CC BY
38
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА ТА Б1ОЛОГ1Я
УДК 577.112.384:612.12:612.35].084.086 Бевзо В.В.
НЕФЕРМЕНТАТИВНА АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА КРОВ1 ТА ПЕЧ1НКИ ЩУР1В ЗА УМОВИ ТРИВАЛОГО ВВЕДЕННЯ ГЛУТАМАТУ НАТР1Ю
ВДНЗ Украши "Буковинський державний медичний уыверситет", м. Чернiвцi
В'домим пдсилювачем смаку, аромату та замнником сол/ е глутамат натрiю. Незважаючи на те, що бля 25% населення Землi е чутливими до глутамату натрiю, &н залишаеться широковжива-ною харчовою добавкою. Тому досл'дження впливу глутамату натрю на р'тень неферментативних антиоксидант'т органзму за умов тривалого вживання глутамату натрiю е актуальним, що / було метою наших досл'джень. Встановлено, що тривале введення 3 % розчину глутамату натрiю щурам в дозi 30 мг/кг маси тла протягом 4-х тижнв призводить до в'рог'дного пдвищення вм'юту в-дновленого глутатюну, в 'тамМв С та Е в гомогенат/ печiнки. Тод/ як вм'ют церулоплазмну в кров! та печнц тварин, що отримували глутамат натрiю вiрогiдно знижуеться на 28 добу експеримен-ту, що може призвести до змни антиоксидантного статусу органзму при тривалiй д), ц!'еУ харчо-воУ добавки.
Ключов1 слова: глутамат натр1ю, церулоплазм1н, вщновлений глутатюн, в1там1н С, в1там1н Е, сироватка кров1, печ1нка, щури. Робота е фрагментом НДР «Стрес-iндукованi морфофункцiональнi та бiохiмiчнi змiни хроноперодично)' та гепаторенально)' систем у ссав^в», № державно)'реестрацп 0114и002472.
Вступ
Глутамат е одыею з найбтьш поширених амшокислот, що зус^чаеться в природi i е ос-новним компонентом багатьох бтш i пепт^в бшьшосп тканин. Глутамшова кислота, е глко-генною i замшною амшокислотою для людини i тварин, бере активну участь в енергетичному, бтковому, жировому обмш^ включаеться в синтез специфiчних метаболiтiв, зокрема глутатiону i глутамiну [1].
Вiдомим пiдсилювачем смаку, аромату та за-мiнником солi е глутамат натрiю. Незважаючи на те, що бтя 25% населення Землi е чутливими до глутамату натрш, вiн залишаеться широко-вживаною харчовою добавкою. При цьому допу-стимi норми можуть бути значно перевищеш, що призводить до таких метаболiчних та токсичних ефектiв глутамату натрш як окислювальний стрес, гiперглiкемiчнi стани, змiни лiпiдного об-мшу та ожирiння.
Антиоксидантна система оргашзму включае ферментативнi та неферментативнi антиоксида-нти органiзму елементи яко'Т е бтьш автономни-ми i складаються, окрiм ендогенних, також iз ек-зогенних елементiв, що робить цю систему на-багато гнучкiшою [2]. Тому дослщження впливу глутамату натрш на рiвень неферментативних антиоксидантiв оргашзму за умов тривалого вживання глутамату натрш е досить актуальним. Це дозволить розширити спектр негативних аспек^в впливу ^еТ' харчово'Т добавки на дестру-
ктивы процеси в opraHi3Mi та зробити практичн рекомендацп щодо норм вживання дано''' харчо-во1 добавки.
Мета дослiдження
Дослщити вплив 28-ми денного введення per os 3 % розчину глутамату натрш в дозi 30 мг/кг маси тта на деякi показники неферментативно''' антиоксидантно''' системи сироватки кровi та пе-чiнки щурiв.
Матерiали i методи дослiдження
Робота виконана на 90 бiлих нелiнiйних щурах масою 120-160 г, яких утримували в умовах вiварiю з дотриманням нормативiв европейсько''' конвенцп про захист тварин, ухвалених I нацю-нальним конгресом Укра'ни з бюетики [3]. Тва-рини були подтен на двi групи: iнтактнi та дос-лiднi щури, якi щодня отримували per os 3 % во-дний розчин глутамату натрш по 1 мл в розра-хунку 30 мг/кг маси тта протягом 28 дiб. Така доза вщповщала 2 г глутамату натрш на серед-ньостатистичну людину. Вибiр дано' дози обу-мовлений тим, що за даними л^ератури 1-2 г глутамату натрш на середньостатистичну людину не виявляе негативного впливу, тодi як 3 г глутамату натрш може бути небезпечним для здоров'я людини [4]. Глутамат натрш в ктькосп 30 мг розчиняли в 1 мл дистильовано' води юм-натно' температури. Контрольна група тварин отримувала таку ж ктькють дистильовано' води без глутамату натрю
Дослщження показниш сироватки кровi та гомогенату печшки тварин проводили на 7, 14, 21 та 28 доби експерименту. Декаштацш тварин проводили пщ легким ефiрним наркозом. В тварин вщбирали кров та видаляли печшку. Отри-маний бюлопчний матерiал використовували для подальших дослщжень.
Для дослiджень використовували сироватку кровi тварин, яку отримували шляхом центрифу-гування цшьноТ кровi при 1500 об/хв протягом 15 хв. В сироватц кровi визначали вмiст церулоп-лазмiну за методом Ревiна [5]. 5% гомогенат печшки тварин готували на 50 мМ трис-НСl-буферi (рН 7,4), пюля чого центрифугували при 900 д, протягом 15 хв. У постядерному супернатантi визначали вмют вiдновленого глутатiону за утворенням комплексу вщновленого глутатiону з реактивом Елмана. В^амш С визначали за зда-тнiстю вiдновлювати 2,6-
дихлорфенолшдофенол. Вiтамiн Е - за здатню-тю хлорного залiза окиснювати токоферол та утворювати забарвлений комплекс з а-
дипiридилом [5]. Визначення загального бтка в roMoreHaTi печiнки тварин проводили за методом Лoурi [6].
Статистичну обробку результат здшснюва-ли за допомогою стандартного пакету програм Microsoft Excel, використовуючи t-критерш Стьюдента. Вiрoгiднoю вважалась рiзниця, якщо значення р<0,05.
Результати дослiдження та ïx обговорення
Результати проведених дoслiджeнь показали, що 4-х тижневе введення 3% розчину глутамату натрш в розрахунку 30 мг/кг маси тта щурiв призводило до зниження вмюту цeрулoплaзмiну в сирoвaтцi крoвi. Як видно з рис. 1, вмют церу-лоплазмшу в сирoвaтцi крoвi дoслiдних тварин був практично на одному рiвнi з контролем протягом 3-х тижшв експерименту. Тoдi як пiсля 4-х тижневого введення тваринам глутамату натрш реестрували вiрoгiднe зниження вмiсту церулоп-лaзмiну на 18 % пoрiвнянo з контролем.
400
250 200 150 100 50 0
Ш Контроль ■ Дослщ
7
14
21
28
доба
Рис. 1. Вмст церулоплазмну в 28- бобового введення глутамат
Осктьки печшка е основним мюцем синтезу церулоплазмiну, то дослщження вмюту церуло-плазмiну проводили в гомогенат печiнки при тривалому введены глутамат натрш. Найбiльшi змiни даного показника в гомогенат печiнки щу-рiв спостерiгали на 28 добу експерименту.
Так, вщносно контрольно! групи тварин, рь вень церулоплазмiну знижувався на 20 % (рис. 2). Встановлен змiни вмiсту церулоплазмiну в
сироватц кровi щурв за умови у натрiю do3i 30 мг/кг маси тла.
сироватц крoвi та гомогенату печшки тварин ш-сля чотирьохтижневого введення глутамату на-трш можуть свiдчити про зрушення в систeмi антиоксидантного захисту, насамперед, про га-льмування процесу перетворення двовалентно-го зaлiзa до трьохвалентного, що сприятиме на-копиченню Fe2+, в рeзультaтi чого буде активу-ватися пероксидне окиснення лт^фв.
300
150 — 100 —
50 -к 0
ШКонтроль ■Дослщ
7
14
21
28
доба
Рис. 2. Вмст церулоплазмiну в гомогенатi ne4iHKU wypie за умови 28- добового введення глутамату натрiю do3i 30 мг/кг маси тла.
Я
S 0,3 х
<Я
Ï 0,25
и
S
8 0,2 и
>4
5 0,15
0,1 0,05 0
[Ц Контроль ■ Дослщ
7
14
21
28
доба
Рис. 3. Вмют вiдновленого глутатiону в 28-ми добового введення глутамату
Вщомо [7], що неферментативна антиоксида-нтна система оргашзму забезпечуе пщтримання гомеостазу i провщна роль належить, насампе-ред, вщновленому глутатюну, в^амшам С та Е. Як видно з рис. 3, вмют вщновленого глутатюну в гомогенат печшки дослщних тварин знаходив-ся практично на одному рiвнi з контролем протягом 2-х тижневого експерименту.
Вiрoгiднe зростання рiвня вщновленого глу-
гомогенатi печнки щурв за умови натрю дозi 30 мг/кг маси тла.
татюну у гомогенат печшки дослщних тварин пoрiвнянo з контролем в^^чали на 21 та 28 до-би експерименту на 28 та 42 % вщповщно.
Зростання рiвня вiднoвлeнoгo глутaтioну в печшц щурiв за умови додаткового введення глутамату натрш е цтком зaкoнoмiрним, адже це головний орган де синтезуеться майже 90 % вщновленого глутатюну iз L-глутaмiнoвoï кисло-ти.
При дослщжены рiвня вщновлено'Г форми Bi-тамшу С у roMoreHaTi печiнки щурiв пiсля чоти-рьохтижневого введення глутамату натрш, фк-сували збтьшення його концентрацп починаючи з 7-Ï доби експерименту, що становило 156 мг/мг бiлкa. Максимальне зростання рiвня дослщжу-ваного показника реестрували на 21 та 28 доби експерименту, в пoрiвняннi з контрольною гру-пою у 1,4 i 1,5 рази вiдпoвiднo (рис. 4).
^м того, у хoдi експерименту було показано
вiрoгiднe збiльшeння концентрацп вiтaмiну Е в гoмoгeнaтi печшки щурiв на 14, 21 та 28 доби ш-сля перорального введення тваринам глутамату натрш на 20 %, 35 % та 60 % вiдпoвiднo у пoрiв-няннi з контролем (рис. 5).
В^амш С i вiтaмiн Е е синерпстами. В нашо-му експеримент рiвeнь вiтaмiну Е е вищим шж вiтaмiну С, це, можливо, пов'язане з тим, що радикал в^амшу Е взaемoдiе з aскoрбiнoвoю кислотою i тим самим вщновлюеться швидше.
« 250
п ViS fc 200
150
100
50
И Контроль Н Дослiд
14
21
28
доба
Рис. 4. Вмют в'дновлено)' форми втамну С в гомогенатi печнки щур'в за умови 28-ми добового введення глутамату натрiю do3i 30 мг/кг маси тла.
<я 250 И
13
200
150
100
50
И Контроль ■ Дослвд
14
21
28
доба
Рис. 5. Вмют а-токоферолу в гомогенат'1 печнки щур'в за умови 28- добового введення глутамату натрiю дозi 30 мг/кг маси тла.
0
7
7
в1дно пор1вняно з контрольною групою щур1в. Перспективи подальших дослiджень
В подальшому плануеться досл1дити стан прооксидантно-антиоксидантноТ системи кров1 та печ1нки печ1нки щур1в за умови тривалого введення глутамату натрю
Лтература
1. Ivanov A. Opposing role of synaptic and extrasynaptic NMDA receptors in regulation of the extracellular signal-regulated kinases activity in cultured rat hippocampal neurons / A. Ivanov, C. Pellegrino, S. Rama, I. Dumalska // J. Physiol. - 2006. - Vol. 572, № 3. - P. 789-798.
2. Салига Н.О. Активнють глутатюновоТ системи антиоксидантно-го захисту в щур1в за дм L-глутамiновоТ кислоти / Н.О. Салига // УкраТнський бiохiмiчний журнал. - 2013. - Т. 85, № 4. - С. 40-47.
3. Мальцев А.И. Этическая оценка методик проведения исследований / В.И. Мальцев, Д.Ю. Белоусов // Еженедельная аптека.
- 2001. - № 4. - С. 35
4. Курбат М.Н. L-Глутамат: современный взгляд на известную аминокислоту / М.Н. Курбат // Нейрохимия. - 2009. - Т. 26, № 3.
- С. 202-207.
5. Горячковский А.М. Клиническая биохимия в лабораторной диагностике: справочное пособие / А.М. Горячковский. - Одесса : Экология, 2005. - С. 407-408.
6. Lowri O.H. Protein measuperment with Folin phemol reagent / O.H. Lowri, N.J. Rosenbrough, A.L. Farr // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 123, № 1. - P. 265-273.
7. Харченко В. В. Природы бюантиоксиданти та печшка / В. В. Ха-рченко // Сучасна гастроентеролопя. - 2007. - № 6. - С. 79-85.
Отже, з отриманих результат слщуе, що в захист тканин вщ окислювального пошкодження першочергове значення мають системи низько-молекулярних антиоксиданпв з високим вщнов-ним потен^алом, таю як вщновлений глутатюн, в^амш С i вiтамiн Е, рiвень яких в гомогенатi пе-чшки залишаеться високим протягом експери-менту. Тодi як вмiст церулоплазмiну в кровi та печiнцi тварин знижуеться пiсля чотирьохтижне-вого введення 3% розчину глутамату натрш, що може призвести до змши антиоксидантного статусу оргашзму при тривалiй дм, цiеТ харчовоТ добавки. Таю змши можна розглядати як адаптив-ну реакцш органiзму тварин на тривале вживан-ня харчовоТ добавки - глутамату натрю
Висновки
1. Встановлено, що тривале введення 3 % розчину глутамату натрш щурам в дозi 30 мг/кг маси тта протягом 4-х тижшв призводить до вь рогiдного пiдвищення в гомогенат печiнки вмiсту вiдновленого глутатюну, вiтамiнiв С та Е на 42, 50 i 60 % вщповщно порiвняно з контролем.
2. Вмют церулоплазмiну в кровi та печшц тварин знижуеться пiсля чотирьохтижневого введення глутамату натрш на 18% i 20% вщпо-
Реферат
НЕФЕРМЕНТАТИВНАЯ АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМЫ КРОВИ И ПЕЧЕНИ КРЫС ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ ГЛУТАМАТА НАТРИЯ Бевзо В.В.
Ключевые слова: глутамат натрия, церулоплазмин, восстановленный глутатион, витамин С, витамин Е, сыворотка крови, печень, крысы.
Известным усилителем вкуса, аромата и заменителем соли является глутамат натрия. Несмотря на то, что около 25% населения Земли чувствительны к глутамату натрия, он остается широкоупот-ребляемой пищевой добавкой. Поэтому исследование влияния глутамата натрия на уровень неферментативных антиоксидантов организма в условиях длительного употребления глутамата натрия является актуальным, что и было целью наших исследований. Установлено, что длительное введение 3% раствора глутамата натрия крысам в дозе 30 мг/кг массы тела в течение 4-х недель приводит к достоверному повышению содержания восстановленного глутатиона, витамина С и витамина Е в го-могенате печени. Тогда как содержание церулоплазмина в крови и печени животных, получавших глутамат натрия, достоверно снижается на 28 сутки эксперимента, что может привести к изменению ан-тиоксидантного статуса организма при длительном воздействии этой пищевой добавки.
Summary
NON-ENZYMATIC ANTIOXIDANT SYSTEM OF BLOOD AND LIVER IN RATS UNDER PROLONGED CONSUMPTION OF SODIUM
GLUTAMATE
Bevzo V.V.
Key words: sodium glutamate, ceruloplasmin, reduced glutathione, C vitamin, E vitamin, blood serum, liver, rat.
Sodium glutamate is known as flavour and aroma enhancer as well as salt substitute. Despite the fact that about 25% of the population is sensitive to sodium glutamate, it is still remaining to be one of the most widely used food additive. The purpose of the work presented was to study of the effect of sodium glutamate produced on the level of non-enzymatic antioxidants in the body under long-term consumption of monosodium glutamate. It has been found out the long-term consumption of 3% sodium glutamate by rats at a dose of 30 mg / kg body weight for 4 weeks resulted in a significant increase in the content of reduced glutathione, C vitamin and E vitamin E in the liver homogenate. While the content of ceruloplasmin in the blood and liver of animals given sodium glutamate, significantly decreased on the 28th day of the experiment. This suggests the long-term consumption of this food additive may lead to a change in the antioxidant status of the organism.
