Влияние жирового компонента рациона крыс и коэнзима Q10 на обеспеченность животных витаминами-антиоксидантами в хроническом эксперименте

РезюмеНа фоне включения в рацион коэнзима Q10 (100 мг на 1 кг массы тела животного) полная замена в течение 12 мес жирового компонента (10% от массы корма, подсолнечное масло и лярд в соотношении 1:1) рациона крыс на обогащенный α-токоферола ацетатом рыбий жир или льняное масло приводила к достоверному снижению в сыворотке крови уровней витамина А на 23-31%, витамина Е -в 2-2,8 раза и витамина С в печени за счет достоверного снижения дегидроаскорбиновой кислоты - на 28-45%. При этом в обоих случаях усиления процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) не наблюдалось. Использование пальмового масла в качестве жирового компонента приводило к достоверному снижению концентрации витамина А в сыворотке крови на 31%, но не влияло на остальные исследуемые параметры. Ухудшение показателей антиоксидантного статуса (содержание малонового диальдегитда в сыворотке крови и печени и диеновых конъюгатов в сыворотке крови), наблюдаемое через 3 мес дополнительного введения в рацион полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейства ω-3 на фоне приема коэнзима Q10, через 12 мес применения модифицированной диеты нивелировалось. Возрастной прирост концентрации витамина А в сыворотке крови крыс, получавших рационы с повышенным содержанием ПНЖК семейства ω-3, был в 2 раза выше и составил 68-78 против 31-33% у крыс контрольной группы и крыс, получавших пальмовое масло. Содержание α-токоферола в сыворотке крови крыс всех групп с увеличением возраста достоверно повысилось: в 8,9 раза в группе животных, получавших льняное масло, и в 2,5-3,2 раза в остальных группах. Сделан вывод о целесообразности дополнительного приема витамина Е или комплекса витаминов-антиоксидантов при обогащении рациона ПНЖК семейства ω-3.

Ключевые слова:жировой компонент рациона, витамин А, витамин Е, витамин С, перекисное окисление липидов, печень, сыворотка крови, крысы

Вопр. питания. - 2012. - № 6. - С. 41-46.

Во многих работах последних лет показано, что увеличенном потреблении рыбьего жира или льняного масла, богатых, как известно, полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) происходит повышение интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [12, 19, 21-24], а также снижение неферментативной антиоксидантной защиты организма [5, 6, 28], в которую входят витамины А, Е, С и коэнзим Q10 [9, 18, 23, 29, 30]. Ранее нами было установлено [3], что у животных, получавших в течение 3 мес рацион, жировой компонент которого состоял исключительно из рыбьего жира, на фоне дополнительного включения в рацион коэнзима Q10 приводит к усилению процессов ПОЛ и некоторому снижению уровней витаминов А и Е в печени и сыворотке крови. В то же время полная замена жира рациона на льняное масло сопровождается выраженным ухудшением обеспеченности организма этими витаминами, но не влияет на показатели ПОЛ [3]. Лишь в одной работе [7] отмечалось, что прием беременными женщинами с гестозом в течение 30 дней по 1 г тканевого жира северных морских рыб с содержанием 0,3 г ПНЖК вызывает в сыворотке крови снижение уровня малонового диальдегида (МДА) по сравнению с тем уровнем, который имеется у беременных женщин (при том же сроке беременности), не принимающих пищу с большим содержанием ПНЖК. К сожалению, в этой работе не оценивалась обеспеченность женщин витаминами А и Е. Одновременно в экспериментальных исследованиях, выполненных на крысах, обнаружено, что уже через 8 нед содержания животных на рационе, в котором входящее в состав жирового компонента соевое масло было на 90% заменено рыбьи жиром, в крови у них снижается уровень аскорбиновой кислоты и увеличивается концентрация продуктов взаимодействия с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-продуктов) [14].

Целью настоящего исследования была оценка влияния долговременного включения в рацион животных (крыс) различных жиров и коэнзима Q10 на обеспеченность организма витаминами-антиоксидантами А, Е и аскорбиновой кислотой.

Материал и методы

Исследования были выполнены на крысах - самцах Вистар с исходной массой тела 90-115 г. Крысы были разделены на 4 группы (по 6 крыс в каждой группе): контрольную (1-я группа) и 3 опытных (2-4-я группы). Все животные в течение 12 мес получали полусинтетический рацион, содержащий 24% казеина, 56% кукурузного крахмала, 10% жира (23% от общей энергетической ценности рациона), 4% солевой смеси, 0,8% отрубей, 5,8% пивных дрожжей (источник водорастворимых витаминов), 0,7% смеси жирорастворимых витаминов (α-токоферола ацетата, холекальциферола и ацетата (пальмитата) ретинола). Животные получали корм ad libitum и имели постоянный доступ к воде.

Крысы 1-й группы (контрольная) получали в качестве жирового компонента подсолнечное масло и лярд в соотношении 1:1. У крыс 2-й группы (опытная) жировой компонент был представлен пальмовым маслом, у крыс 3-й группы (опытная) - рыбьим жиром, у животных 4-й группы (опытная) - льняным маслом. Содержание жирорастворимых витаминов и ПНЖК в рационе животных каждой группы приведено в нашей предыдущей работе, посвященной изучению влияния на витаминный статус крыс замены жирового компонента рациона в течение 3 мес [3]. Дополнительно крысы всех групп получали коэнзим Q10 из расчета 100 мг на 1 кг массы тела.

Таблица 1. Масса тела и масса печени (абсолютная и относительная) крыс в группах, получавших рационы с различным жировым компонентом (M±s)

По окончании срока эксперимента животных после предварительного 18-часового голодания умерщвляли путем декапитации под легким эфирном наркозом и подвергали патологоанатомическому вскрытию. На секции отбирали печень и собирали кровь. Собранную в стерильные пробирки кровь центрифугировали в течение 15 мин при 1500 об./мин, отбирали сыворотку и хранили ее при -20 °С. В сыворотке крови каждого животного методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) cо спектрофотометрическим детектированием [10] определяли содержание витаминов А (ретинол) и Е (α-токоферол). В печени колориметрическим методом [8] определяли содержание аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Одновременно оценивали интенсивность протекающих в организме процессов ПОЛ, для чего в сыворотке крови и печени животных определяли содержание первичных (диеновые конъюгаты - ДК) и вторичных (МДА) продуктов ПОЛ [1, 4, 26].

Полученные данные обрабатывали с помощью статистических пакетов SPSS Statistics для Windows (версия 17.0). Для выявления статистической значимости различий непрерывных величин использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни для независимых переменных. Значимость различий оценивали с помощью t-критерия Стъюдента. Различия между анализируемыми показателями считали достоверными при уровне значимости р<0,05.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены данные о массе тела и печени (относительной и абсолютной) крыс после окончания эксперимента. Эти показатели, как видно из табл. 1, были практически одинаковыми как в контрольной группе, так и в опытных группах, причем у крыс, получавших рыбий жир (3-я группа), масса тела и масса печени были несколько выше, чем у животных, содержавшихся на рационе с пальмовым маслом (2-я группа).

Что касается уровня содержания в крови витаминов, то через 12 мес эксперимента отмечалась та же тенденция, что и у крыс, содержавшихся на указанных рационах в течение 3 мес [3]: содержание витаминов изменялось с возрастом животных, что согласуется с данными литературы [20]. Так, уровень ретинола в сыворотке крови крыс в контроле и у животных, получавших в течение 12 мес рацион с пальмовым маслом (2-я группа), повышался на 31-33% относительно уровня, выявленного нами ранее у крыс, содержавшихся на указанных рационах в течение 3 месяцев. Особенно это было характерно для животных 3-й группы, содержавшихся на рационе с рыбьим жиром, богатым ПНЖК семейства ω-3: концентрация витамина А была выше в 2 раза и составляла 68-78%. Однако при этом следует отметить, что через 12 мес эксперимента у животных всех опытных групп уровень ретинола в сыворотке крови был на 23-31% ниже, чем в те же сроки у контрольных животных (рис. 1). При этом диапазон 25-75-й перцентиль заметно сдвигался в область более низких значений, верхний предел колебаний находился вблизи медианы, а 75-й перцентиль приблизился к уровню 25-го перцентиля в контрольной группе животных.

Содержание α-токоферола в сыворотке крови крыс всех групп с увеличением возраста животных достоверно повышалось: в 8,9 раза - в 4-й группе (животные, получавшие льняное масло) и в 2,5-3,2 раза - в остальных группах, что, как уже указывалось, в значительной мере отражает возрастные изменения [31]. В то же время достоверных различий между содержанием витамина Е в сыворотке крови животных 1-й и 2-й групп (контроль и на рационе с пальмовым маслом) не наблюдалось (рис. 2). У крыс 3-й группы (рацион с рыбьим жиром) показатель снижался в 2,8 раза (р<0,001) по сравнению с контролем, причем более резко, чем через 3 мес, когда отмечалось снижение в 2,4 раза. Это согласуется и с данными литературы [12, 15, 23]. У животных 4-й группы (рацион с льняным маслом) снижение в сыворотке крови уровня витамина Е оказалось наиболее выраженным (в 2 раза, р=0,002), однако не столь резким, как через 3 мес (в 6,2 раза, р=0,01). У животных, получавших рацион с рыбьим жиром или льняным маслом (3-я и 4-я группы), уровень α-токоферола в сыворотке крови был достоверно ниже, чем с пальмовым маслом (2-я группа), что, очевидно, объясняется способностью коэнзима Q10, добавленного в рационы, повышать в сыворотке крови уровень ретинола [2].

Рис. 1. Распределение уровня ретинола в сыворотке крови крыс, получавших рационы с различным жировым компонентом

Рис. 2. Распределение уровня α-токоферола в сыворотке крови крыс, получавших рационы с различным жировым компонентом

Здесь и на рис. 2, 3 прямоугольник включает 25-75-й перцентиль, поперечной линией (или точкой) обозначена медиана, а также указаны пределы колебаний.

* - достоверное отличие от показателя в контрольной группе;

** - достоверное отличие от показателя во 2-й группе.

Что касается аскорбиновой кислоты, известно, что ее добавление в рацион крыс не является для них абсолютно необходимым, так как эти животные способны сами синтезировать витамин С. Однако пребывание крыс в течение года на рационах с рыбьим жиром или льняным маслом, богатых ПНЖК семейства ω-3, вызывает в печени животных указанных групп снижение (см. табл. 2) содержания всех форм аскорбиновой кислоты (соответственно на 21,6 и 31,2%) по сравнению с контролем. Это снижение, очевидно, происходит в основном за счет дегидроаскорбиновой кислоты, уровень которой понижается у животных 3-й и 4-й групп на соответственно 27,6 и 45% (рис. 3). При этом диапазон 25-75-й перцентиль заметно сдвигался в область более низких значений, 75-й перцентиль уменьшился до уровня 25-го перцентиля в контрольной группе. Включение же в рацион пальмового масла (2-я группа) не отражалось на содержании витамина С в печени крыс (см. табл. 2, рис. 3). Полученные данные можно трактовать как повышенное расходование аскорбиновой кислоты для поддержания в восстановленной форме витамина Е, который в условиях повышенного содержания в рационе ПНЖК семейства ω-3 подвержен окислению.

Суммируя полученные результаты, следует отметить, что на фоне дополнительного включения в рацион коэнзима Q10 полная замена жирового компонента (подсолнечное масло и лярд в соотношении 1:1) корма крыс на обогащенный α-токоферола ацетатом рыбий жир или льняное масло через 12 мес приводила к достоверному снижению уровня витаминов А и Е в сыворотке крови и витамина С в печени. При этом в обоих случаях усиления процессов ПОЛ не наблюдалось (табл. 3). Использование в качестве жирового компонента пальмового масла не сказывалось на исследуемых параметрах. Этот результат согласуется с данными [17] о том, что у крыс, получавших в течение 8 нед экспериментальную диету с высоким содержанием фруктозы (18%) и насыщенных жирных кислот (11%), содержание продуктов реакции с тиобарбитуровой кислотой во фракции липопротеидов сыворотки крови с низкой и очень низкой плотностью не изменялось по сравнению с таковым у животных контрольной группы. При этом общая антиоксидантная активностьжировой, мышечной ткани, печени и сердца увеличивалась.

Таким образом, полученные результаты показали, что ухудшение антиоксидантного статуса организма, которое наблюдалось через 3 мес дополнительного введения в рацион ПНЖК семейства α-3 на фоне приема коэнзима Q10 [3], через 12 мес применения этого модифицированного рациона несколько нивелируется. Так, если через 3 мес на фоне снижения уровня жирорастворимых витаминов-антиоксидантов в тканях крыс интенсивность ПОЛ увеличивалась [2], то через 12 мес на фоне сохраняющегося дефицита витаминов-антиоксидантов показатели ПОЛ не отличались от таковых в контрольной группе. Результаты проведенных нами исследований свидетельствуют о необходимости дополнительного приема витамина Е или комплекса витаминов-антиоксидантов для поддержания витаминного и антиоксидантного статуса организма при обогащении рациона ПНЖК семейства ω-3, что согласуется с данными литературы [3, 11, 13, 16, 25, 27].

Таблица 2. Содержание витамина С в печени крыс (мг/г)

Таблица 3. Содержание продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови и печени крыс, получавших рационы с различным жировым компонентом (M±s)

Рис. 3. Распределение уровня дегидроаскорбиновой кислоты в сырой печени крыс, получавших рационы с различным жировым компонентом

Литература

1. Андреева Л.И., Кожемякин Л.А., Кишкун А.А. // Лаб. дело. - 1988. - № 11. - С. 41-43.

2. Бекетова Н.А., Вржесинская О.А., Кошелева О.В. и др. // Вопр. питания. - 2010. - Т. 79, № 5. - С. 61-65.

3. Бекетова Н.А., Вржесинская О.А., Шаранова Н.Э. и др. // Вопр. питания. - 2010. - Т. 79, № 6. - С. 30-37.

4. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. // Лаб. дело. - 1983. - № 3. - С. 33-35.

5. Кравченко Л.В., Морозов С.В., Бекетова Н.А. и др. // Бюл. экспер. биол. - 2003. - Т. 135, № 4. - С. 414-418.

6. Ланкин В.З., Капелько В.И., Рууге Э.К. и др. Коэнзим Q: физиологическая функция и перспективы использования в комплексной терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы. Пособие для врачей. - М.: МедпрактикаМ., 2008. - 22 с.

7. Шилина Н.М., Коновалова Л.С., Котеров А.Н. и др. // Вопр. мед. химии. - 1999. - № 5. - С. 398-406.

8. Шпаков А.Е. // Лаб. дело. - 1967. - № 5. - С. 305-307.

9. Экспериментальная витаминология (справочное руководство) / Под ред. Ю.М. Островского. - Минск: Наука и техника, 1979. - 552 с.

10. Якушина Л.М., Бекетова Н.А., Харитончик Л.А., Бендер Е.Д. // Вопр. питания. - 1993. - № 1. - С. 43-47.

11. Accinni R., Rosina M., Bamonti F. et al. // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. - 2006. - Vol. 16, N 2. - P. 121-127.

12. Alexander D.W., McGuire S.O., Cassity N.A., Fritsche K.L. // J. Nutr. - 1995. - Vol. 125, N 10. - P. 2640-2649.

13. Bodas R., Prieto N., Lуpez-Campos O. et al. // Res. Vet. Sci. - 2010. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20800247)

14. Cho S.H., Choi Y.S. // Lipids. - 1994. - Vol. 29, N 1. - Р. 47- 5 2 .

15. Eder K., Flader D., Hirche F., Brandsch C. // J. Nutr. - 2002. - Vol. 132, N 11. - P. 3400-3404.

16. Filaire E., Massart A., Rouveix M. et al. // Eur. J. Appl. Physiol. - 2011. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21222131)

17. Girard A., Madani S., El Boustani E.S. et al. // Nutrition. - 2005. - Vol. 21, N 2. - Р. 240-248.

18. Gonzalez M.J. // J. Am. Coll. Nutr. - 1995. - Vol. 14, N 4. - P. 3 2 5 - 3 3 5 .

19. Grau A., Guardiola F., Grimpa S. et al. // Poult. Sci. - 2001. - Vol. 80, N 11. - P. 1630-1642.

20. Hollander D., Dadufalza V. et al. // Exp. Gerontol. - 1990. - Vol. 25, N 1. - Р. 61-65. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2318283?dopt=Abstract)

21. Ibrahim W., Lee U.S., Yeh C.C. et al. // J. Nutr. - 1997. - Vol. 127, N 7. - P. 1401-1406.

22. Kikugawa K., Yasuhara Y., Ando K. et al. // J. Agric. Food Chem. - 2003. - Vol. 51, N 20. - P. 6073-6079. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/13129319)

23. Lii C.K., Ou C.C., Liu K.L. et al. // Nutr. Cancer. - 2000. - Vol. 38, N 1. - P. 50-59.

24. Mahecha L., Dannenberger D., Nuernberg K. et al. // J. Agric. Food Chem. - 2010. - Vol. 58, N 14. - Р. 8407-8413.

25. Nitta H., Kinoyama M., Watanabe A. et al. // Clin. Exp. Med. - 2007. - Vol. 7, N 4. - Р. 179-183.

26. Parildar-Karpuzoрlu H., Mehmetзik G., Ozdemirler-Erata G. et al. // Pharmacol. Rep. - 2008. - Vol. 60, N 5. - Р. 673-678.

27. Rymer C., Givens D.I. et al. // J. Sci. Food Agric. - 2010. - Vol. 90, N 10. - Р. 1628-1633.

28. Sies H. // J. Nutr. - 2007. - Vol. 137, N 6. - P. 1493-1495.

29. Umegaki K., Hashimoto M., Yamasaki H. et al. // Free Radic. Res. - 2001. - Vol. 34, N 4. - P. 427-435.

30. Valk E.E., Hornstra G. // Int. J. Vitam. Nutr. Res. - 2000. - Vol. 70, N 2. - P. 31-42.

31. Van der Loo B., Labugger R., Aebischer C.P. et al. // Circulation. - 2002. - Vol. 105, N 14. - P. 1635-1638.