RO134302A2 - Zeolite composition for preventing hypocalcemic parturient paresis in cows - Google Patents

Abstract

The invention relates to the use of a fodder additive in dairy cows forage in order to prevent hypocalcemic parturient paresis, where the fodder additive is a zeolite extracted from natural stone and processed by micronization to a particle size of 5 μ m and activated by thermal processing , which is dosed in the forage in an amount of 20 g of zeolite/kg of forage, intended for daily administration during 2 weeks before the probable parturition date and at least 60 days after it, while maintaining a blood calcium value of more than 8 mg/dl.

Description

HIPOCALCEMICE DE PARTURIȚIE LA VACIHYPOCALCEMIC OF COW PARTURITIA

Invenția se referă la un protocol de utilizare a zeolitului natural, extras din Munții Perșani, cariera Rupea, Brașov, în formă micronizată și activată, ca supliment nutritiv în hrana vacilor de lapte, în vederea prevenirii hipocalcemiei acute post-partum și implicit a parezei hipocalcemice de parturiție.The invention relates to a protocol for the use of natural zeolite, extracted from the Perșani Mountains, Rupea quarry, Brașov, in micronized and activated form, as a nutritional supplement in dairy cows, in order to prevent acute postpartum hypocalcemia and implicitly hypocalcemic paresis of parturition.

Paralizia hipocalcemică de parturiție (PHP) reprezintă una dintre cele mai frecvent diagnosticate dismineraloze la vacile de lapte, care produce pagube economice semnificative, prin scăderea producției de lapte, apariția complicațiilor în sfera genitală [I] (legate de atonia uterină consecutivă, cu subinvoluție și infecții uterine), precum și, uneori, mortalitate. PHP apare după parturiție, la vacile bune producătoare de lapte, datorită debutului lactației și pierderii unei cantități mari de calciu prin lapte [2]. Dacă această pierdere nu este compensată prin aport nutritiv, valoarea calciului seric scade la valori de sub 7 mg/dl, față de valoarea normală de 11-12 mg/dl, ajungând uneori chiar la 2-3 mg/dl [3]. în momentul instalării hipocalcemiei, aceasta este inițial subclinică, manifestându-se doar printr-un apetit capricios și o scădere a producției de lapte, ulterior aceasta trecând în forma clinică, manifestată prin paralizii, inițial la nivelul trenului posterior, imposibilitatea ridicării din decubit, stază gastrointestinală, abolirea apetitului și a rumegării, sistarea secreției lactate, iar în absența unei terapii intensive cu calciu parenteral se ajunge la stare de somnolență, comă și moarte [4], în decursul evoluției bolii pot apărea complicații, legate de căderea în decubit a vacilor în momentul instalării paraliziei (fracturi, desmorexii, rupturi tendinoase și ligamentare, etc), de staza digestivă (timpanism rumenal acut), de atonia uterină (prolaps uterin, endometrite acute sau cronice), care scad valoarea economică a vacii sau duc uneori la moartea acesteia [5]. Așadar, PHP este o boală care produce pierderi economice semnificative și care, cu toate că este cunoscută și descrisă în detaliu de foarte multăParturial hypocalcemic paralysis (PHP) is one of the most commonly diagnosed diminished lacteraloses in dairy cows, which causes significant economic damage, through decreased milk production, complications in the genital area [I] (related to consecutive uterine atony, with underinvolution and uterine infections), and sometimes mortality. PHP occurs after parturition in good milk-producing cows, due to the onset of lactation and the loss of a large amount of calcium through milk [2]. If this loss is not compensated by nutritional intake, the value of serum calcium decreases to values below 7 mg / dl, compared to the normal value of 11-12 mg / dl, sometimes reaching even 2-3 mg / dl [3]. at the time of hypocalcemia, it is initially subclinical, manifested only by a whimsical appetite and a decrease in milk production, then it passes into clinical form, manifested by paralysis, initially in the posterior train, the impossibility of lying down, stasis gastrointestinal, abolition of appetite and rumination, cessation of milk secretion, and in the absence of intensive parenteral calcium therapy leads to drowsiness, coma and death [4], during the course of the disease may occur complications related to falling cows at the time of paralysis (fractures, desmorexia, tendon and ligament ruptures, etc.), digestive stasis (acute rumen tympanism), uterine atony (uterine prolapse, acute or chronic endometritis), which decrease the economic value of the cow or sometimes lead to death its [5]. Therefore, PHP is a disease that causes significant economic losses and which, although it is known and described in detail by many

2018 010202018 01020

03/12/201803/12/2018

vreme, continuă să prezinte o frecvență crescută în efectivele de vaci cu lapte, ceea ce demonstrează faptul că mijloacele profilactice existente la ora actuală nu sunt suficient de eficiente sau nu sunt întotdeauna la îndemâna fermierilor (sunt dificil de administrat), existând nevoia unui produs simplu de administrat (în furaje) și eficient, care să permită scăderea incidenței acestei dismineraloze.At the same time, it continues to be high in dairy herds, which shows that the current prophylactic means are not sufficiently effective or are not always available to farmers (they are difficult to administer), there is a need for a simple product. to be administered (in feed) and efficiently, to reduce the incidence of this dimineralosis.

Prin natura creării lor, zeoliții sunt de foarte multe tipuri, dar cel care este exploatat la maxim este zeolitul de tip clinoptilolitic, datorită proprietăților sale deosebite, precum și caracteristicilor fîzico-chimice specifice. Structura clinoptilolitului este identică cu heulandita (având o formulă chimică simplificată - Ca4A18Si28O72 * nH2O) și are o structură organizatorică asemănătoare unor plăci. Acesta diferă de heulandită în primul rând prin îmbogățirea cu potasiu. Plăcile sunt conectate între ele prin câteva legături care sunt relativ larg separate ce conțin inele deschise alternante de opt sau zece laturi. Aceste inele sunt suprapuse de la o placă la alta, pentru a forma canale în structura cristalului. Dimensiunea acestor canale controlează mărimea moleculelor sau a ionilor care pot trece prin ele și prin urmare au capacitatea de a funcționa ca o sită chimică, permițând unor ioni să treacă sau blocându-i pe alții [6].By the nature of their creation, zeolites are of many types, but the one that is fully exploited is the clinoptilolitic type zeolite, due to its special properties, as well as specific physicochemical characteristics. The structure of clinoptilolite is identical to heulandite (having a simplified chemical formula - Ca4A18Si28O72 * nH2O) and has a plate-like organizational structure. It differs from heulandite primarily by potassium enrichment. The plates are connected to each other by several connections which are relatively widely separated containing alternating open rings of eight or ten sides. These rings are superimposed from one plate to another to form channels in the crystal structure. The size of these channels controls the size of the molecules or ions that can pass through them and therefore have the ability to function as a chemical sieve, allowing some ions to pass through or blocking others [6].

Compoziția chimică îl recomandă ca fiind extrem de bogat în macro- și microelemente, având un conținut ridicat de oxizi de calciu, potasiu, fier, magneziu, sodiu, etc. Studiile efectuate anterior au demonstrat faptul că produsul Zeolit are capacitatea de a produce schimburi de ioni cu efect favorabil pentru animale, crește sporul mediu zilnic și se reduce consumul specific, stimulează sistemul imunitar, are o acțiune energizantă generală, antitoxică, pe complexul gastro-intestinal, blochează microtoxinele din furaje, blochează, in mare măsură, substanțele radioactive, favorizează procesele de creștere și dezvoltare, crește substanțial producția animal și calitatea acesteia, crește consistența fecalelor și nu poluează prin dejecții mediul înconjurător, are efecte favorabile în conversia superioară a furajelor, crește apetitul și vioiciunea animalelor [7]. Conform studiului efectuat de EFSA (European Food Safety Authority) în anul 2013, aditivii bazați pe zeolit au fost declarați ca fiind siguri pentru consumatorii finali de came, lapte sau ouă provenite de la animale care au primit zeolit în furaje sau așternut [8]. Zeolitul clinoptilolit este înregistrat în comunitatea Europeană ca aditiv furajer sub numărul DIN 53770, respectiv în SUA sub numărul 21 CFRCH.I, §182 Subpart C. De asemenea, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Chimico-Farmaceutică București aThe chemical composition recommends it as being extremely rich in macro- and microelements, having a high content of oxides of calcium, potassium, iron, magnesium, sodium, etc. Previous studies have shown that Zeolite has the ability to produce ion exchange with a favorable effect for animals, increases the average daily increase and reduces specific consumption, stimulates the immune system, has a general energizing action, antitoxic, on the gastrointestinal complex. , blocks microtoxins in feed, largely blocks radioactive substances, promotes growth and development, substantially increases animal production and quality, increases faecal consistency and does not pollute the environment by manure, has favorable effects on higher feed conversion, increases the appetite and liveliness of animals [7]. According to the study conducted by EFSA (European Food Safety Authority) in 2013, zeolite-based additives were declared safe for end consumers of cams, milk or eggs from animals that received zeolite in feed or bedding [8]. Clinoptilolite zeolite is registered in the European Community as a feed additive under number DIN 53770, respectively in the USA under number 21 CFRCH.I, §182 Subpart C. Also, the National Institute for Chemical-Pharmaceutical Research-Development Bucharest

a2018 01020a2018 01020

03/12/2018 întocmit în anul 2017 un raport de testare a toxicității, concluzionând că produsul Zeolit nu produce letalitate sau efecte toxice, fiind încadrat în categoria neclasificat, conform OECD 420.03/12/2018 prepared in 2017 a toxicity test report, concluding that the product Zeolite does not produce lethality or toxic effects, being included in the unclassified category, according to OECD 420.

Andersson si colab., descriu în cadrul brevetului US5936061A utilizarea zeoliților hidrofobici pentru îndepărtarea conservanților din soluții polipeptidice, cum ar fi cele utilizate pentru preparatele farmaceutice [9].Andersson et al., Describe in US5936061A the use of hydrophobic zeolites for the removal of preservatives from polypeptide solutions, such as those used for pharmaceutical preparations [9].

Varga si colab., în cadrul brevetului US5264225A descriu utilizarea zeolitului în combinație cu alte materiale pentru îndepărtarea agenților radioactivi în diverse aplicații biologice [10].Varga et al. In US5264225A describe the use of zeolite in combination with other materials for the removal of radioactive agents in various biological applications [10].

Tanimoto si colab., descriu în cadrul brevetului US6071542 un produs cu rol antibacterial pe bază de zeolit [11].Tanimoto et al., Describe in patent US6071542 a product with an antibacterial role based on zeolite [11].

Rodriguez-Fuentes și colab., descriu un produs pe bază de zeolit utilizat pentru tratarea diareii [12]. Mai mult decât atât, Pavelic și colab. prezintă efectele potențiale de stimulare a sistemului imunitar de către zeoliți, care astfel ar putea fi utilizați ca și adjuvanți în terapia anticancer [13].Rodriguez-Fuentes et al., Describe a zeolite-based product used to treat diarrhea [12]. Moreover, Pavelic et al. presents the potential effects of stimulating the immune system by zeolites, which could thus be used as adjuvants in anticancer therapy [13].

în cadrul brevetului US20170156372A1 sunt prezentate aplicațiile beta-zeoliților cu rol de liganzi ai toxinelor din hrana animalelor și metodele de detoxifiere conexe. Prezenta invenție se referă la aplicarea zeolitului beta în formă NH4 + sau H + în furaje pentru îndepărtarea pesticidelor prezente în mod obișnuit în hrana animalelor [14].Patent US20170156372A1 discloses the applications of beta-zeolites as ligands of toxins in animal feed and related detoxification methods. The present invention relates to the application of beta zeolite in NH4 + or H + form in feed for the removal of pesticides commonly present in animal feed [14].

De asemenea, în cadrul brevetului EP1938825A1 se prezintă utilizarea zeolitului în terapia și prevenirea osteoporozei. Efectele zeolitului conform brevetului sunt osteopatic, dermatologic, neuroprotector, antireumatic, și insecticid, fără a se explica mecanismul de acțiune [15], în ceea ce privește utilizarea zeoliților pentru prevenirea hipocalcemiei la vacile de lapte, au fost efectuate cercetări sporadice și destul de restrânse, în special prin utilizarea zeoliților sintetici. Astfel, Thilsing-Hansen și Jorgensen [16] utilizează o cantitate mare (1 kg) de zeolit sintetic (silicat de alumniu)/animal/zi pentru a preveni apariția hipocalcemiei la vacile de lapte. Mai mult decât atât, autorii administrează în momentul parturiției 250 g carbonat de calciu sub formă de brevaj. în urma acestui protocol, niciuna din vacile tratate nu a manifestat semne de hipocalcemie. De asemenea, Thilsing-Hansen și colab., descriu un an mai târziu, într-oEP1938825A1 also discloses the use of zeolite in the therapy and prevention of osteoporosis. The effects of zeolite according to the patent are osteopathic, dermatological, neuroprotective, antirheumatic, and insecticidal, without explaining the mechanism of action [15], regarding the use of zeolites to prevent hypocalcemia in dairy cows, sporadic and rather limited research has been carried out. , especially through the use of synthetic zeolites. Thus, Thilsing-Hansen and Jorgensen [16] use a large amount (1 kg) of synthetic zeolite (aluminum silicate) / animal / day to prevent hypocalcemia in dairy cows. Moreover, the authors administer 250 g of calcium carbonate as a patent at the time of parturition. Following this protocol, none of the treated cows showed signs of hypocalcemia. Also, Thilsing-Hansen et al., Describe a year later in a

a 2018 01020and 2018 01020

03/12/2018 ,/2 altă lucrare științifică [17], efectul aceluiași zeolit sintetic asupra homeostazei periparturiente a calciului, fosforului și magneziului.03/12/2018, / 2 another scientific paper [17], the effect of the same synthetic zeolite on the periparturient homeostasis of calcium, phosphorus and magnesium.

Zeolitul sintetic alumino-silicat este brevetat ca potențial adjuvant în profilaxia parezei hipocalcemice la vacile de lapte în cadrul brevetului US7235256B2 [18].Aluminum-silicate synthetic zeolite is patented as a potential adjuvant in the prophylaxis of hypocalcemic paresis in dairy cows in US7235256B2 [18].

în comparație cu soluțiile descrise anterior, prezenta invenție se referă la utilizarea zeolitului natural, extras din Munții Perșani, zona Rupea, Brașov, prelucrat prin micronizare și activat prin prelucrare termică, ca aditiv furajer în hrana vacilor de lapte, în vederea prevenirii parezei hipocalcemice de parturiție.In comparison with the solutions described above, the present invention relates to the use of natural zeolite, extracted from the Perșani Mountains, Rupea area, Brașov, processed by micronization and activated by heat processing, as a feed additive in dairy cows, in order to prevent hypocalcemic paresis of parturition.

Scopul invenției este realizarea unui produs inovativ și versatil, alcătuit din zeolit natural, micronizat și activat, care, administrat profilactic în hrana vacilor de lapte, să ducă la scăderea semnificativă a incidenței hipocalcemiei și a parezei hipocalcemice de parturiție la această categorie de animale.The object of the invention is to provide an innovative and versatile product, consisting of natural zeolite, micronized and activated, which, administered prophylactically in dairy cows, leads to a significant decrease in the incidence of hypocalcemia and hypocalcemic paresis of parturition in this category of animals.

Invenția rezolvă o serie de probleme legate de morbiditatea crescută în rândul vacilor de lapte, datorată hipocalcemiei care se instalează la vacile de lapte, odată cu debutul lactației și pierderii prin lapte a unei cantități semnificative de calciu.The invention solves a number of problems related to increased morbidity among dairy cows, due to hypocalcemia that occurs in dairy cows, with the onset of lactation and loss of significant amount of calcium through milk.

Metodele clasice de prevenție a hipocalcemiei implică fie acidifierea hranei cu modificarea echilibrului acido-bazic (metodă riscantă, având în vedere pH-ul alcalin al urinii bovinelor), fie administrarea orală a clorurii de calciu în preajma fătării (cu rezultate incerte, legate de absorbția calciului de la nivelul prestomacelor și a intestinului subțire), sau administrarea injectabilă a vitaminei D (care de multe ori este incomodă la nivel de efectiv și uneori ineficientă). Produsul propus, constituit din zeolit natural micronizat și activat, acționează ca un schimbător de ioni, permițând absorbția mai redusă a calciului pe perioada repaosului mamar, când necesitatea acestui element scade semnificativ, cu activarea mecanismelor de homeostazie a calciului la debutul lactației și astfel cu reducerea semnificativă a ratei hipocalcemiei puerperale.Classical methods of preventing hypocalcaemia involve either acidifying the food by altering the acid-base balance (risky method, given the alkaline pH of bovine urine), or oral administration of calcium chloride near calving (with uncertain results related to absorption calcium in the stomach and small intestine), or the injectable administration of vitamin D (which is often inconvenient in terms of strength and sometimes ineffective). The proposed product, consisting of micronized and activated natural zeolite, acts as an ion exchanger, allowing lower calcium absorption during breast rest, when the need for this element decreases significantly, by activating the mechanisms of calcium homeostasis at the beginning of lactation and thus reducing significant rate of puerperal hypocalcemia.

Se vor reduce pierderile economice ale fermierilor, datorate hipocalcemiei, care poate determina scăderea producției de lapte, prelungirea perioadei puerperale și a service-periodului, precum și apariția retenției placentare, a atoniei și a infecțiilor uterine consecutive, precum și necesitatea aplicării unor tratamente complexe. Așadar, utilizarea zeolitului natural, micronizat și activat înIt will reduce the economic losses of farmers due to hypocalcemia, which can lead to decreased milk production, prolongation of the puerperal period and service period, and the occurrence of placental retention, atony and consecutive uterine infections, and the need for complex treatments. Therefore, the use of natural zeolite, micronized and activated in

a2018 01020a2018 01020

03/12/2018 profilaxia hipocalcemiei la vacile de lapte reprezintă o noutate și aduce un beneficiu semnificativ sectorului zootehnic și medical veterinar.03/12/2018 the prophylaxis of hypocalcemia in dairy cows is a novelty and brings a significant benefit to the zootechnical and veterinary medical sector.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:By applying the invention the following advantages are obtained:

Costul redus al produsului, având în vedere că este extras din rocă naturală și nu necesită procedee complexe de fabricare, cum este cazul zeoliților sintetici (alumino-silicați); Produsul nu prezintă toxicitate, așa cum a fost arătat din studiile EFSA și INCDCF menționate anterior, fiind înregistrat ca aditiv furajer ăn CE și SUA;The low cost of the product, given that it is extracted from natural rock and does not require complex manufacturing processes, such as synthetic zeolites (alumino-silicates); The product is non-toxic, as shown in the EFSA and INCDCF studies mentioned above, being registered as a feed additive in the EC and the USA;

Produsul este ușor de administrat, fiind amestecat cu furajele;The product is easy to administer, being mixed with feed;

Produsul nu modifică în sens negativ palatabilitatea furajelor, fiind acceptat ușor de către animale;The product does not negatively alter the palatability of the feed, being easily accepted by animals;

Eficacitatea produsului este una extrem de crescută, ducând la creșterea profitabilității fermelor ce exploatează vaci de lapte.The effectiveness of the product is extremely high, leading to increased profitability of farms that exploit dairy cows.

Exemplu de aplicare a invenției:Example of application of the invention:

înțărcarea vacilor de lapte se realizează în mod normal cu aproximativ 60 de zile înainte de parturiție. în perioada de repaos mamar, furajarea trebuie bine echilibrată, fiind mai săracă în nutrețuri concentrate și mult mai bogată în fânuri, eliminându-se total din rații nutrețurile suculente acide (borhot, porumb siloz). Apa trebuie sa aiba temperatura normală și să fie asigurată la discreție. Cu două săptămâni înainte de data probabilă a parturiției se începe administrarea zeolitului micronizat și activat prin tratare termică. Se va alege dimensiunea optimă a particulelor, și anume cea de 5 microni. Se vor administra zilnic 20g zeolit/kg furaj până la parturiție și în continuare timp de minimum 60 de zile după aceasta.weaning of dairy cows is normally done about 60 days before parturition. During the resting period, the feed must be well balanced, being poorer in concentrated feeds and much richer in hay, eliminating from the rations the acidic succulent feeds (borhot, corn silage). The water must have a normal temperature and be provided at discretion. Two weeks before the probable date of parturition, the administration of micronized and heat-activated zeolite begins. The optimal particle size will be chosen, namely 5 microns. 20g zeolite / kg feed will be administered daily until parturition and then for at least 60 days after that.

Utilizând acest protocol s-a obținut o menținere a calcemiei în limite aceptabile în preajma parturiției, cu valori de peste 8 mg/dl și fără instalarea niciunui semn clinic de pareză hipocalcemică de parturiție la vacile a căror rație a fost suplimentată cu zeolit. Ceilalți parametrii sanguini au fost de asemenea în limite normale (magneziu, fosfor, proteine totale, albumine, glicemie, acizi grași neesterificați, trigliceride). Totodată, incidența afecțiunilor reproductive a fost mai scăzută, observându-se și o sporire a indicilor reproductivi.Using this protocol, the calcium levels were maintained within acceptable limits around parturition, with values above 8 mg / dl and without the installation of any clinical signs of hypocalcemic paresis of parturition in cows whose ration was supplemented with zeolite. The other blood parameters were also within normal limits (magnesium, phosphorus, total protein, albumin, blood sugar, unesterified fatty acids, triglycerides). At the same time, the incidence of reproductive diseases was lower, and an increase in reproductive rates was observed.

? o i C COHSIATWG a2018 01020? o i C COHSIATWG a2018 01020

03/12/201803/12/2018

Nu este necesară suplimentarea rației furajere cu alți aditivi pe bază de calciu, atât în perioada ante-partum cât și post-partum.It is not necessary to supplement the feed ration with other calcium-based additives, both in the antepartum and postpartum period.

Claims (1)

REVENDICARECLAIM 1. Protocol de prevenire a apariției hipocalcemiei și a parezei hipocalcemice de parturiție la vacile de lapte, prin administrare de zeolit natural, micronizat și activat, ca supliment nutritiv în hrană. Administrarea zeolitului micronizat și activat prin tratare termică se începe cu două săptămâni înainte de data probabilă a parturiției. Se utilizează zeolit a cărui particule particule au dimensiunea de 5 microni. Se vor administra zilnic 20g zeolit/kg furaj până la parturiție și în continuare timp de minimum 60 de zile după aceasta.1. Protocol for the prevention of hypocalcemia and parturition hypocalcemic paresis in dairy cows by administration of natural, micronised and activated zeolite as a nutritional supplement in food. The administration of micronized and heat-activated zeolite begins two weeks before the probable date of parturition. It uses zeolite whose particles are 5 microns in size. 20g zeolite / kg feed will be administered daily until parturition and then for at least 60 days after that.