CC BY
41
Мамцев А.Н.*, Бондарева И.А.*, Камилов Ф.Х.**, Козлов В.Н.*
‘Филиал Московского государственного университета технологий и управления, г. Мелеуз ** Башкирский государственный медицинский университет
ОЦЕНКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЙОДСОДЕРЖАЩЕЙ БАД НА ОСНОВЕ ПЕКТИНА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ
В статье представлены результаты исследований по оценке специфической физиологической активности йодсодержащего органоминерального комплекса по отношению к тиреоидной системе лабораторных крыс. Показана значимость хронобиологических исследований температуры тела крыс в ходе экспериментального моделирования гипотиреоза и изучения эффективности йодсодержащих биологически активных добавок.
Проблемы тиреоидной патологии, йодде-фицитных состояний для населения России остаются актуальными. Несмотря на принимаемые меры, пока во всем мире отмечается дальнейшее увеличение йоддефицитных заболеваний, растет число больных с тяжелыми поражениями щитовидной железы. При этом почти 75% больных зобом проживают в слаборазвитых странах, где очень часто имеет место йодная недостаточность [1].
Устойчивый рост заболеваний, отмечаемый в последние десятилетия, в большей степени связывают с негативным воздействием на организм человека экотоксикантов антропогенного происхождения (полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, пестициды, соли тяжелых металлов -РЬ, С^ И§, N1 и др.), блокирующих в том числе утилизацию йода. Все это подчеркивает актуальность и значимость исследований, направленных на профилактику и лечение йоддефи-цитных заболеваний щитовидной железы.
К наиболее приемлемым и патогенетически обоснованным решениям вышеуказанных проблем следует отнести широкое распространение композиционных продуктов питания по-лифункционального назначения, содержащих в своем составе как биомикроэлементы, в частности йод в органически связанной форме, так и пищевые ингредиенты с абсорбционными свойствами по отношению к струмогенам. При этом, как указывают большинство авторов, особого внимания заслуживают йодорганичес-кие соединения, содержащие йод в физиологически доступной форме. Таким образом, важность и незаменимость йода для нормального развития и функционирования живых организмов побуждает к искусственному обогащению пищевых продуктов этим эссенциальным микроэлементом [4].
Одно из основных направлений деятельности «Лаборатории пищевых технологий»
Мелеузовского филиала МГУТУ - разработка пищевых технологий для полноценного питания в условиях природноочагового гипомикро-элементоза. Сотрудниками лаборатории разработан новый состав йодсодержащей биологически активной добавки (БАД), где йод находится в органически связанной форме.
Особенность данной БАД заключается в том, что она содержит йод, связанный рядом технологических приемов с субстанцией растительного генеза, а именно с пектином.
Предлагаемая БАД обладает двойным биокорригирующим действием, а именно струмот-ропным влиянием за счет йодистого ингредиента и энтеросорбционной активностью по отношению к экотоксикантам как органического (пестициды, бензол, формальдегид и т.д.), так и неорганического происхождения (свинец, ртуть, стронций и т.д.), а также нитратам и нитритам. Важно, что пектин наделен высокими комплексообразующими свойствами в отношении целого ряда тяжелых металлов и ксенобиотиков. Оценка влияния БАД на продукцию тиреоидных гормонов проводилась на экспериментальных моделях лабораторных крыс в соответствии с методическими указаниями Минздрава РФ - МУК 2.3.2.721 - 98 «Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище» [3].
Целью настоящий работы являлось выявление эффективности действия разработанной биологически активной добавки на уровень содержания тиреоидных гормонов в сыворотке крови у лабораторных крыс при экспериментальном гипотиреозе.
Материалы и методы исследования
Моделирование гипотиреоза осуществляли на половозрелых крысах-самцах массой 180-220 г, находящихся на виварном питании, путем внутрижелудочкового введения через специальный зонд фармакопейного тиреоста-
тика мерказолила. Препарат вводили в течение 2-х недель ежедневно из расчета 20 мг на 100 г массы животного [2]. Животные были разделены на 4 группы по 12 в каждой: 1-я группа - контрольная, у крыс 2-й, 3-й и 4-й групп вызывали мерказолиловый гипотиреоз. Животных 2-й группы забивали на следующий день после последнего введения мерказолила (15-е сутки опыта), а крыс 3-й и 4-й групп на
30-е сутки. При этом животные 4-й группы после окончания введения тиреостатика получали йодобогащенную пищу, а 3-й группы находились на обычном виварном питании. Забой осуществляли декапитацией под эфирным наркозом.
В ходе эксперимента проводилась интегральная оценка показателей состояния животных: внешний вид, физическая выносливость с помощью модели истощающей нагрузки, масса тела, абсолютная и относительная масса внутренних органов. В сыворотке крови подопытных крыс определяли уровень тиреоидных гормонов щитовидной железы - свободного тироксина (Т4), трийодтиронина (Т3) - и тире-отропного гормона гипофиза (ТТГ) методом иммуноферментного анализа с использованием стандартных наборов тест систем «Свободный Т4 -ИФА - Бест», «Т3 - ИФА - Бест - стрип» и «ТТГ - ИФА - Бест - стрип» российского производства - ЗАО «Вектор - Бест».
Для изучения физиологической эффективности применения разработанной БАД на фоне предварительно полученной экспериментальной модели гипотиреоза в пищевой рацион животных 4-й группы добавляли анализируемый состав в дозе, обеспечивающей среднесуточную потребность крыс в йоде - в среднем от 200 до 300 мкг/100 г. По истечении 30 дней после завершения введения мерказолила оценивали физиологическую активность БАД путем сравнения росто-весовых параметров, температуры тела и состояния тиреоидного статуса крыс 3-й и 4-й
групп. Полученные результаты были обработаны методом вариационной статистики.
Результаты и обсуждение
Введение мерказолила (20 мг/100г) в течение 14 дней вызвало состояние экспериментального гипотиреоза у животных 2-й,3-й и 4-й групп. Согласно литературным данным, мерка-золил - специфический тиреостатик, который угнетает активность йодпероксидазы - фермента, участвующего в синтезе гормонов щитовидной железы [2].
Функциональное состояние щитовидной железы было подавлено, что отразилось на уровне тиреоидных гормонов в сыворотке крови и на общем состоянии животных. Как видно из таблицы 1, концентрация 3,37,5 - трийодтиронина (Т3) в сыворотке крови гипотиреоидных крыс составляла 0,51 ± 0,07 нг/мл против 1,0 ± 0,05 нг/мл у контрольных животных (Р< 0,05), а содержание тироксина свободного (сТ4) - 1,9 ± 0,17 пг/мл и 0,8 ± 0,02 пг/мл соответственно.
При этом отмечалось компенсаторное увеличение секреции тиреотропного гормона у экспериментальной группы (0,2 ± 0,04 мМе/л) в сравнении с контрольной (0,08 ± 0,02 мМе/л - Р< 0,05).
Факт получения достоверной модели гипотиреоза в эксперименте подтверждали также такие признаки, как низкий уровень среднесуточных значений температуры тела и снижение физической выносливости животных. Если в контрольной группе среднеарифметическое значение температуры тела при ее шестикратном измерении в течение суток (700, 1100, 1500, 1900 , 23 00 ч.) составило 37,8 ± 0,27 0С, то во 2-й экспериментальной группе - 36,7 ± 0,12 0С.
На втором этапе исследований изучали физиологическую активность БАД, а именно: специфическое влияние йод-пектинового комплекса на функциональную активность щитовидной железы. Наряду с определением уров-
Таблица 1. Уровень содержания Т3, сТ4 и ТТГ в сыворотке крови лабораторных крыс при экспериментальном гипотиреозе (М±т)
Названия групп животных Количество животных в группе Продолжительность опыта в сутках Тз (нг/мл) сТ4 (пг/мл) ТТГ мМе/л
Контрольная 12 14 1,0±0,05 0,8±0,03 0,08±0,02
Экспериментальная №2 -мерказолил 20 мг/100 г. 12 14 * 0,51±0,07 * 1,9±0,17 * 0,2±0,04
* - различие с контролем статистически значимо (Р< 0,05)
Время суток
Рисунок 1. Суточные биоритмы температуры тела у практически здоровой крысы - контрольная группа.
ней содержания гормонов (Т3, сТ4 и ТТГ) также осуществляли контроль за динамикой показателей температуры тела и физической выносливости животных в сравниваемых группах.
Крысы 4-й группы в отличие от 3-й, находившейся на общевиварном рационе, ежедневно на протяжении 30 дней получали исследуемую БАД в составе мясного фарша в дозе, обеспечивающей среднесуточную потребность крыс в йоде, то есть в среднем 250 мкг/100 г.
Анализ результатов исследования уровня содержания Т3, сТ4 и ТТГ на
31-е сутки от начала испытания БАД показал специфическую активность йод-пектиново-го комплекса по отношению к тиреоидной системе (таблица 2).
Так, у крыс 4-й группы наблюдались более высокие уровни содержания Т3 и сТ4 в сравнении с аналогичными показателями 3-й группы; при этом у животных общевиварного рациона установлены более высокие концентрации ТТГ в сыворотке крови - 0,15 ± 0,04 мМе/л.
К изложенному следует добавить, что весьма показательны были наблюдения за динамикой среднесуточных показателей температуры тела в исследуемых группах, поскольку отно-
сительное понижение температуры тела - диагностический признак гипотиреоза. В результате проведенных исследований получены убедительные данные, свидетельствующие о том, что у животных 4-й группы наряду с восстановлением тиреоидного статуса нормализуются и процессы терморегуляции.
С этой целью выводились среднеарифметические значения температуры тела подопытных животных путем шестикратного измерения ее в течение суток - 0700, 1100, 1500, 1900 и 2300 ч. Необходимость такого подхода к получению опытно-экспериментальных данных объяснима с позиций биоритмологии - науки, изучающей ритмическую организацию процессов в организме как в условиях нормы, так и патологии. С точки зрения экспериментальной хронобиологии однократное измерение температуры тела не всегда является достоверным критерием. В частности, значения температуры тела у крыс даже в физиологических условиях претерпевают значительные колебания в течение суток. Размах этих колебаний в наших наблюдениях достигал 3 0С, находясь пределах от 35,9 0С до 38,9 0С (рисунок 1).
На рисунке 2 изображены кривые среднесуточных значений температуры тела 3-й и 4-й групп животных в динамике: на 14-е сутки введения мерказолила, 10-е, 20-е и 30-е сутки этапа выведения крыс из гипотиреоидного состояния.
Как видно из приведенных данных, на протяжении первых десяти дней после завершения введения тиреостатика наблюдалась тенденция к выходу из состояния относительной гипотермии в обеих группах животных. Однако с 20-х суток выявляли четко выраженные различия в исследуемых показателях: нормализация процессов терморегуляции у крыс на йо-добогащенном рационе (4-я группа) и, наоборот, угнетение теплопродукции у животных с
Таблица 2. Динамика уровня содержания тиреоидных гормонов (Т3, сТ4 и ТТГ) на моделях дефицита изучаемого микронутриента - общевиварный (3-я группа) и йодобогащенный (4-я группа) рационы питания (М ± т)
Названия групп животных Количество животных в группе Продолжительность эксперимента в сутках Тз (нг/мл) сТ4 (пг/мл) ТТГ мМе/л
3-я группа - общевиварный рацион на фоне экспериментального гипотиреоза 12 30 2,13±0,07 4,46±0,52 0,15±0,04
4-я группа - йодообогащенный рацион на фоне экспериментального гипотиреоза 12 30 * 2,73±0,05 * 5,06±0,79 * 0,12±0,01
* - различие с общевиварным рационом статистически значимо (Р<0,05)
Стадия 10-е сутки 20-е сутки 30-е сутки
завершения 1-го этапа
эксперимента - „
14^ с ки Второй этап эксперимента - введение иод-пек-
сутки тинового комплекса в рацион питания
введения
мерказолила
а - усредненное значение среднесуточной температуры тела практически здоровых крыс.
б - температурная кривая животных 3-Й группы на общевиварном рационе ---в- температурная кривая животных 4-Й группы на Йодобогащенном рационе
Рисунок 2. Изменение температуры тела гипотиреоидных животных в разные сроки наблюдения
моделью дефицита исследуемого микронутри-ента (3-я группа). На стадии завершения эксперимента (30-е сутки) значения температуры тела у крыс 4-й группы достигали нормативных, а в модели дефицита исследуемого мик-ронутриента (I) - отражали состояние относительной гипотермии.
Таким образом, полученный нами экспериментальный материал позволяет утверждать, что данная БАД на основе органически связанных форм йода с субстанцией растительного
генеза обладает специфической функциональной активностью в отношении тирео-идной системы. Об этом свидетельствуют более высокие уровни содержания тиреоид-ных гормонов (Т3 и сТ4) и, как результат, более низкие концентрации ТТГ в сыворотке крови крыс, получавших БАД, в сравнении с животными, находившимися на обще-виварном рационе. Недостаток такого тиреотропного микроэлемента, как йод, в рационе питания гипотирео-идных животных 3-й группы не мог не сказаться на скорости восстановления нарушенных функций. При этом у животных, получавших в качестве биодобавки исследуемый органоминеральный комплекс, в относительно короткие сроки нормализовались данные объективного статуса - температура тела и показатели физической выносливости. Полученные результаты экспериментальной работы позволяют, на наш взгляд, рассматривать йод-пектиновые комплексы, или соединения неорганического йода с пектином - полисахаридом растительного генеза, в качестве альтернативного источника органически связанных форм йода при создании рецептур композиционных продуктов питания функционального назначения.
Список использованной литературы:
1. Болезни щитовидной железы. Пер. с анг./Под ред. Л.И. Браверманна - М.: Медицина, 2000. - С. 359-360
2. Кузьмак Н.И. Влияние тиреостатических препаратов и тиреоидэктомии на содержание сиаловых кислот в сыворотке крови и печени у крыс // Вопросы мед. химии. - 1978. - Т.24., в.1, - С. 52-56.
3. Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище: Методические указания - И.: Федеральный Центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. - 87 с.
4. Терпугова О.В. Эндокринологические аспекты проблемы пищевых дисэлементозов и других пищевых дисбалансов. Учебное пособие: Ярославль: Александр Рутман, 2001. - С. 37-38.
