Цель – показать перспективность использования механохимической модификации физико-химических и биологических свойств субстанции ивермектина (ИВМ) с помощью полимера поли-винилпирролидона (ПВП). Полученная при механообработке твердая дисперсия состава ИВМ:ПВП (1:9) /ТДИП/ обладала повышенной растворимостью и была использована для изучения паразито-цидной активности при стронгилятозах овец. Опыты по оценке активности препаратов при кишечных и легочных гельминтозах овец проводились на отаре спонтанно инвазированных жи-вотных в Алтайском крае. По принципу аналогов были сформированы 6 опытных и 1 контроль-ная группы животных. Образцы ТДИП задавались овцам индивидуально в виде водной суспензии перорально, в дозировке по ИВМ 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 мг на кг массы животного (м. ж.), исходные суб-станции ИВМ по 0,1 и 0,2 мг на кг м. ж. Оценка эффективности проводилась спустя 15 дней по-сле дачи препаратов путем обследования опытных и контрольных групп животных методами овоскопии по Фюллеборну и ларвоскопии по Берману – Орлову с подсчетом яиц кишечных строн-гилят и личинок легочных стронгилят по методике ВИГИС. Паразитоцидная активность ТДИП по показателям интенсэффективности в дозе 0,1 и 0,2 мг на кг м.ж. при кишечных стронгиля-тозах составила соответственно 99,9 и 100 %, при легочных стронгилятозах – 83,0 и 100 %. Исходная субстанция ИВМ в этих дозировках оказались менее эффективной. Показана возмож-ность существенного снижения дозировки ИВМ в композициях на базе ТДИП без снижения пара-зитоцидной активности препарата
овцы, кишечные стронгиляты, легочные стронгиляты, зараженность, ивермектин, раствори-мость, механохимия, твердая дисперсия, эффективность.
Введение. Ивермектин (ИВМ) относится к химической группе макроциклических лактонов (макролиды) и продуцируется почвенным актиномицетом Streptomyces avermitilis. ИВМ содержит не менее 80 % 22,23-дигидроавермектина В1a и не более 20 % 22,23-дигидроавермектина В1b. Это был первый антигельминтик из группы макролидов, который нашел широкое применение в ветеринарной практике в качестве эндоектоцида у сельскохозяйственных животных. ИВМ обладает широким спектром активности против паразитических нематод и членистоногих, различные его препаративные формы применяются при гельминтозах и арахноэнтомозах овец [1].
Гельминтокомплекс овец Сибири характеризуется значительным разнообразием и представлен всеми основными классами возбудителей – нематотодами, трематодами и цестодами. В основном гельминтозы овец представлены кишечными и легочными стронгилятами (роды Ostertagia, Trichostrongylus, Nematodirus, Haemonchus, Protostrongylus, Dictiocaulus и др.), трихоцефалами, мониезиями (Moniezia benedeni Blan., M. expansa Blan.), дикроцелиями (Dicrocelium dendriticum Rud.) и в меньшей степени другими гельминтами. Подобный нозоологический профиль предполагает применение комплексных терапевтических средств широкого спектра действия с целью минимизации объема и кратности применения препаратов [2]. Чаще всего при терапии овец при гельминтозах применяются препараты на основе ДВ макролидов и бензимидазолов, многие из которых, ввиду их плохой растворимости, не всегда обеспечивают высокую эффективность и применяются в завышенных дозировках. Повышение растворимости может обеспечиваться путем механохимической модификации субстанций препаратов с водорастворимыми полимерами, в частности с поливинилпирролидоном (ПВП). При совместной механообработке субстанций антигельминтиков с полимерами получаются супрамолекулярные комплексы, которые значительно повышают их растворимость, биодоступность и эффективность, что дает возможность существенного снижения дозировки ДВ препаратов [3–5]. В последние годы нами разработан ряд комплексных препаратов на основе ивермектина и бензимидазолов, которые испытаны при паразитарных инвазиях овец [6, 7], но по результатам опытов трудно дифференцировать паразитоцидную активность каждого ДВ. Макролиды применяются для терапии животных при гельминтозах более 3 десятилетий и есть свидетельства снижения параразитоцидной активности и выработки устойчивости у гельминтов к этой группе препаратов [8, 9].
Цель исследования – показать перспективность использования механохимической технологии для улучшения физико-химических и биологических свойств субстанции ивермектина и оценить эффективность супрамолекулярного комплекса ИВМ с ПВП при желудочно-кишечных и легочных стронгилятозах овец.
Материалы и методы. При проведении исследования были использованы субстанции: ивермектин (ИВМ) – субстанция серии 0315110205 (сод. 97,5%) производства Shandong Qilu King-Phar Pharmacutical Co. Ltd. (КНР); поливинилпирролидон (ПВП) – ФСП 42-0345-4368-03 с молекулярной массой Мw~12 кДа. Механохимическая модификация субстанции ИВМ с помощью ПВП проводилась при их весовом соотношении как 1:9 в металлическом барабане, установленном на валках лабораторной мельницы LE-101 (производство Венгрия) при модуле процесса 1:16 согласно известной технологии [6]. Полученные при этой обработке твердые дисперсии (ТД) представляли собой легкосыпучий порошок белого цвета с повышенной растворимостью, которая определялась по ранее описанной методике [10].
Образцы противопаразитарных композиций готовили в форме сухих концентратов суспензий (СКС) из ТД состава ИВМ:ПВП (1:9); в качестве наполнителя и стабилизатора суспензии использовали натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (бланоза) из расчета 5 % к массе ТД, в дальнейшем они обозначены как ТДИП. Полученные образцы СКС представляют собой мелкодисперсные порошки белого цвета, после добавления к ним воды образуется стойкая водная суспензия, готовая к применению.
Изучение паразитоцидной эффективности опытных образцов СКС при гельминтозах проводились в сентябре – октябре 2021 г. в Советском районе Алтайского края на частной отаре овец. На фоне отобранных по принципу аналогов естественно инвазированных овец, массой 40–45 кг формировались 6 опытных по 8–10 голов (56 голов) и 1 контрольная группа – 20 голов. Животные предварительно взвешивались и бирковались. Лабораторные образцы препаратов испытывались против легочных и желудочно-кишечных стронгилят. Все препараты ТДИП и исходные образцы овцам задавались перорально, в виде водных суспензий, по 0,6 мл на кг массы животного (м.ж.), в дозировках по ИВМ из расчета по 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 мг на кг м. ж. Исходные образцы ИВМ, не подвергавшиеся механохимической модификации, испытывались в дозировках 0,1 и 0,2 мг на кг м. ж. Оценка эффективности проводилась спустя 15 дней после дачи препаратов путем обследования опытных и контрольных групп животных. Спустя 15 дней после постановки опыта было проведено обследование животных опытных и контрольной групп методом овоскопии по Фюллеборну и ларвоскопии по Берману – Орлову с подсчетом яиц кишечных стронгилят и личинок легочных стронгилят по методике ВИГИС [11]. Пробы фекалий отбирались из прямой кишки животных.
По результатам копрологических обследованиях выводились показатели зараженности: ЭИ, % – экстенсивность инвазии, доля зараженных животных; СЧ – среднее значение количества яиц или личинок в 1 грамме фекалий (я/г ф., лич/г ф.) на одно обследованное животное. Для оценки паразитоцидной активности препаратов рассчитывались показатели: ЭЭ, % – экстенсэффективность, доля освободившихся животных от паразитов по отношению к контролю (не обработанные); ИЭ,% – интенсэффективность, снижение среднего показателя числа яиц по отношению к контролю (не обработанные). Эффективность (Ef, %) рассчитывалась по среднегеометрическим значениям показателей зараженности опытных и контрольных групп животных. Для сравнения паразитоцидной эффективности композиций проводился статистический анализ данных по средним геометрическим значениям количества яиц или личинок гельминтов, использовался параметрический
t-критерий для сравнения различий между опытными и контрольной группами животных при уровне значимости P≤ 0,05. Расчеты проводили с помощью программного обеспечения SAS / Stat (версия №9 SAS, Система для Windows).
Результаты и их обсуждение. Данные по изменению растворимости приведены в таблице 1.
Таблица 1
Увеличение растворимости субстанции ИВМ в его ТД с ПВП
|
Образец |
Растворимость, мг/л |
|
|
абсолютная |
увеличение |
|
|
Ивермектин (ИВМ) сер. 0315110205 |
4,0 |
- |
|
Физическая смесь состава ИВМ:ПВП (1:9), полученная |
4,4 |
1,1 |
|
ТД состава ИВМ:ПВП (1:9), после 1 ч м/о* |
11,9 |
3,0 |
|
ТД состава ИВМ:ПВП (1:9), после 2 ч м/о |
24,8 |
6,2 |
|
ТД состава ИВМ:ПВП (1:9), после 3 ч м/о |
31,6 |
7,9 |
|
ТД состава ИВМ:ПВП (1:9), после 4 ч м/о |
31,9 |
8,0 |
*м/о – механообработка.
Анализ данных таблицы 1 показывает, что наблюдается увеличение растворимости субстанции ИВМ в продуктах механообработки, причем существенного увеличения растворимости при увеличении времени механообработки больше чем на 3 часа не наблюдается. Такое увеличение растворимости должно было сказаться и на повышении паразитоцидной активности полученных образцов, как это было отмечено в обзоре [12] на множестве примеров. В частности, модифицируя субстанцию фенбендазола с помощью полимера ПВП [13] или экстраутом солодки [14], достигнуто увеличение растворимости субстанции до 24 и 27 раз соответственно. При этом получена высокая эффективность как на лабораторных моделях, так и на овцах.
Эффективность СМК ивермектина при желудочно-кишечных стронгилятозах овец
|
Группа животных |
СМК и исходные препараты |
Доза, мг ДВ на кг м. ж. |
Кол-во живот-ных |
Заражено (ЭИ),% |
С ариф С геом число яиц/г фекалий |
ЭЭ, % |
ИЭ, % |
*Эффе-ктивность (Ef), % |
**P- вероятность различий |
|
|
Контроль |
Placebo |
- |
20 |
80,0 |
130,1±39,5 2,01±0,12 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Опытная 1 |
ТДИП |
ИВМ 0,1 |
10 |
30,0 |
1,29±0,67 0,62±0,06 |
62,5 |
99,9 |
69,2 |
<0,001 |
|
 Опытная 2
|
ТДИП |
ИВМ 0,2 |
10 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 3 |
ТДИП |
ИВМ 0,3 |
8 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 4 |
ТДИП |
ИВМ 0,4 |
8 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 5 |
Субстанция ИВМ |
0,1 |
10 |
50,0 |
8,44±3,0 1,21±0,07 |
37,5 |
93,5 |
39,8 |
<0,001 |
|
|
Опытная 6 |
Субстанция ИВМ |
0,2 |
10 |
20,0 |
3,2±2,2 1,1±0,1 |
75,0 |
97,6 |
45,3 |
<0,001 |
Эффективность СМК ивермектина при легочных стронгилятозах овец
|
Группа животных |
СМК и исходные препараты |
Доза, мг ДВ на кг м. ж. |
Кол-во живот- ных |
Заражено (ЭИ),% |
С ариф С геом число лич/г фекалий |
ЭЭ, % |
ИЭ, % |
*Эффе-ктивность (Ef), % |
**P- вероятность различий |
|
|
Контроль |
Placebo |
- |
20 |
40,0 |
9,97±4,7 1,41±0,16 |
- |
- |
- |
- |
|
 Опытная 1
|
ТДИП |
ИВМ 0,1 |
10 |
10,0 |
1,7 0,23 |
75,0 |
83,0 |
83,7 |
NA |
|
|
Опытная 2 |
ТДИП |
ИВМ 0,2 |
10 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 3 |
ТДИП |
ИВМ 0,3 |
8 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 4 |
ТДИП |
ИВМ 0,4 |
8 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
NA |
|
|
Опытная 5 |
Субстанция ИВМ |
0,1 |
10 |
30,0 |
4,73±0,98 0,65±0,09 |
25,0 |
52,6 |
54,0 |
<0,01 |
|
|
Опытная 6 |
Субстанция ИВМ |
0,2 |
10 |
20,0 |
2,8±0,5 0,44±0,06 |
50,0 |
72,0 |
68,8 |
<0,001 |
Увеличение растворимости субстанций закономерно сказывается на увеличении биодоступности и, как следствие, повышении паразитоцидной активности ТД, полученных с помощью механохимической технологии.
Предварительные копрооволарвоскопические обследования перед постановкой опытов показали, что животные экспериментальной отары заражены желудочно-кишечными стронгилятами 85 % (роды Ostertagia, Trichostrongylus, Nematodirus, Haemonchus и Oesophagostomum) и легочными стронгилятами на 44,4 % (роды Dictiocaulus, Protostrongylus и Muellerius), характер зараженности достаточный для постановки соответствующих опытов.
После применения опытных образцов препаратов на основе ИВМ видимого токсического воздействия на животных не выявлено. Результаты испытаний препаратов при желудочно-кишечных стронгилятозах овец представлены в таблице 2. В результате копрологических обследований контрольной группы животных было установлено, что кишечными стронгилятами животные заражены на 80 % при СЧ 130.1 я/г фекалий.
В опытной группе 1 (табл. 2) (ТДИП с дозировкой 0,1 мг ДВ) экстенсэффективность (ЭЭ) составила 62,5 %, интенсэффективность (ИЭ) – 99,9, эффективность по средним геометрическим значениям (Ef) – 69.2 %. Все дозировки ТДИП от 0,2 до 0,4 мг на кг м. ж. оказались высокоэффективными (100 %). Существенно меньшую активность продемонстрировали исходные субстанции ИВМ в дозировках 0,1 и 0,2 мг на кг м. ж., соответственно Ef составила 39,8 и 45,3 %.
Результаты опытов по оценке паразитоцидной эффективности ТДИП при легочных стронгилятозах овец представлены в таблице 3.
Контрольная группа овец заражена легочными стронгилятами на 40 % при СЧ 9,97 лич/г фекалий. В опытной группе 1 (табл. 3) (ТДИП с дозировкой 0,1 мг ИВМ) ЭЭ составила 75,0 %, ИЭ – 83,0, Ef – 83,7 %. Все образцы ТДИП с дозировкой от 0,2 до 0,4 мг на кг м. ж. также продемонстрировали высокую активность (100 %). Исходные субстанции ИВМ в дозировках 0,1 и 0,2 мг на кг м. ж. в опытных группах 5 и 6 оказались менее эффективными и показатели Ef соответственно составили 54,0 и 68,8 %.
Проведенные опыты свидетельствуют о достаточно высокой активности перорального применения ТДИП при желудочно-кишечных и легочных стронгилятозах овец. Ранее нами показана высокая активность СМК ивермектина с арабиногалактаном против кишечных нематод овец в дозе 0,1 мг/кг м. ж. по ДВ в виде водной суспензии (ИЭ 90,0–100 %), которая в 2 раза ниже применяемой в практике [15]. Отмечена высокая эффективность СМК ивермектина с арабиногалактаном (100 %) при дегельминтизации лошадей в дозе 0,2 мг/кг м. ж. по ДВ в смеси с комбикормом групповым методом при смешанной инвазии нематодами пищеварительного тракта [16]. В то же время есть свидетельства снижения параразитоцидной активности и выработки устойчивости у гельминтов к макролидам и другим длительно применяемым препаратам [8, 9]. Использование макролидов против гельминтозов овец и лошадей не имеет длительной истории и применение СМК ИВМ с водорастворимыми полимерами позволяет поддерживать высокую активность препаратов.
1. Sharun K. et al. Current therapeutic applications and pharmacokinetic modulations of ivermectin // Veterinary World. 2019. № 12(8). С. 1204–1211. URL: https://doi.org/10.14202/vetworld.2019.1204-1211 .
2. Марченко В.А., Василенко Ю.А., Ефремова Е.А. Эффективность комплексных паразито-цидных средств в овцеводстве Горного Алтая // Вестник Алтайского государственного аграр-ного университета, 2017. № 10. С. 105–113.
3. Лагерева Е.В. и др. Эффективность супрамолекулярного комплекса на основе албендазола и триклабендазола при фасциолезе и нематодозах пищеварительного тракта овец // Россий-ский паразитологический журнал. 2019. Т. 13, № 2. С. 82–88. URL:https://doi.org/10.31016/1998-8435-2019-13-2-82-88.
4. Марченко В.А. и др. Эффективность твердых дисперсий ивермектина и альбендазола при кишечных гельминтозах овец в Республике Алтай // Вестник НГАУ. 2019. Т.52. № 3. С. 82–90. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2019-52-3-82-90.
5. Варламова А.И. и др. Модификация антигельминтных препаратов методами нанотехнологии (обзор) // Российский паразитологический журнал. 2022. Т. 16. № 2. С. 213–229. https://doi.org/10.31016/1998-8435-2022-16-2-213-229.
6. Marchenko V.A. et al. Innovative anthelmintic based on mechanochemical technology and their effi-cacy against parasitic infection of sheep // J Adv Vet Anim Res 2020. № 7(4): 718–725. URL: http://doi.org/10.5455/javar.2020.g473.
7. Marchenko V.A., Khalikov S.S., Efremova E.A., Ilyin M.M. Efficacy of Novel Formulations of Iver-mectin and Albendazole in Parasitic Infections of Sheep in the Altai Mountains of Russia // Iran J Parasitol. 2021. №16 (2): 198–208. https://doi.org/10.18502/ijpa.v16i2.6268.
8. Шмакова О.Н. Эпизоотическая ситуация по паразитарным болезням маралов в Алтайском крае и сравнительный анализ эффективности антгельминтных препаратов при нематодозах // Актуальные проблемы сельского хозяйства горных территорий: мат-лы VIII Междунар. науч.-практ. конф. Горно-Алтайск, 2021. С. 204–207.
9. Панова О.А. [и др.] Проблема резистентности в коневодстве // Российский паразитологиче-ский журнал. 2022. №16(2). С. 230–242. https://doi.org/10.31016/1998-8435-2022-16-2-230-242
10. Халиков С.С. и др. Способы получения твердых дисперсий лекарственных веществ и их свойства // Известия Академии наук. Серия химическая. 2019. № 10. С. 1924–1932.
11. Котельников Г.А. Гельминтологические исследования животных и окружающей среды. М.: Колос, 1984. 240 с.
12. Khalikov S.S. Mechanochemical technology for regulation of the solubility of anthelmintic drugs by using Polymers. INEOS OPEN, 2021, 4 (2): 53–60. https://doi.org/10.32931/io2108r.
13. Варламова А.И. и др. Эффективность фенбендазола на основе наноразмерной супрамолеку-лярной системы доставки с поливинилпирролидоном и диоктилсульфосукцинатом натрия при гельминтозах// Российский паразитологический журнал. 2019. Т. 13. № 1. С. 56–63. DOI:https://doi.org/10.31016/1998-8435-2019-13-1-56-63
14. Варламова А.И. и др. Биологическая активность и особенности фармакокинетики фенбенда-зола на основе супрамолекулярной системы адресной доставки с экстрактом солодки и диок-тилсульфосукцинатом натрия // Изв. РАН. Серия биологическая. 2020. № 6. C.565–574. URL: https://doi.org/10.31857 /S0002332920060132.
15. Халиков С.С., Марченко В. А., Халиков М.С. Решение вопросов резистентности препаратов на основе ивермектина //Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2019. Т. 20. С. 671–677. URL: https://doi.org/10.31016/978-5-9902340-8-6.2019.20.671-677.
16. Мусаев М.Б. и др. Эффективность супрамолекулярного комплекса ивермектина в условиях производства при нематодозах пищеварительного тракта лошадей табунного содержа-ния//Российский паразитологический журнал. 2020. Т. 14. № 3. С. 104–108. URL: https://doi.org/10.31016/1998-8435-2020-14-3-104-108.
