CC BY
19
УДК 613.292:547.466.6:616.36]:599.323.4-053.31
i ВЛИЯНИЕ УПОТРЕБЛЕНИЯ ГЛУТАМАТА НАТРИЯ ВО ВРЕМЯ БЕРЕМЕННОСТИ И ЛАКТАЦИИ НА СОСТОЯНИЕ ПЕЧЕНИ ПОТОМСТВА БЕЛЫХ КРЫС
Гусев И.А.
Научный руководитель - д.м.н., доц. Сазонова Е.Н.
Дальневосточный государственный медицинский университет
Россия, 680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, rec@mail.fesmu.ru
gusilia99@mail.ru - Гусев И.А.
Резюме. Изучалось влияние пищевой добавки глутамата натрия при её употреблении во время беременности и лактации на нуклеолярный аппарат гепатоцитов потомства белых крыс. Установлено, что употребление глутамата натрия беременными крысами-самками в дозе 200 миллиграмм на килограмм массы тела ежесуточно ведёт к достоверному снижению среднего количества ядрышек в ядрах гепатоцитов 7-суточных крыс, при этом наблюдалось достоверное снижение количества ядер с двумя ядрышками с одновременным ростом количества ядер с одним ядрышком. Количество ядрышек у 25-суточных животных менялось сходным образом, отмечено достоверное снижение площади сечения ядрышек.
Ключевые слова: глутамат натрия, печень, крысы, пищевые добавки.
i THE EFFECTS OF MONOSODIUM GLUTAMATE CONSUMPTION DURING PREGNANCY AND LACTATION TO THE OFFSPRING LIVER OF ALBINO RATS
Gusev I.A.
Scientific adviser - Sazonova E.N., MD.
Far Eastern State Medical University
35, Muraviova-Amurskogo str., Khabarovsk, 680000, Russia, rec@mail.fesmu.ru
gusilia99@mail.ru - I.A. Gusev.
Abstract. The effects of food additive monosodium glutamate (MSG) consumption to the nucleoli of albino rats' hepatocytes during pregnancy and lactation were studied. It is registered, that MSG consumption by pregnant female rats in dose 200 milligrams per kilogram of body weight daily causes the decrease of average nucleoli quantity in nuclei of hepatocytes of 7-days old rats, significant decrease in quantity of double nucleolus nuclei together with increase in quantity of single nucleolus nuclei was observed. Quantity of nucleoli changed in 25-days old animals in the same way, the significant decrease in square of nucleoli has been registered.
Key words: monosodium glutamate, liver, rats, food additives
Введение. В организме млекопитающих глутаминовая аминокислота составляет треть всех свободных аминокислот плазмы крови, участвует в транспорте аммиака, синтезе пиримидиновых азотистых оснований, глутатиона, фолиевой кислоты, глюкозы, медиаторов нервной ткани и т.д. Однако эти функции специфичны только для природного соединения. Существует синтетический аналог глутаминовой кислоты - глутамат натрия (Е 621), который представляет собой пищевую добавку. При ее добавлении в пищу и корма в повышенных количествах маскируется запах, вкус и цвет испорченного сырья, придается готовому продукту вкус и аромат отсутствующих компонентов [1].
Еще в 1968 году были опубликованы первые данные о том, что глутамат натрия может быть причиной различных болезней. Эти заболевания были объединены термином «синдром китайского ресторана» [11]. Кроме того, были получены данные о том, что синтетический аналог при поступлении в организм животных в повышенных дозах меняет пищевое поведение, инициирует ожирение [1,8,10,13], нарушает метаболизм глюкозы [8,10,13], вызывает перевозбуждение и некроз нервных клеток [7].
Со стороны печени при действии глутамата отмечались очаги дисплазии, дольковое воспаление с преобладанием лимфоцитов, фиброз. В гепатоцитах при этом обнаруживались
тельца Мэллори - признаки дезорганизации цитоскелета [9], а также жировые изменения, сходные с неалкогольной жировой инфильтрацией [3,9,10,13]. Это позволяет говорить об общности патогенетических механизмов между этим процессом и воздействием избытка глутамата. Кроме того, при иммуногистохимическом исследовании в цитоплазме гепатоцитов отмечался высокий уровень проапоптозного фактора Ьах.[4]
Эти результаты согласуются с биохимическими исследованиями, которые показывают, что глутамат натрия, обладая гепатотоксичностью, серьёзно нарушал функции печени. Введение в рацион кормления крыс глутамата натрия приводило к снижению в плазме крови животных концентрации общего белка, в том числе, падала концентрация альбуминов [2,12]. Кроме того, возрастал уровень мочевины крови, что с учетом пониженного содержания общего белка и альбуминов указывало на избыточное выведение азота из организма животных [2]. Также имеются данные о повышении активности в норме внутриклеточных ферментов: аспартатаминотрансферазы (ACT) и аланинаминотрансферазы (АЛТ) в сыворотке крови, что является индикатором поражения клеток печени [5,6,12]. Разрушение мембран клеток при этом объясняют двумя теориями - первая говорит о повышенном накоплении токсичного для клеток аммония при распаде избыточных количеств глутамата [12], вторая считает причиной усиление продукции свободных радикалов. Его связывают с падением уровня глутатиона - важного компонента системы антиоксидантной защиты, которое, возможно, вызвано усилением активности гамма-глутамилтрансферазы под действием глутамата. Рост активности фермента приводит к накоплению гамма-цистеинилглицина и нарушению гамма-глутамильного цикла, отвечающего за постоянную концентрацию глутатиона [5,6].
Цель исследования. Хотя влияние глутамата на печень неоднократно изучалось учеными разных стран, эффекты его потребления во время беременности и лактации на печень потомства исследованы недостаточно. Между тем, адекватное питание беременных должно обеспечить правильное развитие и созревание плода путём предотвращения действия на него любых повреждающих факторов.
В связи с этим целью исследования явилось выявление и анализ последствий перорального употребления глутамата во время беременности и лактации на состояние печени потомства.
Методика. Для исследования были взяты беременные самки крыс линии Wistar, случайным образом разделённые на две группы (по 10 животных в каждой группе). Все животные проживали в одном виварии в стандартных условиях, пищу и воду получали ad libitum. Контрольная группа при этом получала воду, опытная - раствор глутамата натрия (2 г на 200 мл воды) Расчётная дозировка при этом составляла 200 мг на кг веса ежесуточно.
Исследуемым материалом служило потомство (по 12 животных в группе) в возрасте 7 и 25 суток (время перехода на дефинитивное питание). При этом животные взвешивались, после чего проводился забор материала (для исследования отбирались мозг, сердце, печень, почки, тимус). Материал получали после декапитации, которую проводили под рауш-наркозом с соблюдением принципов гуманности, изложенных в Хельсинкской декларации.
Проводилась стандартная гистологическая обработка материала, изготовлялись срезы тканей печени и окрашивались азотнокислым серебром методом AgNOR. В них оценивался нуклео-нуклеолярный аппарат гепатоцитов методом компьютерной морфометрии на аппарате Мекос-Ц по следующим показателям: площадь ядер, суммарная площадь ядрышек. Количество ядрышек оценивалось методом световой микроскопии.
Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью стандартной программы Statictica 6.0. Выполнялся подсчёт среднего арифметического и средней стандартной ошибки. Сравнение проводилось по t-критерию Стьюдента, различие считалось достоверным при р<0,05. Всего в эксперименте было использовано 102 животных.
Результаты. По результатам гравиметрических исследований масса печени не имела достоверных различий у животных контрольной и опытной групп.
При световой микроскопии состояние паренхимы печени было сходным у животных контрольной и опытной групп. Не наблюдалось следов разрушения клеток, кровотечений или наличие воспалительного процесса.
Таблица 1. Влияние употребления глутамата натрия самками белых крыс во время беременности и лактации на показатель количества ядрышек в ядрах гепатоцитов 7-суточного потомства___
Показатель Контроль Опыт
Среднее количество ядрышек в ядрах гепатоцитов 1,991 ± 0,027 1,868 ± 0,041*
Доля ядер гепатоцитов с 1 ядрышком 31,53 ± 0,93 40,05 ± 0,99*
Доля ядер гепатоцитов с 2 ядрышками 42,10 ± 0,64 36,34 ± 1,40*
Доля ядер гепатоцитов с 3 ядрышками 22,14 ± 1,04 20,32 ± 1,59
Доля ядер гепатоцитов с 4 ядрышками 4,23 ± 0,60 3,29 ± 0,89
Примечание: *- р< 0,05 по отношению к группе «Контроль».
При морфометрическом исследовании нуклеолярного аппарата гепатоцитов 7-суточного потомства выявлено достоверное снижение среднего количества ядрышек в ядрах гепатоцитов животных подопытной группы на 6 %, при этом количество ядер с одним ядрышком достоверно увеличивалось на 27 %, а количество ядер с двумя ядрышками достоверно снижалось на 14% (таблица 1).
Таблица 2. Влияние употребления глутамата натрия самками белых крыс во время беременности и лактации на показатели нуклео-нуклеолярного аппарата гепатоцитов 25-суточного потомства___
Показатель Контроль Опыт
Среднее количество ядрышек в ядрах гепатоцитов 1,735 ± 0,044 1,607 ± 0,054
Доля ядер гепатоцитов с 1 ядрышком 42,69 ± 2,46 53,61 ± 3,60*
Доля ядер гепатоцитов с 2 ядрышками 42,60 ± 1,55 33,52 ± 2,23*
Доля ядер гепатоцитов с 3 ядрышками 13,22 ± 1,49 11,37 ± 1,47
Доля ядер гепатоцитов с 4 ядрышками 1,49 ± 043 1,50 ± 0,67
Площадь ядер гепатоцитов 15,78±0,32 16,68±0,57
Площадь ядрышек в ядрах гепатоцитов 3,892±0,185 3,193±0,199*
Примечание: *- р< 0,05 по отношению к группе «Контроль».
Аналогичные изменения наблюдались и у 25-суточных животных. Имела место тенденция к уменьшению среднего количества ядрышек в ядрах гепатоцитов у животных подопытной группы. Результат подтверждался достоверным увеличением количества ядер с одним ядрышком на 25% и достоверным уменьшением количества ядер с двумя ядрышками на 20% (таблица 2). Кроме того, наблюдалось достоверное уменьшение площади сечения ядрышек на 18% (таблица 2). Выявленные при исследовании отличия по площади ядер между подопытной и контрольной группой являлись недостаточно достоверными (таблица 2).
Таким образом, воздействие глутамата натрия в антенатальном и раннем постнатальном периодах привело к достоверному уменьшению количества ядрышек в гепатоцитах 7-суточных животных, достоверному уменьшению количества и площади сечения ядрышек в гепатоцитах 25-суточных животных.
Выводы. Полученные результаты морфометрии могут говорить о нарушении работы нуклеолярного аппарата гепатоцитов, что приводит к угнетению биосинтеза белка и как следствие, всех анаболических процессов, происходящих в печени.
При этом могут пострадать такие жизненно важные для организма процессы, как образование белковых факторов свёртывания, реакции обезвреживания токсинов и т.д. Ещё одним следствием подавления синтеза белка печенью может быть отклонение от нормы важных констант плазмы крови - вязкости, онкотического давления.
Также полученные результаты могут служить проявлением клеточного стресса, при этом повреждение ядрышек может привести к активации белка Р53 и запуску апоптоза. Всё это в совокупности может нанести серьёзный ущерб развивающемуся организму.
Литература
1. Голобородько, Г. Н. Особенности действия пищевых добавок на организм животных в модельной системе лабораторных крыс / Г. Н. Голобородько, М. А. Дерхо, Т. И. Середа // АПК России. — 2015. — Т. 74. — С.168—172.
2. Голобородько, Г. Н. Оценка биосинтетической активности гепатоцитов на фоне влияния глутамата натрия/ Г. Н Голобородько, М. А. Дерхо, Т. И. Середа // Евразийский союз ученых. Биологические науки — 2014. — № 10. — С. 105—107.
3. Bedossa P. Pathology of non-alcoholic fatty liver disease / P. Bedossa // Liver International — 2017. — № 37. — P.85—89.
4. Eman A. Elbassuoni Evidence of the protective effect of L-arginine and vitamin D against monosodium glutamate-induced liver and kidney dysfunction in rats / Eman A. Elbassuoni, Merhan M. Ragy, Sabreen M. Ahmed // Biomedicine & Pharmacotherapy — 2018. —№ 108 —P. 799— 808.
5. Farombi E. O. Effect of Vitamin E on Monosodium Glutamate Induced Hepatoxicity and Oxidative Stress in Rats, / О. O. Onyema, E. O. Farombi, G. O. Emerole, A. I. Ukoha, G. O. Onyeze // Indian Journal ofBiochemistry & Biophysics —2006.—Vol. 43, № 1 —P. 20—24.
6. Farombi E. O. Monosodium glutamate-induced oxidative damage and genotoxicity in the rat: modulatory role of vitamin C, vitamin E and quercetin / E. O.Farombi, O. O.Onyema // Hum Exp Toxicol. — 2006. —Vol. 25— № 5. — P.251-259.
7. Meldrum B.S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology / B.S. Meldrum // Journal ofNutrition—2000—Vol,130, № 4—P. 1007—1015
8. Nagata M. Type 2 diabetes mellitus in obese mouse model induced by monosodium glutamate. / M Nagata, W Suzuki, S. Iizuka, M. Tabuchi, H. Maruyama, S. Takeda // Exp Anim 2006 — № 55 — P. 109—115.
9. Nakanishi Y. Monosodium glutamate (MSG): A villain and promoter of liver inflammation and dysplasia / Y. Nakanishi, K. Tsuneyama, M .Fujimoto, T. Salunga, K. Nomoto, An Jun-Ling, S. Iizuka, M. Nagata, W. Suzuki, T. Shimada, M. Aburada, M. Nakano, C. Selmi, M. Gershwin // Journal ofAutoimmunity — 2008. — №30 — P.42—50.
10. Sasaki Y. Dose dependent development of diabetes mellitus and non-alcoholic steatohepatitis in monosodium glutamate-induced obese mice. / Y. Sasaki , W. Suzuki, T. Shimada, S. Iizuka, S. Nakamura, M. Nagata, M. Fujimoto, K. Tsuneyama , R. Hokao , K. Miyamoto, M. Aburada // Life Sciences — 2009. —Vol.85, № 13-14 — P. 490—498.
11. Schaumburg H.H. Monosodium L-glutamate: its pharmacology and role in the Chinese restaurant syndrome / H.H. Schaumburg, R. Byck, R. Gerstl, J. H. Mashman // Science. —1969. — Vol.163, № 3869—P. 826—828.
12. Tawfik MS, Al-Badr N. Adverse Effects of Monosodium Glutamate on Liver and Kidney Functions in Adult Rats and Potential Protective Effect of Vitamins С and Е/ MS Tawfik, N. Al-Badr // Food Nutrition Sciences. —2012. —Vol.3, №5 — P. 651—659.
13. Tsuneyama K. Neonatal monosodium glutamate treatment causes obesity, diabetes, and macrovesicular steatohepatitis with liver nodules in DIAR mice. / K. Tsuneyama, T. Nishida, H. Baba, S. Taira, M. Fujimoto, K. Nomoto, S. Hayashi, S. Miwa, T. Nakajima, M. Sutoh, E. Oda, R. Hokao, J. Imura // Journal of Gastroenterology and Hepatology. —2014. — Vol.29, № 9 — P. 1736—1743.
