Гематологические показатели крыс, получавших полноценный и дефицитный по витаминам рацион, обогащенный пищевыми волокнами

РезюмеИсследованы гематологические показатели самцов 48 крыс-отъемышей Вистар с исходной массой тела 58,1±0,5 г, получавших в течение 4 нед полноценный полусинтетический рацион, содержащий 100% или 20% витаминной смеси (Вит) без добавления или с дополнительным введением в него пищевых волокон (ПВ) пшеничных отрубей (5% от массы корма). Животные 1-й группы получали 100% витаминной смеси (100% Вит); 2-й группы - 100% Вит+ПВ; 3-й группы - 20% Вит; 4-й группы - 20% Вит+ПВ. В последующие 5 дней в рационы крыс из групп с алиментарным полигиповитаминозом добавляли витаминную смесь в количестве 80% от содержания в рационе контрольной группы: 5-я группа - 20% Вит+80% Вит; 6-я группа - 20% Вит+ПВ+80% Вит. Животные, находившиеся на витаминдефицитном рационе, заметно отставали в росте от животных, получавших полноценный рацион. Кривая роста крыс, получавших рацион с добавлением ПВ, занимала промежуточное положение. Исследования проведены на гематологическом анализаторе "Coulter AC TTM 5 diff OV" ("Beckman Coulter", США) по программе, разработанной для исследования крови крыс. У крыс с сочетанным дефицитом витаминов (20% Вит) в рационе статистически достоверно снижались средний объем эритроцита и среднее содержание гемоглобина в эритроците при одновременном компенсаторном увеличении числа эритроцитов и развитии лейкоцитопении по сравнению с соответствующими показателями крыс контрольной группы. Обогащение дефицитного рациона ПВ (20% Вит+ПВ) предотвращало изменение объема и количества эритроцитов, но среднее содержание гемоглобина в эритроците оставалось сниженным по сравнению с показателями у крыс контрольной группы. Показатели, характеризующие состояние тромбоцитов, не имели статистически достоверных различий между группами. Компенсация дефицита витаминов в рационе крыс 5-й группы (20% Вит+80% Вит) привела толькок нормализации объема эритроцита. После восполнения витаминов в рационе 6-й группы (20% Вит+ПВ+80% Вит) все исследованные показатели перестали отличаться от параметров контрольной группы. Это свидетельствует о положительном влиянии ПВ пшеничных отрубей на изученные гематологические показатели.

Ключевые слова:гематологические показатели, алиментарный полигиповитаминоз, пищевые волокна, пшеничные отруби, крысы

Вопр. питания. - 2013. - № 4. - С. 15-21.

В настоящее время проблема хронического алиментарного дефицита витаминов приобрела особую значимость и актуальность в связи с его широкой распространенностью среди населения.

Недостаточное поступление витаминов с пищей, а также нарушение их ассимиляции приводят к снижению сопротивляемости организма, возникновению алиментарно-зависимых заболеваний, утяжелению течения соматических заболеваний [13, 15, 16, 18]. Алиментарный гиповитаминоз часто имеет субклиническое течение и сопровождается нарушениями обменных процессов, диагностировать которые можно, только используя биохимические лабораторные методы исследования [15, 16]. Некоторые виды гиповитаминозов приводят к нарушениям процессов кроветворения [7, 18].

Гематологические нарушения в виде микроцитарной гипохромной анемии (снижение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов, цветного показателя, среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в эритроците) являются важными диагностическими критериями при рахите, вызванном дефицитом витамина D [7, 12, 19, 20]. Обеспеченность организма витаминами С и В 2 влияет на всасывание и транспорт железа, в синтезе гема участвует витамин В 6 , в эритропоэзе - фолиевая кислота и витамин В 12 . Нарушения кроветворения при дефиците витамина В 12 и фолиевой кислоты характеризуются наличием гиперхромной макроцитарной (мегалобластной) анемии, тромбоцитопении и лейкопении (нейтропении) [5-7, 18]. Увеличение среднего объема эритроцитов (MCV) ассоциируется с дефицитом фолиевой кислоты, уменьшение - с железодефицитной анемией [21], тогда как, по мнению других исследователей, макроцитоз не отражает наличие дефицита витаминов В 12 и фолиевой кислоты [22], а при дефиците фолата, витамина В 12 и железа имеет место сниженный MCV [23].

Для восстановления витаминного статуса при алиментарных гиповитаминозах и коррекции связанных с ними метаболических нарушений рекомендуется прием поливитаминных комплексов, а также использование функциональных и специализированных пищевых продуктов, обогащенных не только витаминами, но и другими биологически активных веществами, в том числе пищевыми волокнами (ПВ) [9, 13, 15]. ПВ способствуют нормализации моторно-эвакуаторной функции толстого кишечника, обладают пребиотическими свойствами, влияют на активность процессов обмена веществ [17]. В то же время ПВ могут изменять азотистый баланс, ухудшать биодоступность витаминов [1-3, 8, 14].

Цель исследования - изучение состояния эритроцитарного, лейкоцитарного и тромбоцитарного звеньев гемопоэза в условиях алиментарного полигиповитаминоза и дополнительного введения в рацион крыс ПВ пшеничных отрубей (ПО).

Материал и методы

Эксперимент на 48 крысах-самцах Вистар с исходной массой тела 58,1±0,5 г проводили в 2 этапа продолжительностью 30 и 5 дней. Животные были разделены на 6 групп по 8 крыс в каждой.

Животные контрольной группы [1-я группа - контроль (стандартный, 100% витаминов)] в течение 35 дней находились на сбалансированном полусинтетическом рационе, содержащем 63% кукурузного крахмала, 20% казеина, 9% жира (смесь подсолнечного масла и лярда в соотношении 1:1), 3,5% солевой смеси, 2% микрокристаллической целлюлозы, 1% смеси витаминов [4], 0,3% L-цистеина; 0,25% холина битартрата. Содержание витаминов в рационе соответствовало адекватному уровню их потребления для крыс.

Крысы 2-й группы получали аналогичный по составу рацион, к которому добавляли ПО в количестве 5% от массы рациона (100% витаминов+ПВ), что соответствует верхнему допустимому уровню потребления. Животные 3-й (20% витаминов), 4-й (20% витаминов+ПВ), 5-й и 6-й групп в течение 30 дней получали рацион, в котором содержание добавляемой витаминной смеси было уменьшено в 5 раз и исключены ацетат DL-α-токоферола, тиамин и рибофлавин. Поступление этих витаминов обеспечивалось за счет естественного содержания тиамина и рибофлавина в казеине и токоферолов в подсолнечном масле. Крысам 4-й и 6-й групп в дефицитный по витаминам рацион добавляли ПО в количестве 5% от массы рациона.

На втором этапе исследования в последующие 5 дней в рационы крыс 5-й (20% витаминов+80% витаминов) и 6-й (20% витаминов+ПВ+80% витаминов) групп включали витаминную смесь в количестве 80% от содержания витаминов в рационе контрольной группы. Животные других экспериментальных групп продолжали получать соответствующие рационы.

Ежедневно контролировали состояние животных, поедаемость корма, прирост массы тела.

По завершении экспериментов животных выводили из эксперимента путем декапитации под легким эфирным наркозом, отбирали кровь для исследований в пробирки с калиевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА-К3).

Гематологические показатели определяли на гематологическом анализаторе "Coulter A C T TM 5 diff OV" ("Beckman Coulter", США) и реактивов производства этой же фирмы. Гематологические исследования включали определение количества эритроцитов (RBC), лейкоцитов, тромбоцитов, гемоглобина (HGB), гематокрита (HCT), среднего объема эритроцита (MCV), среднего содержания гемоглобина в эритроците (MCH), средней концентрации гемоглобина в эритроците (МСНС), подсчет лейкоцитарной формулы (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты, моноциты), определение среднего объема тромбоцита, тромбокрита.

Статистическую обработку с использованием критерия Стьюдента проводили с помощью программы IBM "SPSS Statistics Version 20", рассчитывая среднюю величину (М), среднеквадратичное отклонение (σ), ошибку стандартного отклонения (m). Уровень значимости считали достоверным при р<0,05. Для статистической обработки использовали t-критерий Стьюдента, критерий Вилкоксона.

Результаты и обсуждение

Животные, находившиеся на витаминдефицитном рационе, заметно отставали в росте от животных, получавших полноценный рацион (рис. 1).

Разница в массе тела животных этих групп достигла уровня достоверной значимости уже через 1 нед от начала эксперимента. Добавление ПО на фоне адекватной обеспеченности крыс витаминами не отражалось на скорости роста. Кривая роста животных, получавших ПО в составе дефицитного по витаминам рациона, заняла промежуточное положение. Таким образом, введение ПО в определенной степени компенсировало снижение роста, обусловленное недостаточным потреблением витаминов и неполным поеданием корма.

Восполнение недостатка витаминов в корме приводило к достоверному повышению массы тела животных с полигиповитаминозом на рационе без добавления ПО, однако не отражалось на скорости роста животных, получавших обогащенный ПВ рацион.

Проведенные исследования показали, что изученные гематологические показатели животных из всех групп (см. таблицу, рис. 2, 3) находятся в пределах физиологической нормы для крыс [11].





Как следует из представленных в таблице данных, характеризующих состояние эритроцитов у экспериментальных животных, добавление в рацион крыс 2-й группы ПВ (100% витаминов+ПВ) не привело к изменению изученных показателей у крыс данной группы по сравнению с контрольной.

Содержание крыс 3-й группы на витаминдефицитном рационе (20% витаминов) привело к статистически достоверному снижению объема эритроцита и среднего содержания гемоглобина в эритроците при компенсаторном увеличении числа эритроцитов (см. таблицу). Добавление в рацион крыс дефицитной группы ПВ (4-я группа - 20% витаминов+ПВ) привело к нормализации объема эритроцита и количества эритроцитов (статистически достоверно не отличаются от контрольной группы), однако среднее содержание гемоглобина в эритроците осталось пониженным и соответст-вующим по величине данному показателю у крыс дефицитной группы.

Следует отметить, что на фоне дополнительного потребления ПВ дефицит витаминов в корме также приводил к статистически достоверному уменьшению объема эритроцита и среднего содержания гемоглобина в эритроците, однако не сопровождался достоверным увеличением числа эритроцитов.

Средний объем эритроцита у крыс 4-й группы статистически был достоверно выше по величине данного показателя у крыс дефицитной 3-й группы (20% витаминов) и не отличался от контрольной 1-й группы. Это свидетельствует о некотором положительном влиянии обогащения витаминдефицитного рациона крыс ПВ.

Дополнительное внесение 80% витаминов в течение 5 дней в дефицитный по витаминам рацион крыс (5-я группа) привело к нормализации объема эритроцита (см. таблицу). При этом содержание гемоглобина и гематокрит статистически достоверно снизились по сравнению с данными показателями у крыс контрольной (100% витаминов) и дефицитной (20% витаминов) групп, что является следствием уменьшения содержания эритроцитов по сравнению с данным показателем у крыс контрольной (на уровне тенденции) и дефицитной (статистически достоверно) групп.

В группе крыс, находившихся на витаминдефицитном рационе, обогащенном ПВ (6-я группа - 20% витаминов+ПВ+80% витаминов), дополнительное внесение витаминов в рацион привело к отсутствию статистически достоверной разницы исследованных показателей по сравнению с крысами 1-й и 2-й групп (см. таблицу). Это свидетельствует о положительном влиянии ПВ, являющихся дополнительным источником витаминов группы В.

Как следует из рис. 2, добавление ПВ на фоне адекватной обеспеченности крыс витаминами не отражалось на содержании лейкоцитов в периферической крови: показатели у крыс 1-й и 2-й групп не имеют статистически достоверных различий.

В группах крыс, потреблявших рационы, дефицитные по витаминам (3-я и 4-я группы) отмечено статистически достоверное снижение содержания лейкоцитов в 1,3-1,6 раза по сравнению с данным показателем у крыс контрольной группы.

Компенсация витаминной недостаточности у животных 5-й группы (20% витаминов+80% витаминов) не привела к нормализации содержания лейкоцитов в периферической крови у крыс, данный показатель оставался статистически достоверно снижен на 28,6% по сравнению с показателем крыс контрольной группы (рис. 2). Важно отметить, что у животных 6-й группы, потреблявших рацион, компенсированный по содержанию витаминов до 100% и обогащенный ПВ, обнаружена тенденция к восстановлению содержания лейкоцитов (отсутствие статистически достоверной разницы с контролем), которое достигло 86,5% от содержания в контрольной группе и 93% от показателя группы животных, получавших ПВ на фоне адекватного содержания витаминов в рационе (рис. 2). Следовательно, наличие в рационе крыс ПВ способствует более полному восстановлению числа лейкоцитов. Подсчет лейкоцитарной формулы не выявил статистически достоверных различий показателей у крыс опытных групп по сравнению с контрольной.

Исследованные показатели, характеризующие состояние тромбоцитов крови крыс (содержание, средний объем, тромбокрит), не имели статистически достоверных различий от показателей крыс контрольной группы. Содержание тромбоцитов у крыс всех экспериментальных групп представлено на рис. 3.

Таким образом, у крыс с глубоким хроническим алиментарным полигиповитаминозом по сравнению с соответствующими показателями крыс контрольной группы наблюдалось статистически достоверное снижение среднего объема эритроцита и среднего содержания гемоглобина в эритроците при одновременном компенсаторном увеличении числа эритроцитов и развитии лейкоцитопении. Вместе с тем все параметры оставались в пределах физиологической нормы для крыс данного возраста. Это в определенной степени подтверждает концепцию консерватизма системы гемопоэза, объединяющей функционирование других систем организма, клетки которой способны оставаться резистентными к внешним воздействиям [10]. Обогащение рациона ПВ оказало положительное влияние на исследованные эритроцитарные показатели и содержание лейкоцитов как в условиях алиментарного полигиповитаминоза, так и при восстановлении витаминного статуса.

Литература

1. Байгарин Е.К. Изучение содержания пищевых волокон в отечественных пищевых продуктах и их влияние на усвояемость макронутриентов: Автореф. дис. ...канд. мед. наук. - М., 2012. - 21 с.

2. Бекетова Н.А., Вржесинская О.А., Кошелева О.В. и др. // Вопр. питания. - 2010. - Т. 79, № 2. - С. 47-53.

3. Бекетова Н.А., Коденцова В.М., Вржесинская О.А. и др. // Там же. - 2011. - Т. 80, № 6. - С. 35-42.

4. Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Бекетова Н.А. и др. // Там же. - 2012. - Т. 81, № 2. - С. 51-56.

5. Егорова М.О., Цветаева Н.В., Сухачева Е.А. Практические рекомендации по лабораторной диагностике наиболее распространенных форм анемий. Методическое пособие. - М., 2012. - С. 21-40.

6. Зборовский А.Б., Зборовская И.А. Внутренние болезни (в таблицах и схемах). Справочник. - 3-е изд. - М.: МИА, 2011. - С. 228-276.

7. Клиническая интерпретация лабораторных исследований / Под ред. А.Б. Белевитина, С.Г. Щербака. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2006. - С. 25-54.