CC BY
22
Для корреспонденции
Сазонова Елена Николаевна - доктор медицинских наук,
профессор, заведующий кафедрой нормальной
и патологической физиологии ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава
России, главный научный сотрудник Хабаровского филиала
ФГБНУ ДНЦ ФПД - НИИОМиД
Адрес: 680000, Российская Федерация, г. Хабаровск,
ул. Муравьева-Амурского, д. 35
Телефон: (4212) 75-47-95
E-mail: sazen@mail.ru
https://orcid.org/0000-0002-8668-492X
Гусев И.А.1, Самарина Е.Ю.1, Плотоненко З.А.1, Костырко Г.Д.1, Малых М.В.1, Ильиных А.В.2, Сазонова Е.Н.1, 3
Влияние потребления белыми крысами во время беременности и лактации пищевой добавки глутамата натрия на состояние потомства
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 680000, г. Хабаровск, Российская Федерация
Краевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Перинатальный центр» имени профессора Г.С. Постола Министерства здравоохранения Хабаровского края, 680028, г. Хабаровск, Российская Федерация
Хабаровский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт охраны материнства и детства, 680022, г. Хабаровск, Российская Федерация
Far Eastern State Medical University of Ministry of Health of the Russian Federation, 680000, Khabarovsk, Russian Federation
Perinatal Center of Ministry of Health of Khabarovsk Krai, 680028, Khabarovsk, Russian Federation
Khabarovsk Branch of the Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration - Research Institute of Maternity and Childhood Protection, 680022, Khabarovsk, Russian Federation
Потребление избытка глутамата натрия (ГН) с пищей приводит к увеличению массы тела, структурно-функциональным нарушениям в центральной нервной системе, печени, почках. Сведения о последствиях для организма плода и ребенка избыточного использования пищевой добавки ГН женщиной во время беременности и лактации нами не обнаружены.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликтов интересов.
Для цитирования: Гусев И.А., Самарина ЕЮ., Плотоненко ЗА., Костырко Г.Д., Малых М.В., Ильиных А.В., Сазонова Е.Н. Влияние потребления белыми крысами во время беременности и лактации пищевой добавки глутамата натрия на состояние потомства // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 3. С. 58-66. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-58-66 Статья поступила в редакцию 03.12.2020. Принята в печать 17.05.2021.
Funding. The study was not sponsored.
Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
For citation: Gusev I.A., Samarina E.Yu., Plotonenko Z.A., Kostyrko G.D., Ма1у№ M.V., Ilinykh A.V., Sazonova E.N. Influence of monosodium glutamate consumption by albino rats during pregnancy and lactation on their offspring. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2021; 90 (3): 58-66. DOI: https:// doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-58-66 (in Russian) Received 03.12.2020. Accepted 17.05.2021.
Influence of monosodium glutamate consumption by albino rats during pregnancy and lactation on their offspring
Gusev I.A.1, Samarina E.Yu.1, Plotonenko Z.A.1, Kostyrko G.D.1, Malykh M.V.1, Ilinykh A.V.2, Sazonova E.N.1, 3
2
3
2
3
Цель исследования - изучить влияние перорального потребления самками белых крыс пищевой добавки ГН во время беременности и лактации на состояние потомства.
Материал и методы. Изучали 25-суточное потомство самок белых крыс Wistar, которые в течение беременности и лактации в качестве единственного источника жидкости получали 1% раствор ГН (расчетная доза ГН - 200 мг/кг в сутки). Контролем служило потомство крыс-самок, получавших в качестве источника жидкости воду. Проводили гистологическое исследование и морфометрию нуклео-нуклеолярного аппарата нейронов неокортекса собственно теменной доли головного мозга, кардиомиоцитов субэндокардиальных зон левого и правого желудочков. Также проводили гравиметрию (масса тела, масса головного мозга, сердца, печени, почки, тимуса и селезенки); оценивали митотическую активность переднего эпителия роговицы, состояние эритроцитарных мембран по методу кислотных эритрограмм, поведенческие реакции в тестах «Открытое поле», «Приподнятый крестообразный лабиринт», «Вис на горизонтальной проволоке».
Результаты. Потребление ГН во время беременности и лактации приводило к увеличению относительной массы полушарий головного мозга (на 19,1%) и почек (на 7,8%) и к уменьшению абсолютной и относительной массы тимуса и селезенки потомства. Выявлено снижение двигательной активности потомства самок подопытной группы в тестах «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт» и возрастание времени теста «Вис на горизонтальной проволоке». При гистологическом исследовании у 25-суточного потомства подопытной группы зарегистрировано увеличение количества ядрышек в нейронах V слоя коры собственно теменной доли головного мозга (1,81+0,07 против 1,56+0,09 в контроле, р=0,03); уменьшение показателей ядрышкового аппарата кардиомиоцитов; возрастание мито-тического индекса переднего эпителия роговицы (6,985±0,889 против 4,021+0,612% в контроле, р=0,019). Также было зарегистрировано снижение стойкости мембран эритроцитов к кислотному гемолизу.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о влиянии перорального потребления пищевой добавки ГН во время беременности и лактации на организм потомства.
Ключевые слова: глутамат натрия, беременность, потомство, головной мозг, миокард, поведенческие реакции
The consequences of dietary intake of significant amounts of monosodium glutamate (MSG) are the excess body weight; structural and functional disorders of the central nervous system, liver, kidneys. We have not found information about the influence of excessive using of the MSG by a woman during pregnancy and lactation on the fetus and infants.
The aim of the study was the experimental evaluation of the MSG consumption consequences during pregnancy and lactation to the offspring health.
Material and methods. The offspring of 3-month old pregnant female white Wistar rats, who received 1% MSG solution (200 mg per kg of body weight per day) ad libitum as the source of liquid during the pregnancy and lactation, have been studied (MSG group). The control group included offspring of pregnant female rats that received water as the source of liquid. In 25-day-old offspring histological examination and morphometry of the nucleo-nucleolar apparatus of neurons in the neocortex of the proper parietal lobe, cardiomyocytes of the subendocardial zones of the left and right ventricles have been performed. Gravimetry have been also carried out (body weight and weight of brain, heart, liver, kidney, thymus and spleen); mitotic activity of anterior corneal epithelium has been evaluated, the state of erythrocyte membranes have been analyzed by the method of acid erythrograms; behavioral tests "Open field", "The elevated plus-maze test", "Hanging on a horizontal wire" have been performed.
Results. MSG consumption during pregnancy and lactation led to an increase of brain (by 19.1%) and kidneys (by 7.8%) relative masses; masses of thymus and spleen were decreased. Significant decrease of locomotor activity and increase of time of hanging in "horizontal wire test" were registered. A histological study showed an increase in the number of nucleoli in the neurons of the V layer of the neocortex of the proper parietal lobe (control - 1.56+0.09; MSG group - 1.81+0.07, p=0.03); decrease of the nucleolar parameters of cardiomyocytes; increase of mitotic activity of anterior corneal epithelium (control - 4.021 ±0.612%o; MSG group -6.985+0.889%, p=0.019). A decrease of the resistance of erythrocyte membranes to acid hemolysis was also registered. Conclusion. The results obtained indicate the effect of oral consumption of MSG food additive during pregnancy and lactation on the organism of the offspring.
Keywords: monosodium glutamate, pregnancy, offspring, brain, myocardium, behavioral tests
В организме млекопитающих глутаминовая кислота составляет треть всех свободных аминокислот плазмы крови. Синтетический аналог этой аминокислоты -пищевая добавка Е621 глутамат натрия (ГН) - при добавлении в пищу маскирует запах, вкус и цвет сырья, придает готовому продукту вкус и аромат отсутствующих компонентов [1]. Прослеживается тенденция к росту суточного потребления ГН, которое в среднем достигает 3-4 г на человека. Вопрос о безопасности длительного использования пищевой добавки ГН остается дискута-бельным [2, 3].
Показано, что потребление значительных количеств ГН с пищей может приводить к избыточной массе тела [4], развитию метаболического синдрома [4, 5], окислитель-
ного стресса [6, 7]. Специфические эффекты отмечены в центральной нервной системе в виде эксайтотоксич-ности [8], нейродегенеративных процессов, способствующих эпилептогенезу [9], моторной дискоординации [10]. В миокарде регистрируется увеличение внутриклеточной концентрации ионов кальция, приводящее к апоптозу кардиомиоцитов; ухудшение автоматии сердца [11]. Гепатотоксичность избытка ГН выражается в виде развития жировой дистрофии, долькового воспаления, фиброза [12]; роста активности маркеров повреждения гепатоцитов: аланин- (АЛТ) и аспартат-аминотрансферазы (АСТ) [7].
Исследования влияния избытка пищевой добавки ГН во время беременности и лактации на состояние потом-
Таблица 1. Гравиметрические показатели 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 1. Gravimetric parameters of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
ства малочисленны. Вместе с тем можно предполагать значимое воздействие на организм плода при регулярном использовании беременной женщиной избытка ГН с пищей.
Цель исследования - экспериментально оценить последствия перорального потребления пищевой добавки ГН во время беременности и лактации на состояние потомства у белых крыс.
Материал и методы
Эксперименты проводили с использованием белых крыс линии Wistar. При постановке опытов руководствовались Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986), а также ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержа-
ния и ухода за лабораторными грызунами и кроликами». На исследование было получено разрешение этического комитета ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России.
Для проведения эксперимента 3-месячных крыс-самок ссаживали с половозрелыми крысами-самцами в соотношении 4:1. Наступление беременности регистрировали по наличию сперматозоидов в вагинальных мазках. Были сформированы следующие экспериментальные группы:
1) контрольная группа - беременные крысы-самки, получавшие в качестве источника жидкости воду в неограниченном режиме (п=10);
2) подопытная группа - крысы-самки, получавшие в качестве источника жидкости 1% раствор ГН в неограниченном режиме на протяжении всей беременности и лактации животных (п=10). При этом расчетная доза ГН составила около 200 мг/кг массы тела в сутки.
Исследовали потомство обоего пола (п=40) в возрасте 25 сут. Проводили поведенческие тесты: «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), «Открытое поле», «Вис на горизонтальной проволоке» [13]. Эвтаназию животных проводили под рауш-наркозом парами хлороформа. Оценивали массу тела животных, абсолютную и относительную массу внутренних органов.
Для оценки состояния эритроцитарных мембран по методике кислотных эритрограмм осуществляли забор крови из сонной артерии животных. Кинетику кислотного гемолиза регистрировали с помощью спектрофотометра («Экохим», Россия) после добавления в суспензию эритроцитов раствора соляной кислоты (0,004 Ы) на физиологическом растворе. Оптическую плотность суспензии эритроцитов регистрировали каждые 15 с до наступления полного гемолиза. По полученным данным рассчитывали показатели эритрограмм [14].
Гистологическому исследованию подвергали головной мозг, сердце, печень, глазное яблоко. Фиксацию материала осуществляли в 10% растворе нейтрального формалина. Головной мозг и сердце подвергали заливке в гистовакс и готовили гистологические срезы. Срезы окрашивали азотнокислым серебром [15]. Морфометрию осуществляли на анализаторе изображений «МЕКОС-Ц» («Медицинские компьютерные системы», Россия) в 50 нейронах II и V слоя не-окортекса собственно теменной доли, кардиомиоци-тах (КМЦ) субэндокардиальных зон левого желудочка (50 КМЦ) и правого желудочка (50 КМЦ). Определяли площадь ядер, суммарную площадь ядрышек, количество ядрышек.
Митотическую активность переднего эпителия роговицы оценивали на тотальном препарате роговицы, который окрашивали гематоксилином Лилли-Майера и заключали в канадский бальзам. Проводили подсчет количества фигур митоза, соотношение фаз митоза, представленность патологических митозов (регистрировали «мосты» и отставание хромосом) при просмотре 10 000 эпителиоцитов.
Показатель Parameter Контроль Control group (n=20) Опыт Experimental group (n=20)
Масса тела, г Body weight, g 54,58±2,80 50,23±1,76
Абсолютная масса тимуса, мг Absolute thymus weight, mg 168,1 ±9,3 129,8±8,8*, р=0,006
Относительная масса тимуса, % Relative thymus weight, % 0,309±0,010 0,258±0,013*, р=0,006
Абсолютная масса сердца, мг Absolute heart weight, mg 308,6±13,8 281,2±9,3
Относительная масса сердца, % Relative heart weight, % 0,568±0,019 0,564±0,016
Абсолютная масса печени, мг Absolute liver weight, mg 2306,9±133,8 2171,3±105,6
Относительная масса печени, % Relative liver weight, % 4,222±0,115 4,298±0,082
Абсолютная масса селезенки, мг Absolute spleen weight, mg 354,8±26,2 265,1±13,0*, р=0,004
Относительная масса селезенки, % Relative spleen weight, % 0,643±0,030 0,527±0,016*, р=0,002
Абсолютная масса почки, мг Absolute kidney weight, mg 291,8±1 ,9 289,9±8,3
Относительная масса почки, % Relative kidney weight, % 0,539±0,015 0,581±0,012*, р=0,04
Абсолютная масса головного мозга, мг Absolute brain weight, mg 940,8±41,2 1008,7±43,5
Относительная масса головного мозга, % Relative brain weight, % 1,688±0,041 2,011 ±0,068*, р=0,001
Таблица 2. Морфометрические показатели нейронов коры больших полушарий 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 2. Morphometric parameters of cerebral cortex neurons of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
Показатель Parameter Контроль/Control group (n=13) Опыт/Experimental group (n=15)
II слой неокортекса neocortex layer II V слой неокортекса neocortex layer V II слой неокортекса neocortex layer II V слой неокортекса neocortex layer V
Средний размер (площадь сечения) ядер, мкм2 Nuclei size, ¡¡m2 53,22±4,43 84,47±2,72 50,14±3,12 92,53±3,73
Суммарная площадь сечения ядрышек, мкм2 Total nucleoli size, ¡1m2 2,50±0,23 3,01 ±0,17 2,06±0,08 2,94±0,14
Среднее количество ядрышек Nucleoli amount 1,82±0,13 1,56±0,09 2,09±0,07 1,81±0,07*, р=0,03
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
Статистический анализ полученных данных проводили с помощью пакета функций для статистической обработки ПО 81айэ1юа 6.0. Для каждой группы значений, после установления нормальности распределения, рассчитывали среднее арифметическое значение показателя и стандартную ошибку среднего (М±т). Наличие различий анализировали с помощью критерия Стью-дента. Различия между значениями рассматривались как статистически значимые при выполнении условия р<0,05.
Результаты и обсуждение
Масса тела у 25-суточного потомства контрольной и подопытной группы животных статистически значимо не различалась (табл. 1). При анализе гравиметрических показателей органов у потомства подопытной группы выявлено увеличение относительной массы полушарий головного мозга на 19,1%, относительной массы почки на 7,8%; снижение абсолютной (на 25,3%) и относительной (на 18%) массы селезенки, уменьшение абсолютной
Показатель Parameter Контроль/Control group (n=20) Опыт/Experimental group (n=20)
Длительность удержания животных в тесте «Вис на горизонтальной проволоке», с Time of the test "Hanging on a horizontal wire", sec. 152,2±14,5 320,1 ±66,5*, р=0,001
«Открытое поле^'О^ field" test
Количество пересеченных периферических квадратов Number of crossed peripheral zones 32,6±2,6 21,4±5,4*, р=0,038
Количество пересеченных центральных квадратов/Number of crossed central zones 1,4±0,4 0,6±0,5
Количество стоек/Number of hinding 3,6±0,4 2,9±0,6
Количество эпизодов груминга/Number of grooming episodes 2,4±0,3 1,9±0,3
Суммарная продолжительность груминга, с/Total grooming duration, sec. 14,6±1,9 18,5±2,9
«Приподнятый крестообразный лабиринь^/''Elevatedplus maze" test
Открытые рукава/Open arms:
- количество посещений / number of entries 2,5±0,3 1,6±0,4
- время пребывания, с / time spent in open arms, sec. 87,5±9,8 61,2±17,4
Закрытые рукава/Closed arms:
- количество посещений / number of entries 2,3±0,3 1,4±0,4
- время пребывания, с / time spent in closed arms, sec. 77,0±10 90,2±19,5
Время перемещения, с/Movement time, sec. 50,8±4,1 32,8±6,0*, р=0,02
Количество стоек/Number of hinding 1,0±0,2 0,8±0,2
Количество свешиваний/Number of overhangs 4,8±0,5 3,0±0,7
Количество эпизодов груминга/Number of grooming episodes 1,5±0,1 1,4±0,3
Суммарная продолжительность груминга, с/Total grooming duration, sec. 18,6±2,6 15,6±2,9
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
Таблица 3. Показатели поведенческих реакций 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 3. Behavioral parameters of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
Таблица 4. Морфометрические показатели кардиомиоцитов 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 4. Morphometric parameters of cardiomyocytes of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
Показатель Parameter Контроль/Contro/ group (n=13) Опыт/Experimenta/ group (n=15)
левый желудочек /eft ventric/e правый желудочек right ventric/e левый желудочек /eft ventric/e правый желудочек right ventric/e
Средний размер ядер, мкм2 Nuclei size, jm2 25,92±2,30 24,62±1,28 22,16±1,67 24,12±1,50
Суммарная площадь сечения ядрышек, мкм2 Total nucleoli size, jm2 1,44±0,03 1,64±0,09 1,24±0,04* р=0,003 1,39±0,06*, р=0,037
Среднее количество ядрышек Nucleoli amount 2,00±0,05 2,18±0,07 1,72±0,04* р<0,001 1,91±0,02*, р=0,004
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
(на 22,8%) и относительной (на 16,5%) массы тимуса (см. табл. 1). Полученные результаты согласуются с данными литературы о влиянии ГН на организм экспериментальных животных при его непосредственном употреблении [16, 17].
При обзорной микроскопии тканей состояние паренхимы мозга, сердца, печени было сходным у потомства животных обеих групп. В нейронах V слоя неокортекса собственно теменной доли головного мозга 25-суточ-ного потомства животных подопытной группы было обнаружено увеличение количества ядрышек на 13,8%. Изменений размеров ядер и ядрышек нейронов не выявлено (табл. 2). Возрастание количества ядрышек может свидетельствовать об активации белок-синтетического аппарата клетки. Вместе с тем увеличение количества ядрышек при сохранении их суммарного размера может быть интерпретировано как разделение нуклео-лярного материала в результате клеточного стресса. При этом происходит конденсация и последующий распад фибриллярного и глобулярного компонентов ну-клеол с образованием «ядрышковых колпачков» вокруг ядрышкового остатка [18].
Анализ поведенческих реакций 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших ГН, показал более чем 2-кратное увеличение времени теста «Вис на горизонтальной проволоке», что может свидетельствовать о повышении мышечного тонуса (табл. 3). Также у этих животных наблюдалось снижение количества посещенных периферических квадратов на 34,4% в тесте ОП и уменьшение времени перемещения на 35,4% в тесте ПКЛ (см. табл. 3). Полученные данные указывают на снижение двигательной активности потомства подопытных животных. Кроме того, при анализе результатов теста ПКЛ животных подопытной группы было выявлено недостоверное, но существенное увеличение соотношения времени пребывания животных в закрытых рукавах по отношению к времени пребывания в открытых рукавах (2,26±0,71 против 1,22±0,25 в контроле, р>0,05). В подопытной группе была выше доля животных, не покидавших закрытый рукав ПКЛ в течение времени теста (40,0±12,7 против 14,3±5,9% в контроле, р>0,05). Это может свидетельствовать в пользу увеличения тревожности у животных подопытной группы.
Показатель/Parameter Контроль/Contro/ group (n=9) Опыт/Experimenta/ group (n=14)
Митотический индекс, %o/Mitotic index, %% 4,02±0,61 6,98±0,89*, р=0,019
Доля профаз, %/Prophase percent, % 36,79±6,18 31,21 ±3,42
Доля метафаз, %/Metaphase percent,% 32,22±4,97 30,31 ±2,39
Доля анафаз, %/Anaphase percent, % 12,24±2,77 17,72±2,96
Доля телофаз, %/Telophase percent, % 18,63±5,18 18,90±2,38
Доля патологических митозов, % Pathological mitosis percent, % 0,102±0,102 0,785±0,331
Профазно-метафазный коэффициент Prophase-metaphase ratio 0,922±0,127 1,156±0,212
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
Таблица 5. Митотическая активность переднего эпителия роговицы 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 5. Mitotic activity of corneal epithelium of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
Таблица 6. Показатели кислотного гемолиза эритроцитов 25-суточного потомства белых крыс-самок, получавших глутамат натрия во время беременности и лактации
Table 6. Parameters of acid hemolysis of 25-day-old offspring of female albino rats receiving monosodium glutamate during pregnancy and lactation
Показатель/Parameter Контроль/Control group (n=13) Опыт/Experimental group (n=14)
Продолжительность лизиса эритроцитов, мин/Continuance of hemolysis, min 5,942±0,351 5,36±0,542
Время 50% гемолиза, мин/Time of 50% hemolysis, min 0,205±0,025 0,190±0,021
Скорость вступления эритроцитов в гемолиз, отн. ед./The rate of hemolysis (relative units) 0,045±0,006 0,077±0,014*, p=0,04
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной группы. N o t e. * - significant difference (р<0.05) from the control group.
Таким образом, воздействие избытка ГН на самок белых крыс во время беременности и лактации оказывало влияние на морфологические и функциональные показатели головного мозга потомства. Глутамат является нейротрансмиттером, способным вмешиваться в активность ГАМК-эргических, дофаминергических и других подсистем нейронов центральной нервной системы. Помимо функций основного возбуждающего нейромедиатора, глутамат вовлечен в важные для нервной ткани метаболические пути: глутамат-цистиновый обменный механизм, глутаминовый цикл и т.д.; оказывает влияние на натриевый, кальциевый гомеостаз через ЫМйА-, АМРА-, каинатные и метаботропные рецепторы [19]. При этом избыточные концентрации глу-тамата способны неблагоприятно повлиять на жизнедеятельность нейронов, вызывая эксайтотоксичность [8, 9, 20], апоптоз нейронов [21].
Выявленные нами изменения морфофункциональных показателей головного мозга потомства белых крыс-самок, получавших ГН во время беременности и лактации, следует трактовать как неоднозначные: возрастание массы головного мозга, увеличение количества ядрышек в ядрах нейронов, увеличение времени виса на горизонтальной проволоке могут рассматриваться как позитивные изменения; в то время как уменьшение двигательной исследовательской активности и возрастание тревожности, вероятно, неблагоприятны.
Морфометрическое исследование миокарда потомства крыс-самок, получавших ГН, показало снижение суммарной площади ядрышек КМЦ левого желудочка на 13,8% и правого желудочка на 15,3%. Статистически значимо уменьшалось и количество ядрышек: в КМЦ левого желудочка на 14,1%, КМЦ правого желудочка на 12,5% (табл. 4).
Ранее нами были опубликованы данные об изменении состояния гепатоцитов у 25-суточного потомства крыс-самок, получавших ГН во время беременности и лактации: было показано статистически значимое увеличение количества ядер с одним ядрышком на 25,6% и уменьшение количества ядер с двумя ядрышками на 21,3%, а также уменьшение площади ядрышек ядер гепатоцитов на 18% [22].
Состояние нуклеолярного аппарата отражает общую метаболическую активность клетки. Следовательно, можно говорить о снижении анаболической активности
КМЦ и гепатоцитов потомства крыс-самок, получавших ГН во время беременности и лактации. По данным литературы, на фоне употребления избытка ГН могут быть зарегистрированы ультраструктурные проявления клеточного стресса в исследуемых клеточных популяциях. При воздействии ГН на гепатоциты при электронной микроскопии обнаруживались признаки апоптоза: ка-риопикноз, неоднородная ядерная мембрана, вакуо-лизированная цитоплазма, набухание митохондрий, расширенная эндоплазматическая сеть [23]. Сходные проявления наблюдались и со стороны сердца в виде деструктивных изменений кардиомиоцитов, вакуолизи-рованной цитоплазмы, кариопикноза, при этом отмечалось возрастание экспрессии белка р53 [6].
При анализе митотической активности переднего эпителия роговицы потомства животных подопытной группы было зарегистрировано возрастание количества митозов на 73,7% (табл. 5). Изменений соотношения фаз митоза и возрастания количества патологических митозов не выявлено. Способность ГН усиливать регенеративные процессы в эпителии кишечника ранее отмечали K. Amagase и соавт. [24].
По результатам исследования кислотных эритрограмм в крови потомства животных подопытной группы наблюдалось возрастание скорости вступления эритроцитов в гемолитический процесс на 43,8% (табл. 6). Это свидетельствует о снижении осмотической стойкости мембраны эритроцитов потомства крыс-самок, получавших ГН во время беременности и лактации. В литературе описано прооксидантное действие ГН: пероральное употребление экспериментальными животными избытка ГН способно привести к системным проявлениям окислительного стресса [25].
Заключение
Таким образом, имеет место ряд изменений показателей 25-суточного потомства крыс-самок, получавших ГН во время беременности и лактации. Регистрируются изменения массы головного мозга, почки, тимуса, селезенки; снижение показателей ядрышкового аппарата КМЦ; увеличение количества ядрышек нейронов V слоя неокортекса собственно теменной доли; повышение митотической активности переднего эпите-
лия роговицы; уменьшение стойкости эритроцитарных мембран к действию гемолитика, изменение некоторых поведенческих реакций животных. Наблюдаемые эффекты могут быть обусловлены как прямым влиянием избытка ГН, передаваемого плодам и крысам-сосункам через организм матери, так и быть опосредованы гормональными изменениями в организме матери, подвер-
гнутой воздействию избыточных количеств ГН. Механизм регистрируемых изменений требует дальнейшего исследования.
Результаты нашего экспериментального исследования позволяют говорить о нежелательности использования избыточных количеств пищевой добавки ГН во время беременности и периода грудного вскармливания.
Сведения об авторах
Гусев Илья Алексеевич (Ilya A. Gusev) - студент ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, Российская Федерация)
E-mail: gusilia99@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-6199-4278
Самарина Елена Юрьевна (Elena Yu. Samarina) - кандидат медицинских наук, доцент кафедры нормальной и патологической физиологии ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: ele-samari@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-2748-6923
Плотоненко Зинаида Анатольевна (Zinaida A. Plotonenko) - кандидат медицинских наук, доцент кафедры госпитальной и факультетской педиатрии с курсом пропедевтики детских болезней ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: basset_2004@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-4054-1675
Костырко Галина Дмитриевна (Galina D. Kostyrko) - студент ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: galyashkola@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-0254-8531
Малых Максим Вадимович (Maxim V. Маlykh) - студент ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: che-makz@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-3204-3254
Ильиных Анастасия Вячеславовна (Anastasia V. Ilinykh) - врач-неонатолог ОПНиНД КГБУЗ «Перинатальный центр» (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: anastation-93@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-7210-3576
Сазонова Елена Николаевна (Elena N. Sazonova) - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной и патологической физиологии ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России, главный научный сотрудник Хабаровского филиала ФГБНУ ДНЦ ФПД - НИИОМиД (Хабаровск, Российская Федерация) E-mail: sazen@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-8668-492X
Литература
Halim J., Bouzari A., Felder D., Guinard J.X. The Salt Flip: Sensory mitigation of salt (and sodium) reduction with monosodium glutamate (MSG) in «Better-for-You» foods // J. Food Sci. 2020. Vol. 85, N 9. P. 2902-2914. DOI: https://doi.org/10.1111/1750-3841.15354 6.
2. Zanfirescu A., Ungurianu A., Tsatsakis A.M. et al. A review of the alleged health hazards of monosodium glutamate // Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2019. Vol. 18, N 4. P. 1111-1134. DOI: https:// doi.org/10.1111/1541-4337.12448
3. Williams A.N., Woessner K.M. Monosodium glutamate «allergy»: 7. menace or myth? // Clin. Exp. Allergy. 2009. Vol. 39, N 5. P. 640-646. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2009.03221.x.
4. Nathanael J., Harsono H.C.A., Wibawa A.D. et al. The genetic basis of high-carbohydrate and high-monosodium glutamate diet related to the increase of likelihood of type 2 diabetes mellitus: a 8. review // Endocrine. 2020. Vol. 69, N 1. P. 18-29. DOI: https://doi. org/10.1007/s12020-020-02256-x
5. Sasaki Y., Suzuki W., Shimada T. et al. Dose dependent development of diabetes mellitus and non-alcoholic steatohepatitis in
monosodium glutamate-induced obese mice // Life Sci. 2009. Vol. 85, N 13-14. P. 490-498. DOI: https://doi.org/10.1016/). lfs.2009.07.017
Hazzaa S.M., El-Roghy E.S., Abd Eldaim M.A., Elgarawany G.E. Monosodium glutamate induces cardiac toxicity via oxidative stress, fibrosis and p53 proapoptotic protein expression in rats // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2020. Vol. 27, N 16. P. 20 014-20 024. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-020-08436-6 Farombi E.O., Onyema O.O. Monosodium glutamate-induced oxidative damage and genotoxicity in the rat: modu-latory role of vitamin C, vitamin E and quercetin // Hum. Exp. Toxicol. 2006. Vol. 25, N 5. P. 251-259. DOI: https://doi. org/10.1191/0960327106ht621oa
Firgany A.E.L., Sarhan N.R. Quercetin mitigates monosodium glutamate-induced excitotoxicity of the spinal cord motoneurons in aged rats via p38 MAPK inhibition // Acta Histochem. 2020. Vol. 122, N 5. Article ID 151554. DOI: https://doi.org/10.1016/). acthis.2020.151554
9. Hernandez- Ojeda M., Urena- Guerrero M. E., Gutierrez- B arajas P. E. et al. KB-R7943 reduces 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in adult rats after neuronal damage induced by neonatal monosodium glutamate treatment // J. Biomed. Sci. 2017. Vol. 24, N 1. P. 1-13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12929-017-0335-y
10. Prastiwi D., Djunaidi A., Partadiredja G. High dosage of monosodium glutamate causes deficits of the motor coordination and the number of cerebellar Purkinje cells of rats // Hum. Exp. Toxicol. 2015. Vol. 34, N 11. P. 1171-1179. DOI: https://doi. org/10.1177/0960327115572706
11. Konrad S.P., Farah V., Rodrigues B. et al. Monosodium glutamate neonatal treatment induces cardiovascular autonomic function changes in rodents // Clinics (Sao Paulo). 2012. Vol. 67, N 10. P. 1209-1214. DOI: https://doi.org/10.6061/clinics/ 2012(10)14
12. Nakanishi Y., Tsuneyama K., Fujimoto M. et al. Monosodium glutamate (MSG): a villain and promoter of liver inflammation and dysplasia // J. Autoimmun. 2008. Vol. 30, N 1-2. P. 42-50. DOI: https://doi.org/10.1016/jjaut.2007.11.016
13. Симанкова А.А., Сазонова Е.Н. Отдаленные эффекты воздействия опиоидного пептида даларгин в раннем постна-тальном периоде онтогенеза на структурно-функциональные показатели головного мозга белых крыс // Дальневосточный медицинский журнал. 2015. № 1. С. 59-63.
14. Леонова В.Г. Анализ эритроцитарных популяций в онтогенезе человека. Новосибирск : Наука, 1987. 241 с.
15. Коржевский Д.Э. Метод выявления ядрышек в ядрах клеток разных тканей // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1990. Т. 98, № 2. С. 58-60.
16. Tawfik M.S., Al-Badr N. Adverse effects of monosodium glutamate on liver and kidney functions in adult rats and potential protective effect of vitamins C and E // Food Nutr. Sci. 2012. Vol. 3, N 5. P. 651-659. DOI: https://doi.org/10.4236/fns.2012.35089
17. Pavlovic V., Cekic S., Kocic G. et al. Effect of Monosodium glutamate on apoptosis and Bcl-2/Bax protein level in rat thymocyte culture // Physiol. Res. 2007. Vol. 56, N 5. P. 619-626.
18. Boulon S., Westman B.J., Hutten S. et al. The nucleolus under stress // Mol. Cell. 2010. Vol. 40, N 2. P. 216-227. DOI: https://doi. org/10.1016/j.molcel.2010.09.024
19. Zhou Y., Danbolt N.C. Glutamate as a neurotransmitter in the healthy brain // J. Neural Transm. 2014. Vol. 121. P. 799-817. DOI: https://doi.org/10.1007/s00702-014-1180-8
20. Gudino-Cabrera G., Urena-Guerrero M.E. Excitotoxicity triggered by neonatal monosodium glutamate treatment and blood-brain barrier function // Arch. Med. Res. 2014. Vol. 45, N 8. P. 653-659. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcmed.2014.11.014
21. Fricker M., Tolkovsky A.M., Borutaite V. et al. Neuronal cell death // Physiol. Rev. 2018. Vol. 98, N 2. P. 813-880. DOI: https://doi. org/10.1152/ physrev. 00011.2017
22. Гусев И.А. Влияние употребления глутамата натрия во время беременности и лактации на состояние печени потомства белых крыс // Смоленский медицинский альманах. 2020. № 1. С. 81-84. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-upotrebleniya-glutamata-natriya-vo-vremya-beremennosti-i-lak-tatsii-na-sostoyanie-pecheni-potomstva-belyh-krys/viewer
23. Eid R.A., Al-Shraim M., Zaki M.S. et al. Vitamin E protects against monosodium glutamate-induced acute liver injury and hepatocyte ultrastructural alterations in rats // Ultrastruct. Pathol. 2019. Vol. 43, N 4-5. P. 199-208. DOI: https://doi.org/10.1080/01913123.2019.1673860
24. Amagase K., Nakamura E., Kato S., Takeuchi K. Glutamate as a potencial protective drug in the gastrointestinal mucosa // Yakugaku Zasshi. 2015. Vol. 135, N 6. P. 779-782. DOI: https://doi. org/10.1248/yakushi.14-00250-3
25. Calis I.U., Cosan D.T., Saydam F. et al. The effects of monosodium glutamate and tannic acid on adult rats // Iran. Red Crescent Med. J. 2016. Vol. 18, N 10. Article ID e37912. DOI: https://doi. org/10.5812/ircmj.379121.
References
Halim J., Bouzari A., Felder D., Guinard J.X. The Salt Flip: Sen- 8. sory mitigation of salt (and sodium) reduction with monosodium glutamate (MSG) in «Better-for-You» foods. J Food Sci. 2020; 85 (9): 2902-14. DOI: https://doi.org/10.1111/1750-3841.15354 Zanfirescu A., Ungurianu A., Tsatsakis A.M., et al. A review of the alleged health hazards of monosodium glutamate. Compr 9. Rev Food Sci Food Saf. 2019; 18 (4): 1111-34. DOI: https://doi. org/10.1111/1541-4337.12448
Williams A.N., Woessner K.M. Monosodium glutamate «allergy»: menace or myth? Clin Exp Allergy. 2009; 39 (5): 640-6. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2009.03221.x. Nathanael J., Harsono H.C.A., Wibawa A.D., et al. The genetic 10. basis of high-carbohydrate and high-monosodium glutamate diet related to the increase of likelihood of type 2 diabetes mellitus: a review. Endocrine. 2020; 69 (1): 18-29. DOI: https://doi. org/10.1007/s12020-020-02256-x
Sasaki Y., Suzuki W., Shimada T., et al. Dose dependent devel- 11. opment of diabetes mellitus and non-alcoholic steatohepatitis in monosodium glutamate-induced obese mice. Life Sci. 2009; 85 (13-14): 490-8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs. 2009.07.017 12.
Hazzaa S.M., El-Roghy E.S., Abd Eldaim M.A., Elgarawany G.E. Monosodium glutamate induces cardiac toxicity via oxidative stress, fibrosis and p53 proapoptotic protein expression in rats. Environ Sci Pollut Res Int. 2020; 27 (16): 20 014-24. DOI: https:// 13. doi.org/10.1007/s11356-020-08436-6
Farombi E.O., Onyema O.O. Monosodium glutamate-induced oxidative damage and genotoxicity in the rat: modulatory role of vitamin C, vitamin E and quercetin. Hum Exp Toxicol. 2006; 25 (5): 251-9. DOI: https://doi.org/10.1191/096032710 14. 6ht621oa
Firgany A.E.L., Sarhan N.R. Quercetin mitigates monosodium glutamate-induced excitotoxicity of the spinal cord motoneurons in aged rats via p38 MAPK inhibition. Acta Histochem. 2020; 122 (5): 151554. DOI: https://doi.org/10.1016/j.acthis.2020.1 51554
Hernandez-Ojeda M., Urena-Guerrero M.E., Gutierrez-Barajas P.E., et al. KB-R7943 reduces 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in adult rats after neuronal damage induced by neonatal monosodium glutamate treatment. J Biomed Sci. 2017; 24 (1): 1-13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12929-017-0335-y
Prastiwi D., Djunaidi A., Partadiredja G. High dosage of monosodium glutamate causes deficits of the motor coordination and the number of cerebellar Purkinje cells of rats. Hum Exp Toxicol. 2015; 34 (11): 1171-9. DOI: https://doi.org/10.1177/09603271 15572706
Konrad S.P., Farah V., Rodrigues B., et al. Monosodium glutamate neonatal treatment induces cardiovascular autonomic function changes in rodents. Clinics (Sao Paulo). 2012; 67 (10): 1209-14. DOI: https://doi.org/10.6061/clinics/2012(10)14 Nakanishi Y., Tsuneyama K., Fujimoto M., et al. Monosodium glutamate (MSG): a villain and promoter of liver inflammation and dysplasia. J Autoimmun. 2008; 30 (1-2): 42-50. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jaut.2007.11.016
Simankova A.A., Sazonova E.N. Remore results of opioid peptide dalargin effect on structural functional parameters of albino rats brain in the early postnatal ontogenesis. Dal'nevostochniy medit-sinskiy zhurnal [Far Eastern Medical Journal]. 2015; (1): 59-63 (in Russian)
Leonova V.G. Analysis of erythrocytes population in human ontogenesis. Novosibirsk: Nauka; 1987: 241 p. (in Russian)
1
2
3
4
6
7
15. Korzhevsky D.E. Method of nucleoli detection in nuclei of cell of different tissues. Arkhiv anatomii, gistologii i emberiologii [Archive of Anatomy, Histology and Embryology]. 1990; 98 (2): 58-60. (in Russian)
16. Tawfik M.S., Al-Badr N. Adverse effects of monosodium glutamate on liver and kidney functions in adult rats and potential protective effect of vitamins C and E. Food Nutr Sci. 2012; 3 (5): 651-9. DOI: https://doi.org/10.4236/fns.2012.35089
17. Pavlovic V., Cekic S., Kocic G., et al. Effect of Monosodium glutamate on apoptosis and Bcl-2/Bax protein level in rat thymocyte culture. Physiol Res. 2007; 56 (5): 619-26.
18. Boulon S., Westman B.J., Hutten S., et al. The nucleolus under stress. Mol Cell. 2010; 40 (2): 216-27. DOI: https://doi. org/10.1016/j.molcel.2010.09.024
19. Zhou Y., Danbolt N.C. Glutamate as a neurotransmitter in the healthy brain. J Neural Transm. 2014; 121: 799-817. DOI: https:// doi.org/10.1007/s00702-014-1180-8
20. Gudino-Cabrera G., Urena-Guerrero M.E. Excitotoxicity triggered by neonatal monosodium glutamate treatment and blood-brain barrier function. Arch Med Res. 2014; 45 (8): 653-9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcmed.2014.11.014
21. Fricker M., Tolkovsky A.M., Borutaite V., et al. Neuronal cell death. Physiol Rev. 2018; 98 (2): 813-80. DOI: https://doi. org/10.1152/physrev.00011.2017
22. Gusev I.A. Effect of monosodium glutamate intake during pregnancy and lactation on the liver condition of the offspring of white rats. Smolenskiy meditsinskiy al'manakh [Smolensk Medical Almanac]. 2020; (1): 81-4. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/vliyanie-upotrebleniya-glutamata-natriya-vo-vremya-beremennosti-i-laktatsii-na-sostoyanie-pecheni-potomstva-be-lyh-krys/viewer (in Russian)
23. Eid R.A., Al-Shraim M., Zaki M.S., et al. Vitamin E protects against monosodium glutamate-induced acute liver injury and hepatocyte ultrastructural alterations in rats. Ultrastruct Pathol. 2019; 43 (4-5): 199-208. DOI: https://doi.org/10.1080/01913123.2019.1673860
24. Amagase K., Nakamura E., Kato S., Takeuchi K. Glutamate as a potencial protective drug in the gastrointestinal mucosa. Yakugaku Zasshi. 2015; 135 (6): 779-82. DOI: https://doi. org/10.1248/yakushi.14-00250-3
25. Calis I.U., Cosan D.T., Saydam F., et al. The effects of monosodium glutamate and tannic acid on adult rats. Iran Red Crescent Med. J. 2016; 18 (10): e37912. DOI: https://doi.org/10.5812/ircmj.37912
