Научная статья на тему 'Воздействие наноразмерного диоксида кремния аморфного на усвояемость витаминов В1, В2 и В6 у крыс'

Воздействие наноразмерного диоксида кремния аморфного на усвояемость витаминов В1, В2 и В6 у крыс Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
1035
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вопросы питания
Scopus
ВАК
PubMed
Ключевые слова
ДИОКСИД КРЕМНИЯ / SILICA / НАНОЧАСТИЦЫ / NANOPARTICLES / ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ / FOOD ADDITIVES / ВИТАМИН В1 / ВИТАМИН В2 / ВИТАМИН В6 / ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ / РИСК / RISK / VITAMIN В1 / VITAMIN В2 / VITAMIN В6 / SAFETY

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Гмошинский И. В., Вржесинская О. А., Шумакова А. А., Шипелин В. А., Коденцова В. М.

Аморфный диоксид кремния (SiO2) в виде наночастиц (НЧ) широко используется в качестве пищевой добавки Е551, в том числе в составе обогащенных пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище. Целью данного исследования является оценка влияния перорального введения НЧ SiO2 на усвояемость и показатели обмена витаминов В1, В2 и В6 у лабораторных крыс. В работе использован аморфный SiO2 марки «0рисил-300» с размером первичных НЧ 20-60 нм по данным электронной, атомно-силовой микроскопии и динамического рассеяния света. Эксперимент проведен на 8 группах растущих крыс-самцов линии Вистар с исходной массой тела 70-80 г численностью соответственно 7, 7, 10, 10, 12, 12, 14 и 16 особей. Животные 1,3, 4 и 5-й групп на протяжении всего эксперимента получали сбалансированный полусинтетический рацион. Животные 2-й группы получали рацион с исключением витаминов В1, В2 и В6 до выведения из опыта на 21-е сутки; животные 6, 7 и 8-й групп -такой же рацион с 1-х по 21-е сутки, а далее, до выведения из эксперимента, рацион, снабженный указанными витаминами группы В до 100% от нормы. С 22-х суток опыта и до выведения из эксперимента на 29-е сутки животные 3-й и 6-й групп получали внутрижелудочно через зонд деионизованную воду (плацебо), крысы 4-й и 7-й групп водную суспензию SiO2 в дозе 1 мг на 1 кг массы тела в сутки, а 5-й и 8-й групп 100 мг/кг в сутки. Суточную экскрецию с мочой тиамина, рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты, содержание в печени и головном мозге витаминов В1 и В2 после проведения кислотно-ферментативного гидролиза определяли флуориметрически. Установлено, что крысы 2-й группы к 21-м суткам опыта значительно отставали в прибавке массы тела от животных 1-й группы и у них развился дефицит витаминов В1, В2 и В6 по изученным показателям обеспеченности. В группах с 6-й по 8-ю на 29-е сутки отмечали частичное восстановление витаминного статуса. Введение SiO2 животным 4-й и 5-й групп, нормально обеспеченным витаминами группы В, не оказывало достоверного влияния ни на один из изученных показателей витаминной обеспеченности по сравнению с 3-й группой. У животных 7-й и 8-й групп внутрижелудочное введение SiO2 приводило к увеличению экскреции витаминов В1 и В2 с мочой и снижению их содержания в печени по сравнению с крысами 6-й группы. На показатели обеспеченности витамином В6 введение SiO2 воздействия не оказывало. Обсуждаются возможные причины неблагоприятного влияния НЧ SiO2 на обеспеченность витаминами В1 и В2 и на их повышенное вымывание из организма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Гмошинский И. В., Вржесинская О. А., Шумакова А. А., Шипелин В. А., Коденцова В. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of nanosized amorphous silica on assimilation of vitamins B1, B2 and B6 in rats

Amorphous silica (SiO2) in the form of nanoparticles (NPs) is widely used as a food additive E551 in many enriched foods and food supplements. The aim of this study was to evaluate the effect of oral administration of SiO2 NPs on assimilation and metabolism of vitamins B1, B2 and B6 in laboratory rats. Amorphous SiO2 «Orisil-300 ®» was used with the size of the primary NPs 20-60 nm according to the electronic, atomic force microscopy and dynamic light scattering. The experiment was conducted on 8 groups of growing male Wistar rats (with initial body weight 70-80 g) number, respectively, 7, 7, 10, 10, 12, 12, 14 and 16 animals. Animals of the 1st, 3rd, 4th and 5th groups received throughout the experiment balanced semi-synthetic diet. Animals of the 2nd group received a diet depleted of vitamins B1, B2 and B6 until day 21; animals of the 6th, 7th and 8th groups -the same diet from the 1st to the 21th day, and then, before the closure of the experiment, the diet provided with the indicated B vitamins at 100% of normal level. From day 22 of experiment and until the end at day 29 the animals of the 3rd and 6th groups received deionized water (placebo) through intragastric gavage; rat of the 4th and 7th groups -aqueous suspension of SiO2 dose of 1 mg/kg body weight /day, and the 5th and 8th group -100 mg/kg/day. Urinary excretion of thiamine, riboflavin, 4-pyridoxilic acid and liver and brain content of vitamins B1 and B2 (after acid and enzyme hydrolysis) were determined by fluorimetric methods. It was found that rats in group 2 lagged in weight gain at day 21 significantly compared to group 1, and developed a marked deficiency of vitamins B1, B2 and B6 according to studied safety parameters. In groups from 6 to 8 at day 29 partial recovery was achieved in vitamin status. Administration of SiO2 to animal of groups 4 and 5, with normal consumption of B vitamins, had no significant effect on any parameters of vitamin status in comparison to group 3. However, intragastric administration of SiO2 led in animals of groups 7 and 8 to an increase in the urinary excretion of vitamins B1 and B2 and lowering of their content in liver as compared to group 6. Administration of SiO2 had no effect on indices of vitamin B6 sufficiency. Possible reasons are discussed for the adverse lowering impact of SiO2 NPs on the availability of vitamins B1 and B2 and their increased clearance from the body.

Текст научной работы на тему «Воздействие наноразмерного диоксида кремния аморфного на усвояемость витаминов В1, В2 и В6 у крыс»

Для корреспонденции

Гмошинский Иван Всеволодович - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

Адрес: 109240, г. Москва, Устьинский проезд, д. 2/14 Телефон: (495) 698-53-71 E-mail: [email protected]

И.В. Гмошинский, О.А. Вржесинская, А.А. Шумакова, В.А. Шипелин, В.М. Коденцова, С.А. Хотимченко

Воздействие наноразмерного диоксида кремния аморфного на усвояемость витаминов В1, В2 и В6

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety,

Moscow

Аморфный диоксид кремния (SiO2) в виде наночастиц (НЧ) широко используется в качестве пищевой добавки Е551, в том числе в составе обогащенных пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище. Целью данного исследования является оценка влияния перорального введения НЧ SiO2 на усвояемость и показатели обмена витаминов В1, В2 и В6 у лабораторных крыс. В работе использован аморфный SiO2 марки «0рисил-300» с размером первичных НЧ20-60 нм по данным электронной, атомно-силовой микроскопии и динамического рассеяния света. Эксперимент проведен на 8 группах растущих крыс-самцов линии Вистар с исходной массой тела 70-80 г численностью соответственно 7, 7, 10, 10, 12, 12, 14 и 16 особей. Животные 1,3, 4 и 5-й групп на протяжении всего эксперимента получали сбалансированный полусинтетический рацион. Животные 2-й группы получали рацион с исключением витаминов В1, В2 и В6 до выведения из опыта на 21-е сутки; животные 6, 7 и 8-й групп -такой же рацион с 1-х по 21-е сутки, а далее, до выведения из эксперимента, рацион, снабженный указанными витаминами группы В до 100% от нормы. С 22-х суток опыта и до выведения из эксперимента на 29-е сутки животные 3-й и 6-й групп получали внутрижелудочно через зонд деионизованную воду (плацебо), крысы 4-й и 7-й групп - водную суспензию SiO2 в дозе 1 мг на 1 кг массы тела в сутки, а 5-й и 8-й групп - 100 мг/кг в сутки. Суточную экскрецию с мочой тиамина, рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты, содержание в печени и головном мозге витаминов В1 и В2 после проведения кислотно-ферментативного гидролиза определяли флуориметрически. Установлено, что крысы 2-й группы к 21-м суткам опыта значительно отставали в прибавке массы тела от животных 1-й группы и у них развился дефицит витаминов В1, В2 и В6 по изученным показателям обеспеченности. В группах с 6-й по 8-ю на 29-е сутки отмечали частичное восстановление витаминного статуса. Введение SiO2 животным 4-й и 5-й групп, нормально обеспеченным витаминами группы В, не оказывало достоверного влияния ни на один из изученных показателей витаминной обеспеченности по сравнению с 3-й группой. У животных 7-й и 8-й групп внутрижелудочное введение SiO2 приводило к увеличению экскреции витаминов В1 и В2 с мочой и снижению их содержания в печени

у крыс

Influence of nanosized amorphous silica on assimilation of vitamins B1; B2 and B6 in rats

I.V. Gmoshinsky, O.A. Vrzhesinskaya, A.A. Shumakova, V.A. Shipelin, V.M. Kodentsova, S.A. Khotimchenko

по сравнению с крысами 6-й группы. На показатели обеспеченности витамином В6 введение БЮ2 воздействия не оказывало. Обсуждаются возможные причины неблагоприятного влияния НЧ БЮ2 на обеспеченность витаминами В1 и В2 и на их повышенное вымывание из организма.

Ключевые слова: диоксид кремния, наночастицы, пищевые добавки, витамин В1, витамин В2, витамин В6, обеспеченность, риск

Amorphous silica (SiO2) in the form of nanoparticles (NPs) is widely used as a food additive E551 in many enriched foods and food supplements. The aim of this study was to evaluate the effect of oral administration of SiO2 NPs on assimilation and metabolism of vitamins B1, B2 and B6 in laboratory rats. Amorphous SiO2 «0risil-300 was used with the size of the primary NPs 20-60 nm according to the electronic, atomic force microscopy and dynamic light scattering. The experiment was conducted on 8 groups of growing male Wistar rats (with initial body weight 70-80g) number, respectively, 7, 7, 10, 10, 12, 12, 14 and 16 animals. Animals of the 1st, 3rd, 4th and 5th groups received throughout the experiment balanced semi-synthetic diet. Animals of the 2ndgroup received a diet depleted of vitamins B1, B2 and B6 until day 21; animals of the 6th, 7th and 8th groups -the same diet from the 1st to the 21th day, and then, before the closure of the experiment, the diet provided with the indicated B vitamins at 100% of normal level. From day 22 of experiment and until the end at day 29 the animals of the 3rd and 6th groups received deionized water (placebo) through intragastric gavage; rat of the 4th and 7th groups -aqueous suspension of Si02 dose of 1 mg/kg body weight /day, and the 5th and 8th group -100 mg/kg/day. Urinary excretion of thiamine, riboflavin, 4-pyridoxilic acid and liver and brain content of vitamins B1 and B2 (after acid and enzyme hydrolysis) were determined by fluorimetric methods. It was found that rats in group 2 lagged in weight gain at day 21 significantly compared to group 1, and developed a marked deficiency of vitamins B1, B2 and B6 according to studied safety parameters. In groups from 6 to 8 at day 29 partial recovery was achieved in vitamin status. Administration of SiO2 to animal of groups 4 and 5, with normal consumption of B vitamins, had no significant effect on any parameters of vitamin status in comparison to group 3. However, intragastric administration of Si02 led in animals of groups 7 and 8 to an increase in the urinary excretion of vitamins B1 and B2 and lowering of their content in liver as compared to group 6. Administration of SiO2 had no effect on indices of vitamin B6 sufficiency. Possible reasons are discussed for the adverse lowering impact of SiO2 NPs on the availability of vitamins B1 and B2 and their increased clearance from the body.

Keywords: silica, nanoparticles, food additives, vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, safety, risk

Наноразмерный аморфный диоксид кремния (вЮ2), известный под торговыми марками «Аэросил», «Орисил» и др., используется в качестве пищевой добавки Е551. Спецификация JECFA на данную пищевую добавку не содержит прямых указаний на размер ее частиц [1], вследствие чего природа данного компонента как наноматериала часто не декларируется изготовителем продукции. Согласно ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» допускается использование Е551 в составе таких видов пищевой продукции, как пряности (не более 30 г/кг), продукты, плотно обернутые фольгой (30 г/кг), продукты сухие порошкообразные, включая сахарную пудру (10 г/кг), сыры и их заменители (10 г/кг), соль и ее заменители (10 г/кг), ароматизаторы (50 г/кг), детские смеси (до 10 мг/кг), сухие инстант-ные каши для питания детей (до 2 г/кг). Аморфный БЮ2 используется также в качестве вспомогательного компонента в большом числе биологически активных добавок к пище (БАД). Биологические свойства нано-

частиц (НЧ) БЮ2, содержащихся в этой продукции, в настоящее время недостаточно изучены; имеются данные об их возможной токсичности при приеме с пищей [2-4].

Поскольку наноразмерный БЮ2 имеет большую удельную площадь поверхности (более 175 м2/г, типично 300 или 380 м2/г, согласно ГОСТ 14922-77), для него характерна высокая адсорбционная способность в расчете на единицу массы. С учетом весьма низкой всасываемости НЧ БЮ2 в кишке это создает возможность эффекта снижения биодоступности ряда микронутриен-тов в процессе их переваривания и всасывания за счет их адсорбции на этих НЧ. В частности это может быть характерно для водорастворимых витаминов группы В, присутствующих в БАД в свободном виде.

Целью данного исследования является оценка влияния наноразмерного аморфного БЮ2 на усвояемость и показатели обмена витаминов В1, В2 и В6 при совместном введении лабораторным крысам на фоне адекватной обеспеченности организма и при их сочетанном дефиците.

Материал и методы

В работе использован химически чистый БЮ2 аморфный пирогенный «0рисил-300» с частицами нано-метрового размера, удельной площадью поверхности 300 м2/г, соответствующий ГОСТ 14922-77. Продукт представлял собой рыхлый белый порошок, легко диспергируемый в воде под действием ультразвука с образованием стабильного прозрачного опалесцирующего коллоидного раствора. Характеристика этой формы БЮ2 как наноматериала методами трансмиссионной электронной и атомно-силовой микроскопии, спектроакус-тики и динамического лазерного светорассеяния была дана ранее [5].

В эксперименте использованы всего 88 растущих крыс-самцов линии Вистар с исходной массой тела 70-80 г, полученных из питомника «Столбовая». Животные были разделены на 8 групп (1-8-я группы) общей численностью соответственно 7, 7, 10, 10, 12, 12, 14 и 16 особей.

Крыс содержали по 3 особи в клетке из полипропилена при 12/12-часовом режиме освещения и неограниченном доступе к воде. Животные 1, 3, 4 и 5-й групп на протяжении всего эксперимента получали сбалансированный полусинтетический рацион, соответствующий А1Ы-76. Животные 2-й группы получали с 1-х суток и до выведения из эксперимента такой же рацион, из которого были исключены витамины В1 (в форме тиамин-пирофосфата), В2 (рибофлавин) и В6 (пиридоксин гидрохлорид); животные 6, 7 и 8-й групп - такой же рацион с 1-х по 21-е сутки опыта, а далее, до выведения из эксперимента, рацион, снабженный указанными формами

В,

Моча

□ 1-я группа

Печень Головной мозг | 2-я группа

Рис. 1. Показатели обеспеченности животных 1-й и 2-й групп (п=7) витаминами группы В: экскреция тиамина, рибофлавина и 4-пири-доксиловой кислоты с мочой (мкг/сут), содержание витаминов В1 и В2 в печени и головном мозге (мкг на 1 г ткани)

За 100% приняты показатели 1-й группы; * - статистически значимое различие между 1-й и 2-й группами (р<0,05) согласно ^критерию Стьюдента и непараметрическому ранговому критерию Манна-Уитни.

витаминов группы В до 100% от нормы [6]. Доза каждого из трех витаминов группы В при этом составила 6,75 мг на 1 кг массы сухих веществ рациона.

Начиная с 22-х суток опыта и до выведения из эксперимента животные 3-й и 6-й групп получали внутри-желудочно через зонд деионизованную воду (плацебо), крысы 4-й и 7-й групп - водную суспензию SiO2, обработанную ультразвуком (частота - 44 кГц, время - 5 мин, мощность - 2 Вт/см3, температура +2 оС) в дозе 1 мг на 1 кг массы тела в сутки в расчете на SiO2, а крысы 5-й и 8-й групп - такую же суспензию в дозе 100 мг/кг в сутки. В ходе эксперимента крыс ежесуточно взвешивали на электронных весах с точностью ±1 г, фиксировали заболеваемость, летальность, внешний вид, активность, состояние шерстяного покрова, стула, особенности поведения.

Животных 1-й и 2-й групп выводили из эксперимента на 22-е сутки опыта, а 3-8-й групп - на 29-е сутки путем обескровливания под эфирной анестезией. За 1 сут до этого проводили сбор суточной мочи в обменных клетках. Отбирали образцы ткани печени для определения содержания витаминов. Массу внутренних органов определяли на аналитических весах с точностью ±0,1 г.

Содержание в моче тиамина [7], рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты (4-ПК) [8] определяли флуориметрически. Содержание в печени и головном мозге витаминов В1 и В2 после проведения кислотно-ферментативного гидролиза определяли флуориметри-чески согласно [9].

Статистическая обработка результатов измерений включала построение вариационного ряда, расчет выборочного среднего (М), стандартной ошибки (m), проверку гипотезы о совпадении выборочных средних с использованием f-критерия Стьюдента, гипотезы об однородности распределения с использованием критерия one-way ANOVA, гипотезы о совпадении распределения выборок по группам с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия принимали достоверными на уровне значимости p<0,05.

Результаты и обсуждение

Как следует из данных рис. 1 и 2, к 22-м суткам пребывания животных 2-й группы на рационе с исключением витаминов В1, В2 и В6 у них развивались признаки дефицита этих витаминов, состоящие в достоверном (р1-2<0,05) отставании в прибавке массы тела от животных 1-й группы, снижении экскреции рибофлавина и 4-пиридоксиловой кислоты (4-ПК) с мочой, содержания витамина В1 в печени, витаминов В1 и В2 в головном мозге. Помимо этого у животных 2-й группы по сравнению с крысами 1-й группы отмечались диспропорции в относительной массе печени (1-я группа -3,52±0,20%, 2-я группа - 4,23±0,19%), почек (0,92±0,05 и 0,75±0,02% соответственно) и головного мозга (1,29±0,06 и 0,98±0,04% соответственно); р1-2<0,05 во всех случаях. Таким образом, пребывание крыс на ра-

ционе с исключением 3 витаминов группы В приводило в течение 21 сут к развитию выраженных симптомов их недостаточности (дефицита).

Как следует из данных рис. 3, крысы 6-8-й групп, также получавшие в течение 21 сут витаминдефицит-ный рацион, характеризовались таким же отставанием в прибавке массы от животных с 3-й по 5-ю группу, что и крысы 1-й группы от 2-й группы. Однако дальнейшее введение им на протяжении 7 сут добавки этих витаминов приводило к быстрому увеличению скорости роста. Тем не менее отставание в массе тела от животных групп, получавших сбалансированный рацион, сохранялось (р3-е:4-7;5-8<0,05 на 8, 15, 21 и 28-е сутки опыта). Помимо этого, у животных 6-8-й групп по сравнению с крысами 3-5-й групп к 29-м суткам сохранялись диспропорции в массе печени, почек и головного мозга, аналогичные тем, что имели место у животных 2-й группы по сравнению с крысами 1-й группы (р3-е: 4-7; 5-8<0,05 на 29-е сутки опыта).

На рис. 4 и 5 приведены показатели, характеризующие состояние обмена витаминов группы В (экскреция с мочой и содержание в печени) у крыс с 3-й по 8-ю группу по завершении эксперимента, в зависимости от дозы потребляемого БЮ2. Как видно из представленных данных, введение БЮ2 животным 4-й и 5-й групп, нормально обеспеченным витаминами группы В на протяжении всего эксперимента, не оказывало достоверного влияния ни на один из изученных показателей витаминной обеспеченности по сравнению с животными 3-й группы, получавшими путем зондового введения

Сутки опыта:

□ 1

□ 8

■ 15

21

Рис. 2. Средняя масса тела крыс (в граммах) 1-й и 2-й групп на протяжении эксперимента

* - статистически значимое различие между 1-й и 2-й группами (р<0,05) согласно Ь-критерию Стьюдента и непараметрическому ранговому критерию Манна-Уитни.

плацебо (деионизованную воду). В отличие от этого у животных 7-й и 8-й групп, которые испытывали дефицит витаминов группы В в первые 21 сут, а далее получали их в количестве около 100% от нормы, внут-

250,0 -|

200,0-

150,0-

100,0-

50,0 -

Сутки опыта: □ 1 □ 8 □ 15 |

Рис. 3 . Средняя масса тела крыс 3-8-й групп на протяжении эксперимента

6 21

21

* - статистически значимое отличие (р<0,05) согласно Ь-критерию Стьюдента и непараметрическому ранговому критерию Манна-Уитни от показателя животных 3-й группы; # - 4-й группы; 0 - 5-й группы.

18,0-1 16,014,012,0 -10,08,06,04,02,00,0-

р<0,05

Г

р<0,05

1Г1

д.

70,0-1 60,050,040,030,020,010,00,0-

1

р<0,05

1

Д,

3 4 5 6 7 Доза 3102, мг на 1 кг массы тела: □ 0 □ 1 И 100

50,00 -| 45,00 -40,00 -35,00 -30,00 -25,00 -20,00 -15,0010,005,000,00-

р<0,05

Рис. 4.

По оси

10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00

Экскреция тиамина (а), рибофлавина (б) и 4-пиридоксиловой кислоты (в) с мочой у крыс 3-8-й групп (п=6) абсцисс - номера групп; по оси ординат - экскреция, мкг/сут.

35,0 т

30,0

р<0,05

4 5 6 7

Доза ЭЮ2, мг на 1 кг массы тела:

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

0,0

р<0,05

□ 0 □ 1

■ 100

4 5 6 7

Доза ЭЮ2, мг на 1 кг массы тела:

□ 0 □ 1 И 100

Рис. 5. Содержание витаминов В1 (а) и В2 (б) в печени крыс 3-8-й групп (п=6)

По оси абсцисс - номера групп; по оси ординат - содержание витаминов, мкг на 1 г ткани, М±т.

рижелудочное введение БЮ2 приводило к достоверным сдвигам в показателях витаминной обеспеченности по сравнению с крысами 6-й группы, находившимися на том же рационе, но получавшими внутрижелудочно плацебо. В случае витамина В1 отмечалось достоверное усиление его экскреции с мочой как при низкой, так и при высокой дозе вводимого наноматериала (ре-77-8<0,05) и достоверное снижение его содержания

в печени при высокой дозе БЮ2 (ре-8<0,05). Такая же картина наблюдается и для экскреции и содержания в печени витамина В2, за исключением того, что при низкой дозе наноматериала увеличение его экскреции оказывается недостоверным. На показатель обеспеченности витамином В6 (экскреция 4-ПК) внутриже-лудочное введение БЮ2 достоверного воздействия не оказывало. Не выявлено также никакого влияния при-

6

6

в

ема БЮ2 на содержание витаминов В1 и В2 в головном мозге, независимо от типа применявшегося рациона (данные не показаны).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как следует из результатов эксперимента, внутри-желудочное введение крысам наноразмерного БЮ2 приводит к таким изменениям показателей обеспеченности и экскреции витаминов В1 и В2, которые можно интерпретировать как повышенное вымывание этих витаминов из организма на фоне пищевого восстановления их предварительно нарушенной обеспеченности. Предположение о том, что наноразмерный БЮ2 препятствует кишечной абсорбции этих нутри-ентов, не подтверждается полученными экспериментальными данными, поскольку в этом случае, напротив, следовало бы ожидать, снижения их экскреции с мочой. Одним из объяснений данного явления может быть токсическое действие НЧ БЮ2 на почки животных, следствием чего могла стать нарушенная реабсорбция обоих витаминов в почечных канальцах. Сочетание увеличенной экскреции витаминов группы В с мочой и сниженных системных показателей их обеспеченности ранее наблюдали у детей с дисметаболическими нефропатиями [10]. Однако в случае с животными, подвергнутыми пероральному воздействию нанораз-мерного вЮ2, токсическое воздействие на почки, по-видимому, маловероятно ввиду отсутствия изменений в интегральных показателях (массе органа) и маргинальных, находящихся в пределах нормы для животных данной линии, пола и возраста, сдвигах в показателях уровня мочевины, мочевой кислоты и креатинина в крови при дозе наноматериала вплоть до 100 мг на 1 кг массы тела [5, 11]. В работе [2] не установлено гистопа-тологических изменений в почках крыс, получавших НЧ аморфного БЮ2 в течение 84 сут в очень высоких дозах (до 2500 мг на 1 кг массы тела).

Альтернативное объяснение выявленных эффектов может состоять в ускорении процессов обмена витаминов группы В на системном уровне у животных, получавших наноразмерный БЮ2. Согласно имеющимся в литературе данным [2], небольшие количества НЧ аморфного вЮ2, поступающего с пищей, могут всасываться в кишечнике и накапливаться во внутренних органах, в частности в печени. Как показали данные подострого 92-суточного эксперимента по включению аморфного наноразмерного БЮ2 в рацион крыс, этот компонент мог оказывать системное токсическое воздействие на организм, маркерами которого являлись общее содержание цитохрома Р450 печени, активности некоторых его изоформ, а также глутати-онтрансферазы и лизосомальных арилсульфатаз [11]. Наблюдались сдвиги в состоянии Т-клеточного звена

Сведения об авторах

иммунитета, состоящие в повышении числа цитоток-сических Т-клеток при снижении количества Т-хелпе-ров, резком возрастании продукции фактора некроза опухолей а [4]. Последний, как известно, наряду со множеством иммунорегуляторных функций оказывает выраженный прямой катаболический эффект в отношении клеток скелетных мышц и жировой ткани [12]. Развитие катаболической реакции может сопровождаться ускорением процессов окисления углеводов, аминокислот и жирных кислот, что сопровождается функциональным напряжением ферментных систем энергетического обмена и дыхательной цепи, ключевыми компонентами которых являются тиаминзависимые ферменты и фла-виновые оксидоредуктазы. Следствием этого может быть интенсификация метаболизма витаминов В1 и В2, что отражается в снижении их стационарного уровня в печени и усилением их вымывания из организма. Примечательно, что эти эффекты наглядно проявляются у животных с нестабильным уровнем обеспеченности этими витаминами на фоне их алиментарного восстановления после развившегося дефицита, но не у крыс, нормально обеспеченных ими на протяжении всего эксперимента.

Что же касается отсутствия увеличения экскреции 4-ПК у животных, получавших вЮ2, это может быть следствием повышенного в 7-й и 8-й группах выведения из организма рибофлавина, что приводило к относительному ухудшению обеспеченности витамином В2 по сравнению с 6-й группой, получавшей плацебо. Известно, что кофер-ментные формы витамина В2 участвуют в метаболизме пиридоксина. В частности ФМН-зависимая пиридоксам ин(пиридоксин)фосфатоксидаза превращает пиридокса-мин в пиридоксальфосфат, ФАД-зависимая альдегидок-сидаза окисляет пиридоксаль до 4-ПК, экскретируемой с мочой. Ранее подобный эффект у крыс наблюдали при алиментарном дефиците витамина В2 [13-15].

Таким образом, показатели, характеризующие обмен витаминов В1 и В2 в организме, являются чувствительными маркерами токсического действия НЧ БЮ2 в условиях развивающегося дефицита и последующего алиментарного восстановления обеспеченности организма этими витаминами. Потребление НЧ БЮ2 приводит к снижению показателей обеспеченности витаминами В1 и В2 и усилением их вымывания из организма. С учетом известных данных о том, что дефицит витаминов группы В, в частности рибофлавина, может повышать чувствительность организма к разнообразным токсическим воздействиям [16], поступление с пищей НЧ БЮ2 на фоне этого алиментарного дефицита может рассматриваться как источник агрегированного риска здоровью.

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва):

Гмошинский Иван Всеволодович - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий Е-таИ: [email protected]

Вржесинская Оксана Александровна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected]

Шумакова Антонина Александровна - научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: [email protected]

Шипелин Владимир Александрович - кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: [email protected]

Коденцова Вера Митрофановна - доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией витаминов и минеральных веществ E-mail: [email protected]

Хотимченко Сергей Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: [email protected]

Литература

1. Silicon Dioxide, Amorphous. Rome : JECFA, 1973-1992. 2 p. 9. URL: http://www.fao.org/food/food-safety-quality/scientific-advice/ jecfa/jecfa-additives/en/.

2. Van der Zande M., Vandebriel R.J., Groot M.J., Kramer E. et al. Subchronic toxicity study in rats orally exposed to nanostructured 10. silica // Part. Fibre Toxicol. 2014. Vol. 11. P. 8.

3. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Саенко Е.В. Токси-колого-гигиеническая оценка безопасности водной суспензии нанодисперсного диоксида кремния, синтезированного методом жидкокристаллического темплатирования // Анализ риска 11. здоровью. 2013. № 1. С. 65-72.

4. Шумакова А.А., Ефимочкина Н.Р., Минаева Л.П., Быкова И.Б. и др. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. III. Микроэкологические, гематологические показатели, состояние системы иммунитета // Вопр. питания. 2015. Т. 84, № 4. С. 55-65. 12.

5. Шумакова А.А., Арианова Е.А., Шипелин В.А., Сидорова Ю.С. и др. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. I. Интегральные показатели, аддукты ДНК, уровень 13. тиоловых соединений и апоптоз клеток печени // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 3. С. 52-62.

6. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А., Кошелева

О.В. и др. Эффективность разных доз витаминов для коррекции 14. полигиповитаминоза у крыс // Бюл. экспер. биол. 2014. Т. 157, № 5. С. 626-629.

7. Коденцова В.М., Сокольников А.А. Исаева В.А. Сравнительная оценка биохимических критериев обеспеченности организма 15. тиамином // Вопр. мед. химии. 1993. Т. 39, № 3. С. 50-53.

8. Спиричев В.Б., Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А.

и др. Методы оценки витаминной обеспеченности населения. М. : 16. ПКЦ «Альтекс», 2001. 68 с.

Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Спиричев В.Б, Алексеева И.А. и др. Оценка рибофлавинового статуса организма с помощью различных биохимических методов // Вопр. питания. 1994. Т. 63, № 6. С. 9-12.

Гордеева Е.А., Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Харитон-чик Л.А. и др. Обеспеченность витаминами В2 и В6 детей с дизметаболическими нефропатиями: патогенетическая роль дефицита // Вопр. соврем. педиатрии. 2004. Т. 3, № 6. С. 32-34.

Шумакова А.А., Авреньева Л.И., Гусева Г.В., Кравченко Л.В. и др. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния II. Энзимологические, биохимические показатели, состояние системы антиоксидантной защиты // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 4. С. 58-66.

Tisdale M.J. Catabolic mediators of cancer cachexia // Curr. Opin. Support Palliat. Care. 2008. Vol. 2, N 4. P. 256261.

Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Сокольников А.А., Бекетова Н.А. и др. Влияние обеспеченности рибофлавином на обмен водорастворимых витаминов // Вопр. мед. химии. 1993. Т. 39, № 5. С. 29-33.

Коденцова В.М., Якушина Л.М., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А. и др. Влияние обеспеченности рибофлавином на метаболизм витамина В6 // Вопр. питания. 1993. № 5. С. 3236.

Коденцова В.М. Экскреция с мочой витаминов и их метаболитов как критерий обеспеченности витаминами организма человека // Вопр. мед. химии. 1992. Т. 38, № 4. С. 33-37. Pussa Т. Principles of Food Toxicology. 2nd ed. Boca Raton; London; New York : CRC Press, 2014. P. 55.

References

1. Silicon dioxide, amorphous. Rome: JECFA, 1973-1992: 2 p. URL: http://www.fao.org/food/food-safety-quality/scientific-advice/ jecfa/jecfa-additives/en/.

2. Van der Zande M., Vandebriel R.J., Groot M.J., Kramer E., et al. Sub-chronic toxicity study in rats orally exposed to nanostructured silica. Part Fibre Toxicol. 2014; Vol. 11: 8.

3. Zaytseva N.V., Zemlyanova M.A., Zvezdin V.N., Sayenko Ye.V. Toxi-cological and hygienic safety assessment of the aqueous suspension of nano-dispersed silicon dioxide, synthesized using liquid-crystal templating. Analiz riska zdorov'ju [Health Risk Ananlysis]. 2013; Vol. 1: 65-72. (in Russian)

4. Shumakova A.A., Efimochkina N.R., Minaeva L.P., Bykova I.B., et al. Toxicological assessment of nanostructured silica. III. Micro-

ecological, hematological indices, state of cellular immunity. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2015; Vol. 84 (4): 55-65. (in Russian)

5. Shumakova A.A., Arianova E.A., Shipelin V.A., Sidorova Ju.S., et al. Toxicological assessment of nano-structured silica. I. Integral indices, adducts of DNA, tissue thiols and apoptosis in liver. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2014; Vol. 83 (3): 52-62. (in Russian)

6. Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Beketova N.A., Kosheleva O.V., et al. Efficiency of various vitamin doses for polyhypovitaminosis correction in rats. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny [Bulletin of Experimental Biology and Medicine]. 2014; Vol. 157 (5): 608-11. (in Russian)

7. Kodentsova V.M., Sokol'nikov A.A., Isaeva V.A. Comparative evaluation of biochemical criteria of thiamine safety. Voprosy meditsinskoy khimii [Problems of Medical Chemistry]. 1993; Vol. 39 (3): 50-3. 12. (in Russian)

8. Spirichev V.B., Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Beketova N.A., 13. et al. Methods of estimation of population vitamin safety. Moscow:

PKC «Al'tex», 2001: 68 p. (in Russian)

9. Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M., Spirichev V.B., Alekseeva

I.A., et al. Riboflavin body status evaluation by different biochemical 14. methods. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 1994; Vol. 63 (6): 9-12. (in Russian)

10. Gordeeva E.A., Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M., Kharito-nchik L.A., et al. Vitamines B2 and B6 safety in children with dis- 15. methabolic nephropathies: path genetic role of deficiency. Voprosy sovremennoy pediatrii [Problems of Current Pediatrics]. 2004;

Vol. 3 (6): 32-4. (in Russian)

11. Shumakova A.A., Avren'eva L.I., Guseva G.V., Kravchenko L.V., et al. 16. Toxicological assessment of nanostructured silica . II. Enzymatic,

biochemical indices, state of antioxidative defence. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2014; Vol. 83 (4): 58-66. (in Russian) Tisdale M.J. Catabolic mediators of cancer cachexia. Curr Opin Support Palliat. Care. 2008; Vol. 2 (4): 256-61. Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Sokol'nikov A.A. Beketova N.A., et al. Influence of riboflavin safety on metabolism of water-soluble vitamins. Voprosy meditsinskoy khimii [Problems of Medical Chemistry]. 1993; Vol. 39 (5): 29-33. (in Russian) Kodentsova V.M., Yakushina L.M., Vrzhesinskaya O.A., Beketova N.A., et al. Influence of riboflavin safety on metabolism of vitamin B6. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 1993; Vol. 5: 32-6. (in Russian)

Kodentsova V.M. Urinary excretion of vitamins and their metabolites as criteria of human vitamin safety. Voprosy meditsinskoy khimii [Problems of Medical Chemistry]. 1992; Vol. 38 (4): 33-7. (in Russian)

Pussa T. Principles of food toxicology. 2nd ed. Boca Raton; London; New York: CRC Press; 2014: 55.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.