида (ниацина) в организме нарушаются окислительно-восстановительные процессы, затрагивающие распад и синтез жирных кислот, углеводов и аминокислот. Это приводит у новорожденных свиней к потере аппетита, геморрагической диарее. У цыплят отмечается замедленный рост, потеря аппетита сквамозный дерматит на боковых сторонах головы и туловища, пероз, деформация бедренной кости и геморрагическая диарея [2, с. 2083–2089].
Вышеописанное доказывает важность применения витаминных препаратов в животноводстве для повышения их продуктивности, улучшения качества животноводческой продукции.
В этих целях нами синтезирован в Институте химии и химических технологий Национальной Академии Наук Кыргызской Республики в лаборатории органической химии новое соединение «аскорбинат никотинамида» [5]. Данная статья посвящается изучению его острой токсичности и биологической активности.
Материалы и методы исследования
Эксперименты по определению норм острой ядовитости аскорбината никотинамида вели на 60 клиничных, нормальных, белых, подопытных мышах с живой массой 18–20 г. Животных разбили на 6 групп по 10 голов в каждой. Вещество вводили животным внутрь (peros) в виде 20 %-го водного раствора с помощью шприца, оборудованного специфическим металлическим шаром, в дозах 1550, 1835, 2450, 2420 и 2700 мг/кг живой массы. Подопытные мыши из 10 голов являлась контролем и получили нужный объем хлорида натрия.
Опыты продолжались 12 дней, в течение которых велось наблюдение за подопытными и контрольными животными. При этом учитывали общее состояние, аппетит, характер и клинику химического токсикоза и гибель животных. Трупы павших животных были подвергнуты патологическому вскрытию для выявления характера и степень патологических изменений во внутренних органах [6, с. 524–537].
Полученные цифровые данные подвергли статистической обработке методом пробит анализа (Lichfield, Wilcoxon, 1949) в варианте 3. Рота (Z. Roth, 1960) с применением привычной миллиметровой бумаги [7, с. 126–146].
Опыты по изучению биологической активности проводили на 9 головах молодняка кроликов с живой массой 1,0–1,1 кг (1000–1100 г). Подопытные кролики разделены на 3 группы. В каждой группе по 3 кролика. Крольчат первой группы кормили измельченной зерносмесью с добавкой аскорбината никотинамида из перерасчета 8 мг на килограмм сухого корма. Вторую группу кормили зерносмесью с добавкой аскорбиновой кислоты (витамина С, антицинготный витамин) в такой же дозе. Третья группа служила контролем и получала только зерносмесь. Опыты продолжались 1 месяц. После опытов крольчат взвесили и взяли анализ крови для гематологических исследований. Основные гематологические показатели у кроликов изучили по общепринятой методике [8, с. 65–193].
Статистическую обработку цифровых материалов опытов проводили методом Фишера-Стьюдента с использованием критерия (t) Ермолова [9, с. 49–56].
Результаты исследования и их обсуждение
Клиническая картина отравления белых мышей, получивших токсические дозы аскорбината никотинамида, проявлялась через 30–45 минут после его введения. Основные признаки токсикоза у мышей были следующие: общее беспокойство, отказ от корма и воды, учащенное и поверхностное дыхание, частое сердцебиение, потливость, понос и частое мочеотделение, повышение тактильной чувствительности кожи, понижение температуры тела. Перед смертью у животных наблюдается прогрессирующее общее угнетение, и они падают на пол в неестественном положении. Смерть наступает в сильных клонико-тонических судорогах, как правило, в течение первого и второго дней отравления. Оставшиеся в живых мыши быстро восстанавливаются, начинают бегать по клетке и есть корм [10, с. 23–25].
Результаты статистической обработки цифровых данных опытов показывают (табл. 1), что максимально переносимая доза (ЛД0) аскорбината никотинамида для белых мышей составила 1550 мг/кг, ЛД16 – 1835 мг/кг, среднелетальная доза (ЛД50) – 2450 (2255÷1856) мг/кг, ЛД84 – 2420 мг/кг а его абсолютно летальная доза для мышей (ЛД100) – 2700 мг/кг живой массы животных.
Визуальный осмотр внутренних органов при патолого-анатомическом вскрытии трупов павших мышей показал следующие изменения в них: катарально-геморрогическое воспаление слизистой оболочки желудка и тонкого отдела кишечника; печень увеличена, под её оболочкой множественные точечные кровоизлияния; почки темно-коричневого цвета, при разрезе сочится пенистая кровь, на оболочке кровоизлияния [10, с. 23–25].
Итоги экспериментов по определению биологической активности показали, что за время проведения эксперимента масса крольчат в первой группе составила 670±11,4 г (Р > 0,01), во второй –5 98 ±42,4 г (Р < 0,05), в третьей-группе – 570±16,2 г. Как видно из данных опыта, аскорбинат никотинамида в испытанной дозе повышает прирост крольчат по сравнению с показателями контрольной группы на 17,6±2,1 %, а аскорбиновая кислота – на 4,9±1,4 % (табл. 2). Эти данные подтверждают, что аскорбинат никотинамида обладает выраженным стимулирующим рост и развитие молодняка животных действием. Различие показателей по сравнению с контролем статистически достоверно (Р > 0,01). Такое же влияние оказывает и аскорбиновая кислота в дозе, аналогичной первому соединению. Однако это действие статистически недостоверно (Р < 0,05).
Вдобавок установлен значительный подъем гематологических признаков крови у крольчат под действием аскорбината никотинамида (табл. 3). Однако разница в показателях была статистически недостоверна (Р < 0,05).
Таблица 1
Параметры острой токсичности аскорбината никотинамида
|
№ гр. |
Доза, мг/кг |
Количество мышей |
Результаты |
Параметры острой токсичности |
|
|
пало |
выжило |
||||
|
1 |
1550 |
10 |
0 |
10 |
ЛДо=1550 мг/кг ЛД16=1835мг/кг ЛД50=2450(2255:1856) мг/кг ЛД84=2420 мг/кг ЛД100=2700 мг/кг |
|
2 |
1700 |
10 |
1 |
9 |
|
|
3 |
2100 |
10 |
5 |
5 |
|
|
4 |
2400 |
10 |
9 |
1 |
|
|
5 |
2700 |
10 |
10 |
0 |
|
|
6 |
Контроль |
10 |
0 |
10 |
|
Таблица 2
Влияние аскорбината никотинамида на рост и развитие крольчат (п=3)
|
№ гр. |
Препараты |
Привес крольчат, г |
Привес, г М±m |
Разница привеса по сравнению с контролем, % М±m |
Р |
|
|
Масса крольчат в исходном состоянии, г; М±m |
Масса крольчат через 30 дней после дачи препаратов, г; М±m |
|||||
|
1 |
Аскорбинат никотинамида |
1015± 49,0 |
1685 ±52,9 |
670±11,4 |
+17,6± 2,1 |
>0,01 |
|
2 |
Aскорбиновая кислота |
994± 22,5 |
1615 ±57,8 |
598 ±42,4 |
+4,9± 1,4 |
<0,05 |
|
3 |
Контроль |
980 ±105 |
1550± 56,9 |
570 ±16,2 |
||
Таблица 3
Влияние аскорбината никотинамида на гематологические показатели у крольчат
|
Компоненты крови |
Гематологические показатели |
Р |
|
|
Контроль контроль |
Опыт |
||
|
Эритроциты, млн |
6,80±0,41 |
7,962±0,56 |
<0,05 |
|
Лейкоциты, тыс. |
8,300± 0,91 |
9,47±1,55 |
<0,05 |
|
Гемоглобин, г % |
11,57±1,94 |
11,76±2,1 |
<0,05 |
|
Общий белок, мг % |
5,55±0,26 |
5,746±0,22 |
<0,05 |
Заключение
Установлено, что максимально переносимая доза (ЛД0) аскорбината никотинамида для белых мышей составила 1550 мг/кг, ЛД16 – 1835 мг/кг, среднелетальная доза (ЛД50) – 2450 (2254÷1864,5) мг/кг, ЛД84 – 2425 мг/кг, а его абсолютно летальная доза для мышей (ЛД100 ) – 2800 мг/кг живой массы животных. При применении аскорбината никотинамида повышается привес крольчат по сравнению с показателями контрольной группы на 17,6 ± 2,1 %, а аскорбиновой кислоты – на 4,9 ± 1,4 %. Под его действием гемотологические показатели кроликов не претерпели существенных изменений.