CC BY
368
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
Для корреспонденции
Антюшко Дмитрий Петрович - кандидат технических наук,
старший преподаватель кафедры товароведения, управления
безопасностью и качеством Киевского национального
торгово-экономического университета
Адрес: 02156, г. Киев, ул. Киото, д. 19
Телефон: (38 044) 518-60-22
E-mail: [email protected]
Д.П. Антюшко, А.О. Нездолий
Биологическая активность композиции с глюкозамином в питании крыс при моделировании повреждений хрящевой и соединительной тканей
The biological activity of the composition with glucosamine in the diet of rats in the modeling of cartilage and connective tissue damage
D.P. Antiushko, A.O. Nezdoliy
Киевский национальный торгово-экономический университет, Украина
Kyiv National University of Trade and Economics, Ukraine
Представлены результаты экспериментальных исследований по изучению физиологической эффективности потребления глюкозамина, в том числе в комплексе с глюкозой, желатином и камедями, крысами при повреждении хрящевой и соединительной тканей. Животные контрольной группы (п=12) получали стандартный общевиварный рацион. Крысы 2-й и 3-й групп в дополнение к основному рациону на протяжении 5 сут до начала и 48 ч в течение эксперимента ежедневно перорально получали глюкозамина сульфат в дозе по 10,98 мг на 1 кг массы тела и соответственно по 900 мг на 1 кг пищевой композиции (44,6% очищенной питьевой воды, 50% глюкозы, 4% желатина, 1,22% глюкозамина сульфата, 0,15% ксантановой и 0,03% гуаровой камедей). После моделирования острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу крысы 0,1 мл 10% суспензии каолина, в течение 48 ч измеряли объемы лапок животных исследуемых групп. Полученные результаты свидетельствуют о значительно меньшей степени повреждений при получении глюкозамина сульфата как отдельно, так и в комплексе с глюкозой, желатином и камедями. Для представителей 2-й и 3-й групп максимальное увеличение объема лапок наступало раньше (в диапазоне 4 ч) и было на 20,2 и 21,5% меньше по сравнению с животными контрольной группы, у которых оно наступало почти через 5 ч после травмы. Крысы, получавшие глюкозамина сульфат, как отдельно, так и в комплексе с глюкозой, желатином и камедями, более быстро восстанавливались после моделирования острого воспалительного отека - объем лапок через 48 ч после травмирования был соответственно на 57 и 64% меньше по сравнению с аналогичным показателем у животных контрольной группы. На основании полученных данных подтверждено пози-
ция цитирования: Антюшко Д.П., Нездолий А.О. Биологическая активность композиции с глюкозамином в питании крыс при моделировании повреждений хрящевой и соединительной тканей. Вопр. питания. 2017. Т. 86. № 1. С. 72-75. Статья поступила в редакцию 08.07.2016. Принята в печать 28.12.2016.
For citation: Antiushko D.P., Nezdoliy A.O. The biological activity of the composition with glucosamine in the diet of rats in the modeling of cartilage and connective tissue damage. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; Vol. 86 (1): 72-5. (in Russian) Received 08.07.2016. Accepted for publication 28.12.2016.
тивное влияние глюкозамина в комплексе с глюкозой, желатином и камедями на метаболические процессы в тканях и суставах, а также рациональность использования данного биологически активного вещества при производстве кондитерских изделий.
Ключевые слова: биологическая активность, глюкозамин, острый воспалительный отек, моделирование повреждений хрящевой и соединительной тканей, крысы
The results of experimental researches of the biological activity and physiological effectiveness of glucosamine consumption, including in the combination with glucose, gelatin and camellia, for rats with damaged cartilage and connective tissue have been presented. Animals of the control group (n= 12) received a standard diet. Rats from the 2nd and the 3rd groups in addition to the basic diet during 5 days before and the 48 hours on experiment orally consumed the glucosamine sulphate separately prepared at a dose of 10.98 mg/kg of body weight and respectively in dose 900 mg/kg of nutritional composition (44.6% of treated drinking water, 50% of glucose, 4% of gelatin, 1.22% of glucosamine sulfate, 0.15 and 0.03% of xanthan and guar gums). After modeling acute inflammatory edema, induced by administration of hind paw 0.1 ml of a 10% suspension of kaolin, the amounts of rats claws were measured in each of the tested groups. The results indicated much lesser extent of damage in case of glucosamine sulphate consumption, both independently and in combination with glucose and gums, while comparing with the control group. For the animals of the 2nd and the 3rd groups the maximal volume of rats claws occurred earlier (in the range of 4 hr). Also it was 20.2 and 21.5% less compared with the same index of control animals, which had maximal volume of claws almost during the 5th hour after the injury. It was also found that the animals treated with glucosamine sulfate, both separately and in combination with glucose and gums, restored after simulation of acute inflammatory edema more quickly - the volume of tabs on 48 h after injury was 57 and 64% less comparing with the same index in the control group, respectively. Basing on the presented data, it was confirmed that the glucosamine in a combination with glucose, gums and gelatin had positive effect on metabolic processes in the tissues, joints and there was a rationality of this biologically active nutrient's usage in the production of confectionery products.
Keywords: biological activity, glucosamine, acute inflammatory edema, modeling of cartilage and connective tissue damage, rats
Здоровый образ жизни и профилактика профессиональных заболеваний без медикаментозного вмешательства стали трендом современного общества. При этом значительная роль отводится специально разработанным пищевым продуктам, направленным на обеспечение целевых потребностей отдельных категорий населения, деятельность которых связана с риском травматизма и развитием профессиональных заболеваний [1-5].
Длительные статические физические нагрузки приводят к деструкции хрящевой ткани, ускоряют процессы развития усталости и в длительной перспективе, без надлежащей профилактики, могут повлечь за собой хронические заболевания опорно-двигательного аппарата [6, 7]. При любом остеоартрозном процессе в суставе наблюдаются деструкция хряща, субхондриальной кости и воспалительные процессы в оболочках сустава. Наличие в суставной полости обломков хряща, лизосо-мальных ферментов цитокинов, поступающих из лейкоцитов, приводит к деформирующему остеоартрозу -хроническому дегенеративному заболеванию суставов. В основе данной патологии лежит дегенерация суставного хряща с последующими изменениями костных поверхностей суставов, развитием краевых остеофитов, а также умеренно выраженным синовитом [8].
Учитывая факт, что индивидуализация питания представляет собой перспективное направление развития современной науки и производства, актуально создание продуктов, которые способны предотвращать появление негативных последствий длительных статических физических нагрузок на организм человека и будут пользоваться своей популярностью благодаря высоким органолептическим свойствам.
Важным биологически активным компонентом, который с успехом используется для возобновления хрящевой ткани, профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата и лечения артрозов, является глюкозамин [9-11]. С каждым годом доказательная база физиологической эффективности применения глюко-замина существенно расширяется, что обусловливает перспективность обеспечения рационов целевых потребителей глюкозамином путем создания специализированных пищевых продуктов, обогащенных данным компонентом [12, 13].
Достаточно популярным среди населения видом продукции являются желейные конфеты. Потребление данных кондитерских изделий с высокими органолепти-ческими свойствами и длительным сроком хранения, обогащенных глюкозамином, позволит обеспечивать профилактику нарушений структуры хрящевой и соединительной тканей, способствовать их регенерации.
Одной из композиций основных ингредиентов, которые используются для производства данных продуктов, является сочетание питьевой очищенной воды, глюкозы, желатина и камедей. Использование глюкозамина с данной рецептурной основой позволит уменьшить раздражающее влияние на слизистую оболочку и обеспечить постепенное всасывание биологически активного компонента в системное кровообращение.
Цель исследования - получение подтверждения физиологической эффективности потребления глюкоза-мина сульфата в комплексе с глюкозой, желатином и камедями на примере экспериментальных исследований на крысах, у которых моделировалось острое воспалительное повреждение хрящевой и соединительной тканей.
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
Материал и методы
Экспериментальные исследования были проведены на 36 крысах-самцах линии Вистар с исходной массой тела 170-180 г, которые после 7-дневного карантина были разделены на 3 группы. Подготовка животных к эксперименту, моделирование воспаления и выведение из эксперимента осуществлялись при соблюдении требований и положений Европейской конвенции по защите позвоночных животных, которые используются для исследовательских и других научных целей (Страсбург, 1986) и решений Первого национального конгресса биоэтики (Киев, 2000).
До начала эксперимента крысы были разделены на 3 группы по 12 крыс в каждой. Средние значения массы тела контрольной (1-й) и 2 опытных групп (2-й и 3-й) перед началом эксперимента статистически значимо не различались. Животные 1-й группы получали стандартный общевиварный рацион. Крысы 2-й группы в дополнение к основному рациону ежедневно на протяжении 5 сут до начала и 48 ч в течение эксперимента получали глюкозамина сульфат в дозе 10,98 мг на 1 кг массы тела перорально. Животные 3-й группы в дополнение к основному рациону на протяжении 5 сут до начала и 48 ч в течение эксперимента ежедневно получали перорально по 900 мг на 1 кг массы тела пищевой композиции, состоящей из 44,6% очищенной питьевой
Срок наблюдения, ч —♦- 1-я группа (контроль)
—■— 2-я группа (глюкозамина сульфат в дозе 10,98 мг/кг) —А— 3-я группа (пищевая композиция в дозе 900 мг/кг)
Изменение объема лапок у животных в результате острого воспалительного отека
воды, 50% глюкозы, 4% желатина, 1,22% глюкозамина сульфата, 0,15% ксантановой и 0,03% гуаровой камедей. В течение подготовительного этапа эксперимента (5 сут) велся контроль за тем, чтобы животные 2-й и 3-й групп перед приемом основного рациона полностью поедали биологически активный комплекс.
Исследование осуществляли на модели острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу крысы 0,1 мл 10% суспензии каолина. Объем лапок измеряли по количеству вытесненной из капсулы онкометра воды при погружении в нее лапки. Воспалительную реакцию оценивали по динамике нарастания отека лапки (в процентном соотношении от исходных показателей) через 1, 2, 3, 4, 5, 12, 24 и 48 ч.
Статистическую обработку полученных данных с использованием критерия Стьюдента проводили с помощью пакета программ SPSS Statistics version 20. Уровень значимости считали достоверным при р<0,05.
Результаты и обсуждение
В таблице приведены результаты проведенных исследований по подтверждению физиологической эффективности потребления глюкозамина сульфата, в том числе в комплексе с глюкозой, желатином и камедями.
Анализ динамики увеличения объема лапок у животных исследуемых групп в результате острого воспалительного отека свидетельствует о его значительно меньшей степени при получении глюкозамина сульфата как самостоятельно, так и в комплексе с глюкозой, желатином и камедями по сравнению с представителями контрольной группы (см. рисунок).
Проведенные исследования показали, что максимальное увеличение объема лапок крыс всех групп приходилось на 4-5-й час после моделирования острого воспалительного отека. Для животных всех групп оно превысило 35% относительно исходных величин. Следует отметить, что для представителей 2-й и 3-й групп данный показатель достигал максимума раньше и был соответственно на 20,2 и 21,5% меньше по сравнению с контролем.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что животные, получавшие глюкозамина сульфат как отдельно, так и в комплексе с глюкозой, желатином и камедями, более быстро восстанавливались после моделирования острого воспалительного отека. Так, увеличение объема
Результаты исследований биологической активности глюкозамина сульфата на модели острого воспалительного отека
Группа животных Исходный объем Увеличение объема лапок, %, М±т срок наблюдения, ч
лапок, см3 1 2 3 4 5 12 24 48
1-я (контрольная) 2,01 ± 16,90± 24,10± 31,90± 45,70± 47,10± 39,80± 24,20± 16,10±
0,14 1,44 1,72 3,12 4,51 4,40 4,03 3,61 2,12
2-я (глюкозамина сульфат в дозе 1,87± 17,90± 26,00± 30,90± 37,60± 33,40± 27,35± 15,20± 6,90±
10,98 мг на 1 кг массы тела) 0,18 2,04 1,41 3,04 3,08* 3,01* 1,64* 2,03* 1,64*
3-я (пищевая композиция в дозе 1,88± 17,40± 25,10± 30,60± 36,95± 34,10± 28,05± 17,10± 5,75±
900 мг на 1 кг массы тела) 0,19 2,04 1,61 3,14 3,28* 3,11* 3,02* 2,13* 1,77*
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимые отличия (р<0,05) от показателя животных контрольной группы.
лапок из-за воспалительного отека у представителей 2-й и 3-й групп через 48 ч после травмирования было на 57 и 64% меньше по сравнению с аналогичным показателем у животных контрольной группы.
Таким образом, результаты анализа динамики изменений объема лапок у животных в зависимости от питания на фоне острого воспалительного отека свидетельствуют о вероятном угнетении экструдативной фазы воспаления и позитивном влиянии глюкозами-на. Анализ физиологической эффективности применения исследуемого биологически активного компонента
в комплексе с рассмотренной пищевой композицией позволяет свидетельствовать о доказанной ожидаемой физиологической направленности, что является важным фактором для удовлетворения потребностей будущей целевой категории потребителей.
В плане возможных перспектив данное сочетание глюкозамина с композицией глюкозы, желатина и каме-дей можно считать рациональным для дальнейшего производства специализированных кондитерских изделий для людей с длительными повышенными нагрузками на опорно-двигательный аппарат.
Сведения об авторах
Антюшко Дмитрий Петрович - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры товароведения, управления безопасностью и качеством Киевского национального торгово-экономического университета (Украина) E-mail: [email protected]
Нездолий Андрей Олегович - соискатель кафедры товароведения, управления безопасностью и качеством Киевского национального торгово-экономического университета (Украина) E-mail: [email protected]
Литература
1. Тутельян В.А. Значение биологически активных добавок в совре- 8. менной структуре питания // Рос. аптеки. 2004. № 7/8. С. 57-58.
2. Abuajah C.I., Ogbonna A.C., Osuji C.M. Functional components and medicinal properties of food: a review // J. Food Sci. Technol. 2015. Vol. 52, N 5. P. 2522-2529. 9.
3. Hercberg S. Development of a nutritional policy designed to meet public health challenges // Sante Publique. 2014. Vol. 26, N 3. P. 281-286. 10.
4. Crowe K.M., Francis C. Position of the academy of nutrition and dietetics: functional foods // J. Acad. Nutr. Diet. 2013. Vol. 113, N 8. P. 1096-1103.
5. Притульська Н.В., Антюшко Д.П., Мотузка Ю.М. Науковi шдходи 11. до розробки продуючв для людей i3 термiчними травмами // Товари i ринки. 2012. № 2. С. 89-97. 12.
6. Микрюкова Н.В. Роль функциональных продуктов в рациональном питании // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства. 2013. № 1. С. 376-378. 13.
7. Gonzalez M.J., Miranda-Massari J.R. Diet and stress // Psychiatr. Clin. North Am. 2014. Vol. 37, N 4. P. 579-589.
Plat M.J., Frings-Dresen M.H., Sluiter J.K. A systematic review of job-specific workers' health surveillance activities for fire-fighting, ambulance, police and military personnel // Int. Arch. Occup. Environ. Health. 2011. Vol. 84, N 8. P. 839-857.
Towheed T.E., Anastassiades T. Glucosamine therapy for osteoarthritis: an update // J. Rheumatol. 2007. Vol. 34, N 9. P. 1787-1790. Salazar J., Bello L., Chavez M. et al. Glucosamine for osteoarthritis: biological effects, clinical efficacy, and safety on glucose metabolism // Arthritis. 2014. Article ID 432463.
Luft F. C. Glucosamine and caveat emptor // J. Mol. Med. 2013. Vol. 91, N 11. P. 1233-1234.
Towheed T.E., Maxwell L., Anastassiades T.P. et al. Glucosamine therapy for treating osteoarthritis // Cochrane Database Syst. Rev. 2005. Vol. 2. CD002946.
Компанцева Е.В., Компанцев Д.В. Глюкозамин, использование в медицине и ветеринарии, методы анализа. Пятигорск : Пятигорская ГФА, 2007. 158 с.
References
Tutelyan V.A. The value of dietary supplements in the modern structure of nutrition. Rossiyskie apteki [Russian Pharmacy]. 2004; Vol. 7/8: 57-8. (in Russian)
Abuajah C.I., Ogbonna A.C., Osuji C.M. Functional components and medicinal properties of food: a review. J Food Sci Technol. 2015; Vol. 52 (5): 2522-9.
Hercberg S. Development of a nutritional policy designed to meet public health challenges. Sante Publique. 2014; Vol. 26 (3): 281-6.
Crowe K.M., Francis C. Position of the academy of nutrition and dietetics: functional foods. J Acad Nutr Diet. 2013; Vol. 113 (8): 1096-103.
Pritul's'ka N.V., Antjushko D.P., Motuzka Ju.M. Scientific approaches of the products for the people with thermal diseases development. Tovari i rinki [Goods and markets]. 2012. Vol. 2: 89-97. (in Ukrainian) Mikrjukova N.V. The role of functional products rational nutrition. Torgovo-ekonomicheskie problemy regional'nogo biznes-prostrans-tva [Trade and Economical Problems of Regional Business Sphere]. 2013; Vol. 1: 376-8. (in Russian)
7. Gonzalez M. J., Miranda-Massari J. R. Diet and stress. Psychiatr Clin North Am. 2014; Vol. 37 (4): 579-89.
8. Plat M.J., Frings-Dresen M.H., Sluiter J.K. A systematic review of job-specific workers' health surveillance activities for fire-fighting, ambulance, police and military personnel. Int Arch Occup Environ Health. 2011; Vol. 84 (8): 839-57.
9. Towheed T.E., Anastassiades T. Glucosamine therapy for osteoarthri-tis: an update. J Rheumatol. 2007; Vol. 34 (9): 1787-90.
10. Salazar J., Bello L., Chavez M., et al. Glucosamine for osteoarthritis: biological effects, clinical efficacy, and safety on glucose metabolism. Arthritis. 2014. Article ID 432463.
11. Luft F.C. Glucosamine and caveat emptor. J Mol Med. 2013; Vol. 91 (11): 1233-4.
12. Towheed T.E., Maxwell L., Anastassiades T.P., et al. Glucosamine therapy for treating osteoarthritis. Cochrane Database Syst Rev. 2005; Vol. 2. CD002946.
13. Kompantseva E.V., Kompantsev D.V. Glucosamine, use in human and veterinary medicine, the methods of analysis. Pyatigorsk: Pyatigorsk GFA, 2007: 158 p. (in Russian)
1.
2
3.
5.
