CC BY
23
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив, серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина t.XVI. ISSN 1311-9427. Научна сесия „Медицина и дентална медицина", 31 Октомври - 1 Ноември 2014. Scientific researches of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol.XVI, ISSN 1311-9427 Medicine and Stomatology Session, 31. October- 1. November 2014.
ПРОМЯНА В СОМАТОМЕТРИЧНИ И СЕРУМНИ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ВЪЗРАСТНИ ПЛЪХОВЕ СЛЕД СУПЛЕМЕНТАЦИЯ СЪС СОК
ОТ ARONIA MELANOCARPA Е. Даскалова*, С. Делчев*, Ю. Пеева**, Л. Владимирова-Китова***,
М. Крачанова**** *Катедра Анатомия, хистология и ембриология, Медицински университет- Пловдив,**Катедра Социална медицина, Факултет по обществено здраве, Медицински университет, Пловдив ***Клиника по Кардиология, Медицински университет, Пловдив ****Лаборатория по биологично активни вещества към ИОХ ЦФ БАН
CHANGES IN SOMATOMETRIC AND SERUM PARAMETERS IN ADULT RATS AFTER SUPPLEMENTATION WITH ARONIA
MELANOCARPA JUICE Е. Daskalova*, S. Delchev*, Yu. Peeva**, L. Vladimirova-Kitova***,
M. Kratchanova**** *Deparment of Anatomy, Histology and Embryology, Medical University - Plovdiv, ** Deparment of Social Medicine and Public Health, Facuty of Public Health, Medical University - Plovdiv, ***Clinic of Cardiology, Medical University - Plovdiv, **** Laboratory of Biologically Active Substances, Bulgarian Academy of Sciences
Abstract
One of the potential strategies towards age-related oxidative damage is the delivery of antioxidants in food. Aronia melanocarpa is the first well known antioxidant among anthocyanin fruits. The aim of this study is to determine the effect of Aronia melanocarpa juice in pure form or with pectin combination on somatometric and serum parameters in healthy adult rats. Material and methods: An experimental study has been carried out on 24 rats from Wistar type. Results and discussion: Statistical significance has been found in weights of animals at P<0.05, but not in the weight organ indices. There is straight and significant correlation between the organ weights and weights of animals rxy = 0.98. The index of obesity remains within the norm in all groups of animals. Cardioprotective indices showed significantly higher values in groups of supplemented animals (P<0.05). According to results of the survey, the juice Aronia melanocarpa, and especially the combination with pectin, have an organ preservation and cardioprotective properties and can be recommended as a prophylactic functional food for healthy aging.
Keywords: Physiological aging, Antioxidants, Aronia melanocarpa
Въведение
Процесът на физиологично стареене е свързан с постепенен спад във функциите на всички органи и системи в тялото. Според теорията за оксидативния стрес, първоначално формулирана от Харман през 1956г., стареенето и свързаните с това дегенеративени заболявания са последици от индуцирани от свободните кислородни радикали увреди в клетките и намален потенциал на ендогенните антиоксидантни защитни механизми [4].
Свободно-радикалните реакции се идентифицират като промотори на процеса на стареене. Интервенциите, насочени към тяхното ограничаване или инхибиране ще доведат до редуциране скоростта на стареене и възникване на болестни процеси. Понастоящем, голям дял от научните изследвания са насочени към изучаване потенциалната роля на антиоксидантните хранителни вещества в терапевтични или превантивни стратегии [6]. Сериозен източник на антиоксиданти е храната. Сред антоцианиновите плодове Aronia melanocarpa е на първо място по антиоксидантен потенциал, определен по няколко различни метода. Редица in vitro и in vivo изследвания разкриват широкия спектър от приложения на сок, екстракти или суха субстанция от плодовете на Aronia melanocarpa, а именно анти- мутагенен, антиканцерогенен, антилипемичен, антидиабетен, антихипертензивен, хепатопротективен и имуномодулиращ и др. ефекти [5]. Данните в литературата за ефекта от приложението й върху процесите на физиологично стареене са оскъдни.
Цел на настоящото изследване бе да се установи ефектът на сок от Aronia melanocarpa в чист вид и в комбинация с пектин върху соматометрични и серумни параметри при здрави възрастни плъхове.
Материал и методи:
Соковете от плодове на Aronia melanocarpa - чист и обогатен с 1% пектин бяха доставяни периодоично от „Витанеа- ООД", Университет по хранителни технологии, ЛБАВ към БАН гр. Пловдив и бяха съхранявани при 6° С. Общото съдържание на антоцианини в първия бе около 305,6 mg/l, във втория 598,5 mg/l, а полифенолното им съдържание беше съответно 5069,3 mg/l и 2571 mg/l.
Експериментални животни и третиране
Изследването беше проведено върху 24 мъжки плъха от вида Wistar, 18 от които на възраст 10 месеца и начална телесна маса 350g±50 и 6 броя на възраст 2 м. и телесна маса 100g±10%. Животните бяха предоставени от и отглеждани във вивариум на Медицински университет Пловдив. Плъховете бяха разделени на 4 групи. На двете контролни групи -млади (СУ) на 2 мес. и възрастни (СО) на 10 мес. беше предоставяна стандартна храна и вода ad libitum. Двете експериментални групи (A) и (A+Р), на възраст идентична с възрастните контроли, получаваха също стандартна храна, а вместо вода им бе предоставяно ad libitum съответно сок от Aronia melanocarpa (A), разреден с вода 1:1 и сок от Aronia melanocarpa с добавка на 1% пектин (A+Р) също разреден 1:1 с вода в продължение на 3 месеца [13]. Дневно животните приемаха средно по 25 мл. сок, което се равнява на около 65мл/ кг. Целият експериментален протокол беше одобрен от комисията по етично отношение към животните, към Българската Агенция по Безопасност на Храните. Плъховете бяха отглеждани и всички експериментални процедури бяха извършени съобразно препоръките на Европейската комисия за защита и хуманно отношение към лабораторните животни. След изтичането на експерименталния период животните бяха евтаназирани с приложение на Т61[14].
Соматометрично изследване
На животните от всички групи бяха извършени измервания на телесната маса (g) и назо-анално разстояние (cm) с цел определяне индекс на Lee - кубичен корен от телесното тегло2 ^)/назо-анално разстояние (cm). Индексът на Lee е бърз и точен показател за затлъстяване при лабораторни животни [8]. Бяха определени теглата на черния дроб, сърцето, десния бъбрек, слезката и тимуса, както и съответните процентни тегловни индекси (тегло на 68
органа^)/тегло на животното^).100), показател за настъпващи процеси на атрофия или хипертрофия в органите.
Клинично-лабораторно изследване: В кръвния серум на животните бяха изследвани параметрите на липидния профил - триглицериди, тотален холестерол, HDL, LDL и на тази база бяха изчислени два кардиопротективни индекса: HDL/ TCH и HDL/ LDL [1].
Данните бяха обработени с непараметричен анализ (Kruskal-Wallis test) и множествено сравнителен анализ (Dunnett T3). Статистическата значимост между експерименталните групи бе установена чрез /-теста на Стюдент. Разликите се приемаха за сигнификантни при P=0.05.
Резултати и обсъждане:
Тегло на плъховете
При изследване теглото на плъховете се установява статистически значима разлика между средното тегло при групите на младите и възрастните контроли (P=0.001), което е проява на естествения възрастов процес.
Теглото на плъховете при групите Арония и Арония с пектин е сигнификантно по-високо от средното тегло при възрастните контроли (P=0.005). Данните са графично визуализирани на Диаграма 1:
Диаграма 1. Разпределение на средните стойности на теглото на животните при СУ, СО, А и A+P
Индексът на Lee е бърз и точен показател за затлъстяване при лабораторни животни. При стойности над 0.310 е на лице затлъстяване. В случая няма данни за затлъстяване при нито една от изследваните групи.
Тегло на органите:
По отношение теглото на черния дроб се установи статистически значимо повишаване при групите на възрастните контроли 10.31±1.0% спрямо младите контроли 4.95±1.26% , което е израз на естествения възрастов процес на нарастване на животните (P=0.00). Установи се сигнификантно по-високо тегло на черния дроб при двете групи суплементирани животни сравнено с възрастните контроли. При третираните със сок от Арония+пектин 1.72 ±0.12% сигнификантно по-високо е и теглото на сърцето спрямо възрастните контроли и спрямо групата с Арония (P=0.002). При теглото на слезката 0.83±0.1% сигнификантно повишаване имаше при групата с Арония спрямо възрастните контроли (P=0.009). Средните стойности на теглото на органите е представено на Диаграма 2:
Диаграма 2. Разпределение на средните стойности на теглото на органите при СУ, СО, А и A+P
Тегловни индекси на органите:
При сравняване на средните стойности на тегловните индекси на органите (тимус, слезка, черен дроб, сърце, десен бъбрек) се установи статистически значима разлика между групата на младите контроли и всички други групи животни - възрастните контроли, суплементираните с Арония и Арония+пектин. Това е потвърждение на процеса на възрастова инволюция на органите. Между групите на възрастните контроли и третираните животни не се установи сигнификантна разлика.
Липиден профил и индекси:
По отношение стойностите на тоталния холестерол, триглицеридите, HDL и LDL -холестерола е налице тенденция за понижаване при животните, суплементирани със сок от Арония, без разликите да достигат статистическа значимост. При показателя холестерол е налице статистически значима разлика между групите на младите контроли и суплементираните с комбиниран сок, както и между групите с Арония и Арония+пектин. При стойностите на HDL -холестерола сигнификантни разлики са налице между групата на младите контроли и Арония + пектин, (P <0.05 ; U =14.60).
Кардиопротективните индекси показват статистически по-високи стойности при групите на суплементираните животни (P<0.05).
Диаграма 3. Разпределение на средните стойности на двата кардиопротективни индекса
Дискусия:
Измененията в соматометричните параметры, наблюдавани в експеримента са аналогичны на тези в други подобни изследвания. Телесното тегло при животните се увеличава с възрастта, като това е резултат на увеличаване както делът на мастната тъкан, така и на свободната от мазнини телесна маса [2,9,12]. Индексът на Лий в случая потвърждава, че сигнификантно по-високото тегло при третираните животни не е резултат на затлъстяване.
Сигнификантните разлики на тегловните индекси между групата на младите и групите на възрастните животни (третирани и нетретирани) са показател за настъпващите атрофични промени с напредване на възрастта, което потвърждава адекватността на избрания модел.
Липсата на сигнификантни разлики между тегловните индекси на вътрешните органи на третираните животни и възрастните контроли е показател, че теглото на органите се променя, съизмеримо с телесната маса в резултат на суплементацията, което се установява и от други автори [3]. Повишеното абсолютно тегло на черен дроб, сърце, слезка и десен бъбрек и непроменените тегловни индекси на органите са израз на органосъхраняващ ефект.
Нарастването на телесната маса, без да е налице затлъстяване е индиректен признак на подобрено тегло на свободната от мазнини телесна маса при суплементираните животни, и може да се приеме като проява на редуцирана възрастова саркопения [4].
Оптимизацията на липидния профил в кардиопротективно направление е установено както за Aronia melanocarpa, така и за пектина при животни на атерогенна диета [5,7,11]. Комбинацията на двете съставки води до потенциране на кардиопротективните им ефекти.
Резултатите от изследването показват, че сокът от Aronia melanocarpa, и особено комбинацията с пектин притежават органосъхраняващи и кардиопротективни свойства и могат да бъдат препоръчвани като профилактично средство за остаряване в добро здраве.
Това изследване бе финансирано по проект N°BG161P0003-1.1.05-0024-C0001 на тема „Биологични и медицински изследвания на нутрацевтици, получени от плодовете на арония" по оперативна програма „Развитие на конкурентоспособността на българската икономика" на Европейския съюз.
Библиография:
1. Ahmadvand H., Ghasemi-Dehnoo M (2014)Antiatherogenic, hepatoprotective, and hypolipidemic effects of coenzyme Q10 in alloxan-induced type 1 diabetic rats. ARYA Atheroscler, 10(4): 192-19
2. Aissaoui A., Zizi S., Israili Z., Lyoussi B. (2011) Hypoglycemic and hypolipidemic effects of Coriandrum sativum L. in Meriones shawi rats. Journal of Ethnopharmacology 137,
3. 652- 661
4. Blalock Е., Phelps J., Pancani T., Searcy J., Anderson K., Gant J., Popovic J ., Avdiushko M., Cohen D., Chen K., Porter N., Thibault 0.,(2010) Effects of Long-Term Pioglitazone Treatment on Peripheral and Central Markers of Aging. PLoS ONE 5(4): e10405
5. Cerullo F., Gambassi F., Cesari M. (2012) Rationale for antioxidant supplementation in sarcopenia. Journal of Aging Research , 2012: Article ID 316943, 8 pages
6. Denev P, Kratchanov Ch., Ciz M., Lojek A., Kratchanova M. (2012) Bioavailability and Antioxidant activity of black chokebeny (Aronia melanocarpa) polyphenols: in vitro and in vivo evidences and possible mechanisms of action: A review, Comprenhensive Reviews in Food Science and food Safety, ,Vol.00, 1-19
7. Fusco D., Monaco M., Cesari M.( 2007) Effects of antioxidant supplementation on the aging process, Clinical Interventions in Aging:2(3) 377-387
8. Lattimer J., Haub M.,(2010) Effects of Dietary Fiber and Its Components on Metabolic Health. Nutrients, 2, 1266-1289
9. Savcheniuk O.,Virchenko O., Falalyeyeva T., Beregova T., Babenko L., Lazarenko L., Demchenko O., Bubnov R., Spivak M.( 2014) The efficacy of probiotics for monosodium glutamate-induced obesity: dietology concerns and opportunities for prevention. The EPMA Journal, 5:2
10. Seymour E., Singer A., Kirakosyan A., Urcuyo-Llanes D., Kaufman P., Bolling S. (2008) Altered hyperlipidemia, hepatic steatosis and hepatic peroxisome proliferator-activated receptors in rats with intake of tart cherry. J Med Food 11, 252-259
11. Skulachev V.P. (2007) A biochemical approach to the problem of aging: "Megaproject"on membrane-penetrating ions. The first results and prospects. Biochemistry, 72, 1385-1396
12. Valcheva-Kuzmanova S., Kuzmanov K., Mihova V., Krasnaliev I., Borisova P., Belcheva A. (2007) Antihyperlipidemic effect of Aronia melanocarpa fruit juice in rats fed a high-cholesterol diet. Plant Foods for Human Nutrition 62: 19-24
13. Wolden-Hanson T.(2010) Changes in body composition in response to challenges during aging in rats, Interdiscipl top gerontol 37, 64-83
14. Балански Р., Ганчев Г., Стойчев И., Илчева М., Томова А., Денев П., Крачанова М., Крачанов Хр. (2008 ) Ефект на натурален сок от Арония, обогатен с пектин върху канцерогенного действие на 1,2-диметилхидразин в интестиналния тракт на плъхове. Българско дружество по хранене и диететика, 1, 220-227
15. Съобщение на Европейската комисия до Европейския парламент относно стратегията на Европейския съюз за защита и хуманно отношение към животните за периода 2012—2015г http://ec.europa.eu/food/animal/welfare/actionplan/docs/aw_strategy_19012012_ bg.pdf
