CC BY
343
Для корреспонденции
Петров Никита Александрович - врио младшего научного сотрудника лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-71 E-mail: petrov-nikita-y@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9755-6002
Петров Н.А., Сидорова Ю.С., Кочеткова А.А., Мазо В.К.
Влияние полифенолов ягод черники, сорбированных на гречневой муке, на индуцированные нарушения углеводного обмена у мышей-самцов линии C57BL/6c
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
Гипогликемические свойства полифенольных соединений растительного происхождения подтверждаются результатами многочисленных доклинических и клинических исследований. Однако биологические эффекты этих соединений лимитируются их низкой усвояемостью, что актуализирует разработку методов ее повышения за счет новых способов поступления полифенолов в организм, например путем их извлечения из природных источников в виде экстрактов и концентрирования экстрактов на пищевых полимерных матрицах для последующего использования в качестве функционального пищевого ингредиента (ФПИ).
Цель данного исследования - оценить in vivo возможное влияние потребления полученного ФПИ в виде пищевой матрицы - гречневой муки, обогащенной полифенолами ягод черники, на нарушения углеводного обмена, индуцированные высокожировым рационом с высоким содержанием легкоусвояемых углеводов (сахарозы), а также уровень тревожности мышей-самцов линии C57Bl/6c. Материал и методы. В работе использовали пищевую матрицу, полученную путем сорбции полифенолов экстракта ягод черники на гречневой муке, с содержанием общих полифенолов 8,9±0,7 мг-экв галловой кислоты/г муки, антоциа-нинов - 4,6±0,1 мг/г муки. Эксперимент проводили в течение 150 сут с исполь-
Финансирование. Экспериментальная работа проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований (тема № 0529-2019-0055).
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Для цитирования: Петров НА., Сидорова Ю.С., Кочеткова А.А., Мазо В.К. Влияние полифенолов ягод черники, сорбированных на гречневой муке, на индуцированные нарушения углеводного обмена у мышей-самцов линии C57BL/6c // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 6. С. 82-90. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10081
Статья поступила в редакцию 27.04.2020. Принята в печать 20.11.2020.
Funding. This work was supported with the subsidies of state project № 0529-2019-0055. Conflict of interests. Authors declare no clear or potential conflicts of interest.
For citation: Petrov N.A., Sidorova Yu.S., Kochetkova A.A., Mazo V.K. The impact of bilberry fruits polyphenols, sorbed on buckwheat flour, on the induced disorders of carbohydrate metabolism of male C57BL/6c mice. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (6): 82-90. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10081 (in Russian) Received 27.04.2020. Accepted 20.11.2020.
The impact of bilberry fruits polyphenols, sorbed on buckwheat flour, on the induced disorders of carbohydrate metabolism of male C57BL/6c mice
Petrov N.A., Sidorova Yu.S., Kochetkova A.A., Mazo V.K.
зованием 48 мышей-самцов (отъемышей) линии C57Bl/6c. Животные были разделены на 3 группы: контрольную группу К1 (n=16), мыши которой получали стандартный полусинтетический рацион (22,5% белка, 10% жира, 58% углеводов в виде крахмала, 362 ккал/100 г), контрольную группу К2 (n=14) и опытную группу Г3 (n=18). Нарушения углеводного и липидного обмена у животных групп К2 и Г3 моделировали с применением изоазотистого высокожирового рациона с высоким содержанием легкоусвояемых углеводов (ВЖВУ-рацион: 22,5% белка, 30% жира, 18% углеводов в виде крахмала, 20% сахарозы, 493 ккал/100 г). В рацион животных опытной группы Г3 вносили ФПИ - пищевую матрицу в количестве 6,6 г/100 г корма. 1 раз в 3 нед контролировали уровень глюкозы в крови животных. На 60-е и 114-е сутки эксперимента проводили тестирование животных на приподнятом крестообразном лабиринте. После выведения животных из эксперимента декапитацией под легким эфирным наркозом в крови определяли содержание гликированного гемоглобина. Результаты и обсуждение. Животные обеих групп, получавших ВЖВУ-рацион, потребляли статистически значимо меньше корма по сравнению с животными контрольной группы К1 (2,91 ±0,05 г/сут на мышь). При этом животные опытной группы Г3 потребляли статистически значимо больше корма (2,51±0,04 г/сут на мышь) по сравнению с животными контрольной группы К2 (2,36±0,04 г/сут на мышь). Потребление энергии животными обеих групп, получавших ВЖВУ-рацион, напротив, было статистически значимо выше по сравнению с группой К1 (10,5±0,2 ккал/сут на мышь). Потребление энергии животными группы Г3 (12,3±0,2 ккал/сут на мышь) было статистически значимо выше по сравнению с животными контрольной группы К2 (11,5±0,2 ккал/сут на мышь). Полученные данные свидетельствуют о том, что потребление ФПИ в виде полифенолов, адсорбированных на пищевой матрице, может способствовать усилению аппетита у животных, находящихся на высокожировом рационе. Результаты проведения теста «приподнятый крестообразный лабиринт» свидетельствуют об отсутствии влияния полифенолов в составе пищевой матрицы на уровень тревожности животных. Начиная с 42-х суток и до окончания эксперимента уровень глюкозы у животных группы Г3, потреблявших полифенолы ягод черники в составе пищевой матрицы, был статистически значимо ниже соответствующего показателя для животных контрольной группы К2.
Заключение. В соответствии с полученными результатами целесообразны дальнейшие исследования безопасности и клинической эффективности включения разработанного ФПИ в виде пищевой матрицы с полифенолами в состав специализированных пищевых продуктов, предназначенных для профилактики нарушений углеводного обмена. Ключевые слова: ягоды черники, полифенолы, пищевая матрица, функциональный пищевой ингредиент, углеводный обмен, гипогликемические эффекты
The hypoglycemic properties of polyphenolic compounds of plant origin are confirmed by the results of numerous preclinical and clinical studies. However, the biological effects of these compounds are limited by their low bioavailability. This makes it urgent to develop methods for its increasing due to new methods of entering polyphenols into the organism, for example, by extracting them from natural sources in the form of extracts and concentrating extracts on food polymer matrices for subsequent use as a functional food ingredient (FFI).
The aim of this study was to evaluate in vivo the possible effect of consumption of the obtained FFI in the form of a food matrix -buckwheat flour enriched with bilberry polyphenols - on carbohydrate metabolism disorders induced by a high-fat diet with a high content of easily digestible carbohydrates (sucrose) and anxiety level of male C57Bl/6c mice.
Material and methods. The food matrix was obtained by sorption of the bilberry fruits polyphenol extract on buckwheat flour. The total polyphenol content in the composition of food matrix was 8.9±0.7 mg-eq gallic acid/g flour. Total anthocyanin content in the composition of food matrix was 4.6±0.1 mg/g flour. The experiment was conducted for 150 days using 48 male C57Bl/6c mice (weaners). The animals were divided into 3 groups: the control group K1 (n=16, the mice received a standard semi-synthetic diet (22.5% protein, 10% fat, 58% carbohydrates as starch, 362 kcal/100 g), the control group K2 (n=14) and the experimental group G3 (n=18). Disorders of carbohydrate and lipid metabolism in animals of groups K2 and G3 were modeled by feeding an iso-nitrogenous high-fat diet with a high content of easily digestible carbohydrates (HFHC-diet: 22.5% protein, 30% fat, 18% carbohydrates in the form of starch, 20% sucrose, 493 kcal/100 g). FFI, a food matrix in the amount of 6.6 g/100 g of feed, was introduced into the diet of animals of the experimental group G3, which corresponded to the amount of polyphenols equal to 58.7 mg-eq gallic acid/100 g of feed and the content of anthocyanins 30.4 mg/100 g of feed. Once every three weeks, the level of glucose in the blood of animals was monitored. On days 60 and 114 of the experiment, animals were tested on an elevated plus maze. Animals were decapitated under light ether anesthesia at the end of experiment. The content of glycated hemoglobin was determined in the blood. Results and discussion. Animals of both groups treated with HFHC-diet consumed significantly less feed compared with animals of the control group K1 (2.91±0.05 g/day per mouse). Moreover, animals of the experimental group G3 consumed significantly more food (2.51 ±0.04 g/day per mouse) compared with animals of the control group K2 (2.36±0.04 g/day per mouse). In contrast, the energy consumption of animals of both groups fed HFHC-diet was significantly higher compared to the K1 group (10.5±0.2 kcal/ day per mouse). Energy consumption by animals of group G3 (12.3±0.2 kcal/day per mouse) was significantly higher compared to animals of the control group K2 (11.5±0.2 kcal/day per mouse). The data obtained indicate that the consumption of FFI in the form of polyphenols adsorbed on the food matrix can contribute to increased appetite in animals treated with the high-fat diet. The results of the Elevated Plus Maze test indicated the absence of the effect of polyphenols in the composition of the food matrix on the anxiety level of animals. Starting from day 42 until the end of the experiment, the glucose level in animals of group G3 was significantly lower than the corresponding indicator for animals of the control group K2.
Conclusion. In accordance with the results obtained, further studies of the safety and clinical efficacy of including the developed FFI in the form of a food matrix with polyphenols into the composition of specialized foods for the prevention of carbohydrate metabolism disorders are advisable.
Keywords: bilberry fruits, polyphenols, food matrix, functional food ingredient, carbohydrate metabolism, hypoglycemic effects
Нарушения углеводного обмена ведут к развитию ряда алиментарно-зависимых заболеваний и в первую очередь таких социально значимых, как ожирение,
сахарный диабет 2 типа, метаболический синдром. Профилактика и диетотерапия указанных заболеваний и сопутствующих им клинических проявлений предпо-
лагают включение в рационы питания лиц, входящих в группу риска, специализированных пищевых продуктов (СПП), эффективность которых определяется наличием в их составах функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ), содержащих биологически активные вещества, проявляющие гипогликемическое действие. В клинической нутрициологии широко обсуждаются гипогликемические свойства полифенольных соединений растительного происхождения, подтверждаемые как многовековым опытом традиционной народной медицины, так и результатами современных клинических исследований и экспериментальных исследований in vivo с использованием соответствующих моделей [1, 2]. При этом подчеркивается, что важным условием повышения профилактической эффективности полифе-нольных соединений, ограничиваемой низкой усвояемостью, является возможное увеличение их содержания в СПП, достигаемое широким спектром технологических решений, касающихся состава и физико-химических свойств пищевой матрицы - ФПИ [3].
Целенаправленное извлечение и концентрирование полифенолов может быть осуществлено сорбцией последних из содержащих их экстрактов на полимерной матрице с дальнейшим использованием в качестве ФПИ. Этот эффективный и относительно простой технологический подход был использован нами для получения пищевых матриц на основе гречневой муки, обогащенных полифенолами листьев [4] и ягод черники [5].
Цель данного исследования - оценить in vivo возможное влияние потребления полученного ФПИ в виде пищевой матрицы - гречневой муки, обогащенной полифенолами ягод черники, на нарушения углеводного обмена, индуцированные высокожировым рационом с высоким содержанием легкоусвояемых углеводов (сахарозы) (ВЖВУ-рацион), а также уровень тревожности мышей-самцов линии C57Bl/6c.
Материал и методы
В эксперименте использовали ФПИ - пищевую матрицу, полученную сорбцией полифенольных соединений из водно-спиртового экстракта ягод черники на гречневой муке путем перемешивания в течение 45 мин при 25 °С экстракта с мукой в соотношении 1 г муки на 40 мл экстракта [5], с содержанием общих полифенолов 8,9±0,7 мг-экв галловой кислоты/г, антоцианинов -4,6±0,1 мг/г.
Дизайн эксперимента. Эксперимент проведен с использованием 48 мышей-самцов (отъемышей) линии C57Bl/6c, полученных из питомника лабораторных животных - филиала «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Исследования на животных выполнены в соответствии с приказом Минздрава России от 01.04.2016 № 199н «Об утверждении Правил лабораторной практики» и требованиями ГОСТ Р 53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики» и ГОСТ 33216-2014
«Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами».
Животных содержали по 1 особи в клетке в контролируемых условиях окружающей среды (температура 20-24 °C, влажность 45-65%, 12-часовой цикл освещения). Исходная масса тела животных на начало эксперимента составила 17,4±0,4 г. До проведения эксперимента у животных оценивали концентрацию глюкозы в крови (после 4-часового голодания). Для определения концентрации глюкозы у животных отбирали кровь из хвостовой вены, уровень глюкозы определяли с помощью портативного электрохимического глюкометра «OneTouch Select» (LifeScan, США). Животных рандомизировали (по массе тела, уровню глюкозы) на 3 группы: контрольные группы К1 (п=16) и К2 (п=14) и опытную группу Г3 (п=18).
Животные группы К1 на протяжении всего эксперимента получали стандартный полусинтетический рацион (22,5% белка, 10% жира, 58% углеводов в виде крахмала, 362 ккал/100 г) [6, 7]. Животные групп К2 и Г3 получали модифицированный ВЖВУ-рацион (22,5% белка, 30% жира, 18% углеводов в виде крахмала, 20% сахарозы, 493 ккал/100 г) [7]. В рацион животных опытной группы Г3 вносили ФПИ - обогащенную полифенолами пищевую матрицу в количестве 6,6 г/100 г корма, что соответствовало количеству полифенолов 58,7 мг-экв галловой кислоты/100 г корма и количеству антоци-анов 30,4 мг/100 г корма. В рацион животных группы К2 вносили эквивалентное количество гречневой муки. Животные всех групп на протяжении всего эксперимента получали корм и питьевую воду, фильтруемую системой Milli-RO (MilliPORE, США) ad libitum.
3 раза в неделю контролировали потребление корма, 1 раз в неделю взвешивали животных. 1 раз в 3 нед у животных измеряли уровень глюкозы в крови. На 60-е и 114-е сутки эксперимента тестировали животных на приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ). В тесте изучали поведение животных в условиях переменной стрессогенности, т.е. при свободном выборе комфортных условий, что позволяет оценить их уровень тревожности [8]. Время пребывания мыши в лабиринте составляло 5 мин. При тестировании регистрировали число заходов и время пребывания в закрытых (ЗР) и открытых (ОР) рукавах, общую исследовательскую активность. Перемещение мышей по лабиринту регистрировали с помощью системы видеонаблюдения «Smart 3.0.04» (Panlab Harvard Apparatus, Испания).
По окончании кормления (на 150-е сутки) животных выводили из эксперимента декапитацией под легким эфирным наркозом. После декапитации проводили па-тологоанатомическое вскрытие животных для извлечения и взвешивания печени.
Для определения уровня гликированного гемоглобина кровь брали непосредственно в пробирку с заранее добавленным антикоагулянтом. Содержание гликирован-ного гемоглобина определяли с использованием коммерческого набора «Гликогемотест» («ЭЛТА», Россия). Метод основан на принципе аффинного разделения
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Недели эксперимента/^ее^ ^ ехрептеЛ
Рис. 1. Динамика потребления корма животными на протяжении эксперимента
Статистически значимые отличия (р<0,05): 1 - по сравнению с группой К1; 2 - по сравнению с группой К2.
Fig. 1. Food intake dynamics during the experiment
Differences are significant (p<0.05): 1 - in comparison with C1 group; 2 - in comparison with C2 group.
гликированной и негликированной фракции гемоглобина гемолизата крови на сорбенте с привитой 4-амино-метилфенилбороновой кислотой [9].
Статистическую обработку данных проводили с использованием программного пакета IBM SPSS Statistics 20 (IBM, США). Вычисляли среднее значение (М) и стандартную ошибку среднего (m). Нормальность распределения выборок подтверждена согласно критерию Пирсона. Статистические различия между группами оценивали с параллельным использованием критериев Стьюдента и Манна-Уитни. При анализе результатов теста ПКЛ использовали многофакторный (3-фактор-ный) дисперсионный анализ, план исследования типа 23. Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (p) принимали равным 0,05.
Результаты
На рис. 1 представлено суточное потребление корма животными, а в табл. 1 - среднее потребление корма и энергии за весь экспериментальный период.
На протяжении эксперимента животные групп, получавших ВЖВУ-рацион, потребляли статистически значимо меньше корма (за исключением 7, 8 и 18-й недели) по сравнению с животными контрольной группы К1, полу-
чавшими стандартный рацион, что связано с большей калорийностью ВЖВУ-рациона. Потребление энергии животными, получавшими ВЖВУ-рацион, было статистически значимо выше по сравнению с животными контрольной группы К1. Животные опытной группы Г3 потребляли больше корма по сравнению с животными контрольной группы К2, соответственно, животные этой группы получали статистически значимо больше энергии. Потребление полифенолов может способствовать усилению аппетита у животных. Как показано в работе [10], потребление мышами линии С57В1_^ высокожирового рациона с добавлением экстракта красной водоросли йеНСшт атапэИ (17,4 мг полифенолов/г экстракта) в количестве 250 мг на 1 кг массы тела способствовало большему потреблению корма по сравнению с животными контрольной группы, потреблявшими только высокожировой рацион.
На рис. 2 представлен прирост массы тела животных на протяжении всего эксперимента.
Прирост массы тела животных обеих групп, потреблявших ВЖВУ-рацион, до 11-й недели эксперимента был статистически значимо ниже, чем у животных контрольной группы К1. Начиная с 12-й недели и до конца эксперимента достоверных различий в приросте массы тела животных всех групп не выявлено.
Фактическое потребление полифенолов и антоцианов в сутки в составе корма для опытной группы животных
Таблица 1. Среднее кумулятивное потребление корма и энергии за весь эксперимент Table 1. Average cumulative food and energy intake
Показатель Parameter Группа/Group
К1 (n=16)/K1 (n=16) К2 (n=14)/K2 (n=14) Г3 (n=18)/G3 (n=18)
Потребление корма, г/сут на мышь/Food intake, g/day per mouse 2,91±0,05 2,36±0,041 2,51±0,041, 2
Потребление энергии, ккал/сут на мышь/Energy intake, kcal/day per mouse 10,5±0,2 11,5±0,21 12,3±0,21, 2
П р и м е ч а н и е. Статистически значимые отличия (p<0,05): 1 - по сравнению с группой К1; 2 - по сравнению с группой К2. N o t e. Differences are significant (p<0.05): 1 - in comparison with C1 group; 2 - in comparison with C2 group.
Г3 на начало эксперимента (1-я неделя), к середине кормления (11-я неделя) и к окончанию эксперимента (21-я неделя) представлено в табл. 2. Общее количество потребленных (из расчета на 1 кг массы тела) за весь эксперимент полифенолов составило 1414,5 мг-экв галловой кислоты, антоцианинов - 727,6 мг.
Как видно из данных табл. 2, к середине эксперимента (11-я неделя) потребление корма и, соответственно, полифенолов и антоцианинов животными группы Г3 возрастало, однако к концу эксперимента (21-я неделя) животные стали потреблять значительно меньше корма (что в первую очередь связано с физиологическими особенностями организма), соответственно, снизилось поступление в организм полифенолов и антоцианинов.
На рис. 3 представлены результаты тестирования животных на установке ПКЛ.
Во время 1-го тестирования (на 60-е сутки кормления) животные группы Г3, потреблявшие ФПИ, проводили статистически значимо больше времени в открытых рукавах лабиринта по сравнению с животными контрольной группы К1. Различия с показателем животных контрольной группы К2 были не значимы. При этом время, проводимое в закрытых рукавах мышами группы Г3, было статистически значимо меньше по сравнению с мышами обеих контрольных групп.
При повторном тестировании на 114-е сутки эксперимента животные всех групп стали меньше времени проводить в открытых рукавах и больше времени в закрытых рукавах лабиринта. Стоит отметить, что животные группы Г3 статистически значимо меньше времени проводили в закрытых рукавах лабиринта по сравнению с группой К1.
70,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Недели эксперимента / Weeks of experiment
Рис. 2. Прирост массы тела животных
* - статистически значимые отличия (p<0,05) от показателя животных группы К1.
Fig. 2. Body weight gain
* - differences are significant (p<0.05) in comparison with C1 group.
Таблица 2. Оценка потребления полифенолов и антоцианинов животными группы Г3
Table 2. Polyphenols and anthocyanins Intake by G3 group animals
Показатель Parameter Начало эксперимента (1-я неделя) The beginning of the experiment (week 1) Середина эксперимента (11-я неделя) The middle of the experiment (week 11) Окончание эксперимента (21-я неделя) The end of the experiment (week 21)
Масса животного, г Animal weight, g 18,7±0,4 22,0±0,51 26,7±0,71- 2
Потребление корма, г/сут на мышь Food intake, g/day per mouse 2,16±0,06 2,54±0,141-3 2,06±0,06
Потребление энергии, ккал/сут на мышь Energy intake, kcal/day per mouse 10,7±0,3 12,1 ±0,61-3 9,8±0,3
Потребление полифенолов, мг-экв галловой кислоты/кг массы тела в сутки Polyphenols intake, mg-eq gallic acid/kg body weight per day 68,1 ±1,6 69,5±5,0 45,7±1,81- 2
Потребление антоцианов, мг/кг массы тела в сутки Anthocyanin intake, mg/kg body weight per day 35,2±0,8 35,9±2,6 23,6±0,91- 2
П р и м е ч а н и е. 1 - различия достоверны с 1-й неделей; 2 - различия достоверны с 11-й неделей; 3 - различия достоверны с 21-й неделей; p<0,05.
N o t e. 1 - differences are significant from the 1st week; 2- the differences are significant from the 11th week; 3 - the differences are significant from the 21st week; p <0.05.
Результаты проведения многофакторного (3-фак- этом срок проведения теста, а также потребляемый торного) дисперсионного анализа выявили отсутствие рацион оказывают влияние на результаты теста (p<0,05). статистически значимого влияния (p>0,05) разработан- С возрастом тревожность животных значительно поной пищевой матрицы на тревожность животных. При вышается, при этом выявлено снижение тревожности
ш
К1/С1 К2/С2 T3/G3
Группы животных Animal groups
M
К1/С1 К2/С2 r3/G3
Группы животных Animal groups
Рис. 3. Результаты теста «приподнятый крестообразный лабиринт»: время (в секундах), проведенное мышами в открытых (А) и в закрытых рукавах (Б); количество переходов (В) и пройденная дистанция, см (Г)
Fig. 3. Elevated plus maze test results. A - time in open arms, sec; B - time in closed arms, sec; C - zone transition number; D - total distance, sm
А/А
CÖ О œ cu « со
со
р m
х r ы a
t С
_û сь кры ope
отк in в e
м Ti
B/C
160 140 120 100 S0 60 40 20 0
45
40
s 35
n ы tio 30
еходы ansiti 25
ех ra р tr 20
«й ® != С o 15
Kl 10
5
0
К1/С1
К2/С2 Группы животных Animal groups
ГЖ3
К1/С1
К2/С2 Группы животных Animal groups
ГЖ3
□
Тест 1 Test 1
Б/B
Г/D
250
200
s
ру rms х ar
t о.
_û СО ОрО
о I—
150-
100-
50
2500
2000
с m
1500-
о а ta
ст ist
1000-
500
□
Тест 2 Test 2
0
0
10
0 21 42 63 84 105 126 147
Сутки эксперимента/Days of experiment
_ К1 ^ К2 Г3
С1 С2 G3
Рис. 4. Мониторинг уровня глюкозы
Статистически значимые отличия (p<0,05) по сравнению с показателем мышей: 1 - из группы К1; 2 - из группы К2.
Fig. 4. Blood glucose level during the experiment
Differences are significant (p<0.05): 1 - in comparison with C1 group; 2 - in comparison with C2 group.
животных, потреблявших ВЖВУ-рацион. Взаимосвязей между факторами: рацион-матрица; матрица -срок тестирования; рацион - срок тестирования; рацион - матрица - срок тестирования не выявлено (p>0,05). Статистически значимых различий в общей исследовательской активности, выражаемой в количестве переходов и общей пройденной дистанции как между группами, так и между двумя тестированиями, не выявлено.
Полученные данные свидетельствуют о том, что потребление полифенолов ягод черники в составе пищевой матрицы не оказывает влияния на тревожность мышей-самцов (отъемышей) линии C57Bl/6c.
На рис. 4 представлены данные мониторинга уровня глюкозы на протяжении эксперимента.
Уровень глюкозы у животных контрольной группы К2, потреблявших ВЖВУ-рацион, на протяжении почти всего эксперимента (исключение 105-е сутки) статистически значимо не отличался от соответствующего показателя для животных группы К1. Однако при этом имеется важное различие: уровень глюкозы у животных группы К2 по окончании эксперимента был статистически значимо выше, чем в его начале, а для группы К1 эти различия были недостоверны.
Начиная с 42-х суток и до окончания эксперимента уровень глюкозы у животных группы Г3, потреблявших полифенолы ягод черники в составе пищевой матрицы, был статистически значимо ниже соответствующего показателя мышей из группы К2. Полученные данные косвенно согласуются с результатами, полученными в работе [11], в которой в опытах in vivo с использованием мышей линии C57BL/6J было установлено выраженное гипогликемическое действие комплекса
обезжиренной соевой муки с полифенолами сока черники. В работе [12] показано, что введение лиофильно высушенного водно-спиртового экстракта листьев черники (получен экстракцией сушеных измельченных листьев черники 70% этанолом) в высокожировой рацион (1 г на 100 г корма) мышей линии C57BL/6J приводило к статистически значимому снижению гликемии у этих животных по сравнению с животными, потреблявшими только высокожировой рацион. Аналогично в работе [13] внутрибрюшинное введение экстракта листьев черники (получен экстракцией измельченных высушенных листьев 50% этанолом на ультразвуковой бане) крысам-самкам линии Wistar с диабетом, индуцированным однократной инъекцией стрептозотоцина, приводило к снижению уровня глюкозы крови по сравнению с контрольной диабетической группой. Следует, разумеется, учитывать, что полифенольные профили ягод и листьев черники существенно различаются. В работе [14], выполненной in vitro на штаммах клеток Caco-2, полифенолы экстракта ягод шелковицы оказывали влияние на метаболизм глюкозы путем ингибирования активности дисахаридаз, а также ингибирования транспорта глюкозы в клетках. Введение полифенольного экстракта приводило к снижению активности сахаразы и мальтазы и ингибированию транспорта глюкозы в клетках путем снижения экспрессии мРНК, ответственных за синтез натрий-глюкозного котранспортера 1-го типа (SGLT-1) и глюкозного транспортера-2 (GLUT-2).
Уровень гликированного гемоглобина в крови животных, потреблявших ВЖВУ-рацион, был статистически значимо выше показателя животных контрольной группы К1 (6,3±0,1%) и составил 7,7±0,3% в группе К2, 7,4±0,3% в группе Г3.
Относительная масса печени животных группы Г3 (4,04±0,14%) была статистически значимо ниже показателя животных контрольной группы К1 (4,60±0,08%). Различия с группой К2 (4,34±0,14%) недостоверны. Как обсуждается в работе [15], моделирование метаболического синдрома у животных с помощью ВЖВУ-рациона может приводить к жировой дистрофии печени животных и увеличению ее массы.
Выводы
1. Использование в составе ВЖВУ-рациона ФПИ не оказывало влияния на тревожность мышей линии C57BL/6 в тесте ПКЛ.
2. В эксперименте in vivo установлены определенные гипогликемические свойства полифенолов ягод черники, сорбированных на гречневой муке, при профилактике нарушений углеводного обмена, индуцированных потреблением ВЖВУ-рациона.
3. Целесообразны дальнейшие исследования безопасности и клинической эффективности для обоснования с позиций доказательной медицины включения разработанного ФПИ в состав СПП, предназначенных для профилактики нарушений углеводного обмена.
Сведения об авторах
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация):
Петров Никита Александрович (Nikita A. Petrov) - врио младшего научного сотрудника лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: petrov-nikita-y@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9755-6002
Сидорова Юлия Сергеевна (Yuliia S. Sidorova) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: sidorovaulia28@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-2168-2659
Кочеткова Алла Алексеевна (Alla A. Kochetkova) - профессор, доктор технических наук, заведующий лабораторией пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: kochetkova@ion.ru https://orcid.org/0000-0001-9821-192X
Мазо Владимир Кимович (Vladimir K. Mazo) - профессор, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: mazo@ion.ru https://orcid.org/0000-0002-3237-7967
Литература
1. Kim Y., Keogh J.B., Clifton P.M. Polyphenols and glycemic control // 9. Nutrients. 2016. Vol. 8, N 1. P. E17. DOI: https://doi.org/10.3390/ nu8010017
2. Amiot M.J., Riva C., Vinet A. Effects of dietary polyphenols on metabolic syndrome features in humans: a systematic review // Obes. Rev. 10. 2016. Vol. 17, N 7. P. 573-586. DOI: https://doi.org/10.1111/obr.12409
3. Lewandowska U., Szewczyk K., Hrabec E., Janecka A., Gorlach S. Overview of metabolism and bioavailability enhancement
of polyphenols // J. Agric. Food Chem. 2013. Vol. 61, N 50. P. 12 183- 11. 12 199. DOI: https://doi.org/10.1021/jf404439b
4. Petrov N.A., Sidorova Y.S., Sarkisyan V.A. et al. Complex of polyphenols sorbed on buckwheat flour as a functional food ingredient // Food Raw Mater. 2018. Vol. 6, N 2. P. 334-341. DOI: https://doi. org/10.21603/2308-4057-2018-2-334-341 12.
5. Петров Н.А., Сидорова Ю.С., Перова И.Б., Кочеткова А.А., Мазо В.К. Комплекс полифенолов черники, сорбированных на гречневой муке, как функциональный пищевой ингредиент // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 6. С. 68-72. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10066 13.
6. 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
7. Сидорова Ю.С., Шипелин В.А., Петров Н.А., Фролова Ю.В., 14. Кочеткова А.А., Мазо В.К. Экспериментальная оценка in vivo гипогликемических свойств функционального пищевого ингредиента - полифенольной пищевой матрицы // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 4. С. 5-13. DOI: https://doi. org/10.24411/0042-8833-2018-10036 15.
8. Castanheira L., Ferreira M.F., Sebastiao A.M., Telles-Correia D. Anxiety assessment in pre-clinical tests and in clinical trials: a critical review // Curr. Top. Med. Chem. 2018. Vol. 18, N 19. P. 16561676. DOI: https://doi.org/10.2174/1568026618666181115102518
Sidorova Yu.S., Shipelin V.A., Mazo V.K., Zorin S.N., Petrov N.A., Kochetkova A.A. Hypoglycemic and hypolipidemic effect of Vac-cinium myrtillus L. leaf and Phaseolus vulgaris L. seed coat extracts in diabetic rats // Nutrition. 2017. Vol. 41. P. 107-112. Lee Y., Oh H., Lee M. Anti-inflammatory effects of Agar free-Gelidiumamansii (GA) extracts in high-fat diet-induced obese mice // Nutr. Res. Pract. 2018. Vol. 12, N 6. P. 479-485. DOI: https://doi.org/10.4162/nrp.2018.12.6.479
Roopchand D.E., Kuhn P., Rojo L.E., Lila M.A., Raskin I. Blueberry polyphenol-enriched soybean flour reduces hyperglycemia, body weight gain and serum cholesterol in mice // Pharmacol. Res. 2013. Vol. 68, N 1. P. 59-67. DOI: https://doi.org/10.1016/j. phrs.2012.11.008
Li H., Park H.-M., Ji H.-S. et al. Phenolic-enriched blueberry leaf extract attenuates glucose homeostasis, pancreatic p-cell function, and insulin sensitivity in high-fat diet-induced diabetic mice // Nutr. Res. 2020. Vol. 73. P. 83-96. DOI: https://doi.org/10.1016/j. nutres.2019.09.005
§tefanescu Braic R., Vari C., Imre S., Hujanu A., Fogarasi E., Todea T. et al. Vaccinium extracts as modulators in experimental type 1 diabetes // J. Med. Food. 2018. Vol. 21, N 11. P. 1106-1112. DOI: https://doi.org/10.1089/jmf.2017.0141
Li Q., Wang C., Liu F., Hu T., Shen W., Li E. et al. Mulberry leaf polyphenols attenuated postprandial glucose absorption via inhibition of disaccharidases activity and glucose transport in Caco-2 cells // Food Funct. 2020. Vol. 11, N 2. P. 1835-1844. DOI: https:// doi.org/10.1039/c9fo01345h
Лещенко Д.В., Костюк Н.В., Белякова М.Б., Егорова Е.Н., Миняев М.В., Петрова М.Б. Диетически индуцированные животные модели метаболического синдрома (обзор литературы) // Верхневолжский медицинский журнал. 2015. Т. 4, № 2. С. 34-39.
References
Kim Y., Keogh J.B., Clifton P.M. Polyphenols and glycemic control. Nutrients. 2016; 8 (1): E17. DOI: https://doi.org/10.3390/ nu8010017
Amiot M.J., Riva C., Vinet A. Effects of dietary polyphenols on metabolic syndrome features in humans: a systematic review. Obes Rev. 2016; 17 (7): 573-86. DOI: https://doi.org/10.1111/obr.12409 Lewandowska U., Szewczyk K., Hrabec E., Janecka A., Gorlach S. Overview of metabolism and bioavailability enhancement of
polyphenols. J Agric Food Chem. 2013; 61 (50): 12 183-99. DOI: https://doi.org/10.1021/jf404439b
Petrov N.A., Sidorova Y.S., Sarkisyan V.A., et al. Complex of polyphenols sorbed on buckwheat flour as a functional food ingredient. Food Raw Mater. 2018; 6 (2): 334-41. DOI: https://doi. org/10.21603/2308-4057-2018-2-334-341
Petrov N.A., Sidorova Yu.S., Peroval.B., KochetkovaA.A., MazoV.K. The complex of bilberry polyphenols, sorbed on the buckwheat
1.
2
flour, as a functional food ingredient. Voprosy pitaniia 11. [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (6): 68-72. DOI: https://doi. org/10.24411/0042-8833-2019-10066 (in Russian)
6. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet. J Nutr. 1997; 127 (5): 838S-41S. DOI: https://
doi.org/10.1093/jn/127.5.838S 12.
7. Sidorova Yu.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Frolova Yu.V., Kochetkova A.A., Mazo V.K. The experimental evaluation in vivo of hypoglycemic properties of functional food ingredient -polyphenolic food matrix. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (4): 5-13. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018- 13. 10036 (in Russian)
8. Castanheira L., Ferreira M.F., Sebastiao A.M., Telles-Correia D. Anxiety assessment in pre-clinical tests and in clinical trials:
a critical review. Curr Top Med Chem. 2018; 18 (19): 1656-76. 14. DOI: https://doi.org/10.2174/1568026618666181115102518
9. Sidorova Yu.S., Shipelin V.A., Mazo V.K., Zorin S.N., Petrov N.A., Kochetkova A.A. Hypoglycemic and hypolipidemic effect of Vaccinium myrtillus L. leaf and Phaseolus vulgaris L. seed coat extracts in diabetic rats. Nutrition. 2017; 41: 107-12. 15.
10. Lee Y., Oh H., Lee M. Anti-inflammatory effects of Agar free-Gelidiumamansii (GA) extracts in high-fat diet-induced obese mice. Nutr Res Pract. 2018; 12 (6): 479-85. DOI: https://doi. org/10.4162/nrp.2018.12.6.479
Roopchand D.E., Kuhn P., Rojo L.E., Lila M.A., Raskin I. Blueberry polyphenol-enriched soybean flour reduces hyperglycemia, body weight gain and serum cholesterol in mice. Pharmacol Res. 2013; 68 (1): 59-67. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.phrs.2012.11.008
Li H., Park H.-M., Ji H.-S., et al. Phenolic-enriched blueberry leaf extract attenuates glucose homeostasis, pancreatic p-cell function, and insulin sensitivity in high-fat diet-induced diabetic mice. Nutr Res. 2020; 73: 83-96. DOI: https://doi.org/10.1016/j. nutres.2019.09.005
§tefanescu Braic R., Vari C., Imre S., Hujanu A., Fogarasi E., Todea T., et al. Vaccinium extracts as modulators in experimental type 1 diabetes. J Med Food. 2018; 21 (11): 1106-12. DOI: https:// doi.org/10.1089/jmf.2017.0141
Li Q., Wang C., Liu F., Hu T., Shen W., Li E., et al. Mulberry leaf polyphenols attenuated postprandial glucose absorption via inhibition of disaccharidases activity and glucose transport in Caco-2 cells. Food Funct. 2020; 11 (2): 1835-44. DOI: https://doi. org/10.1039/c9fo01345h
Leshchenko D.V., Kostyuk N.V., Belyakova M.B., Egorova E.N., Minyaev M.V., Petrova M.B. Diet induced animal models of metabolic syndrome (literature review). Verkhnevolzhskiy meditsinskiy zhurnal [Verkhnevolzhsk Medical Journal]. 2015; 4 (2): 34-9. (in Russian)
