Zinkové nanočastice ako náhrada oxidu zinočnatého u odstavených prasiatok

Ing. Daria Baholet

Doctoral thesis

Nanočástice zinku jako náhrada oxidu zinečnatého u odstavených selat

Abstract:

V současné době představuje vývoj nových antimikrobiálních látek pro použití ve výživě hospodářských zvířat významný megatrend. Legislativní změny spojené se zákazem používání farmakologických dávek zinku v Evropské unii od června 2022 představují pro chovatele prasat velkou výzvu. Tato práce se zabývá problematikou nanokomplexů zinku s ohledem na antimikrobiální účinky. Celá problematika je řešena komplexním pohledem, kdy v první fázi byly látky testovány v podmínkách in vitro. Na základě získaných výsledků byly provedeny dva experimenty in vivo, které na sebe navazovaly. V prvním experimentu byly nanočástice zinku podávány laboratorním potkanům v dávce 2000 mg Zn/kg potravy. Byl hodnocen zdravotní stav zvířat, antimikrobiální a antioxidační účinek. Na základě výsledků byly vybrány konečné formy nanočástic zinku, které byly podávány odstaveným selatům (v dávkách 500, 1000 a 2000 mg/kg krmiva) po dobu deseti dnů. Při hodnocení přírůstku selat byl pozorován vyšší přírůstek u vybraných variant nanokomplexu zinku (ZnA) souběžně s antimikrobiálním účinkem. Častou otázkou nejen ve vědecké sféře je osud nanočástic v zemědělské produkci. Tato otázka vyvolává více otázek než odpovědí. V pokusu s odstavenými selatami byla zvířata sledována až do porážky, kdy byla hodnocena kvalita jatečně upraveného těla. U žádné ze skupin s krátkodobým přídavkem nanočástic zinku nebyly pozorovány negativní ani pozitivní účinky na kvalitu jatečně upraveného těla. Tyto výsledky naznačují, že nanočástice zinku mohou být potenciální alternativou k terapeutickým dávkám ZnO. Je však třeba provést další pokusy, aby se tyto výsledky potvrdily při nižších dávkách zinku ve výživě prasat. Tato disertační práce poskytuje nové poznatky, na kterých mohou stavět další výzkumné týmy.

Abstract:

Currently, the development of new antimicrobial substances that can be used in the nutrition of farm animals represents a major trend. Legislative changes associated with the ban on the use of pharmacological doses of zinc in the European Union from June 2022 pose a major challenge for pig farmers. The dissertation thesis deals with the issue of zinc nanocomplexes regarding antimicrobial effects. The whole issue is solved by a comprehensive view, when in the first phase the substances were tested in in vitro conditions. Based on the obtained results, two in vivo experiments were realized, which followed each other. In the first experiment, zinc nanoparticles were fed to laboratory rats at a dose of 2000 mg Zn/kg diet. The health status of the animals, antimicrobial and antioxidant effects were evaluated. Based on the results, the final forms of zinc nanoparticles were selected, which were fed to weaners (in doses of 500, 1000 and 2000 mg/kg diet) for ten days. During the evaluation of piglets' growth, selected variants of zinc nanocomplexes (ZnA) showed a higher growth simultaneously with an antimicrobial effect. A frequent question not only in the scientific sphere, is the fate of nanoparticles in agricultural production. This question presents more questions than answers. As part of the experiment on weanlings, the animals were followed until slaughter, when the quality of the slaughtered carcass was evaluated. None of the studied groups with short-term addition of zinc nanoparticles have shown a negative or positive effect from the point of view of the quality of the carcass prepared for slaughter. The results show that zinc nanoparticles can be a potential alternative to therapeutic doses of ZnO. However, it is necessary to carry out further experiments that would confirm the given results even with lower doses of zinc in pig diets. The dissertation provides new knowledge that that opens new research opportunities for other scientists.

Abstract:

V súčasnej dobe predstavuje vývoj nových antimikrobiálnych látok použiteľných vo výžive hospodárskych zvierat veľký megatrend. Legislatívne zmeny spojené so zákazom používania farmakologických dávok zinku v Európskej únii od júna 2022 reprezentujú pre chovateľov prasiat veľkú výzvu. Dizertačná práca sa zaoberá problematikov nanokomplexov zinku s ohľadom na antimikrobiálne účinky. Celú problematiku rieši komplexný pohľad, kedy v prvej fáze boli látky otestované v podmienkach in vitro. Na základe získaných výsledkov boli realizované dva experimenty in vivo, ktoré na seba nadväzovali. V prvom pokuse boli skrmované zinkové nanočastice laboratórnym potkanom v dávke 2000 mg Zn/kg kŕmnej dávky. Hodnotený bol zdravotní stav zvierat, antimikrobiálny a antioxidačný efekt. Na základe výsledkov boli vybrané finálne formy zinkových nanočastíc, ktoré boli skrmované odstaveným prasiatkam (v dávkach 500, 1000 a 2000 mg/kg kŕmnej dávky) počas desatich dní. Pri hodnotení prírastkov prasiatok bol vo vybraných variantách zinkových nanokomplexov (ZnA) sledovaný vyšší prírastok súbežne s antimikrobiálnym efektom. Častou otázkou nielen vo vedeckej sfére je osud nanočastíc v poľnohospodárskej produkcii. Táto otázka predstavuje viac ďalších otázok ako odpovedí V rámci experimentu na odstavčatách boli zvieratá sledované až do porážky, kedy bola hodnotená kvalita jatočne upraveného tela. U žiadnej zo skupín s krátkodobým prídavkom zinkových nanočastíc nebol sledovaný negatívny ani pozitívny vplyv z pohľadu kvality jatočne upraveného tela ošípaných. Z uvedených výsledkov vyplýva, že nanočastice zinku môžu byť potenciálnou alternatívou k liečebným dávkam ZnO. Je však nutné vykonať ďalšie experimenty, ktoré by dané výsledky potvrdili aj pri nižších dávkach zinku v kŕmnych dávkach prasiat. Táto dizertačná práca poskytuje nové znalosti, na ktorých môžu stavať ostatné výskumné tímy.

Keywords

odstav, výživa prasat, antimikrobiální efekt

Keywords

antimicrobial effect, weaning, pig nutrition

Keywords

výživa ošípaných, antimikrobiálny efekt, odstav

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 7. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Pavel Horký, Ph.D.
• Reader: Miroslav Rozkot, externi, Jaroslav Čítek, externi, Ľubomíra Grešáková, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Animal Breeding / General Animal Breeding