ВВЕДЕНИЕ
Хром ( Cr ) – довольно распространённый элемент в земной коре (0,03 % по массе), содержится в почвах, продукции растениеводства, кормах. Для промышленных целей (легирование стали, гальванические покрытия, краски) воздействием серной кислоты на природные хроматы производят шестивалентный хром ( Cr+6 ), образующий токсичные соединения. Применение добавок Cr+6 в растениеводстве, животноводстве, ветеринарии, питании человека запрещено.
В составе почвы и живых организмов хром находится в трехвалентной форме ( Cr+3 ) и является одним из важнейших биогенных микроэлементов, активно участвуя в обмене углеводов, а также липидов и белков (в составе фермента трипсина).
Переносчиком энергии в организме служит продукт расщепления углеводов – глюкоза, степень усваивания которой клетками регулируется инсулином. Хром является незаменимым компонентом биомолекулы хром-модулин , которая активирует рецепторы инсулина, повышает степень проникновения глюкозы в клетки. Чем больше энергии в виде глюкозы поступает в клетки, тем выше продуктивность животных. Хром также снижает концентрацию свободных жирных кислот в крови, что особенно важно в периоды стрессов.
Способность хрома увеличивать чувствительность клеточных рецепторов тканей к инсулину, уменьшать потребность организма в инсулине – оценена в медицине. Хром ( Cr+3 - в виде пиколината или хлорида) входит в состав препаратов для регулирования углеводного обмена и уровня глюкозы в крови, профилактики сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Препараты на основе пиколината хрома особенно популярны в спортивном питании, помогая атлетам усваивать энергию, снижать отложения жировых тканей, увеличивать прирост мышц. В животноводстве Беларуси применяются дорогостоящие импортируемые кормовые добавки на основе пропионата хрома.
Основная причина возникновения дефицита хрома – очень низкая степень усваивания этого элемента из кормов в кишечнике. В случае теплового стресса, когда существенная часть хрома теряется с потом, дефицит хрома приводит к заметной потере продуктивности в животноводстве. Заметная потеря хрома наблюдается у животных в период вынашивания плода, после рождения и выкармливания молодняка.
Обладая уникальными свойствами, наночастицы металлов в живом организме могут быть идеальным средством для лечения организма от некоторых заболеваний (проникновение в клетки через защитные барьеры). В настоящее время принято считать наночастицами частицы вещества, которые в трёх измерениях имеют размер меньше 100 нм. У
частиц такого размера количество атомов, которые расположены на поверхности частицы и в объёме, оказываются сопоставимы. Свойства частицы зависят от размера: чем она меньше, тем относительно больше атомов находится на её поверхности. Это приводит к целому ряду новых свойств, а также появляется возможность изменять свойства вещества не за счёт его химического состава (как это свойственно элементам в ионной форме), а просто за счёт размеров тех элементов, из которых оно состоит.
Нанотехнология определяется как понимание и контроль вещества в наномасштабе, при размерах приблизительно от 1 до 100 нанометров. Однако новые научные разработки в области минерального питания животных с использованием минералов в наноразмерном виде не только способствуют улучшению экономической составляющей сельского хозяйства, но и ставят перед учёными множество новых задач по оценке воздействия наночастиц на живой организм, качество продукции и здоровье животных в целом. Наночастицы могут быть использованы для улучшения усвоения и биодоступности питательных веществ, в качестве новых кормовых ингредиентов или добавок, а также для повышения безопасности и контроля качества кормовых продуктов. Нанотехнология находится в постоянном развитии и её применение всё более разнообразно и специфично, с высоким потенциалом для улучшения эффективности животноводства. Однако имеющихся данных по эффективности использования в кормлении сельскохозяйственных животных микроэлементов в наноразмерной форме недостаточно для их широкого применения в практическом животноводстве. Изучение наночастиц в этих областях по-прежнему очень ограничено.
Исследования, проводимые в настоящее время мировой наукой, подтверждают предположение о положительном влиянии ввода наночастиц хрома на организм животных и его биогенном характере, особенно в условиях технологических стрессов и дефиците в кормах.
Для агропромышленного комплекса разработаны, испытаны и освоены в массовом производстве не уступающие по эффективности лучшим мировым аналогам микроэлементные препараты серии Наноплант с различным составом наночастиц элементов Со, Mn, Cu, Fe, Zn, Cr, Se, Mo. Разработка Нанопланта включена в качестве одного из важнейших проектов в Государственную программу инновационного развития Республики Беларусь на 2016-20 гг.
В РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» нанопрепарат «Наноплант Хром (К)» испытан в 2014-2017 гг. в виде добавки в питьевую воду при откорме свиней. Установлен эффект увеличения степени усваивания кормов, среднесуточного и валового прироста живой массы, снижения себе-
стоимости продукции. Рекомендации «Применение хрома в кормлении молодняка свиней» рассмотрены и одобрены в 2017 г. НТС Минсельхозпрода Республики Беларусь.
Настоящие рекомендации подготовлены по результатам проводимых НИР и предназначены для руководителей и специалистов хозяйств и комбикормовых предприятий и основаны на результатах исследований, проведённых в РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству».
ХАРАКТЕРИСТИКА КОРМОВОЙ ДОБАВКИ «НАНОПЛАНТ ХРОМ (К)»
Клетки живых организмов защищены от избыточного внешнего солевого фактора липидными мембранами, которые свободно пропускают лишь нейтральные жировые и белковые соединения и задерживают заряжённые ионы. Традиционные солевые и хелатные формы микроэлементов растворимы, диссоциируют с образованием ионов, которые отталкиваются защитной мембраной. Без минеральных элементов рост и развитие невозможен, поэтому природа предусмотрела специальные механизмы ионных «насосов» и транспортных белков, которые переносят ионы через поры защитной мембраны. Но ресурс такого транспорта ограничен, поэтому степень усваивания микроэлементов, в том числе и хрома – очень низкая (менее 10 %).
Наночастицы микроэлементов Нанопланта синтезируются в виде нерастворимых соединений в оболочке из биогенных полимеров. Они не имеют заряда и не воспринимаются защитной мембраной как инородное тело. Размер наночастиц (2÷40 нм) меньше размера пор, каналов мембраны, что позволяет им свободно проникать в клетки и обеспечивать процесс активного синтеза ферментов в сотни раз меньшей дозой в сравнении с солевыми формами.
Медленное разрушение оболочки наночастиц из биогенного полимера внутри клеток и постепенное освобождение атомов обеспечивает эффект пролонгированности действия (несколько недель) и является причиной отсутствия токсичности от массированного действия элементов на внутриклеточные органеллы. Токсикология комплексных марок Нанопланта (включающих и наночастицы Cr) в течение четырёх лет исследовалась в НПЦ Гигиены по Европейской процедуре оценки острой, кумулятивной, фито-, эко-, цито- токсичности, мутагенности на мышах, кроликах, растениях, моллюсках и одноклеточных организмах. Наноплант оказался на порядок менее токсичным (IV класс – вещества малоопасные), чем соли микроэлементов.
