Количественная проницаемость Succ-Mn тетрагидрата через биомембраны яиц кур при предынкубационной обработке


подписаться на рассылку анонсов статей:
 
 
поиск по разделу «Статьи»

всего статей: 1517


Количественная проницаемость Succ-Mn тетрагидрата через биомембраны яиц кур при предынкубационной обработке



Кармолиев Р.Х., профессор, д-р биол. наук

Кочиш И.И., проректор по учебной работе, член-корр. Россельхозакадемии, д-р с.-х. наук, профессор

Ручий О.С., ассистент кафедры химии, канд. биол. наук

ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скря­бина» (ФГБОУ ВПО МГАВМиБ имени К.И. Скрябина)

Кармолиев P.P., врач-уролог ООО «Клиника АВС»

В настоящее время для отечествен­ного птицеводства чрезвычай­но актуальной является задача усовер­шенствования ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий производства мяса и яиц птиц, решае­мая, в частности введением в их рацио­ны биологически активной добавки - Succ-Mn-тетрагидрата, синтезиро­ванного из микробиогенного металла Мn и природного лиганда - янтарной кислоты. По своей структуре, числу функций и стимулирующему влиянию на продуктивность, репродуктивность, естественную и активную резистент­ность организма цыплят-бройлеров Succ-Mn превосходит антибиоти­ки, стероидные гормоны и винивет. Об этом свидетельствуют структура

Succ-Mn, его физико-химические кон­станты и результаты биохимических исследований его воздействия на орга­низм цыплят-бройлеров.

Целями настоящей работы были установление динамики и технологии синтеза Succ-Mn, его физико-хими­ческих констант, разработка способа определения количественного зна­чения проницаемости Succ-Mn через биомембраны яиц кур при однократ­ной вакуумной предынкубационной обработке, а также биохимическое ис­следование его воздействия на орга­низм цыплят-бройлеров в онтогенезе.

Материалы и методы исследо­ваний. Разработку динамики и тех­нологии синтеза сукцината марганца

Mn (II) тетрагидрата Succ-Mn 4 × Н2О осуществляли способом, на который был получен патент к изобретению № 2315032. Субстратом (лигандом) в реакции синтеза является сукцинат (янтарная кислота), а реагентом - карбонат МnСО.

При точном соблюдении пред­ложенной динамики и технологии синтеза наблюдается полное совпа­дение практического выхода с тео­ретическим, расчетным, выходом Succ-Mn, что свидетельствует о кор­ректности технологии синтеза и его экономической эффективности.

Рентгенодифракционным исследованием монокристалла сукцина­та марганца тетрагидрата размером 0,45×0,30×0,25 мм на дифрактометре CAD-4 Enraf-Norius была установ­лена структурная пространственно- конформационная формула Succ-Mn тетрагидрата.

Количественное определение проницаемости растворов Succ-Mn тетрагидрата через скорлупу и био­мембраны яйца при однократной предынкубационной вакуумной об­работке производили способом, на который был получен патент к изо­бретению № 2382551.

Группы яиц кур кросса СК-4 «Русь» - четыре опытные и одну контрольную - подвергали обработке растворами Succ-Mn тетрагидрата с различной концентрацией методом вакуумного подсоса. После обработки яйца инку­бировали. По истечении 24 ч у каждой группы из яиц брали биопробы бел­ка и желтка, помещали их в термостат при температуре +60°С и высушива­ли до постоянной массы. Полученный таким образом биоматериал исследо­вали методом атомно-абсорбционной спектрофотомерии (прибор AAA1N) на содержание Мn.

На 19-е сут. инкубации из каждой группы отбирали несколько яиц с развившимися эмбрионами. Эмбрио­ны взвешивали вместе с желточным мешком, а затем без него. После это­го каждый эмбрион без желточного мешка подвергали гомогенизирова­нию как биоматериал для биохимического исследования воздействия Succ-Mn тетрагидрата на организм.

В серии экспериментов изучали сравнительную концентрационную эффективность проницаемости яиц при однократной вакуумной обработке растворами Succ-Mn различной концентрации: 0,1; 0,05 и 0,01%.

Результаты исследования и их обсуждение. На дифрактоме­тре CAD-4 при 293 К была установ­лена пространственно-конформационная структура монокристалла сукцината марганца тетрагидрата размером 0,45×0,30×0,25 мм. Струк­туру расшифровали прямым ме­тодом и уточнили в анизотропном приближении. Установлено, что мо­нокристалл сукцината марганца те­трагидрата кристаллизуется в раце­мической (центросимметричной) пространственной группе В молекулярной модели монокри­сталла Succ-Mn фрагмент Мn + 4Н2О координирует с двумя дианиона­ми сукцината, образуя олигомер­ную решетку:

{Мn2+×411,0×2(-ООС-СН,-СН,-СОО-)}n.

Расположение катионов марганца Мn2 (заштрихованные частички) де­монстрирует, что он шестикоордини­рован. В его координационную сферу входят четыре молекулы воды и два дианиона сукцината, образуя, таким образом, тетрагональную бипирамиду (искаженный октаэдр), основание которой составляют молекулы воды.

Основные физико-химические константы сукцината марганца тетра­гидрата представлены в таблице 1.

Таблица 1. Физико-химические константы сукцината марганца тетрагидрата

Физико-химическая константа

Значение

Вкус

Кристаллический порошок светло-розового цвета, кристаллы розового цвета

Запах

Кисловатый

Массовая доля марганца, %

Без запаха

Массовая доля марганца, %

22,6

Температура плавления, °С

103

Растворимость

В воде растворим 7,9 × 10-2 моль/л в спирте, бензоле нерастворим

Практический выход, %

80-83

Молярный коэффициент погаше­ния (ελ), 0,1 М раствора Succ-Mn

35,72

Длина волны, при которой проис­ходит максимальное спектраль­ное поглощение ОД М раствора сукцината марганца (λмакс), НМ

226

Динамика проницаемости через биомембраны яиц птиц зависит не только от ее размера, формы, струк­туры, функций, молекулярной и атом­ной массы, проникающих в нее хими­ческих субстратов, но и от сложной структуры, функций и размеров ее пор.

Биомембраны яйца курицы пред­ставлены надскорлупной оболочкой. Скорлупа яйца пронизана многочиленными порами, диаметр которых в среднем составляет 0,015-0,060 мм. Количество пор в скорлупе курино­го яйца - 7000 и более; на 1 см2 при­ходится до 150 овальных пор, зани­мающих 0,02% площади скорлупы. Подскорлупная оболочка представ­лена в виде заполненной кератином решетки, имеющей на 1 см2 20 млн пор диаметром около 1 мкм. Через поры скорлупы происходит испаре­ние влаги и газообмен во время ин­кубации. Жидкости и газы проходят диффузно.

Концентрационный эффект, на­блюдаемый в процессе проницае­мости Succ-Mn через поры биомем­бран, имеет достоверную обратную корреляционную зависимость: про­ницаемость Succ-Mn тетрагидрата через скорлупу яиц из растворов с меньшей концентрацией выше, чем из растворов с более высокой кон­центрацией (табл.2).

Таблица 2. Результаты биохимических исследований 19-суточных эмбрионов (n = 10)

Группа

Используемое вещество

Мn желтка, мкмоль/яйцо

Мn белка, мкмоль/яйцо

Общая Ʃ Мn желтка и белка, мкмоль/яйцо

1

Дистиллированная вода

0,3816+0,017

0,1339+0,016

0,5155+0,021

2

0,1%-ный раствор Succ-Mn

0,510±0,0195*

0,1559±0,024

0,6659±0,015*

3

0,05%-ный раствор Succ-Mn

0,4962±0,028*

0,219±0,018

0,716±0,033*

4

0,01%-ный раствор Succ-Mn

0,502±0,026*

0,2001±0,017

0,7023+0,027*

*Р <0,05

Исходя из положений А. Эйнштей­на и М. Смолуковского, по результатам атомно-абсорбционной спектрофо­тометрии содержания Succ-Mn в бел­ке и желтке в мкмолях Мn (табл. 2) можно судить о кинетике его диффу­зии за единицу времени через 1 см2 поверхности раздела. Из таблицы видно, что общее количество Мn во второй, третьей и четвертой, опыт­ных, группах достоверно (Р < 0,05) на 0,0955, 0,1456 и 0,1319 мкмоль со­ответственно превышает количество Мn в контрольной группе.

Расчет количества микромолей Succ-Mn/яйцо, прошедшего через скор­лупу и другие биомембраны, предлага­ется производить по формуле

x =  (М(Succ - Мn) × (Т-К)) = (288,94 (Т-К)) ,

(А(Mn)) 54,94

где х - количество тетрагидрата Succ-Mn, прошедшего в яйцо, мкмоль;

M(Succ - Мn) = 288,94 - молекуляр­ная масса Succ-Mn (С8Н10О8Мn), моль;

Т - концентрация марганца (II) в опытной пробе, ммоль/яйцо;

К - концентрация марганца (II) в контрольной пробе, мкмоль/яйцо;

А(Мn)=54,94-атомная масса Мn (II). Структура сукцината марганца тетрагидрата, в котором фрагмент Мn2+ × 4Н2О координирует с двумя дианионами сукцината, обусловливает его специфическую способность про­никать через биомембраны куриного яйца. Так, при однократной обработ­ке яиц 0,01%-ным раствором Succ-Mn в яйцо проникает 0,40 мкмоль Succ-Mn, при обработке 0,05%-ным раствором - 0,45 мкмоль Succ-Mn/яйцо, а при обработке 0,1%-ным раствором – 0,30 мкмоль Succ-Mn/яйцо, т.е. на­лицо обратный концентрационный эффект между обрабатываемым рас­твором БАД и его количеством, про­никающим в яйцо.

Масса тела и значения результа­тов биохимических исследований 19-суточных эмбрионов представле­ны в таблице 3).

Таблица 3. Результаты атомно-абсорбционной спектрофотометрии но содержанию Мn (мкмоль/яйцо) в желтке и белке после предынкубационной обработки (n = 5)

Группа

Используемое

вещество

Масса тела эмбриона, г

D-глюкоза,

ммоль/л

Мочевая кис­лота, ммоль/л

Активность, м кат/л

АлАТ

АсАТ

Щ. Ф.

1

Контроль

42,06+3,121

44,94±15,22

78,15±4,455

10,4±1,44

10±0,414

29,95+3,182

2

Вода

дистиллированная

32,56+0,805

39,24±16,55

85,43±11,83

11,73±1,358

11,23±0,2887

23,8+3,495

3

0,1%-ный раствор Succ-Mn

41,4+1,553

63,28+2,52

86,5+31,3

10,3±1,039

10,23±2,082

1,53±1,32*

4

0,05%-ный раствор Succ-Mn

43,28±0,641

44,72±6,372

57,3± 14,8

8,833+1,185

10,07+1,124

2,667+1,514’

5

0,01%-ный раствор Succ-Mn

46,88+1,804

37,55+6,97

57,33+12,63

7,967+1,266

12,07+0,757

3,433±3,707*

6

0,1%-ный раствор MnСl2

35,4±5,805

18,99±17,72*

46,87±6,25*

8,6±0,8544

11,3+1,253

21,75+16,19

7

0,05%-ный раствор MnСl2

44,19+1,829

43,67+2,687

87,5+17,68

10,5+1,556

10,45+0,777

10,33±12,1

8

0,01%-ный раствор MnСl2

41,44+3,175

32,49±19,17

68,77+18,75

12,73±1,457

11,9±0,5

10,33±12,1

Как видно из таблицы, масса тела эмбрионов той группы, в которой яйца были обработаны дистиллиро­ванной водой, самая низкая по сравне­нию с другими группами. Количество яиц со своевременным нормальным развитием эмбрионов к началу выво­да в пятой, опытной, группе состави­ло 96% (Р < 0,05). Масса тела 19-суточ­ных эмбрионов в этой группе была самой высокой: 6,9±1.8 г (Р < 0,05), и сохранность цыплят в ней состави­ла 100% (Р < 0,05). Активность фер­мента АлАТ в гомогенате эмбриона этой опытной группы была достовер­но ниже, а активность АсАТ - самой высокой; уровень активности щелоч­ной фосфатазы оказался достоверно (Р < 0,05) ниже но сравнению с кон­трольной и другими группами. У эмбрионов шестой группы в гомогенате отмечалось достоверно низкое содер­жание D-глюкозы и мочевой кислоты по сравнению с контрольной группой.

Экспериментально доказано, что при предынкубационной однократной обработке яиц растворами Succ-Mn те­трагидрата происходит проникнове­ние через скорлупу и биомембраны, в основном в желток яйца, не только Мn, но и частиц органического лиганда - сукцината в составе Succ-Mn. Об этом свидетельствуют результаты количе­ственного определения содержания Мn в желтке и белке опытных групп яиц, однократно обработанных рас­творами Succ-Mn, а также исследо­вание активности щелочной фос­фатазы и других биохимических процессов, аминокислотно-белкового обмена в развивающихся эмбрио­нах, осуществленное раздельно для сукцината и Мn.

Как свидетельствуют результаты биохимических исследований, под­кожное введение Succ-Mn цыплятам-бройлерам стимулирует в их орга­низме аминокислотно-белковый, липидно-липопротеиновый, углеводно-энергетический и минеральный обмен.

Заключение

1. Разработана динамика и тех­нология способа синтеза сук­цината марганца тетрагидрата. Установлены сто критерии чи­стоты - физико-химические константы, а также молеку­лярная и пространственно-конформационная структура, признанные как изобретение. Патент №2315032.

2. Разработан способ количествен­ного определения динамики про­ницаемости в яйцо через скорлу­пу и биомембраны биологически активной добавки - Succ-Mn. Предложены методика атомно-абсорбционной спектрофотомерии для определения количества Succ-Mn, проникшего при одно­кратной вакуумной обработке яиц его растворами, и формула расчета, признанная как изобре­тение. Патент № 2382551.

Источник: журнал «Птица и птицепродукты» №!, 2014 г.







 

администрация сайта: ООО «Фаулер»
ждем ваших писем: deneb@webpticeprom.ru

 
птицеводство
Webpticeprom птицеводство
  1. Главная
  2. Статьи про птицеводство
  3. Болезни и лечение птиц
  4. › Количественная проницаемость Succ-Mn тетрагидрата через биомембраны яиц кур при предынкубационной обработке
 
Болезни и лечение птиц
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
на сайте страниц: 13122