ВЛИЯНИЕ СПИРУЛИНЫ НА РЕПРОДУКТИВНУЮ СИСТЕМУ КРЫС

Полный текст

Сине-зеленая микроводоросль спирулина платенсис широко культивируется во многих странах. Химический состав биомассы включает в себя множество различных групп соединений: белки (50,8%); витамины С, Е и группы В; свободные аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты; эссенциальные фосфолипиды; полисахариды (15,7%); пигменты: фикоцианин С (9-15%), каротиноиды (30-180 мг%), хлорофилл а [1, 2, 4, 6]. Большая часть макро- и микроэлементов, содержащихся в биомассе спирулины, находится в форме органических соединений. В частности, микроэлементы - катионы d-элементов образуют хелатные комплексы с аминокислотами и полипептидами, что облегчает их усвоение организмом [1, 5]. Белки являются значимой группой биологически активных соединений биомассы спирулины платенсис благодаря высокому содержанию и сбалансированному аминокислотному составу. По данным различных литературных источников, содержание белка в биомассе водоросли составляет 40-70% [4, 5]. Подобный разброс данных связан с использованием неодинаковых методов количественного анализа, разных штаммов и различиями в условиях культивирования [4, 5]. Углеводы спирулины представлены главным образом сложными полимерами. Полисахариды входят в состав клеток, клеточных стенок и слизистых чехлов, над всеми фракциями углеводов преобладают полисахариды типа гемицеллюлоз и пектиновых веществ (10-16%) [1, 4, 5, 6]. Сине-зеленая микроводоросль спирулина платенсис содержит водорастворимые фикобилиновые пигменты - С-фикоцианин и аллофикоцианин [4, 5, 6]. Фикоцианин - билипротеид, имеющий молекулярную массу 275000 дальтон и содержащий в качестве простетической группы фикобилины - тетрапиррольные соединения с открытой цепью в количестве 20-30 на молекулу пигмента. Белковая часть фикоцианина состоит из 17 аминокислот с преобладанием кислых аминокислот; N- и С-концевыми аминокислотами являются соответственно треонин и серин [4]. В состав фикоцианина входит углеводный компонент (4,5%), образованный уроновыми кислотами, в котором обнаружена также ксилоза. А при соблюдении мягких условий экстракции возможно получение кристаллических препаратов данного пигмента [4, 5]. Первоначально интерес к спирулине платенсис определялся только как к источнику белков, витаминов и минеральных веществ. Сравнительно недавно появились исследования, посвященные изучению фармакологических эффектов применения спирулины и биологически активных соединений, извлеченных из нее [1, 2, 3, 4]. В настоящий момент одним из самых перспективных направлений в области исследования спирулины платенсис является создание различных препаратов растительного происхождения, удачно сочетающих высокую активность и мягкое действие на организм человека с минимальными побочными эффектами [1, 2, 3]. Ранее было установлено, что биомасса спирулины благоприятно влияет на клинические и биохимические параметры крови и обладает выраженным гепатопротекторным эффектом [2, 3]. В связи с возможностью использования биомассы спирулины для коррекции различных патологических состояний организма, цель исследований - выявление возможного токсического действия спирулины на репродуктивную систему крыс. Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие задачи: - оценить эмбриональную (пред- и постимплантационную) гибель плодов в зависимости от длительности поступления биомассы спирулины в организм крыс; - определить массу тела и кранио-каудальные размеры плодов крыс контрольной и опытных групп. Материалы и методы исследований. Исследование проводили на белых беспородных половозрелых здоровых крысах, которые содержались в виварии в стандартных условиях. В эксперименте участвовали 80 самок и 32 самца одного месяца рождения, массой 190-210 г, которые были разделены поровну на 8 групп (табл. 1) и в соответствии с групповой принадлежностью получали биомассу спирулины в виде суспензии. Таблица 1 Группы экспериментальных животных Номер группы Материалы исследования 1 Самки и самцы получали суспензию биомассы спирулины в течение 21 дня до оплодотворения 2 Самки получали суспензию биомассы спирулины в течение 21 дня до оплодотворения, самцы получали воду дистиллированную 3 Самцы получали суспензию биомассы спирулины в течение 21 дня до спаривания с самками, самки получали воду дистиллированную 4 Самки получали суспензию биомассы спирулины 21 день до наступления беременности, а также с 1 по 13 сутки беременности 5 Самки получали суспензию биомассы спирулины 21 день до наступления беременности, а также с 14 по 20 сутки беременности 6 Самки получали суспензию биомассы спирулины с 1 по 13 сутки беременности 7 Самки получали суспензию биомассы спирулины с 14 по 20 сутки беременности 8 Контрольная группа животных Суспензию биомассы спирулины готовили на дистиллированной воде и вводили животным ежедневно в соответствии с групповой принадлежностью и установленным сроком внутрижелудочно в дозе 10 мг/100 г веса тела, объемом 1 мл. Контрольным животным вводили дистиллированную воду объемом 1 мл. За животными вели ежедневное наблюдение. Для получения самок с датированным сроком беременности использовали 4-4,5-месячных крыс, которым вечером подсаживали самцов (из расчета 1 самец на 2-3 самки), а утром брали влагалищные мазки. Учитывая, что у крыс покрытие происходит в 1-2 ч ночи, считали день обнаружения спермы в мазке первым днем беременности. Затем самцов отсаживали от самок. Беременных крыс содержали в отдельных клетках, обеспечив их необходимой подстилкой для устройства гнезда. С первого дня беременности за животными устанавливали наблюдение. Контролировали состояние и поведение самок, регистрировали динамику изменения массы тела, продолжительность беременности, течение родов. Учет результатов эксперимента проводили при забое беременных самок на 20-й день беременности. После эвтаназии взрослых крыс путем дислокации шейных позвонков на вскрытии в яичках подсчитывали количество желтых тел, в матке - места имплантации, число живых и погибших зародышей. Учитывали также состояние плаценты. Эмбриональный материал внимательно осматривали, оценивали анатомическое строение плодов, определяли массу плодов и кранио-каудальные размеры [7]. Показателями эмбриотоксического действия биомассы спирулины считали эмбриональную (пред- и постимплантационную) гибель плодов и отставание в развитии, проявляющееся уменьшением массы тела и кранио-каудальных размеров плодов. Предимплантационную эмбриональную смертность рассчитывали по разнице между количеством желтых тел и количеством мест имплантации в матке. Постимплантационную гибель определяли по разнице между числом имплантаций и числом живых плодов. Изучали также общую эмбриональную смертность, размер помета, выход живых плодов. Плодово-плацентарный индекс вычисляли по формуле Индекс = масса плаценты / масса плода. Новорожденных крысят осматривали, регистрировали кранио-каудальные размеры, определяли массу тела. Цифровой материал подвергали статистической обработке с определением критерия Стьюдента с использованием программы Sigma Stat 6.0 [7]. Результаты исследований. На протяжении всего периода беременности не было отмечено достоверных различий в динамике массы тела беременных самок во всех экспериментальных группах по сравнению с контролем (табл. 2). Таблица 2 Динамика массы тела беременных самок Срок беременности Группы животных 1 2 3 4 5 6 7 8 До начала эксперимента 205,4±7,19 207,8±6,85 199,4±6,18 210,1±6,93 197,9±7,52 201,9±6,26 206,4±6,81 208,7±7,51 7 дней 239,1±7,41 239,4±7,90 229,5±7,57 244,6±8,81 232,1±7,89 232,2±8,36 234,5±8,68 237,3±7,59 14 дней 274,9±9,62 275,5±10,19 260,8±8,61 281,7±9,01 268,4±9,13 265,1±9,54 264,8±9,270 268,7±9,14 20 день 313,3±9,71 313,6±9,72 294,9±10,32 320,1±10,89 308,5±10,79 300,7±10,22 305,2±10,07 301,6±10,56 Результаты количественной оценки репродуктивной функции крыс и состояния потомства в антенатальном периоде на фоне нагрузки биомассой спирулины представлены в таблице 3. Таблица 3 Репродуктивная функция крыс и состояние потомства в антенатальном периоде при нагрузке биомассой спирулины Показатели Контрольная группа (8) Группы, получавшие биомассу спирулины 1 2 3 4 5 6 7 Количество: самок плодов/самку желтых тел/самку мест имплантации/самку 10 10 10 10 10 10 10 10 10,7±0,38 12,4±0,431 12,2±0,351 11,0±0,41 12,5±0,461 12,3±0,421 11,4±0,36 11,1±0,39 13,8±0,44 13,5±0,49 13,7±0,42 13,2±0,50 13,7±0,53 13,8±0,47 13,3±0,48 13,3±0,51 11,1±0,35 12,5±0,451 12,6±0,471 11,2±0,44 12,3±0,401 12,4±0,471 11,9±0,39 11,3±0,44 Гибель зародышей доимплантационная, абс. 2,7±0,08 1,0±0,031 1,1±0,031 2,0±0,071 1,4±0,051 1,4±0,041 1,7±0,061 2,0±0,051 Гибель зародышей постимплантационная, абс. 0 0 0 0 0 0 0 0 Общая смертность, абс. 2,7±0,08 1,0±0,031 1,1±0,031 2,0±0,071 1,4±0,051 1,4±0,041 1,7±0,061 2,0±0,051 Средняя масса плода, г 1,37±0,046 1,82±0,0481 1,79±0,0561 1,42±0,047 1,78±0,0631 1,80±0,0611 1,51±0,051 1,62±0,0501 Кранио-каудальные размеры плода, см (на 20 день эмбрионального развития) 2,62±0,091 3,11±0,0951 3,20±0,1121 2,59±0,095 3,09±0,0861 3,08±0,0931 2,71±0,097 2,82±0,101 Коэффициент массы/длины плодов (на 20 день эмбрионального развития) 0,52±0,017 0,58±0,021 0,56±0,021 0,55±0,018 0,58±0,024 0,58±0,020 0,56±0,017 0,57±0,019 Средняя масса плаценты, г 0,38±0,013 0,48±0,0191 0,46±0,0131 0,39±0,014 0,51±0,0211 0,44±0,0151 0,43±0,0141 0,41±0,016 Плодово-плацентарный индекс 0,27±0,009 0,26±0,008 0,26±0,009 0,27±0,008 0,29±0,005 0,24±0,0061 0,28±0,007 0,25±0,008 Примечание: различия достоверны при P<0,05: 1 - по сравнению с показателями животных контрольной группы. По результатам, представленным в таблице 3 видно, что среднее количество крысят в помете в 3, 6 и 7 экспериментальных группах соответствовало таковому в контроле. При этом в 1 группе среднее количество крысят в помете по сравнению с таковым в контроле было выше на 15,9%, во 2 группе - выше на 14,0%, в 4 группе - выше на 16,8%, а в 5 группе - выше на 14,9%. Количество желтых тел из расчета на одну самку во всех экспериментальных группах было примерно на одном уровне и соответствовало исследуемому показателю животных контрольной группы. При этом количество мест имплантации из расчета на одну самку в 3, 6 и 7 группах так же соответствовало данному показателю в контроле, а в 1, 2, 4 и 5 группах было соответственно выше на 12,6; 13,5; 10,8 и 11,7%. Доимплантационная гибель зародышей во всех экспериментальных группах была ниже, чем таковая в контроле (%): в 1 группе - на 62,9; во 2 группе - на 59,3; в 3 группе - на 25,9; в 4 и 5 группах - на 48,1 соответственно, в 6 группе - на 37,0; в 7 группе - на 25,9. Постимплантационной гибели зародышей практически не наблюдалось ни в одной из групп животных, участвовавших в эксперименте. Таким образом, общая смертность зародышей определялась доимплантационной гибелью и во всех экспериментальных группах была достоверно ниже, чем в контроле. Средняя масса плодов у животных 3 и 6 групп почти не отличалась от такового показателя в контроле. В остальных экспериментальных группах масса плодов была существенно выше, чем у животных контрольной группы (%): в 1 группе - на 32,8; во 2 группе - на 30,6; в 4 группе - на 29,9; в 5 группе - на 31,4; в 7 группе - на 18,2. Кранио-каудальный размер плодов в 3, 6 и 7 группах соответствует контролю, а в 1, 2, 4 и 5 группах достоверно выше на 18,7; 22,1; 17,9 и 17,6% соответственно относительно данного показателя в контроле. При этом коэффициент массы/длинны плодов во всех группах был примерно одинаков и соответствовал таковому в контроле. Средняя масса плаценты в 3 и 7 группах соответствовала аналогичному показателю в контроле, а в остальных группах была достоверно выше (%): в 1 группе - на 26,3; во 2 группе - на 21,0; в 4 группе - на 34,2; в 5 группе - на 15,6; в 6 группе - на 13,1%. При этом плодово-плацентрный индекс достоверно выше на 11,1%, по сравнению с таковым в контроле только в 5 экспериментальной группе. Заключение. Таким образом, по результатам проведенного эксперимента можно сделать следующие выводы: на фоне нагрузки биомассой спирулины не наблюдается достоверных различий в динамике массы тела беременных самок; в зависимости от длительности поступления водоросли в организм отмечено увеличение среднего количества крысят в помете и мест имплантации из расчета на самку; на фоне нагрузки биомассой спирулины снижается общая смертность эмбрионов, увеличивается масса и кранио-каудальный размер плодов, также средняя масса плаценты.

Об авторах

Ольга Николаевна Павлова

НОУ ВПО «Медицинский институт «РЕАВИЗ»

Email: casiopeya13@mail.ru
канд. биол. наук, доцент кафедры «Естественнонаучные дисциплины» 443001, г. Самара, ул. Чапаевская, 227

Владимир Владимирович Зайцев

ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА

Email: casiopeya13@mail.ru
д-р биол. наук, проф. кафедры «Физиология и биохимия сельскохозяйственных животных» 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2

Николай Николаевич Желонкин

ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: casiopeya13@mail.ru
канд. фармацевтических наук, ст. преподаватель кафедры «Фармацевтическая технология» 443001, г. Самара, ул. Гагарина, 18

Сергей Васильевич Первушкин

ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: casiopeya13@mail.ru
д-р фармацевтических наук, проф., зав. кафедрой «Фармацевтическая технология» 443001, г. Самара, ул. Гагарина, 18

Список литературы

Дополнительные файлы