RO134302B1 - Metodă de administrare a zeolitului natural pentru prevenirea pare- zei hipocalcemice de parturiţie la vaci - Google Patents

Description

Invenția se referă la o metodă 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, având aplicații în zootehnie.

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 [1] (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 multă 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.

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 fizico-chimice specifice. Structura clinoptilolitului este identică cu heulandita (având o formulă chimică simplificată - Ca₄Al₈Si₂₈O₇₂ · nH₂O) și are o structură organizatorică asemănătoare unor plăci. Acesta diferă de heulandita 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].

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, în 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 1 Food Safety Authority) în anul 2013, aditivii bazați pe zeolit au fost declarați ca fiind siguri pentru consumatorii finali de carne, lapte sau ouă provenite de la animale care au primit 3 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 5

Subpart C. De asemenea, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Chimico-Farmaceutică București a întocmit în anul 2017 un raport de testare a toxicității, concluzionând că produsul7

Zeolit nu produce letalitate sau efecte toxice, fiind încadrat în categoria neclasificat, conform OECD 420.9

Cererea de brevet DE 10231104 A1 descrie utilizarea sulfatului de calciu dihidrat pentru prevenirea hipocalcemiei la vaci.11

În cadrul documentului brevet EP 1938825 B1 se prezintă utilizarea zeolitului în terapia și prevenirea osteoporozei. Efectele zeolitului conform brevetului sunt osteopatic, 13 dermatologic, neuroprotector, antireumatic, și insecticid, fără a se explica mecanismul de acțiune [15]. 15

EP 0224856 A2 prezintă o metodă de îmbunătățire a rezistenței oaselor la oameni, animale și păsări, prin administrare de zeolit de tip A.17

Andersson și colab., descriu în cadrul brevetului US 5936061 A utilizarea zeoliților hidrofobici pentru îndepărtarea conservanților din soluții polipeptidice, cum ar fi cele utilizate 19 pentru preparatele farmaceutice [9].

Varga și colab., în cadrul brevetului US 5264225 A descriu utilizarea zeolitului în 21 combinație cu alte materiale pentru îndepărtarea agenților radioactivi în diverse aplicații biologice [10].23

Tanimoto și colab., descriu în cadrul brevetului US 6071542 un produs cu rol antibacterial pe bază de zeolit [11].25

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 27 stimulare a sistemului imunitar de către zeoliți, care astfel ar putea fi utilizați ca și adjuvanți în terapia anticancer [13]. 29

În cadrul brevetului US 20170156372 A1 sunt prezentate aplicațiile beta-zeoliților cu rol de liganzi ai toxinelor din hrana animalelor și metodele de detoxifiere conexe. Prezenta 31 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]. 33

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 35 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 37 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 39 manifestat semne de hipocalcemie. De asemenea, Thilsing-Hansen și colab., descriu un an mai târziu, într-o altă lucrare științifică [17], efectul aceluiași zeolit sintetic asupra 41 homeostazei periparturiente a calciului, fosforului și magneziului.

Zeolitul sintetic alumino-silicat este brevetat ca potențial adjuvant în profilaxia parezei 43 hipocalcemice la vacile de lapte în cadrul brevetului US 7235256 B2 [18].

În comparație cu soluțiile descrise anterior, prezenta invenție se referă la utilizarea 45 zeolitului natural, extras din Munții Persani, zona Rupea, Brașov, prelucrat prin micronizare și activat prin prelucrare termică, ca aditiv furajer în hrana vacilor de lapte, în vederea 47 prevenirii parezei hipocalcemice de parturiție.

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.

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.

Metodele clasice de prevenție a hipocalcemiei implică fie acidifierea hranei cu modificarea echilibrului acido-bazic (metodă riscantă, având în vedere p H-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.

Se vor reduce pierderile economice ale fermierilor, datorate hipocalcemiei, care poate determina scăderea producției de lapte, prelungirea perioadei puerperale și a serviceperiodului, 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 în profilaxia hipocalcemiei la vacile de lapte reprezintă o noutate și aduce un beneficiu semnificativ sectorului zootehnic și medical veterinar.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- produsul nu prezintă toxicitate, așa cum a fost arătat din studiile EFSA și FNCDCF menționate anterior, fiind înregistrat ca aditiv furajer în CE și SUA;

- produsul este ușor de administrat, fiind amestecat cu furajele;

- produsul nu modifică în sens negativ palatabilitatea furajelor, fiind acceptat ușor de către animale;

- eficacitatea produsului este una extrem de crescută, ducând la creșterea profitabilității fermelor ce exploatează vaci de lapte;

- 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).

Exemplu de aplicare a invenției.

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 să aibă 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 20 g zeolit/kg furaj până la parturiție și în continuare timp de minimum 60 de zile după aceasta.

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 neesterificati, trigliceride). Totodată, incidența afecțiunilor reproductive a fost mai scăzută, observându-se și o sporire a indicilor reproductivi.

Nu este necesară suplimentarea rației furajere cu alți aditivi pe bază de calciu, atât în perioada ante-partum cât și post-partum.

Bibliografie1

1. Caixeta L. S., P. A. Ospina, M. B. Capei, and D. V. Nydam. 2017. Association 3 between subclinlcal hypocalcemia in the first 3 days of lactation and reproductive performance of dairy cows. Theriogenology 94:1-7.5

2. Venjakob P.L., Borchardt S., Heuwieser W, Hypocalcemia-Cow-levelprevalence and preventive strategies in German dairy herds. J. Dairy Sci. 2017 Nov;100(11): 9258-9266.7

3. Oetzel G.R., Parturient paresis and hypocalcemia in ruminant livestock. Vet Clin

North Am Food Anim Pract. 1988 Jul; 4(2): 351-64.9

4. DeGaris P. J., and I. J. Lean. 2008, Milk fever in dairy cows: A review of pathophysiology and control principles. Vet. J. 176:58-69.11

5. Goff J. P. 2008. The monitoring, prevention, and treatment of milk fever and subclinical hypocalcemia in dairy cows. Vet. J. 176:50-57.13

6. US 20050031708 A1 Portney Micah S. - Composition comprising a zeolite compound for treatment of diseases.15

7. M. Rehakova, S. Cuvanova, M. Dzivak, J. Rimar, Z. Gaval'ova. Agricultural and agrochemical uses of natural zeolite of the clinoptilolite type, Current Opinion in Solid State 17 and Materials Science, Volume 8, Issue 6, 2004, Pages 397-404.

8. EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed - 19 Scientific Opinion on the safety and efficacy of clinoptilolite of sedimentary origin for all animal speciesl, EFSA Journal 2013; 11(1):3039. 21

9. US 5936061 A Andersson Sten, Eriksson Haakan, Larsson Kaare - Use of hydrophobic zeolites, syringe and method for removing of preservatives from a polypeptide 23 solution.

10. US 5264225 A Laszlo Varga, Mihaly Torocsik, Balint L. Sztanyik - Silicon- 25 containing environment-protective agent adsorbing radioactive metal isotopes and toxic heavy metals and a pharmaceutical composition containing same. 27

11. US 6071542 A Takeo Tanimoto, Noboru Watanabe, Kazuhiko Nakashima, Ryuhei Matsuo, Manabu Nagata, Yuji Shingai, Tatsuo Otani - Antibacterial zeolite causing little 29 discoloration and method of the production thereof.

12. Rodriguez-Fuentes, M.A. Barrios, A. Iraizoz, I. Perdomo, B. Cedre - Enterex: Anti- 31 diarrheic drug based on purified natural clinoptilolite, Zeolites, Volume 19, Issues 5-6, 1997, p. 441-448. 33

13. Pavelic K., Hadzija M., Bedrica L., Pavelic J., Dikic I., Katic M., Kralj M., Bosnar M.H., Kapitanovic S., Poljak-Blazi M., Krizanac S., Stojkovic R., Jurin M., Subotic B., Colic 35 M. - Natural zeolite clinoptilolite: new adjuvant in anticancer therapy. J. Mol. Med. (Beri). 2001;78(12): 708-20. 37

14. US 20170156372 A1 Umesh Balakrishnan, Rajendra Moorthy - Application of beta zeolite as multi-toxin binder in animal feed and related methods. 39

15. EP 1938825 A1 Hraschan Jakob - Use of zeolite in the therapy and prevention of osteoporosis. 41

16. Thilsing-Hansen T, Jorgensen R.J. - Hot topic: prevention of parturient paresis and subclinical hypocalcemia in dairy cows by zeolite A administration in the dry period. J 43 Dairy Sci. 2001 Mar;84(3):691-3.

17. Thilsing-Hansen T., Jorgensen R.J., Enemark J.M., Larsen T., The effect of 45 zeolite A supplementation in the dry period on periparturient calcium, phosphorus, and magnesium homeostasis. J Dairy Sci. 2002 Jul; 85(7): 1855-62. 47

18. US 7235256 B2 Jorgensen R.J. - Method of preventing parturient hypocalcemia in animals and compositions used therein. 49

Claims (2)

1. 3 Metodă de administrare a zeolitului natural micronizat și activat termic, caracterizată prin aceea că, pentru a preveni pareza hipocalcemică de parturiție la vacile de lapte, se
2. 5 administrează zilnic începând cu două săptămâni înainte de data probabilă de parturiție, a 20 g zeolit cu dimensiunea de 5 μ/kg furaj, până la minimum 60 de zile după parturiție.