CC BY
3
Для корреспонденции
Шипелин Владимир Всеволодович - кандидат медицинских наук,
старший научный сотрудник лаборатории пищевой
токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва,
Устьинский проезд, д.2/14
Телефон: (495) 698-53-68
E-mail: [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-0015-8735
Шипелин В.А., Бирюлина Н.А., Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Зорин С.Н., Мазо В.К., Бессонов В.В.
Физиолого-биохимическое исследование in vivo влияния полифенолов и 20-гидроксиэкдизона из зерен киноа на устойчивость к физическим нагрузкам у крыс Вистар
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи», 109240, г. Москва, Российская Федерация
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 109240, Moscow, Russian Federation
Повышение способности организма человека адаптироваться в условиях физического стресса является актуальным с позиции использования специализированных пищевых продуктов, содержащих в своем составе функциональные пищевые ингредиенты (ФПИ) с эффективностью, доказанной в исследованиях in vivo.
Цель данного исследования - оценка влияния ФПИ из зерен киноа (Chenopodium quinoa) с высоким содержанием полифенолов и фитоэкдистероидов на физическую выносливость крыс-самцов линии Вистар.
Финансирование. Работа проведена при финансировании РНФ (грант № 19-16-00107-П «Новые функциональные пищевые ингредиенты адаптогенного действия, предназначенные для увеличения работоспособности организма человека и повышения его когнитивного потенциала»), https://rscf.ru/project/22-16-35008/.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликтов интересов.
Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Шипелин В.А.; сбор и обработка данных - Бирюлина Н А., Петров Н А., Сидорова Ю.С., Зорин С.Н.; написание текста - Шипелин В.А.; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы.
Для цитирования: Шипелин В.А., Бирюлина Н А., Сидорова Ю.С., Петров Н А., Зорин С.Н., Мазо В.К., Бессонов В.В. Физиолого-биохимическое исследование in vivo влияния полифенолов и 20-гидроксиэкдизона из зерен киноа на устойчивость к физическим нагрузкам у крыс Вистар // Вопросы питания. 2024. Т. 93, № 1. С. 80-91. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-1-80-91 Статья поступила в редакцию 04.12.2023. Принята в печать 19.01.2024.
Funding. This research was funded by the Russian Science Foundation (grant No. 19-16-00107-P «New functional food ingredients of adaptogenic action for the enhancement of working capability and cognitive potential of human organism»), https://rscf.ru/project/22-16-35008/. Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
Contribution. Concept and design of the study - Shipelin V.A., Mazo V.K.; data collection and processing - Biryulina N.A., Petrov N.A., Sidorova Yu.S., Zorin S.N.; text writing - Shipelin V.A.; editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article - all authors.
For citation: Shipelin V.A., Biryulina N.A., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K., Bessonov V.V. Physiological and biochemical in vivo study of polyphenols and 20-hydroxyecdisone from quinoa grains effect on resistance to physical exercise in Wistar rats. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2024; 93 (1): 80-91. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-1-80-91 (in Russian) Received 04.12.2023. Accepted 19.01.2024.
Physiological and biochemical in vivo study of polyphenols and 20-hydroxyecdisone from quinoa grains effect on resistance to physical exercise in Wistar rats
Shipelin V.A., Biryulina N.A., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K., Bessonov V.V.
Материал и методы. Эксперимент проведен в течение 36 сут с использованием 50 крыс-отъемышей самцов линии Вистар. Животные были рандомизированно разделены на 3 группы (n=12): «Контроль», «Бег» и «Бег-ФПИ». Крысы групп «Контроль» и «Бег» в течение эксперимента получали стандартный полусинтетический рацион. Крысы группы «Бег-ФПИ» получали полусинтетический рацион с добавлением ФПИ в количестве 0,055+0,003%, содержащий фитоэкдистероиды (50,4±0,6 мг/г) и полифенолы (212,0+2,0 мг/г). В течение эксперимента у крыс оценивали состояние нейромоторики (сила хватки передних лап), память, поведенческие реакции в тестах «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), «Условный рефлекс пассивного избегания» (УРПИ) и «Открытое поле» (ОП). 1 раз в неделю животные групп «Бег» и «Бег-ФПИ» подвергались умеренным физическим нагрузкам на «Беговой дорожке». На 36-е сутки эксперимента животные этих групп подвергались истощающей физической нагрузке, после чего их помещали в обменные клетки для сбора суточной мочи. По окончании эксперимента в сыворотке крови анализировали содержание кортикостерона, активность каталазы, показатели белкового, липидного и минерального обмена, показатели функционального состояния печени и системы антиоксидантной защиты, в суточной моче определяли уровни простагландина Е2 и дофамина.
Результаты. В физиологических тестах (ПКЛ, ОП) было показано, что еженедельная физическая нагрузка повышала тревожность лабораторных животных. Введение в рацион ФПИ приводило к нормализации оцениваемых показателей (тест ПКЛ). В результате 36-дневного потребления ФПИ на фоне физических нагрузок было выявлено статистически значимое снижение на 22% концентрации в крови крыс основного маркера стресса - кортикостерона и рост на 23% суточной экскреции с мочой ингибитора стресса - простагландина Е2, по сравнению с животными группы «Бег» (p<0,05) до уровня, не отличающегося от показателей контрольных животных. По результатам истощающей физической нагрузки отсутствовали различия в показателях выносливости между группами «Бег» и «Бег-ФПИ». Потребление ФПИ препятствовало образованию избыточного аммиака, достоверно снижая уровень мочевины в крови и нормализуя ее экскрецию с мочой, повышенную в группе «Бег» на 19%, до уровней у контрольных животных. Заключение. Полученные результаты продемонстрировали адаптогенные свойства разработанного ФПИ в ответ на стресс, вызванный еженедельными умеренными и разовой истощающей физическими нагрузками. Полученные данные о биологическом действии разработанного ФПИ на адаптационный потенциал лабораторных животных послужат экспериментальным обоснованием для его включения в составы специализированных пищевых продуктов. Ключевые слова: зерна киноа; стресс; 20-гидроксиэкдизон; полифенолы; крысы; физическая нагрузка; память; тревожность; дофамин
Increasing the ability of the human body to adapt to physical stress is relevant from the standpoint of using foods for special uses containing functional food ingredients (FFI) with effectiveness proven in vivo.
The purpose of this study was to evaluate the effect of FFI from Chenopodium quinoa grains with a high content of polyphenols and phytoecdysteroids on the physical endurance of male Wistar rats.
Material and methods. The experiment was carried out during 36 days using 50 weaned male Wistar rats. The animals were randomly divided into 3 groups (n=12): Control, Run and Run-FFI. Rats of the Control and Run groups received a standard semisynthetic diet during the experiment. Rats of the Run-FFI group received a semi-synthetic diet with the addition of FFI in an amount of 0.055+0.003%, containing phytoecdysteroids (50.4+0.6 mg/g) and polyphenols (212.0+2.0 mg/g). During the experiment, the rats were assessed for their neuromotor function (grip strength of front paws), memory, and behavioral reactions in the "Elevated Plus Maze" (EPM), "Conditioned Passive Avoidance Reflex" (CPAR) and "Open Field" (OF) tests. Once a week, animals from the Run and Run-FFI groups were subjected to moderate physical load on a "Treadmill". On the 36th day of the experiment, the animals of these groups were subjected to exhausting physical load. Immediately after running, the animals were placed in metabolic cages to collect daily urine. At the end of the experiment, the content of corticosterone, the activity of catalase, indicators of protein, lipid and mineral metabolism, indexes of the liver functional state and antioxidant defense system parameters were analyzed in the blood serum; the level of prostaglandin E2 and dopamine were determined in daily urine.
Results. Physiological tests (CRAR, OF) showed that weekly exercise increased anxiety in laboratory animals. The FFI introduction into the diet led to normalization of the assessed parameters (EPM). As a result of 36-day consumption of FFI against the background of physical loads, a significant decrease by 22% in the main stress marker, corticosterone, was revealed in the blood of rats, as well as significant increase by 23% in the stress inhibitor - prostaglandin E2 urinary excretion, compared with animals of the Run group to the level not differed from the indicators of the control animals. There were no differences in endurance performance between the Run and Run-FFI groups on the results of the exhaustive exercise. Consumption of FFI prevented the formation of excess ammonia, significantly reducing the level of urea in the blood and normalizing its excretion to control levels in the urine, which was increased in the Run group by 19%.
Conclusion. The results obtained demonstrated the adaptogenic properties of the developed FFI in response to stress caused by weekly moderate and acute exhaustive physical activity. The obtained data on the biological effect of the developed FPI on the adaptive potential of laboratory animals will serve as an experimental basis for its inclusion in the composition of specialized foods. Keywords: quinoa grain; stress; 20-hydroxyecdysone; polyphenols; rats; exercise stress; memory; anxiety; dopamine
Одним из перспективных направлений науки о питании является разработка способов направленной нутриентной поддержки организма человека при различных видах стресса, в том числе вызванного повышенными физическими нагрузками. Это обусловливает необходимость создания специализированных пищевых продуктов, содержащих в своем составе
функциональные пищевые ингредиенты (ФПИ) с доказанным адаптогенным, антиоксидантным и анксиоли-тическим действием [1]. Фитоэкдистероиды, входящие в состав разнообразных лекарственных и пищевых растений, известны своей широкой биологической активностью, связанной с их анаболическим, адапто-генным, противодиабетическим, гиполипидемическим
и гепатопротекторным действием [2, 3]. Отдельный интерес вызывает изучение сочетанного метаболического действия фитоэкдистероидов и минорных биологически активных веществ (БАВ) - полифенолов при различных стрессовых состояниях. Соответствующую комбинацию БАВ можно найти в составе традиционных массово используемых в питании человека псевдозлаковых культур, в числе которых зерна киноа (Chenopodium quinoa) [4]. Употребление зерен киноа в пищу не только способно удовлетворить рекомендуемую суточную норму многочисленных пищевых веществ, включая аминокислоты (в особенности незаменимые - метионин и лизин), пищевые волокна, витамины (В1, В2, В6, С, Е), минеральные вещества (Ca, P, Fe и Zn), но и может способствовать снижению уровня окислительного стресса благодаря присутствию в своем составе пептидов и таких БАВ, как рутин, кверцетин и др. [5, 6]. Наличие у зерен киноа уникального профиля флавоноидов и фитоэкдистероидов объясняет широкий спектр их биологической активности [7, 8]. Химический состав зерен киноа представлен полифенолами, стероидами и фитоэкдистероидами, среди которых фла-воноиды, флавонолы, антоцианины, дигидрофлавоны, дигидрофлавонолы, изофлавоны и халконы [9, 10], находящимися как в свободной, так и в связанной форме [11]. Продемонстрированные в работе [12] опосредованные эффекты вторичных метаболитов киноа на каскады p38 MAPK, TNF-a и IGF-1/PI3K/Akt/ и пути транскрипционного фактора FOXO, связанные с регуляцией биосинтеза белка и его деградации в мышечных клетках, делают зерна киноа перспективным кандидатом для проведения исследований по оценке возможности их дальнейшего применения в качестве источника БАВ или ФПИ при интенсивных физических нагрузках. Зерна киноа проявляют различные анксиолитические свойства, обусловленные как наличием в составе синапиновой кислоты [11], способной потенцировать ГАМК-индуцированные токи в отдельных кортикальных нейронах [13], так и присутствием фитоэкдистероидов, демонстрирующих в том числе противотревожные свойства [14]. В проведенном нами ранее исследовании [15] на in vivo модели психоэмоционального стресса, вызванного принудительной иммобилизацией крыс, ФПИ из зерен киноа продемонстрировал выраженное анксиолитическое и антиоксидантное действие, а также положительно влиял на повышенную в результате стресса экскрецию основных катехоламинов с мочой.
Цель настоящего исследования - комплексная физио-лого-биохимическая оценка эффективности потребления ФПИ из зерен киноа на модели повышенной физической нагрузки у крыс-самцов линии Вистар [16].
Материал и методы
Получение и характеристика функциональных пищевых ингредиентов из зерен Chenopodium quinoa.
Зерна киноа (Chenopodium quinoa), предварительно
измельченные в лабораторном блендере (FimarFRI, Италия), просеивали через сито для отбора муки с диаметром частиц менее 0,35 мм. Содержание фитоэкдистероидов (20E) в ФПИ, оцененное методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием, составило 50,4±0,6 мг/г. Общее количество полифенолов, определенное спектрофотометрически методом по Фолину-Чокалтеу, составило 212,0±2,0 мг/г. Детальная процедура получения ФПИ, процедуры анализа фитоэкдистеро-идов, полифенольных соединений и их профиль были описаны ранее [17]. По результатам оценки острой пероральной токсичности ФПИ, проведенной ранее [15], значение ЛД50 превысило 5000 мг/кг массы тела (мыши), что характеризует ФПИ как вещество с низкой опасностью.
Содержание животных. В эксперименте использовали крыс-самцов линии Вистар. Животные были получены из питомника «Столбовая» (Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России, Московская область, Российская Федерация). Животных содержали парами в клетках из поликарбоната при следующих условиях окружающей среды: температура 21-24 °C, относительная влажность 45-60%, цикл освещения день/ночь - 12/12 ч. Животные получали сбалансированный полусинтетический рацион в соответствии с AIN93M [18] и питьевую воду, очищенную на установке обратного осмоса (Merck-Millipore, США). Все процедуры с животными проводились в соответствии со стандартными принципами надлежащей лабораторной практики [19], ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными» и ГОСТ Р 70355-2022 «Продукция пищевая специализированная. Общие требования к проведению доклинических испытаний на лабораторных животных». Дизайн исследований был одобрен Комитетом по этике ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (код протокола № 02-19, 06/10/2019).
Дизайн 36-дневного исследования адаптогенных свойств функциональных пищевых ингредиентов из зерен киноа на модели повышенных энерготрат. Для дифференцировки животных на активных или пассивных особей перед экспериментом изучали их поведенческий фенотип. Предварительное разделение животных на группы, сходные по поведению, повышает сходимость полученных результатов [20]. Для этого после 7-дневного карантина 50 крыс-самцов линии Вистар с начальной массой тела 60±5 г разделяли в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) в зависимости от их поведения. Активность крыс в лабиринте регистрировали с помощью системы видеонаблюдения Smart 3.0.04 (Panlab Harvard Apparatus, Испания). Продолжительность пребывания в лабиринте составляла 5 мин. Во время тестирования регистрировали количество посещенных рукавов лабиринта, время, проведенное в закрытых (ЗР) и в открытых рукавах (ОР), а также двигательную активность. Для оценки динамики поведенческих изменений на 32-й
день эксперимента проводили повторное тестирование в ПКЛ. Характеристики используемого ПКЛ и процедура оценки тревожного поведения и локомоторной активности подробно описаны ранее в работе [21].
В качестве модели повышенных физических нагрузок использовали тест «Беговая дорожка» (Treadmill, PanLab, Испания). Тест используется для принудительных упражнений и точной оценки развития усталости у лабораторных грызунов. До начала исследования необходимо оценить способность животных к обучению [22]. Продолжительность первой обучающей тренировки составила 10 мин; скорость ленты постепенно увеличивали с 15 до 18 см/с, наклон беговой дорожки 0°. По результатам обучения на «Беговой дорожке» животные, не способные бегать, были исключены из эксперимента. Таким образом, в эксперимент было отобрано 36 крыс из 50.
Отобранных животных рандомизированно с учетом отсутствия различий в массе тела, результатам теста ПКЛ и «Беговая дорожка» разделили на 3 группы (п=12 в каждой): «Контроль», «Бег» и «Бег- ФПИ». Крысы групп «Контроль» и «Бег» в течение 36 сут эксперимента получали стандартный полусинтетический рацион. Крысы 3-й опытной группы «Бег- ФПИ» получали модифицированный изокалорийный и изоазотистый полусинтетический рацион с добавлением ФПИ в количестве 0,055±0,003%, что соответствует практически нижней границе фармакологической дозы для человека в пересчете на 20E (100-1000 мг/сут) [23]. Животные получали корм и воду в режиме неограниченного доступа; через день проводили учет поедаемости корма. Массу тела животных регистрировали 2 раза в неделю.
Тренировочные тесты на беговой дорожке у животных опытных групп «Бег» и «Бег-ФПИ» проводили 1 раз в неделю. Продолжительность нагрузки на стадии тренировок составила 10 мин, скорость ленты с течением времени повышали с 16-19 до 19-22 см/с, наклон полотна составлял 0°. Фиксировали общую протяженность пройденного расстояния, общее время касания электродов для каждого животного, количество контактов с электродами.
Состояние нейромоторики изучали путем измерения мышечного тонуса животных с помощью определения силы хватки передних лап у крыс согласно [24]. Силу хватки определяли в граммах, замеряя максимальные показания динамометра. Силу хватки животных измеряли еженедельно на протяжении всего эксперимента.
Оценку поведенческих реакций, кратковременной и долгосрочной памяти крыс проводили с использованием теста «Условный рефлекс пассивного избегания» (УРПИ) по методике и на оборудовании, описанном ранее [25]. Исследование проводили на 14-е сутки эксперимента, проверку обучения - закрепления памятного следа - на 15-е сутки, долгосрочную память -на 29-е сутки эксперимента.
Способность к исследовательскому поведению, тревожность и стремление крыс изучать новую территорию оценивали на 25-е сутки эксперимента в тесте «Откры-
тое поле» (ОП) по методике и на оборудовании, описанном ранее [25]. Тестирование животных выполняли в периоды их минимальной суточной активности с 10:00 до 15:00.
На 36-е сутки эксперимента животных групп «Бег» и «Бег-ФПИ» подвергали истощающей физической нагрузке на «Беговой дорожке». Продолжительность нагрузки увеличивали до потери у крыс способности к бегу, скорость ленты плавно повышали с 19 до 43 см/с, наклон полотна составил 10°. Сразу после бега животных помещали в обменные клетки для сбора суточной мочи. На 37-е сутки крыс, предварительно лишенных корма, выводили из эксперимента путем декапитации под легким эфирным наркозом. Собранную после декапитации животного кровь центрифугировали в течение 15 мин при 4000 об/мин, отбирали сыворотку крови, которую хранили до анализа при температуре -80 °C. Анализировали содержание дофамина в моче, показатели белкового, липидного и минерального обмена в сыворотке крови, показатели функционального состояния печени и показатели системы антиоксидантной защиты. Схема дизайна эксперимента представлена на рис. 1.
Методы исследования биохимических показателей. В сыворотке крови крыс на автоматическом биохимическом анализаторе Konelab 20i (Thermo Scientific, США) определяли показатели белкового обмена (содержание общего белка, мочевины, креатинина), липидного обмена [уровень общего холестерина, липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов], пуринового обмена (концентрация мочевой кислоты), минерального обмена (концентрация фосфора, магния, кальция), функционального состояния печени [уровень общего билирубина, активность аланин- (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ), щелочной фосфатазы] и уровень глюкозы; в моче концентрацию мочевины, мочевой кислоты, креатинина, магния, фосфора и кальция.
В сыворотке крови крыс с помощью коммерческих наборов реактивов методом количественного конкурентного иммуноферментного анализа определяли активность каталазы (Cayman, США) и содержание кортикостерона (IDS Limited, США).
Содержание простагландина Е2 в моче крыс определяли методом иммуноферментного анализа с использованием коммерческого набора реактивов (R&D systems, США). Определение содержания дофамина в моче проводили на жидкостном хроматографе Agilent 1100 (Agilent Technologies, США) с тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором Thermo TSQ с ионизацией электрораспылением, автосемплером и программным обеспечением обработки хроматогра-фических данных Chem Station и Endura по методике, указанной ранее [15].
Статистический анализ. Статистическую обработку полученных данных проводили в программе SPSS Statistics 24 (IBM, США) и Microsoft Excel for Windows. Вычисляли набор показателей описательной статистики. Вероятность принятия нулевой гипотезы о совпадении распределений сравниваемых выборок определяли
Еженедельная оценка мышечного тонуса передних лап крыс
ПКЛ Обучение 1-й тест бегу
Дни:
36 крыс-самцов линии Вистар (масса тела 60±5 г)
УРПИ УРПИ 1-й тест 2-й тест
Открытое УРПИ ПКЛ Истощающая Суточный Некропсиа поле 3-й тест 2-й тест физнагрузка сбор мочи Некропсиа
14
15
Контроль (n=12)
Бег (n=12)
25
29
32
Еженедельные тесты на беговой дорожке
Бег-ФПИ
(n=12)
Еженедельные тесты на беговой дорожке
36
36
37
Я
Биохимические исследования
Истощающая физическая нагрузка на беговой дорожке
Истощающая физическая нагрузка на беговой дорожке
1
1
Рис. 1. Схема 36-дневного исследования адаптогенных свойств функционального пищевого ингредиента (ФПИ) из зерен киноа на модели повышенной физической нагрузки
Fig. 1. Scheme of a 36-day study of the adaptogenic properties of functional food ingredient (FFI) from quinoa grains in a model of increased physical load
с использованием двустороннего f-критерия Стьюдента для попарно связанных значений, непараметрического post hoc теста Вилкоксона-Манна-Уитни, критерия Краскела-Уоллиса и ANOVA. Данные представлены как среднее значение и стандартная ошибка среднего (M±m). Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (p) принимали равным 0,05.
Результаты и обсуждение
Интегральные показатели. Результаты формирования групп животных, исходя из данных тестов ПКЛ, «Беговая дорожка» и массы тела, представлены в табл. 1.
При ежедневном осмотре на протяжении всего эксперимента поведение животных, двигательная активность, состояние шерстного покрова, потребление корма и воды было удовлетворительным.
Среднее потребление корма животными разных групп на протяжении эксперимента (по неделям) и среднее кумулятивное за весь эксперимент представлено на рис. 2.
Среднее кумулятивное потребление корма (рис. 2Б) животными группы «Бег-ФПИ», получавшими ФПИ, было статистически значимо ниже показателя животных групп «Контроль» и «Бег». Анализируя понедельное потребление корма животными (рис. 2А), видно, что потребление корма животными группы «Бег-ФПИ» было достоверно меньше по сравнению с контрольными животными на 1-й, 3-й и 4-й неделе эксперимента; значимые различия с потреблением животными группы «Бег» наблюдались только на 1-й неделе.
Расчетное потребление 20Е в составе ФПИ животными опытной группы «Бег-ФПИ» составило 1,83±0,02 мг/кг массы тела в сутки; расчетное потребление флавоно-идов - 9,4±0,1 мг/кг массы тела в сутки.
Таблица 1. Формирование групп по результатам тестов «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), «Беговая дорожка» и по массе тела крыс
Table 1. Group formation according to body weight of rats, "Elevated Plus Maze" (EPM) and Treadmill test results
Показатель Parameter Группа животных / Animal group
Контроль I Control Бег I Run Бег-ФПИ I Run-FFI
Масса тела, г / Body weight, g 125±4 127±2 126±2
Время в открытых рукавах ПКЛ, с / Time in Open Arms in EPM, s 55±5 52±6 54±8
Время в закрытых рукавах ПКЛ, с / Time in Closed Arms in EPM, s 211±11 216±10 220±12
Переходы в ПКЛ / Zone transitions in EPM 24±3 28±2 24±3
Пройденная дистанция в ПКЛ, см / Total distance in EPM, cm 1424±88 1543±93 1492±129
Количество ударов тока на беговой дорожке / Shocks number in treadmill test - 36±5 32±4
П р и м е ч а н и е. ФПИ - функциональный пищевой ингредиент. N o t e. FFI - functional food ingredient.
А/А
Б/B
22
! £ 20 ■ сь
у S 18
: Л
г 55 ; ^ 16
! .g 14
I ^ ¡£ 12
10
Н1 Н2 Н3 Н4 Н5
Неделя эксперимента / Week of the experiment
Рис. 2. Среднее потребление корма животными
Контроль Бег / Run Бег-ФПИ Control Run-FFI
Группа животных / Group of animals
А - динамика среднего потребления корма животными на протяжении эксперимента (по неделям); Б - среднее кумулятивное потребление крысами за весь эксперимент. Н1, Н2, Н3, Н4, Н5 - 1, 2, 3, 4 и 5-я недели соответственно; статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных группы: * - «Контроль»; # - «Бег»; числовым индексом помечено статистически значимое отличие (р<0,05) относительно недели N.
Fig. 2. Average food intake by animals
A - the changes in average food intake by animals during the experiment (per week); B - average cumulative food intake by rats for the whole experiment. Symbols: H1, H2, H3, H4, H5 - week 1, 2, 3, 4, and 5, respectively; differences are significant (p<0.05): * - against Control group; # - against Run group; against week N.
Динамика массы тела крыс на протяжении всего эксперимента не различалась между группами, несмотря на сниженное среднее кумулятивное потребление корма в группе «Бег-ФПИ», что, вероятно, обусловлено незначительно повышенной мышечной массой животных, подвергавшихся еженедельным тестам на беговой дорожке в группах «Бег» и «Бег-ФПИ», на фоне сниженного аппетита, связанного с принудительными тестами (масса тела животных на момент окончания эксперимента составила в группе «Контроль» - 312±11 г, «Бег» - 307±7 г, «Бег-ФПИ» - 302±7 г). В исследовании [26] аналогичное снижение аппетита у самцов-крыс в условиях хронической адаптации к умеренным тренировкам было ассоциировано со снижением уровня интерлейкина-6 в гипоталамусе, играющего важную роль в регулировании аппетита, расхода энергии и массы тела [27].
Оценка поведенческих реакций, функций памяти, силы хватки и физических упражнений на беговой дорожке
Во время первого тестирования в ПКЛ при распределении животных по группам отсутствовали различия в показателях, характеризующих тревожно-подобные функции крыс [21, 25] (рис. 3А, Б), исследовательскую (рис. 3В) и двигательную активность (рис. 3Г). При втором тестировании в ПКЛ на 32-е сутки эксперимента животные опытной группы «Бег» меньше (р<0,05) времени проводили в открытых рукавах лабиринта (см. рис. 3А) по сравнению с первым тестированием; общая пройденная дистанция у животных этой группы
также была достоверно ниже (р<0,05) (см. рис. 3Г). Для животных группы «Бег-ФПИ» выявлено повышение двигательной активности, выраженное в статистически значимо (р<0,05) увеличенной пройденной дистанции в сравнении с животными контрольной группы (см. рис. 3Г).
На рис. 4 представлены результаты тестирования в тесте ОП после 25 сут кормления животных экспериментальными рационами. По показателям тревожности (см. рис. 4В, Г, Д, Е) выявлено, что животные групп «Бег» и «Бег-ФПИ», подверженные еженедельным физическим упражнениям, статистически значимо (р<0,05) меньше времени проводили в центре лабиринта и, соответственно, больше времени в зоне периферии (р<0,05) по сравнению с животными группы контроля, что свидетельствует о повышенной тревожности животных обеих опытных групп. При этом эти животные статистически значимо (р<0,05) больше перемещались по лабиринту (см. рис. 4А) по сравнению с животными контрольной группы. Сочетанное использование 2 физиологических тестов - ПКЛ и ОП - показало, что еженедельная физическая нагрузка повышала тревожность лабораторныхживотных. Употребление ФПИ приводило к нормализации тревожно-подобных функций в тесте ПКЛ, несмотря на отсутствие эффекта в тесте ОП.
В 1-й день тестирования - выработки УРПИ, во всех группах были выявлены животные, не входившие в темный отсек камеры (от 1 до 2 животных) и исключенные из дальнейшего тестирования. На 2-е сутки тестирования краткосрочной памяти значимых различий между группами не выявлено. На 14-е сутки
А/А
Б/B
80
СО
S 70
■S 60
съ
I 50
0 40 S 30 | 20
1 10
300
СО
S 250
е
200 150 100 50
В/C
g 35
:| 30
¡О
Ц 25
g 20
„о
^ 15
!ю
Контроль Control
Бег / Run
Бег-ФПИ Run-FFI
Г/D
1800 § 1600 <1 1400 | 1200 5 1000
о 800 i| 600 | 400
Л 200
Контроль Control
Бег / Run
Бег-ФПИ Run-FFI
Группа животных / Group of animals
■ Тест 1 / Test 1
Группа животных / Group of animals
Тест 2 / Test 2
0
0
5
0
0
Рис. 3. Результаты тестирования крыс в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт»
ОР - открытые рукава; ЗР - закрытые рукава; тест 1 - до начала кормления экспериментальными рационами; тест 2 -на 32-е сутки эксперимента; 1 - различия достоверны по сравнению с 1-м тестом (р<0,05); * - различия достоверны по сравнению с группой «Контроль»(р<0,05).
Fig. 3. Results of "Elevated Plus Maze" test
OA - open arms; CA - closed arms; test 1 - before the treatment with experimental diets; test 2 - on the 32nd day of the experiment; 1 - differences are significant against test 1 (p<0.05); * - differences are significant against Control group (p<0.05).
тестирования долгосрочной памяти латентное время входа в темный отсек камеры животными опытных групп «Бег» и «Бег-ФПИ», подвергаемых еженедельной умеренной физической нагрузке, было статистически значимо ниже (р<0,05) по сравнению с показателем животных группы «Контроль», что свидетельствует о влиянии регулярных физических нагрузок на долгосрочную память крыс. Отсутствовали изменения в силе хватки между животными всех групп, также в течение эксперимента не было выявлено различий в поведении животных в тесте «Беговая дорожка» по всем регистрируемым показателям (данные не показаны). По результатам истощающей физической нагрузки на 36-е сутки не выявлено различий между группами в показателях выносливости в тесте (время бега для группы «Бег» составило 42±2 мин, группы «Бег-ФПИ» - 45±2 мин) и пройденной дистанции (данные не показаны).
Биохимические показатели
В табл. 2 представлены результаты определения некоторых биохимических показателей в сыворотке крови животных и суточной моче.
При оценке биохимических показателей крови животных (см. табл. 2) при сравнении групп «Бег» и «Бег-ФПИ» отмечается достоверное повышение на 34% АСТ. Вместе с этим ФПИ вызывает незначительное снижение уровня триглицеридов, достигшее уровня статистической значимости (р<0,05) при сравнении с показателем животных контрольной группы. Повышенная беговая нагрузка на фоне потребления ФПИ вызвала достоверное снижение концентрации глобулинов, мочевины и мочевой кислоты в сыворотке крови у животных группы «Бег-ФПИ» по сравнению с животными контрольной группы (р<0,05). Выявленные различия находятся в пределах колебаний физиологической нормы для крыс данной линии и данного
А/А
Б/B
е 2000
^ 1800
о
Л 1600
5 1400
О
В/С
s.i
Д/E
1200 1000 800 600
45 40 35 г 30
I 25 1 20 15 10 5 0
70
г <о 60
о с;
™ <3
»s N
>, ■ :л СЬ
m -g °
со
о; сь
s е В
50 40 30 20 10
251
Контроль Control
Бег / Run
Бег-ФПИ Run-FFI
Контроль Control
Бег / Run
Бег-ФПИ Run-FFI
Группа животных / Group of animals
Группа животных / Group of animals
Рис. 4. Результаты теста «Открытое поле»
* - статистически значимое отличие (p<0,05) от показателя животных группы «Контроль». Fig. 4. "Open Field" test results
* - differences are significant against Control group (p<0.05).
возраста [28]. Физическая нагрузка у животных группы «Бег» приводила к достоверному снижению активности каталазы в крови по сравнению с контрольной группой. В то же время в группе «Бег-ФПИ» активность фермента оставалась на уровне значений контрольных животных, что, по-видимому, свидетельствует о некотором снижении окислительного стресса в организме крыс на фоне физической нагрузки.
Интенсивная мышечная работа у крыс группы «Бег» в сравнении с группой контроля способствовала
достоверному повышению на 19% экскреции с мочой мочевины в результате усиленного дезаминирования аминокислот и образования избыточного аммиака, являющегося как центральным, так и периферическим фактором возникновения усталости, вызванной физической нагрузкой [29]. Потребление крысами ФПИ возвращало данный показатель к уровню контрольных животных.
На рис. 5 представлены результаты определения концентрации кортикостерона в сыворотке крови животных и суточной экскреции простагландина Е2 с мочой.
0
Таблица 2. Биохимические показатели сыворотки крови и мочи животных Table 2. Biochemical parameters of blood and urine of rats
Показатель Группа животных I Animal group
Parameter Контроль / Control Бег / Run Бег-ФПИ I Run-FFI
Сыворотка крови Blood serum
ЛПВП, ммоль/л / HDL, mmol/L 0,68±0,06 0,70±0,04 0,69±0,04
ЛПНП, ммоль/л / LDL, mmol/L 0,21 ±0,02 0,20±0,03 0,18±0,02
Триглицериды, ммоль/л / Triglycerides, mmol/L 1,27±0,16 1,08±0,11 0,92±0,08*
Холестерин, ммоль/л / Cholesterol, mmol/L 2,14±0,13 1,88±0,11 1,87±0,10
Глобулины, ммоль/л / Globulins, mmol/l 30,9±0,5 31,1 ±0,8 29,5±0,5*
АЛТ, ммоль/л / ALT, mmol/L 63,4±6,2 59,0±7,6 57,2±4,0
АСТ, ммоль/л / AST, mmol/L 157±29 164±17 221±20#
Билирубин общий, ммоль/л Total bilirubin, mmol/L 5,15±0,56 4,36±0,26 5,01 ±0,66
Щелочная фосфатаза, ед/л Alkaline phosphatase, units/L 202±16 246±29 238±18
Мочевина, ммоль/л / Urea, mmol/L 5,07±0,23 4,79±0,28 4,27±0,14*
Мочевая кислота, мкмоль/л / Uric acid, pmol/L 133±10 107±11 102±6*
Креатинин, мкмоль/л / Creatinine, pmol/L 38,4±2,2 38,3±1,4 37,3±1,7
Каталаза, нмоль/мин на 1 мл Catalase, nmol/min per 1 ml 130±3 118±4* 125±3#
Суточная экскреция с мочой, мкг Dally urine excretion, yg
Кальций / Calcium 7,78±1,11 6,38±0,83 6,75±0,77
Креатинин / Creatinine 62895±1790 67826±2546 61797±2207
Магний / Magnesium 18,6±1,5 23,4±2,3 26,2±4,0
Мочевая кислота / Uric acid 22377±939 22077±981 21876±1461
Мочевина / Urea 4858±317 5774±275* 4827±341#
Фосфор / Phosphorus 643±38 681±31 640±44
П р и м е ч а н и е. Статистически значимое отличие (p<0,05) от показателя животных группы: * - «Контроль»; # - «Бег». N o t e. Differences are significant (p<0.05): * - against Control group; # - against Run group.
A/A
Б/В
200 180
160 140 120 100 80 60 40 20
Контроль Бег / Run Бег-ФПИ
Control Run-FFI
Группа животных / Group of animals
14 12
о c^ t 5 ^ га r n
ди in
10
i ^ та a
Контроль Бег / Run Бег-ФПИ Control Run-FFI
Группа животных / Group of animals
Рис. 5. Концентрация кортикостерона в сыворотке крови крыс (А) и суточная экскреция с мочой простагландина Е2 (Б) * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных группы «Контроль».
Fig. 5. Blood corticosterone level (A) and daily urine excretion of prostaglandin E2 (B) * - differences are significant against Control group (p<0.05).
8
6
4
2
0
0
Потребление животными ФПИ, содержащего фитоэк-дистероиды и полифенолы, оказало влияние на баланс основного маркера стресса крыс - кортикостерона: препятствовало увеличению концентрации кортикосте-рона в крови и снижению суточной экскреции с мочой простагландина Е2, статистически значимо ^<0,05) отличающихся у животных группы «Бег» на фоне истощающей физической нагрузки от показателей животных группы «Контроль».
На рис. 6 представлены результаты определения суточной экскреции дофамина с мочой.
Потребление ФПИ способствовало статистически значимому повышению у крыс в группе «Бег-ФПИ» суточной экскреции дофамина с мочой по сравнению с его выведением у животных групп «Бег» и «Контроль». Стимулировать почечную экскрецию дофамина могут различные потребляемые пищевые продукты, содержащие предшественник дофамина -L-дигидроксифенилаланин, увеличивающий выработку дофамина почками [30]. Псевдозлаковые культуры богаты беталаинами - образованными из тирозина азотсодержащими пигментами и являющимися предшественниками L-дигидроксифенилаланина [31, 32]. Киноа в свою очередь содержит беталаины - бетацианины, такие как бетанин и изобетанин в диапазоне 1,5-61 мг на 1 кг зерна [32].
Заключение
Результаты проведенного in vivo исследования продемонстрировали адаптогенные свойства разработанного ФПИ в ответ на стресс, вызванный еженедельными умеренными физическими нагрузками с последующей разовой истощающей нагрузкой на беговой дорожке. Ежедневное потребление крысами ФПИ в составе рациона в рамках настоящей 36-дневной модели повышенных физических энерготрат оказало положительное
4500
&
35 4000
CS
3500 'I 3000 Л 2500 2000
О
= 1500
га ■&
1000 500
Контроль Бег / Run Бег-ФПИ
Control Run-FFI
Группа животных / Group of animals
Рис. 6. Суточная экскреция дофамина с мочой крыс на 36-й день эксперимента
Статистически значимое отличие (p<0,05) от показателя животных группы: * - «Контроль»; # - «Бег».
Fig. 6. Daily urine dopamine excretion on the 36th day of the experiment
* - differences are significant (p<0.05) against Control group;
# - differences are significant (p<0.05) against Run group.
влияние на целый ряд биохимических показателей, характеризующих метаболические изменения на фоне физических нагрузок, и состояние стресса.
Новые сведения о биологическом действии разработанного ФПИ на адаптационный потенциал лабораторных животных послужат экспериментальным обоснованием для его включения в составы специализированных пищевых продуктов, предназначенных для питания лиц, чья профессиональная деятельность связана с особыми (повышенными) нагрузками, с вредными условиями труда и/или проживающих и работающих в неблагоприятных климатических условиях.
Сведения об авторах
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация):
Шипелин Владимир Александрович (Vladimir A. Shipelin) - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-0015-8735
Бирюлина Надежда Александровна (Nadezhda A. Biryulina) - лаборант-исследователь лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-4143-9066
Сидорова Юлия Сергеевна (Yulia S. Sidorova) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-2168-2659
Петров Никита Александрович (Nikita A. Petrov) - кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-9755-6002
Зорин Сергей Николаевич (Sergey N. Zorin) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-2689-6098
Мазо Владимир Кимович (Vladimir K. Mazo) - доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-3237-7967
Бессонов Владимир Владимирович (Vladimir V. Bessonov) - доктор биологических наук, заведующий лабораторией химии пищевых продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-3587-5347
Литература
1. Head K.A., Kelly G.S. Nutrients and botanicals for treatment of stress: 16. adrenal fatigue, neurotransmitter imbalance, anxiety, and restless sleep // Altern. Med. Rev. 2009. Vol. 14, N 2. P. 114-140.
2. Özdemir Z., Bildziukevich U., Wimmerovä M., Macurkovä A., Loveckä P., Wimmer Z. Plant adaptogens: natural medicaments for 21st 17. century? // ChemistrySelect. 2018. Vol. 3. P. 2196-2214. DOI: https:// doi.org/10.1002/slct.201702682
3. Das N., Mishra S.K., Bishayee A., Ali E.S., Bishayee A. The phyto-chemical, biological, and medicinal attributes of phytoecdysteroids: an updated review // Acta Pharm. Sin. B. 2021. Vol. 11, N 7. P. 1740-1766. 18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsb.2020.10.012
4. Ren G., Teng C., Fan X., Guo S., Zhao G., Zhang L. et al. Nutrient composition, functional activity and industrial applications of quinoa 19. (Chenopodium quinoa Willd.) // Food Chem. 2023. Vol. 410. Article
ID 135290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135290
5. Shahbaz M., Raza N., Islam M., Imran M., Ahmad I., Meyyazhagan A.
et al. The nutraceutical properties and health benefits of pseudocereals: 20. a comprehensive treatise // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2023. Vol. 63, N 29. P. 10 217-10 229. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2 071205
6. Filho A.M., Pirozi M.R., Borges J.T., Pinheiro Sant'Ana H.M., Chaves J.B., Coimbra J.S. Quinoa: nutritional, functional, and antinutri- 21. tional aspects // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2017. Vol. 57, N 8. P. 16181630. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2014.1001811
7. Li Y., Feng Z., Wu T., You H., Wang W., Liu X. et al. Quinoa peptides alleviate obesity in mice induced by a high-fat diet via regulating of
the PPAR-a/Y signaling pathway and gut microbiota // Mol. Nutr. 22. Food Res. 2023. Vol. 67, N 22. Article ID e2300258. DOI: https://doi. org/10.1002/mnfr.202300258
8. Ng C.Y., Wang M. The functional ingredients of quinoa (Chenopodium quinoa) and physiological effects of consuming quinoa: a review // Food Front. 2021. Vol. 2. P. 329-356. DOI: https://doi.org/10.1002/fft2.109 23.
9. Zorin S.N., Petrov N.A., Bokov D.O., Bessonov V.V. Quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) - a source of protein and biologically active substances // Res. J. Pharm. Technol. 2021. Vol. 14, N 11. P. 5781-5784. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.01005
10. Liu Y., Liu J., Kong Z., Huan X., Li L., Zhang P. et al. Transcriptomics 24. and metabolomics analyses of the mechanism of flavonoid synthesis in seeds of differently colored quinoa strains // Genomics. 2022. Vol. 114,
N 1. P. 138-148. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2021.11.030
11. Lin M., Han P., Li Y., Wang W., Lai D., Zhou L. Quinoa secondary metabolites and their biological activities or functions // Molecules. 25. 2019. Vol. 24, N 13. P. 2512. DOI: https://doi.org/10.3390/mole-cules24132512
12. Liu P.J., Hu Y.S., Wang M.J., Kang L. Nutrient weight against sarco-penia: regulation of the IGF-1/PI3K/Akt/FOXO pathway in quinoa metabolites // Curr. Opin. Pharmacol. 2021. Vol. 61. P. 136-141. 26. DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2021.10.001
13. Yoon B.H., Jung J.W., Lee J.J., Cho Y.W., Jang C.G., Jin C. et al. Anxiolytic-like effects of sinapic acid in mice // Life Sci. 2007. Vol. 81, N 3. P. 234-240. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2007.05.007
14. Franco R.R., de Almeida Takata L., Chagas K., Justino A.B., Sara- 27. iva A.L., Goulart L.R. et al. A 20-hydroxyecdysone-enriched fraction from Pfaffia glomerata (Spreng.) pedersen roots alleviates stress, anxiety, and depression in mice // J. Ethnopharmacol. 2021. Vol. 267. 28. Article ID 113599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113599
15. Sidorova Y.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K. Anxiolytic and antioxidant effect of phytoecdysteroids and polyphenols from Chenopodium quinoa on an in vivo restraint stress model // Molecules. 2022. Vol. 27, N 24. Article ID 9003. DOI: https://doi. 29. org/10.3390/molecules27249003
Dougherty J.P., Springer D.A., Gershengorn M.C. The treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse // J. Vis. Exp. 2016. Vol. 111. Article ID 54052. DOI: https:// doi.org/10.3791/54052
Zorin S.N., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Perova I.B., Malinkin A.D., Bokov D.O. et al. A new functional food ingredient enriched by Phytoecdisteroids and Polyphenols from quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) // Res. J. Pharm. Technol. 2021. Vol. 14, N 8. P. 43214328. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.00750 Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet // J. Nutr. 1997. Vol. 127, N 5. Suppl. P. 838S-841S. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/127.5.838s
Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory animals. Guide Laboratory for the Care and Use of Animals. Washington, DC : National Academies Press (US), 2011. ISBN 978-0309-15400-0.
Sharanova N.E., Kirbaeva N.V., Toropygin I.Y., Khryapova E.V., Kop-lik E.V., Soto C.K. et al. Effect of acute emotional stress on proteomic profile of selected brain areas and lysosomal proteolysis in rats with different behavioral activity // Bull. Exp. Biol. Med. 2016. Vol. 161. P. 355-358. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-016-3413-3 Apryatin S.A., Shipelin V.A., Trusov N.V., Mzhelskaya K.V., Evstrato-va V.S., Kirbaeva N.V. et al. Comparative analysis of the influence of a high-fat/high-carbohydrate diet on the level of anxiety and neuromotor and cognitive functions in Wistar and DAT-KO rats // Physiol. Rep. 2019. Vol. 7. Article ID e13987. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.13987 de Souza R.F., Augusto R.L., de Moraes S.R.A., de Souza F.B., Gon$alves L.V.D.P., Pereira D.D. et al. Ultra-endurance associated with moderate exercise in rats induces cerebellar oxidative stress and impairs reactive GFAP isoform profile // Front. Mol. Neurosci. 2020. Vol. 13. P. 157. DOI: https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00157 Dinan L., Dioh W., Veillet S., Lafont R. 20-hydroxyecdysone, from plant extracts to clinical use: therapeutic potential for the treatment of neuromuscular, cardio-metabolic and respiratory diseases // Biomedi-cines. 2021. Vol. 9, N 5. P. 492. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedi-cines9050492
Apryatin S.A., Shipelin V.A., Sidorova Y.S., Petrov N.A., Gmoshins-kii I.V., Nikityuk D.B. Interspecific differences in behavioral responses and neuromotorics between laboratory rodents receiving rations with easily digested carbohydrates // Bull. Exp. Biol. Med. 2018. Vol. 165, N 1. P. 5-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-018-4086-x Mzhelskaya K.V., Shipelin V.A., Shumakova A.A., Musaeva A.D., Soto J.S., Riger N.A. et al. Effects of quercetin on the neuromotor function and behavioral responses of Wistar and Zucker rats fed a high-fat and high-carbohydrate diet // Behav. Brain Res. 2020. Vol. 378. Article ID 112270. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112270 Foright R.M., Johnson G.C., Kahn D., Charleston C.A., Presby D.M., Bouchet C.A. et al. Compensatory eating behaviors in male and female rats in response to exercise training // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2020. Vol. 319, N 2. P. R171-R183. DOI: https://doi. org/10.1152/ajpregu.00259.2019
Erta M., Quintana A., Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system // Int. J. Biol. Sci. 2012. Vol. 8, N 9. P. 12541266. DOI: https://doi.org/10.7150/ybs.4679
Войтенко Н.Г. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 1: крысы // Лабораторные животные для научных исследований. 2020. № 1. С. 1-6. DOI: https://doi.org/ 10.29296/2618723X-2020-01-06
Chen S., Minegishi Y., Hasumura T., Shimotoyodome A., Ota N. Involvement of ammonia metabolism in the improvement of endurance
performance by tea catechins in mice // Sci. Rep. 2020. Vol. 10. Article ID 6065. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-63139-9
30. Qaddumi W.N., Jose P.A. The role of the renal dopaminergic system and oxidative stress in the pathogenesis of hypertension // Biomedi-cines. 2021. Vol. 9, N 2. P. 139. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedi-cines9020139
31. Feng Y., Yan X., Guo F., Wang S., Liu Z., Long W. Identification, expression analysis of quinoa betalain biosynthesis genes and their role
in seed germination and cold stress // Plant Signal. Behav. 2023. Vol. 18, N 1. Article ID 2250891. DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2023. 2250891
32. Jan N., Hussain S.Z., Naseer B., Bhat T.A. Amaranth and quinoa as potential nutraceuticals: a review of anti-nutritional factors, health benefits and their applications in food, medicinal and cosmetic sectors // Food Chem. 2023. Vol. 18. Article ID 100687 DOI: https:// doi.org/10.1016/j.fochx.2023.100687
References
1. Head K.A., Kelly G.S. Nutrients and botanicals for treatment of stress: 18. adrenal fatigue, neurotransmitter imbalance, anxiety, and restless sleep. Altern Med Rev. 2009; 14 (2): 114-40.
2. Özdemir Z., Bildziukevich U., Wimmerovä M., Macurkovä A., Lovec- 19. kä P., Wimmer Z. Plant adaptogens: natural medicaments for 21st century? ChemistrySelect. 2018; 3: 2196-214. DOI: https://doi. org/10.1002/slct.201702682
3. Das N., Mishra S.K., Bishayee A., Ali E.S., Bishayee A. The phyto- 20. chemical, biological, and medicinal attributes of phytoecdysteroids: an updated review. Acta Pharm Sin B. 2021; 11 (7): 1740-66. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.apsb.2020.10.012
4. Ren G., Teng C., Fan X., Guo S., Zhao G., Zhang L., et al. Nutrient composition, functional activity and industrial applications of quinoa 21. (Chenopodium quinoa Willd.). Food Chem. 2023; 410: 135290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135290
5. Shahbaz M., Raza N., Islam M., Imran M., Ahmad I., Meyyazha-gan A., et al. The nutraceutical properties and health benefits of pseu-docereals: a comprehensive treatise. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023; 63 22. (29): 10 217-29. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2071205
6. Filho A.M., Pirozi M.R., Borges J.T., Pinheiro Sant'Ana H.M., Chaves J.B., Coimbra J.S. Quinoa: nutritional, functional, and antinu-tritional aspects. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017; 57 (8): 1618-30. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2014.1001811 23.
7. Li Y., Feng Z., Wu T., You H., Wang W., Liu X., et al. Quinoa peptides alleviate obesity in mice induced by a high-fat diet via regulating of the PPAR-a/y signaling pathway and gut microbiota. Mol Nutr Food Res. 2023; 67 (22): e2300258. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.202300258
8. Ng C.Y., Wang M. The functional ingredients of quinoa (Chenopodium 24. quinoa) and physiological effects of consuming quinoa: a review. Food Front. 2021; 2: 329-56. DOI: https://doi.org/10.1002/fft2.109
9. Zorin S.N., Petrov N.A., Bokov D.O., Bessonov V.V. Quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) - a source of protein and biologically active substances. Res J Pharm Technol. 2021; 14 (11): 5781-4. 25. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.01005
10. Liu Y., Liu J., Kong Z., Huan X., Li L., Zhang P., et al. Transcriptomics and metabolomics analyses of the mechanism of flavonoid synthesis in seeds of differently colored quinoa strains. Genomics. 2022; 114 (1): 138-48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2021.11.030 26.
11. Lin M., Han P., Li Y., Wang W., Lai D., Zhou L. Quinoa secondary metabolites and their biological activities or functions. Molecules. 2019; 24 (13): 2512. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24132512
12. Liu P.J., Hu Y.S., Wang M.J., Kang L. Nutrient weight against sarco-penia: regulation of the IGF-1/PI3K/Akt/FOXO pathway in quinoa 27. metabolites. Curr Opin Pharmacol. 2021; 61: 136-41. DOI: https://doi. org/10.1016/j.coph.2021.10.001
13. Yoon B.H., Jung J.W., Lee J.J., Cho Y.W., Jang C.G., Jin C., et al. 28. Anxiolytic-like effects of sinapic acid in mice. Life Sci. 2007; 81 (3): 234-40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2007.05.007
14. Franco R.R., de Almeida Takata L., Chagas K., Justino A.B., Sarai-va A.L., Goulart L.R., et al. A 20-hydroxyecdysone-enriched fraction from Pfaffia glomerata (Spreng.) pedersen roots alleviates stress, 29. anxiety, and depression in mice. J Ethnopharmacol. 2021; 267: 113599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113599
15. Sidorova Y.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K. Anxiolytic and antioxidant effect of phytoecdysteroids and polyphe- 30. nols from Chenopodium quinoa on an in vivo restraint stress model. Molecules. 2022; 27 (24): 9003. DOI: https://doi.org/10.3390/mole-cules27249003 31.
16. Dougherty J.P., Springer D.A., Gershengorn M.C. The treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse. J Vis Exp. 2016; 111: 54052. DOI: https://doi.org/10.3791/54052
17. Zorin S.N., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Perova I.B., Malinkin A.D., 32. Bokov D.O., et al. A new functional food ingredient enriched by Phyto-ecdisteroids and Polyphenols from quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.). Res J Pharm Technol. 2021; 14 (8): 4321-8. DOI: https://doi. org/10.52711/0974-360X.2021.00750
Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet. J Nutr. 1997; 127 (5 suppl): 838S-41S. DOI: https://doi. org/10.1093/jn/127.5.838s
Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory animals. Guide Laboratory for the Care and Use of Animals. Washington, DC: National Academies Press (US), 2011. ISBN 978-0309-15400-0.
Sharanova N.E., Kirbaeva N.V., Toropygin I.Y., Khryapova E.V., Koplik E.V., Soto C.K., et al. Effect of acute emotional stress on proteomic profile of selected brain areas and lysosomal proteolysis in rats with different behavioral activity. Bull Exp Biol Med. 2016; 161: 355-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-016-3413-3 Apryatin S.A., Shipelin V.A., Trusov N.V., Mzhelskaya K.V., Evstrato-va V.S., Kirbaeva N.V., et al. Comparative analysis of the influence of a high-fat/high-carbohydrate diet on the level of anxiety and neuromotor and cognitive functions in Wistar and DAT-KO rats. Physiol Rep. 2019; 7: e13987. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.13987 de Souza R.F., Augusto R.L., de Moraes S.R.A., de Souza F.B., Gon$alves L.V.D.P., Pereira D.D., et al. Ultra-endurance associated with moderate exercise in rats induces cerebellar oxidative stress and impairs reactive GFAP isoform profile. Front Mol Neurosci. 2020; 13: 157. DOI: https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00157 Dinan L., Dioh W., Veillet S., Lafont R. 20-hydroxyecdysone, from plant extracts to clinical use: therapeutic potential for the treatment of neuromuscular, cardio-metabolic and respiratory diseases. Biomedicines. 2021; 9 (5): 492. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedi-cines9050492
Apryatin S.A., Shipelin V.A., Sidorova Y.S., Petrov N.A., Gmoshins-kii I.V., Nikityuk D.B. Interspecific differences in behavioral responses and neuromotorics between laboratory rodents receiving rations with easily digested carbohydrates. Bull Exp Biol Med. 2018; 165 (1): 5-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-018-4086-x Mzhelskaya K.V., Shipelin V.A., Shumakova A.A., Musaeva A.D., Soto J.S., Riger N.A., et al. Effects of quercetin on the neuromotor function and behavioral responses of Wistar and Zucker rats fed a high-fat and high-carbohydrate diet. Behav Brain Res. 2020; 378: 112270. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112270
Foright R.M., Johnson G.C., Kahn D., Charleston C.A., Presby D.M., Bouchet C.A., et al. Compensatory eating behaviors in male and female rats in response to exercise training. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020; 319 (2): R171-83. DOI: https://doi.org/10.1152/ ajpregu.00259.2019
Erta M., Quintana A., Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system. Int J Biol Sci. 2012; 8 (9): 1254-66. DOI: https://doi.org/10.7150/ybs.4679
Voytenko N.G. Variability of biochemical blood parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies. Report 1: rats. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnykh issledovaniy [Laboratory Animals for Scientific Research]. 2020; (1): 1-6. DOI: https://doi.org/1 0.29296/2618723X-2020-01-06 (in Russian)
Chen S., Minegishi Y., Hasumura T., Shimotoyodome A., Ota N. Involvement of ammonia metabolism in the improvement of endurance performance by tea catechins in mice. Sci Rep. 2020; 10: 6065. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-63139-9 Qaddumi W.N., Jose P.A. The role of the renal dopaminergic system and oxidative stress in the pathogenesis of hypertension. Biomedicines. 2021; 9 (2): 139. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines9020139 Feng Y., Yan X., Guo F., Wang S., Liu Z., Long W. Identification, expression analysis of quinoa betalain biosynthesis genes and their role in seed germination and cold stress. Plant Signal Behav. 2023; 18 (1): 2250891. DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2023.2250891 Jan N., Hussain S.Z., Naseer B., Bhat T.A. Amaranth and quinoa as potential nutraceuticals: a review of anti-nutritional factors, health benefits and their applications in food, medicinal and cosmetic sectors. Food Chem. 2023; 18: 100687 DOI: https://doi.org/10.1016/ j.fochx.2023.100687
