CC BY
4
Для корреспонденции
Коденцова Вера Митрофановна - доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории витаминов и минеральных веществ ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-30 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5288-1132
Коденцова В.М., Кошелева О.В., Вржесинская О.А., Гусева Г.В., Зотов В.А., Леоненко С.Н., Жилинская Н.В.
Влияние обогащения рациона крыс в-глюканами овса на усвоение витаминов группы В, минеральных веществ и липидный обмен
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
Несмотря на широкое применение в-глюканов овса в составе пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище, данных об их влиянии на обмен витаминов и минеральных веществ недостаточно.
Цель исследования - оценить влияние включения в рацион овсяных отрубей с высоким содержанием в-глюканов (в-глюкан) на усвоение микронутриентов и показатели липидного обмена у дефицитных по витаминам D, группы В и микроэлементам (железо, медь, цинк) растущих крыс.
Influence of the rat diet enrichment with oat ß-gucans on the assimilation of B group vitamins, mineral elements and lipid metabolism
Kodentsova V.M., Kosheleva O.V., Vrzhesinskaya O.A., Guseva G.V., Zotov V.A., Leonenko S.N., Zhilinskaya N.V.
Финансирование. Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания (FGMF-2022-0002).
Конфликт интересов. Вржесинская О.А. является научным редактором и ответственным секретарем редакции журнала, остальные авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Коденцова В.М., Жилинская Н.В.; сбор и обработка материала - Кошелева О.В., Вржесинская О.А., Гусева Г.В., Леоненко С.Н., Зотов В.А.; статистическая обработка - Кошелева О.В.; написание текста - Коденцова В.М.; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы. Благодарность. Авторы выражают благодарность кандидату технических наук, сотруднику ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Фроловой Ю.В. за определение содержания р-глюкана.
Для цитирования: Коденцова В.М., Кошелева О.В., Вржесинская О.А., Гусева Г.В., Зотов В.А., Леоненко С.Н., Жилинская Н.В. Влияние обогащения рациона крыс р-глюканами овса на усвоение витаминов группы В, минеральных веществ и липидный обмен // Вопросы питания. 2024. Т. 93, № 1. С. 72-79. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-1-72-79 Статья поступила в редакцию 31.10.2023. Принята в печать 19.01.2024.
Funding. The research was carried out using subsidies for the implementation of a state task (FGMF-2022-0002).
Conflict of interest. Vrzhesinskaya OA. is a scientific editor and executive secretary of the journal's editorial board; the other authors declare no conflict of interest.
Contribution. Concept and design of the study - Kodentsova V.M., Zhilinskaya N.V., data collection and processing - Kosheleva O.V., Vrzhesinskaya O.A., Guseva G.V., Leonenko S.N., Zotov V.A., statistical processing - O.V. Kosheleva, text writing - V.M. Kodentsova, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article - all authors.
For citation: Kodentsova V.M., Kosheleva O.V., Vrzhesinskaya OA., Guseva G.V., Zotov V.A., Leonenko S.N., Zhilinskaya N.V. Influence of the rat diet enrichment with oat p-gucans on the assimilation of B group vitamins, mineral elements and lipid metabolism. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2024; 93 (1): 72-9. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-1-72-79 (in Russian) Received 31.10.2023. Accepted 19.01.2024.
Материал и методы. После развития дефицита микронутриентов (в течение 23 сут) для оценки влияния овсяных отрубей (5%) с высоким содержанием в-глюканов на коррекцию микронутриентного статуса растущих крыс-самцов Вистар с исходной массой тела 70,7±0,7 г в полусинтетический рацион, дефицитный по витаминам D, группы В, железу, меди и цинку, в течение 7 сут вводили недостающие микронутриенты либо на фоне обогащения рациона в-глюканом (1,47%), либо без его добавления. Показатели микронутриентной обеспеченности (концентрация в сыворотке крови рибофлавина, экскреция с мочой, собранной за 18 ч перед окончанием эксперимента, тиамина, рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты, измеренные флуориметрически; концентрация в сыворотке крови и экскреция с мочой кальция, магния, железа, цинка, меди, фосфора, полученные атомно-абсорбционным методом или по стандартным методикам на биохимическом анализаторе) и биохимические показатели сыворотки крови сравнивали с параметрами крыс, адекватно обеспеченных всеми микронутриентами в течение всего эксперимента.
Результаты. Восполнение недостающих микронутриентов в рационе крыс с дефицитом витаминов D, группы В, железа, меди и цинка в течение 7 сут приводило к устранению дефицита витаминов В1, В2 и В6 вне зависимости от наличия в рационе в-глюканов. При этом на фоне наличия в корме в-глюканов наблюдалось увеличение усвоения железа, о чем свидетельствовало повышение уровня микроэлемента в сыворотке крови в 1,73 раза (р<0,05) и тенденция к уменьшению его экскреции с мочой в 1,60 раза (р<0,10) по сравнению с показателями животных контрольной группы. Добавление в корм овсяных отрубей с в-глюканами не привело к снижению уровня общего холестерина и холестерина липопротеинов низкой плотности в сыворотке крови. Уровень холестерина липопротеинов высокой плотности и триглицеридов у крыс всех 3 групп не имел статистически значимых различий.
Заключение. Наличие в составе рациона в-глюканов практически не отразилось на усвоении витаминов группы В, но улучшило усвоение железа. Ключевые слова: сочетанная недостаточность микронутриентов; витамины группы В; в-глюкан овса; коррекция; железо; крысы
Despite the widespread use of oat в-glucans as ingredient of foods and dietary supplements, there is insufficient data on their effect on the metabolism of vitamins and minerals. The purpose of the study was to evaluate the effect of including oat bran with a high content of в-glucans (в-glucan) in the diet on the absorption of micronutrients and lipid metabolism in growing rats deficient in vitamins D, group B and trace elements (iron, copper, zinc).
Material and methods. After the development of micronutrient deficiency (for 23 days), in order to assess the effect of oat bran (5%) with a high content of в-glucans on the correction of the micronutrient status of growing male Wistar rats (with initial body weight of 70.7±0.7g), the missing micronutrients were introduced in the semi-synthetic diet deficient in vitamins D, group B, iron, copper and zinc within 7 days either along with в-glucan (1.47%) or without its addition. Indicators of micronutrient sufficiency (riboflavin serum concentration, daily urinary excretion of thiamine, riboflavin and 4-pyridoxic acid, measured by fluorometric methods; serum concentration and urinary excretion of calcium, magnesium, iron, zinc, copper, phosphorus, measured by the atomic absorption method or using standard methods on a biochemical analyzer) and the biochemical parameters of blood serum were compared with the parameters of rats adequately provided with all micronutrients throughout the experiment. Results. Replenishment of missing micronutrients in the diet of rats with deficiency in vitamins D and group B, iron, copper and zinc for 7 days led to the elimination of deficiency of vitamins B1, B2 and B6, regardless of the presence of в-glucans in the diet. At the same time, against the background of the presence of в-glucans in the feed, an increase in the absorption of iron was observed, as evidenced by an increase by 1.73 times in iron blood plasma level (р<0.05) and a tendency towards its urinary excretion decrease by 1.60 fold (р<0.10) compared to animals from the control group. Adding oat bran with в-glucans to the feed did not lead to a decrease in blood plasma level of total cholesterol and low-density lipoproteins cholesterol. The levels of high-density lipoprotein cholesterol and triglycerides in rats of all three groups did not have statistically significant differences.
Conclusion. The presence of в-glucans in the diet had virtually no effect on the absorption of B vitamins and improved the absorption of iron.
Keywords: combined micronutrient deficiency; B vitamins; oat в-glucan; correction, iron; rats
В пищевой промышленности р-глюканы, представляющие собой группу биологически активных природных полимеров р-глюкозы, используются при изготовлении пищевых продуктов в качестве технологических добавок (загустителей, стабилизаторов и заменителей жира), а при производстве специализированных пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище (БАД) - в качестве функциональных ингредиентов [1]. Регулярное включение в рацион зерновых р-глюканов оказывает многогранные положительные эффекты на здоровье человека. За счет увеличения общего времени, необходимого для прохождения р-глюканов по желудочно-кишечному тракту, они увеличивают чувство сытости [2]. Обычно полисахариды (пектины, инулин, р-глюканы, арабиноксиланы, олигосахариды и гуаровая камедь) устойчивы к эндогенным пищеварительным ферментам в тонкой кишке человека, но ферментируются бактериями в толстой кишке с образованием короткоцепочечных жирных кислот, являясь основным источником энергии для микробиома и способствуя повышению его видового разнообразия, обладают пребиоти-ческим действием, поддерживая популяцию пробиоти-ческих микроорганизмов, ингибируя рост патогенных [3].
Ферментация пребиотиков приводит к снижению рН в толстой кишке, что повышает биодоступность некоторых минеральных элементов [4-6]. Образующаяся в ходе ферментации пребиотиков п-гидроксифенил-молочная кислота восстанавливает Ре(Ш) до Ре(11), что повышает абсорбцию Ре(И) энтероцитами при участии транспортера двухвалентных металлов DMT1 [7].
Повышение кислотности в толстой кишке предотвращает образование комплексов кальция с отрицательно заряженными метаболитами - фитатами и оксалатами. Высвобождение кальция из хелатов повышает доступность этого элемента для всасывания и последующей минерализации костей [8]. Помимо этого, фитазы бактерий высвобождают кальций, магний, железо и фосфор из фитатов, превращая их в биодоступные формы [9]. Показано, что пребиотическая смесь галактоолигоса-харидов и фруктоолигосахаридов увеличивает всасывание кальция в толстой кишке и его ретенцию в костях [10, 11]. Совместное добавление в корм крысам обоего пола аравийской камеди и витаминов приводило к повышению концентрации кальция, магния, фосфора и цинка в бедренной кости, не оказывая влияния на экскрецию с мочой [2, 12]. Биодоступность железа увеличивается под действием инулина. На фоне добавления в корм инулина (5%) восполнение в рационе недостающих витаминов после вызванного у крыс дефицита витаминов D и группы В замедляло восстановление нормальной обеспеченности витаминами В1 и В6 (по экскреции с мочой), В2 (по содержанию в мозге), но сопровождалось повышением на 40% концентрации железа в печени по сравнению с животными контрольной группы, получавшими полноценный по содержанию витаминов рацион без инулина [13, 14].
р-Глюканы оказывают гипохолестеринемическое действие, снижая в крови уровень общего холестерина
(ОХС) и холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), гипогликемическое действие (уменьшение постпрандиального уровня глюкозы в крови и секреции инсулина, снижение перевариваемости крахмала), а также антиоксидантный эффект (уменьшение количества активных радикалов кислорода) [15].
Условием эффективности пищевых волокон является способность образовывать гель [16]. Но физиологические эффекты ß-глюканов зависят не только от полученной человеком дозы пищевого волокна [15]. Молекулярная масса нативного ß-глюкана составляет 2000-2200 кДа. К низкомолекулярным относятся ß-глюканы с молекулярной массой до 500 кДа, полимеры с массой 1000 кДа - к высокомолекулярным [17]. ß-Глюканы с более высокой молекулярной массой, обладающие хорошей растворимостью и способностью образовывать вязкие растворы, проявляют большую эффективность по снижению в крови уровня холестерина [16-18] и глюкозы [19]. По данным метарегрессионного анализа у здоровых лиц минимальная доза добавленных в пищу ß-глюканов, обеспечивающая снижение площади под кривой концентрации глюкозы в плазме крови в течение 120 мин, составляет для высокомолекулярных ß-глюканов 0,2 г на 30 г доступных углеводов, для ß-глюканов со средней массой - 2,2 г, а для низкомолекулярных - 3,2 г [20].
Химически чистые ß-глюканы овса с высокой молекулярной массой (2180 кДа) оказались более эффективными для снижения перекисного окисления в селезенке крыс с экспериментально индуцированным энтеритом по сравнению с низкомолекулярными ß-глюканами (69,7 кДа) [21]. Сравнение приема в течение 30 сут пациентами с гистологически диагностированным хроническим гастритом по 3 г химически чистых препаратов ß-глюканов овса с различной молекулярной массой показало, что эффект ß-глюканов овса с высокой молекулярной массой (2180 кДа) был более выраженным; их прием приводил к уменьшению повреждения слизистой оболочки желудка, а также увеличению содержания уксусной, пропионовой и гидроксимасляной кислот в кале [22].
Использование в исследованиях ß-глюканов с разными физико-химическими свойствами приводит к получению противоречивых результатов. Таким образом, несмотря на широкое применение ß-глюканов овса, остается много нерешенных вопросов, а данных о их влиянии на обмен витаминов и минеральных веществ недостаточно.
Цель исследования - оценить влияние включения в рацион овсяных отрубей с высоким содержанием ß-глюканов на усвоение микронутриентов и показатели липидного обмена у дефицитных по витаминам D, группы В и минеральным веществам (железо, медь, цинк) растущих крыс.
Материал и методы
Экспериментальные животные - отъемыши крыс (самцы) стока Вистар были получены из питомника
лабораторных животных Филиал «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Исследования на животных выполняли в соответствии с ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами». Протокол исследования был утвержден комитетом по этике ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии».
В качестве источника ß-глюканов использовали овсяные отруби («OatWell® 26XP» производства DSM Nutritional Products Ltd., Швейцария) c содержанием ß-глюканов 26,5-29,5% (свидетельство о госрегистрации № RU.77.99.13.003.Е.006380.12.16). Фактически определенное официально принятым ферментным методом (AACC Method 32-23.01, AOAC Method 995.16, EBC Methods 3.10.1, 4.16.1 and 8.13.1, ICC Standard Method No. 166, Codex Type II Method) с использованием набора реактивов «Megazyme K-BGLU: ß-glucan Assay Kit Mixed Linkage» (NEOGEN, США) содержание ß-глюканов составило 29,4±3%.
В течение 5 сут перед началом эксперимента все животные (n=23) проходили карантин и получали полноценный полусинтетический рацион, содержащий казеин (20%), кукурузный крахмал (63%), масло подсолнечное рафинированное дезодорированное (4,5%), лярд (4,5%), 3,5% стандартной смеси солей, 2% микрокристаллической целлюлозы, 1% сухой смеси витаминов, 0,30% L-цистеина, 0,25% холина битартрата и 0,95% сахарозы [23]. Затем крыс по массе тела рандомизировали на 3 группы.
Животные контрольной группы (n=7) с исходной массой тела 68,5±2,6 г продолжили получать до конца эксперимента стандартный полноценный по содержанию витаминов и минеральных веществ рацион. У крыс с исходной массой тела 70,7±0,7 г, составивших экспериментальные группы, дефицит витаминов D, группы В и микроэлементов (железо, медь, цинк) вызывали в течение 23 сут уменьшением содержания в 5 раз в витаминной смеси корма витамина D и всех витаминов группы В и в 2 раза в минеральной смеси железа, меди и цинка. Продолжительность создания экспериментальной модели выраженного дефицита микронутриентов была обоснована нами в предыдущих исследованиях [23].
Восстановление микронутриентной обеспеченности проводили в течение 7 дней, переводя их на стандартный полноценный по содержанию витаминов и минеральных веществ рацион, тем самым восполняя все недостающие микронутриенты («+D+B+Ме», n=8), или восстанавливая все недостающие микронутриенты, но на фоне замены в полноценном рационе 5% крахмала на овсяные отруби c содержанием ß-глюканов 29,4% («+D+B+Ме+ß-глюкан», n=8). Средняя поедаемость корма в контрольной и опытных группах в период восполнения недостатка микронутриентов в корме не различалась (p=0,529) и составила 18,1±0,6 и 17,5±0,8 г/сут соответственно.
Группа животных, содержащихся до конца эксперимента на дефицитном по содержанию микронутриентов
рационе, отсутствовала, так как не могла служить полноценным «отрицательным» контролем из-за усиливающегося дефицита в течение 7 сут - периода восполнения недостатка витаминов и минеральных веществ.
Для сбора мочи за 18 ч до окончания эксперимента крыс помещали в метаболические клетки, лишая пищи и предоставляя воду без ограничения. Предварительно анестезированных эфиром крыс выводили из эксперимента декапитацией.
Концентрацию витаминов группы В в сыворотке крови и моче определяли флуориметрическими методами [24]. Биохимические показатели сыворотки крови, включая концентрацию железа и макроэлементов, и мочи определяли на биохимическом анализаторе «KoneLab 200i» (Thermo Scientific, Финляндия) по стандартным методикам, экскрецию микроэлементов с мочой -атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре «DUO AA» (Agilent Technologies, США).
Экспериментальные данные обрабатывали с помощью IBM SPSS Statistics 23.0 (IBM, США). Для выявления статистической значимости различий непрерывных величин использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни для независимых переменных и непараметрический критерий Краскела-Уоллиса. Различия между анализируемыми показателями считали статистически значимыми при р<0,05.
Результаты
Было проведено определение показателей обеспеченности организма крыс витаминами В1 и В2 по концентрации в сыворотке крови рибофлавина, экскреции с мочой тиамина, рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты (метаболит витамина В6); показателей обеспеченности минеральными веществами по концентрации в сыворотке крови и экскреции с мочой кальция, магния, железа, цинка, меди и фосфора, а также были измерены биохимические показатели сыворотки крови: концентрация ОХС, ХС ЛПНП, холестерина липопротеинов высокой плотности, триглицеридов и глюкозы.
Для выявления влияния овсяных отрубей с высоким содержанием ß-глюканов на эффективность коррекции дефицита микронутриентов все измеренные показатели были выражены в процентах от соответствующих величин у животных контрольной группы, не испытавших недостаток витаминов и минеральных веществ и получавших полноценный по содержанию микронут-риентов рацион в течение всего эксперимента. На рис. 1 и 2 представлены только те данные, которые в конце эксперимента имели статистически значимые отличия от показателей крыс контрольной группы.
Восполнение в течение 7 сут количества недостающих витаминов, как в отсутствие овсяных отрубей с высоким содержанием ß-глюканов, так и в их присутствии в рационе полностью восстановило экскрецию рибофлавина, тиамина и 4-пиридоксиловой кислоты с мочой до уровня контрольной группы (данные не приведены).
%
250 п 200 150 100 50
0
Кровь / Blood Моча / Urine
□ +D+B+Me □ +D+B+Me+p-miOKaH / +D+B+Me+в-glucan
Рис. 1. Концентрация железа в сыворотке крови и его экскреция с мочой, выраженные в % относительно соответствующих величин у крыс из контрольной группы
Здесь и на рис. 2 за 100% приняты параметры крови или мочи крыс контрольной группы (горизонтальная линия), пунктирные линии отражают разброс значений. * - статистически значимое отличие (p<0,05) от показателя контрольной группы; ** - отличие (p<0,10) от показателя контрольной группы.
Fig. 1. Iron level in blood serum and its urinary excretion, expressed as % relative to the corresponding values in control rats
Here and in Fig. 2, the parameters of blood or urine of rats of the control group (horizontal line) are taken as 100%; the dotted lines reflect the spread of values. * - statistically significant difference (p<0.05) from the control group; ** - difference (p<0.10) from the control group.
%
180 160 140120100
806040200
ХС ЛПНП / LDL cholesterol ОХС / Total cholesterol □ +D+B+Me □ +D+B+Mе+p-mюкан / +D+B+Me+в-glucan
Рис. 2. Содержание в сыворотке крови общего холестерина (ОХС) и холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), выраженное в % относительно соответствующих величин у крыс из контрольной группы
Fig. 2. The level of total cholesterol and low-density lipoprotein (LDL) cholesterol in the blood serum, expressed as % relative to the corresponding values in control rats
Концентрация рибофлавина в сыворотке крови у крыс всех 3 групп не имела различий. Эти данные свидетельствуют об устранении дефицита витаминов В1, В2 и В6 в организме крыс.
Вместе с тем, как следует из данных рис. 1, в группе крыс «+D+B+Ме» наблюдалось статистически значимое повышение уровня железа в сыворотке крови на 32,6%.
На фоне включения ß-глюкана в рацион крыс, испытавших множественный микронутриентный дефицит (группа «+D+B+Ме+ß-глюкан»), повышение концентрации железа в сыворотке крови было еще более выраженным и в 1,73 раза превысило параметр крыс контрольной группы, оставаясь в пределах физиологической нормы [25], при этом появилась тенденция к снижению его экскреции с мочой в 1,60 раза, что может отражать не только увеличение абсорбции этого микроэлемента, но и повышение его ретенции в организме. Данные об увеличении биодоступности железа под действием ß-глюканов согласуются с ранее полученными нами данными при добавлении в корм крыс другого растворимого полисахарида/пребиотика - инулина [14] - и данными литературы [4, 7].
Через 7 сут коррекции микронутриентного статуса крыс уровень в сыворотке крови ХС ЛПНП, повышающийся при дефиците витаминов и, в частности, при недостатке витамина D [26-28], остался повышенным в группах крыс, получавших рацион как с добавлением овсяных отрубей с ß-глюканами (группа «+D+B+Ме+ß-глюкан»), так и без их добавления («+D+B+Ме») в 1,4 и 1,5 раза по сравнению с показателем крыс контрольной группы (рис. 2), не прошедшей стадию дефицита микронутриентов.
Иными словами, добавление в корм овсяных отрубей с ß-глюканами в течение 1 нед не привело к снижению уровня ОХС и ХС ЛПНП в сыворотке крови. Уровень липопротеинов высокой плотности, глюкозы, тригли-церидов у крыс всех 3 групп не имел статистически значимых различий.
Заключение
В современной литературе в исследованиях, посвященных изучению влияния на липидный обмен и чувство насыщения, ß-глюканы овса относят к растворимым пищевым волокнам [3, 29], в исследованиях, направленных на изучение влияния на микробиоту кишечника и иммунную систему, их рассматривают в качестве пребиотиков [1, 8, 30]. В технологических целях при производстве пищевых продуктов их используют в качестве загустителей, стабилизаторов и заменителей жира [1].
Для исследования влияния овсяных отрубей с повышенным содержанием ß-глюканов на усвоение микронутриентов у растущих крыс на первом этапе был создан дефицит микронутриентов (витаминов D, группы В, железа, меди и цинка) путем уменьшения в корме соответствующих пищевых веществ, а затем содержание
1
1
1
*
1
недостающих микронутриентов в корме животных было доведено до адекватного уровня либо на фоне включения в рацион овсяных отрубей с высоким содержанием ß-глюканов, либо без их добавления. Предполагалось, что сравнение содержания витаминов и макро- и микроэлементов в сыворотке крови и моче в конце эксперимента позволит выявить возможное влияние пищевых волокон и ß-глюканов на усвоение микронутриентов.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что обогащение рациона овсяными отрубями с высоким содержанием ß-глюканов не оказывает заметного влияния на усвоение витаминов группы В (В1, В2 и В6) и повышает усвоение железа.
В настоящее время пребиотики рассматривают в качестве альтернативного и эффективного метода повышения усвояемости кальция и минеральной плотности костной ткани у лиц с недостаточным потреблением кальция. Пищевые волокна (пребиотики) усиливают усвоение минеральных веществ и могут способствовать здоровью костей, как это было продемонстрировано на модели постменопаузы у овариэктомированных крыс [10]. Подтвердить улучшение усвоения кальция и магния в данном исследовании не удалось, так как измерения этих макроэлементов производили в сыворотке крови, концентрация в которой поддерживается на постоянном уровне и не в полной мере отражает их внутриклеточное содержание [2, 31]. Вместе с тем полученные в данном эксперименте результаты не отвергают возможности улучшения биодоступности
Сведения об авторах
этих макроэлементов, доказанного в других исследованиях путем их измерения в костной ткани [8, 10].
В нашем эксперименте в качестве источника ß-глюканов были использованы овсяные отруби с высоким содержанием ß-глюканов (29,4%). Для большинства коммерчески доступных ингредиентов с повышенным содержанием ß-глюканов изготовителем обычно гарантированы такие показатели, как вязкость и процентное содержание пищевых волокон, но без указания их молекулярной массы, однако, учитывая зависящее от молекулярной массы меньшее влияние на регуляцию уровня ХС и гликемический контроль, многие авторы пришли к выводу, что такая информация необходима [17], поскольку использование ß-глюканов с разными физико-химическими свойствами может приводить к получению противоречивых результатов. Отсутствие гипохолестеринемического и гипогликеми-ческого действия овсяных отрубей с высоким содержанием ß-глюканов у крыс, получающих стандартный по содержанию жира и углеводов рацион при дефиците витаминов и некоторых минеральных веществ в условиях нашего эксперимента, может указывать на преимущественное наличие в используемом образце овсяных отрубей ß-глюканов с низкой молекулярной массой.
Результаты исследования свидетельствуют о целесообразности включения в состав эффективного для коррекции минерального статуса пищевого продукта или биологически активной добавки к пище, наряду с минеральными веществами, ß-глюканов.
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация):
Коденцова Вера Митрофановна (Vera M. Kodentsova) - доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5288-1132
Кошелева Ольга Васильевна (Olga V. Kosheleva) - научный сотрудник лаборатории витаминов и минеральных веществ
E-mail: [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-2391-9880
Вржесинская Оксана Александровна (Oksana A. Vrzhesinskaya) - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-8973-8153
Гусева Галина Владимировна (Galina V. Guseva) - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории энзимологии питания E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-4643-9698
Зотов Владимир Алексеевич (Vladimir A. Zotov) - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории химии пищевых продуктов E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-8271-3869
Леоненко Светлана Николаевна (Svetlana N. Leonenko) - лаборант-исследователь лаборатории витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-0048-4220
Жилинская Наталия Викторовна (Nataliya V. Zhilinskaya) - кандидат биологических наук, заведующий лабораторией витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0002-1596-1213
Литература
1. Lante A., Canazza E., Tessari P. Beta-Glucans of Cereals: functional and technological properties // Nutrients. 2023. Vol. 15, N 9. Р. 2124. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15092124
2. Bonetti G., Herbst K.L., Donato K., Dhuli K., Kiani A.K., Aquilanti B. 18. et al. Dietary supplements for obesity // J. Prev. Med. Hyg. 2022. Vol. б3,
N 2. Suppl 3. Р. E160-E168. DOI: https://doi.org/10.15167/2421-4248/ jpmh2022.63.2S3.2757
3. Fr^k M., Grenda A., Krawczyk P., Milanowski J., Kalinka E. Interactions 19. between dietary micronutrients, composition of the microbiome and efficacy of immunotherapy in cancer patients // Cancers (Basel). 2022.
Vol. 14, N 22. Р. 5577. DOI: https://doi.org/10.3390/cancers14225577
4. Shortt C., Hasselwander O., Meynier A., Nauta A., Fernández E.N., Putz P. et al. Systematic review of the effects of the intestinal microbiota 20. on selected nutrients and non-nutrients // Eur. J. Nutr. 2018. Vol. 57,
N 1. Р. 25-49. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-017-1546-4
5. Basavaiah R., Gurudutt P.S. Prebiotic carbohydrates for therapeutics // Endocr. Metab. Immune Disord. Drug Targets. 2021. Vol. 21. P. 230-245. DOI: https://doi.org/10.2174/1871530320666200929140522
6. Zakrzewska Z., Zawartka A., Schab M., Martyniak A., Skoczen S., 21. Tomasik P.J. et al. Prebiotics, probiotics, and postbiotics in the prevention and treatment of anemia // Microorganisms. 2022. Vol. 10. Р. 1330. DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms10071330
7. González A., Gálvez N., Martín J., Reyes F., Pérez-Victoria I., Dominguez-Vera J.M. Identification of the key excreted molecule 22. by lactobacillus fermentum related to host iron absorption // Food Chem. 2017. Vol. 228. Р. 374-380. DOI: https://doi.org/10.1016/j.food-chem.2017.02.008
8. Whisner C.M., Castillo L.F. Prebiotics, bone and mineral metabo- 23. lism // Calcif. Tissue Int. 2018. Vol. 102, N 4. Р. 443-479. DOI: https:// doi.org/10.1007/s00223-017-0339-3
9. Barone M., D'Amico F., Brigidi P., Turroni S. Gut microbiome-micronutrient interaction: the key to controlling the bioavailability of minerals and vitamins? // Biofactors. 2022. Vol. 48, N 2. Р. 307-314. DOI: https://doi.org/10.1002/biof.1835
10. Seijo M., Bonanno M.N., Bryk G., Zeni Coronel M.E., Pita Martin de 24. Portela M.L., Zeni S.N. Does vitamin D insufficiency influence prebi-
otic effect on calcium absorption and bone retention? // Calcif. Tissue Int. 2022. Vol. 111, N 3. Р. 300-312. DOI: https://doi.org/10.1007/ s00223-022-00984-y 25.
11. Zemanova N., Omelka R., Mondockova V., Kovacova V., Martiniakova M. Roles of gut microbiome in bone homeostasis and its relationship with bone-related diseases // Biology (Basel). 2022. Vol. 11, N 10. Р. 1402. DOI: https://doi.org/10.3390/biology11101402
12. Legette L.L., Lee W., Martin B.R., Story J.A., Campbell J.K., Weaver 26. C.M. Prebiotics enhance magnesium absorption and inulin-based fibers exert chronic effects on calcium utilization in a postmenopausal rodent model // J. Food Sci. 2012. Vol. 77, N 4. Р. H88-H94. DOI: https://doi. org/10.1111/j.1750-3841.2011.02612.x
13. Бекетова H.A., Коденцова В.М., Леоненко С.Н., Кошелева O^., 27. Вржесинская O.A., Сото С.Х. и др. Влияние обогащения рациона крыс инулином на усвоение некоторых витаминов и минеральных веществ // Микроэлементы в медицине. 2021. Т. 22,
№ 3. С. 47-57. DOI: https://doi.org/10.19112/2413-6174-2021-22-3-47-57 28.
14. Коденцова В.М., Леоненко QH., Бекетова H.A., Кошелева O^., Вржесинская O.A., Сокольников A.A. и др. Инулин как компонент обогащенных пищевых продуктов: влияние на микро-нутриентный статус организма // Вопросы биологической, 29. медицинской и фармацевтической химии. 2022. № 3. С. 34-42. DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-03-05
15. Schmidt M. Cereal beta-glucans: an underutilized health endorsing food ingredient // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2022. Vol. 62. Р. 32813300. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1864619 30.
16. Lambeau K.V., McRorie Jr J.W. Fiber supplements and clinically proven health benefits: How to recognize and recommend an effective fiber therapy // J. Am. Assoc. Nurse Pract. 2017. Vol. 29, N 4. Р. 216-223. 31. DOI: https://doi.org/10.1002/2327-6924.12447
17. Sushytskyi L., Synytsya A., Copíková J., Lukác P., Rajsiglová L., Tenti P. et al. Perspectives in the application of high, medium, and low molec-
ular weight oat ß-d-glucans in dietary nutrition and food technology — a short overview // Foods. 2023. Vol. 12, N 6. Р. 1121. DOI: https://doi. org/10.3390/foods12061121
Joyce S.A., Kamil A., Fleige L., Gahan C.G. The cholesterol-lowering effect of oats and oat beta glucan: modes of action and potential role of bile acids and the microbiome // Front. Nutr. 2019. Vol. 6. Р. 171. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00171
Zurbau A., Noronha J.C., Khan T.A., Sievenpiper J.L., Wolever T.M. The effect of oat ß-glucan on postprandial blood glucose and insulin responses: a systematic review and meta-analysis // Eur. J. Clin. Nutr. 2021. Vol. 75, N 11. Р. 1540-1554. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-
021-00875-9
Noronha J.C., Zurbau A., Wolever T.M. The importance of molecular weight in determining the minimum dose of oat ß-glucan required to reduce the glycaemic response in healthy subjects without diabetes: a systematic review and meta-regression analysis // Eur. J. Clin. Nutr. 2023. Vol. 77, N 3. Р. 308-315. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-
022-01176-5
Biaszczyk K., Wilczak J., Harasym J., Gudej S., Suchecka D., Krolikowski T. et al. Impact of low and high molecular weight oat beta-glucan on oxidative stress and antioxidant defense in spleen of rats with LPS induced enteritis // Food Hydrocolloids. 2015. Vol. 51. Р. 272-280. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.05.025 Gudej S., Filip R., Harasym J., Wilczak J., Dziendzikowska K., Oczkowski M. et al. Clinical outcomes after oat beta-glucans dietary treatment in gastritis patients // Nutrients. 2021. Vol. 13, N 8. Р. 2791. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13082791
Коденцова В.М., Леоненко С.Н., Бекетова Н.А., Кошелева О.В., Вржесинская О.А., Сокольников А.А. и др. Зависимость эффективности коррекции дефицита витамина D и его последствий у крыс от обеспеченности витаминами группы В // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2021. Vol. 24, № 4. С. 30-37. DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2021-04-05
Спиричев В.Б., Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А., Харитончик Л.А., Алексеева И.А. и др. Методы оценки витаминной обеспеченности населения : учебно-методическое пособие. Москва : Альтекс, 2001. 68 с.
Тышко Н.В., Садыкова Э.О., Тимонин А.Н., Шестакова С.И., Мустафина О.К., Сото С.Х. Изучение влияния интоксикации кадмием на модели витаминно-минеральной недостаточности у крыс // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 1. С. 63-71. DOI: https:// doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10007
Аверьянова И.В. Показатели липидного профиля у лиц трудоспособного возраста с недостаточностью и оптимальной концентрацией витамина D // Атеросклероз и дислипидемии. 2021. № 3 (44). С. 38-44. DOI: https://doi.org/10.34687/2219-8202. JAD.2021.03.0004
Karras S.N., Koufakis T., Dimakopoulos G., Karalazou L.P., Thisiadou K., Bais A. et al. Vitamin D equilibrium affects sex-specific changes in lipid concentrations during Christian Orthodox fasting // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2021. Vol. 211. Article ID 105903. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jsbmb.2021.105903
Кострова Г.Н., Малявская С.И., Лебедев А.В. Взаимосвязь показателей липидного профиля с уровнем 25(ОН^ у лиц юношеского возраста // Вопросы питания. 2022. Т. 91, № 4. С. 26-34. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-4-26-34 Reiners S., Hebestreit S., Wedekind L., Kiehntopf M., Klink A., Rummler S. et al. Effect of a regular consumption of traditional and roasted oat and barley flakes on blood lipids and glucose metabolism -a randomized crossover trial // Front. Nutr. 2023. Vol. 10. Article ID 1095245. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1095245 Singh R.P., Bhardwaj A. ß-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system // Front. Nutr. 2023. Vol. 10. Article ID 1143682. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1143682 Батурин А.К., Шарафетдинов Х.Х., Коденцова В.М. Роль кальция в обеспечении здоровья и снижении риска развития социально значимых заболеваний // Вопросы питания. 2022. Т. 91, № 1. С. 65-75. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-1-65-75
References
Lante A., Canazza E., Tessari P. Beta-Glucans of Cereals: functional and technological properties. Nutrients. 2023; 15 (9): 2124. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15092124
Bonetti G., Herbst K.L., Donato K., Dhuli K., Kiani A.K., Aquilanti B., et al. Dietary supplements for obesity. J Prev Med Hyg. 2022; 63 (2 suppl 3): E160—8. DOI: https://doi.org/10.15167/2421-4248/jpmh2022.63.2S3.2757
Frqk M., Grenda A., Krawczyk P., Milanowski J., Kalinka E. Interactions between dietary micronutrients, composition of the microbiome and efficacy of immunotherapy in cancer patients. Cancers (Basel). 2022; 14 (22): 5577. DOI: https://doi.org/10.3390/cancers14225577 Shortt C., Hasselwander O., Meynier A., Nauta A., Fernández E. N., Putz P., et al. Systematic review of the effects of the intestinal micro-
2.
4
biota on selected nutrients and non-nutrients. Eur J Nutr. 2018; 57 (1): 25-49. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-017-1546-4
5. Basavaiah R., Gurudutt P.S. Prebiotic carbohydrates for therapeu- 19. tics. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2021; 21: 230-45. DOI: https://doi.org/10.2174/1871530320666200929140522
6. Zakrzewska Z., Zawartka A., Schab M., Martyniak A., Skoczen S., Tomasik P.J., et al. Prebiotics, probiotics, and postbiotics in the 20. prevention and treatment of anemia. Microorganisms. 2022; 10: 1330. DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms10071330
7. González A., Gálvez N., Martín J., Reyes F., Pérez-Victoria I., Dominguez-Vera J.M. Identification of the key excreted molecule by lactoba-cillus fermentum related to host iron absorption. Food Chem. 2017; 228: 21. 374-80. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.02.008
8. Whisner C.M., Castillo L.F. Prebiotics, bone and mineral metabolism. Calcif Tissue Int. 2018; 102 (4): 443-79. DOI: https://doi.org/10.1007/ s00223-017-0339-3
9. Barone M., D'Amico F., Brigidi P., Turroni S. Gut microbiome- 22. micronutrient interaction: the key to controlling the bioavailability of minerals and vitamins? Biofactors. 2022; 48 (2): 307-14. DOI: https:// doi.org/10.1002/biof.1835
10. Seij o M., Bonanno M.N., Bryk G., Zeni Coronel M.E., Pita Martin 23. de Portela M.L., Zeni S.N. Does vitamin D insufficiency influence prebiotic effect on calcium absorption and bone retention? Calcif Tissue
Int. 2022; 111 (3): 300-12. DOI: https://doi.org/10.1007/s00223-022-00984-y
11. Zemanova N., Omelka R., Mondockova V., Kovacova V., Martiniako-va M. Roles of gut microbiome in bone homeostasis and its relationship with bone-related diseases. Biology (Basel). 2022; 11 (10): 1402. 24. DOI: https://doi.org/10.3390/biology11101402
12. Legette L.L., Lee W., Martin B.R., Story J.A., Campbell J.K., Weaver C.M. Prebiotics enhance magnesium absorption and inulin-based fibers exert chronic effects on calcium utilization in a postmenopausal 25. rodent model. J Food Sci. 2012; 77 (4): H88-94. DOI: https://doi. org/10.1111/j.1750-3841.2011.02612.x
13. Beketova N.A., Kodentsova V.M., Leonenko S.N., Kosheleva O.V., Vrzhesinskaya O.A., Soto S.Kh., et al. Influence of enrichment of the
rat diet with inulin on the assimilation of certain vitamins and minerals. 26. Mikroelementy v meditsine [Trace Elements in Medicine]. 2021; 22 (3): 47-57. DOI: https://doi.org/10.19112/2413-6174-2021-22-3-47-57 (in Russian)
14. Kodentsova V.M., Leonenko S.N., Beketova N.A., Kosheleva O.V., 27. Vrzhesinskaya O.A., Sokol'nikov A.A., et al. Inulin as a component of fortified foodstuffs: influence on the micronutrient status. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii [Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry]. 2022; (3): 34-42. DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-03-05 28. (in Russian)
15. Schmidt M. Cereal beta-glucans: an underutilized health endorsing food ingredient. Crit Rev Food Sci Nutr. 2022; 62: 3281-00. DOI: https:// doi.org/10.1080/10408398.2020.1864619 29.
16. Lambeau K.V., McRorie Jr J.W. Fiber supplements and clinically proven health benefits: How to recognize and recommend an effective fiber therapy. J Am Assoc Nurse Pract. 2017; 29 (4): 216-23. DOI: https:// doi.org/10.1002/2327-6924.12447
17. Sushytskyi L., Synytsya A., Copíková J., Lukác P., Rajsiglová L., Tenti P., 30. et al. Perspectives in the application of high, medium, and low molecular weight oat [3-d-glucans in dietary nutrition and food technology -
a short overview. Foods. 2023; 12 (6): 1121. DOI: https://doi. 31. org/10.3390/foods12061121
18. Joyce S.A., Kamil A., Fleige L., Gahan C.G. The cholesterol-lowering effect of oats and oat beta glucan: modes of action and potential role of
bile acids and the microbiome. Front Nutr. 2019; 6: 171. DOI: https:// doi.org/10.3389/fnut.2019.00171
Zurbau A., Noronha J.C., Khan T.A., Sievenpiper J.L., Wolever T.M. The effect of oat ß-glucan on postprandial blood glucose and insulin responses: a systematic review and meta-analysis. Eur J Clin Nutr. 2021; 75 (11): 1540-54. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-021-00875-9 Noronha J.C., Zurbau A., Wolever T.M. The importance of molecular weight in determining the minimum dose of oat ß-glucan required to reduce the glycaemic response in healthy subjects without diabetes: a systematic review and meta-regression analysis. Eur J Clin Nutr. 2023; 77 (3): 308-15. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-022-01176-5 Biaszczyk K., Wilczak J., Harasym J., Gudej S., Suchecka D., Krolikowski T., et al. Impact of low and high molecular weight oat beta-glucan on oxidative stress and antioxidant defense in spleen of rats with LPS induced enteritis. Food Hydrocolloids. 2015; 51: 272-80. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.05.025 Gudej S., Filip R., Harasym J., Wilczak J., Dziendzikowska K., Oczkowski M., et al. Clinical outcomes after oat beta-glucans dietary treatment in gastritis patients. Nutrients. 2021; 13 (8): 2791. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13082791
Kodentsova V.M., Leonenko S.N., Beketova N.A., Kosheleva O.V., Vrzhesinskaya O.A., Sokol'nikov A.A., et al. Dependence of the efficiency of vitamin D deficiency correction and its consequences in rats from supply with B group vitamins. Voprosy biologicheskoy, medit-sinskoy i farmatsevticheskoy khimii [Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry]. 2021; 24 (4): 30-7. DOI: https://doi. org/10.29296/25877313-2021 (in Russian)
Spirichev V.B., Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Beketova N.A., Kharitonchik L.A., Alekseeva I.A., et al. Methods for evaluation of vitamin status. Educational and methodical manual. Moscow: Al'teks, 2001: 68 p. (in Russian)
Tyshko N.V., Sadykova E.O., Timonin A.N., Shestakova S.I., Mustafina O.K., Soto J.C. Research of the cadmium intoxication effect on the model of vitamin-mineral deficiency in rats. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (1): 63-71. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10007 (in Russian)
Aver'yanova I.V. Lipid picture in working age people with insufficient and proper levels of vitamin D. Ateroskleroz i dislipidemii [Atherosclerosis and Dyslipidemias]. 2021; 3 (44): 38-44. DOI: https://doi. org/10.34687/2219-8202.JAD.2021.03.0004 (in Russian) Karras S.N., Koufakis T., Dimakopoulos G., Karalazou L.P., Thisia-dou K., Bais A., et al. Vitamin D equilibrium affects sex-specific changes in lipid concentrations during Christian Orthodox fasting. J Steroid Biochem Mol Biol. 2021; 211: 105903. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.jsbmb.2021.105903
Kostrova G.N., Malyavskaya S.I., Lebedev A.V. Relationship between vitamin D level and lipid profile in young adults. Voprosy pita-niia [Problems of Nutrition]. 2022; 91 (4): 26-34. DOI: https://doi. org/10.33029/0042-8833-2022-91-4-26-34 (in Russian) Reiners S., Hebestreit S., Wedekind L., Kiehntopf M., Klink A., Rummler S., et al. Effect of a regular consumption of traditional and roasted oat and barley flakes on blood lipids and glucose metabolism - a randomized crossover trial. Front Nutr. 2023; 10: 1095245. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1095245
Singh R.P., Bhardwaj A. ß-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system. Front Nutr. 2023; 10: 1143682. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1143682 Baturin A.K., Sharafetdinov Kh.Kh., Kodentsova V.M. Role of calcium in health and reducing the risk of non-communicable diseases. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2022; 91 (1): 65-75. DOI: https://doi. org/10.33029/0042-8833-2022-91-1-65-75 (in Russian)
