Cum să citiți acest articol
Svetlana Notova, Ainagul Duskaeva, Sergey Miroshnikov, Galimzhan Duskaev, Elena Barysheva și Elena Sizova, 2015. Statutul elementului organismului sub influența stresului alimentar la șobolani Wistar. Jurnalul internațional de chimie biologică, 9: 142-147.
Recent, în Rusia au avut loc modificări calitative profunde ale structurii dietei populației. Baza unei diete sănătoase este o dietă echilibrată cu toți nutrienții (Tuteliyan și colab., 2004), dar datorită procesării, utilizarea materiilor prime comestibile slabă în funcție de compoziția lor chimică și impactul altor factori corpul uman nu primește cantitatea necesară componentelor indispensabile (Gres, 2008; Notova și Skalnaya, 2004). Situația este agravată de nivelul cultural scăzut al populației în materie de nutriție și lipsa comportamentelor sănătoase. Deci, un sondaj chestionar efectuat recent de studenții din Orenburg a arătat că procentul de fast-food și semifabricate în dieta zilnică de 53,4% respondenți este de 10%, 31,7% respondenți este de la 10-30%, 10,5% respondenți 50% (Moriyama și colab., 1988).
În ultimul deceniu, peste 40% din produsele alimentare sunt importate în Rusia, ceea ce pune statul pe marginea dependenței alimentare. Se știe că utilizarea produselor importate în dietă este un factor de stres și determină adaptarea îndelungată a organismului la o nouă compoziție de alimente (Katserikova, 2004). Situațiile de stres, pe de o parte, promovează mobilizarea rezervelor de organisme și, pe de altă parte, cresc consumul de substanțe nutritive; de aceea este necesar să se studieze metabolismul pentru prevenirea ulterioară a bolilor (Mustafina și colab., 2013; Notova, 2005).
Obiectivul cercetării este studierea influenței stresului alimentar asupra compoziției elementelor din țesuturile animalelor de laborator.
MATERIALE ȘI METODE
Cercetările experimentale au fost efectuate în clinica biologică experimentală (vivariu) a Institutului Trace Element al Universității de Stat din Orenburg. Experimentele pe animale au fost efectuate în conformitate cu 1985 Principiile de orientare internaționale pentru cercetarea biomedicală care implică animale, cu permisiunea Comitetului de etică al Universității de Stat din Orenburg (Protocolul nr. 12 din 22.01.2007).
Animale și rații: Cercetările au fost efectuate pe șobolani masculi Wistar începând cu vârsta de 2 luni (n = 45). În perioada de înregistrare, animalele au fost împărțite în 3 grupuri. Primul grup experimental (I) a consumat o dietă semisintetică I (SD I) constând dintr-un amestec de furaje majore (50%), Instant Food (IF) (50%) și apă; al doilea grup (II) o dietă semisintetică II (SD II) constând dintr-un amestec de furaje majore, IF (50%) și băuturi răcoritoare carbogazoase. Grupul de control (C) a primit o dietă semisintetică echilibrată (BD) conținând 58% amidon de porumb, 25% cazeină, 5% ulei de floarea-soarelui nerafinat, 5% untură de porc, 4% amestec de sare, 1% amestec de vitamine și 2% celuloză microcristalină . Amestecul IF a constat din tăiței, hot dog și terci în proporție egală. Valoarea nutrițională a tăiței instant (la 100 g): proteine-4,8 g, carbohidrați-30 g, grăsimi-2 g, calorii-270 kcal; terci: proteine-10,0 g, grăsimi-5,0 g, carbohidrați 70,0 g, calorii-350 kcal, hot dog: proteine-10,6 g, grăsimi-15,0 g, carbohidrați-27,5 g și calorii-247 kcal.
Substraturi biologice: Probele de substanță uscată din țesuturile corpului animalelor au fost utilizate ca substraturi biologice pentru studiul stării elementelor. Mușchii scheletici, oasele și organele interne au fost prelevate și ulterior tocate, omogenizate și uscate până la o greutate constantă pentru a forma proba medie a organismului. Au fost prelevate trei probe de la fiecare animal; în total, s-au înregistrat 135 de măsurători (n i).
Analiză: Durata experimentului a fost de 60 de zile. Animalele au fost cântărite săptămânal înainte de hrănire și udare. Analiza elementelor bio-substraturilor și furajelor animalelor cercetate (furaje majore, IF) a fost efectuată în laboratorul ANO „Centrul de Medicină Biotică”, Moscova, Rusia (certificat de acreditare ROSS RU.0001. 513118 din 29 mai, 2003; Certificat de înregistrare ISO 9001: 2000, numărul 4017-5.04.06) cu emisie atomică și spectrometrie de masă cu plasmă argon cuplată inductiv folosind echipamente Optima 2000 DV și ELAN 9000 (PerkinElmer, SUA).
Analiză statistică: Analiza statistică utilizând testul t Student a fost efectuată cu programul IBM „SPSS Statistics Version 20”, calculul valorii medii (M), deviației pătrate medii (σ) și abaterii standard a erorii (m). Nivelul de semnificație a fost considerat probabil adevărat la p REZULTATE ȘI DISCUȚII
Analiza compoziției minerale a dietelor majore și semisintetice utilizate în experiment atestă faptul că conținutul elementelor chimice din acestea este semnificativ diferit (Tabelul 1).
Deci, dieta semisintetică s-a diferențiat prin un conținut semnificativ mai mare (de 36,7 ori) de Na și K (de 4,1 ori), un nivel mai scăzut de Mg (de 1,5 ori) pe un fundal de nivel practic constant de Ca și P. Printre elementele esențiale și convenționale esențiale din semisintetic conținut redus de dietă de Cu (1,3 ori), Fe (1,5 ori), Co (1,8 ori), Zn (1,6 ori), Mn (2 ori) și niveluri mai ridicate de Cr (6,6 ori), I (3 ori) și V (De 1,9 ori) a fost înregistrat. Conținutul mai mare de elemente toxice precum Cd (de 2 ori) și Pb (de 1,3 ori) a fost înregistrat în dieta semisintetică.
Rezultatele cercetării au arătat că, pe lângă alimentele instantanee cu apă sau băuturi carbogazoase din furajele majore, au influențat creșterea și dezvoltarea animalelor experimentale. S-a observat că grupurile experimentale au avut tendința de a reduce greutatea corporală încă din a doua săptămână a experimentului. Dinamica de reducere a grupului I a fost mai evidentă, totuși, până la sfârșitul perioadei de înregistrare, greutatea animalelor din grupa II a fost cea mai mică. Greutatea animalelor hrănite cu IF și apă a fost semnificativ mai mică (р≤0,05) cu 35,4%, iar greutatea animalelor hrănite cu IF și băutură carbogazoasă a fost mai mică cu 36,3% (р≤0,05) comparativ cu grupul de control.
Evaluarea compoziției elementare a țesuturilor corpului a arătat modificări semnificative în starea elementelor animalelor din grupurile experimentale (Tabelul 2).
Adăugarea de IF la hrana majoră a dus la creșterea semnificativă a tuturor macroelementelor din țesuturile animalelor de laborator din grupele I și II: calciu de 2 și 2,3 ori, fosfor de 2,3 ori, potasiu de 2,8 și 2,6 ori și magneziu de 2,7 ori. Creșterea conținutului de sodiu a fost cea mai mare; nivelul său a depășit valorile de control de 3,2 și 3,7 ori în grupurile experimentale I și, respectiv, II. În primul rând, se poate explica prin conținutul ridicat de sodiu din dietele sintetice. Înlocuirea apei potabile cu băuturi carbogazoase în dietă nu a avut nicio influență semnificativă asupra conținutului macroelementelor.
Consumul continuu de IF, inclusiv amestecul său cu băuturi carbogazoase, a condus la scăderea semnificativă a microelementelor esențiale precum zincul cu 12,1-20,6%, manganul cu 48,4-63,8% și seleniul cu 6,3-24,1% în țesuturile corpului din grupurile experimentale în comparație cu controlul (Tabelul 3).
În același timp, s-a observat o creștere semnificativă a conținutului de cupru (2,7 ori) și cobalt (2,2 ori) în grupurile experimentale. Nivelul de iod a rămas practic același în toate grupurile.
S-a observat că nivelurile de plumb și cadmiu au crescut în timpul comparării conținutului de elemente toxice. Nivelul de plumb a fost mai mare de 1,2 și 1,3 ori (р≤0,05) în primul și al doilea grup experimental și respectiv cadmiu-1,8 (р≤0,05) și de 2,8 ori.
Pe lângă evaluarea valorilor medii, proporțiile variabile ale elementelor separate sunt de un anumit interes, printre care proporțiile de Na/K, Ca/P, Ca/Mg, Cu/Zn, Cu/Fe sunt considerate cele mai semnificative (Gres, 2008) (Tabelul 4). Deci, proporția de Ca/Mg poate influența formarea țesutului osos și K/Na reacționează la modificarea nivelului de secreție de aldosteron și poate fi un surogat al funcției mineralocorticoide a capsulelor atrabiliare (Yu, 2006).
În ciuda schimbării semnificative a conținutului de calciu și fosfor în grupurile experimentale, proporțiile acestor elemente practic nu s-au modificat. În grupul experimental, proporția Ca/Mg a fost caracterizată printr-o scădere de 22,3 și 16,8%, iar K/Na cu 12,0-28,0%. Proporția Cu/Zn a crescut de 3,1-3,4 ori în grupurile experimentale. Având în vedere faptul că cuprul este un antagonist funcțional al zincului, schimbarea echilibrului acestor elemente poate duce la tulburarea Cu și Zn în sistemele enzimatice dependente. Proporția Cu/Fe a crescut de 1,3-2,0 ori în grupurile experimentale.
În condiții experimentale, compoziția elementelor din lână s-a schimbat odată cu schimbarea grupului de substanțe din corp. Concentrațiile de Ca, P, K, Mg, Na și Fe au crescut (1,1-8,7 ori) în lână odată cu creșterea bazinului și a Zn, Mn (1,3-1,4 ori) cu scăderea bazinului comun.
Pe fondul scăderii aportului de Mg, P, Co, Cu și Ni din dietele sintetice s-a observat conținutul crescând al acestor elemente în țesuturile animale. Poate fi asociat cu o absorbție mai eficientă a acestor elemente în tractul digestiv, cauzată de deficit de aport. Deci, conform opiniei multor autori, absorbția cobaltului în intestin poate varia de la 20-95%. Datele obținute pot fi, de asemenea, rezultatul aportului excesiv de Na și K în comparație cu grupul de control, presiunea osmotică și modificările hormonale pot fi consecințele acesteia (Yu, 2006).
Schimbarea grupului de elemente macro și esențiale influențată pe proporția celor mai semnificative perechi de elemente Ca/Mg, K/Na și Cu/Zn, a atestat dezechilibrul mineral mineral semnificativ.
Adăugarea băuturilor carbogazoase în dietă nu a avut o influență semnificativă asupra metabolismului mineralelor. Diferențe semnificative între grupurile experimentale au fost obținute numai pentru zinc. Nivelul de zinc a fost semnificativ mai mare cu 10% la grupul de animale adăpate cu băuturi carbogazoase; este probabil legat de legarea acestuia de acid fosforic și de acumularea în țesuturile corpului. La rândul lor, sa stabilit prin cercetări că deficiența de Zn poate duce la o creștere a peroxidării lipidelor din cauza stresului oxidativ cauzat de deficitul de zinc (Gursel și Tekeli, 2009).
S-a stabilit că înlocuirea hranei majore de 50% cu alimente instantanee a determinat creșterea nivelului de sodiu, calciu, fosfor, potasiu în țesuturile corpului. Consumul de alimente instant amestecate cu băuturi carbogazoase a determinat scăderea unor microelemente esențiale precum zincul, manganul și seleniul. Au fost observate modificări ale raportului elementelor. Rezultatele pot fi utilizate pentru evaluarea influenței stresului nutrițional asupra schimbului de substanțe minerale în organismul animalelor de laborator. Prin urmare, rezultatele obținute demonstrează schimbarea stării elementelor organismului sub stres alimentar care este legată nu numai de aportul excesiv și deficitar de elemente separate, ci și de schimbarea absorbției și fixării lor în tractul digestiv.
Cercetarea a fost realizată prin acordarea Fundației pentru Științe din Rusia (proiectul nr. 14-16-00060).
REFERINȚE
Alidzhanova, IE, SV Notova și E.V. Kiyaeva, 2009. Particularitățile statutului elementar al animalelor de laborator sub diferiți factori externi. Tehnologie. Living Syst., 6: 59-62.
Evans, P. și B. Halliwell, 2001. Micronutrienți: stare oxidantă/antioxidantă. Fr. J. Nutr., 85: S67-S74.
CrossRef Link direct
Gres, N.A., 2008. Evaluarea relațiilor metabolice ale calciului, fosforului, potasiului, utilizând coeficienții de Ca/P, Ca/K/N.A. Gres, I.V. Tarasyuk. Proceedings of the 2nd Congress of the Russian Society of Medical Elementology, 24-27 noiembrie 2008, Delhi, pp: 10-11.
Gursel, F.E. și S.K. Tekeli, 2009. Efectele hrănirii cu diferite niveluri de zinc și crom asupra substanțelor reactive ale acidului tiobarbituric plasmatic și a enzimelor antioxidante la șobolani. Pol. J. Veterinar. Sci., 12: 35-39.
Link direct PubMed
Katserikova, NV, 2004. Tehnologie alimentară funcțională: Un manual. Institutul tehnologic al industriei alimentare Kemerov, Kemerovo, pp: 146.
Kiyaeva, E.V., S.V. Notova, IE Alidzhanova, S.V. Miroshnikov și E.V. Bibartseva, 2012. Influența agenților toxici asupra indicilor morfologici și starea elementară a animalelor experimentale. Probleme moderne de știință și educație, nr. 6.
Loginov, PV și P.A. Ivanov, 2014. Schimbarea stării funcționale a testiculului șobolanilor sub stres alimentar în funcție de nivelul hormonilor de reproducere. Revista Internațională de Educație Experimentală, Nr. 8-3, pp. 86-87.
Loginov, PV, 2014. Starea funcțională a sistemului reproductiv al șobolanilor masculi sub stres alimentar. Revista internațională de cercetări aplicate și de bază, nr. 1, pp. 39-40.
Moriyama, M., H. Saito, A. Nakano, S. Funaki și S. Kojima, 1988. Estimarea excreției urinare de creatinină pe 24 de ore după mărimea corpului și nivelul proteinei dietetice: un studiu de teren bazat pe măsurători repetate sezonier pentru rezidenții care trăiesc în Akita, Japonia. Tohoku J. Exp. Med., 156: 55-63.
CrossRef Link direct