CC BY
17
гополучия студентов, их учебную мотивацию, что в свою очередь окажет положительное влияние на результаты учебной деятельности в целом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шамионов, Р. М. Психология субъективного благополучия / Р. М. Шамионов // Психологическая наука и образование. — 2003. — № 1. — С. 25-53.
2. Куликов, Л. В. Здоровье и субъективное благополучие личности / Л. В. Куликов // Психология здоровья. — 2001. — № 2. — С. 53-61.
3. Фоломеев, Т. В. Социальные представления о благополучии / Т. В. Фоломеев, И. И. Серегина // Мир психологии. —
2004. — № 3. — С. 122-132.
4. Цветкова, И. Р. Мотивационная сфера личности студента: условия и средства ее формирования. / И. Р. Цветкова // Психологическая наука и образование. — 2006. — № 4. — С. 76-81.
5. Журавлев, Д. Мотивация и проблемы в обучении / Д. Журавлев // Народное образование. — 2002. — № 9. — С. 123-129.
6. Малинаускас, Р. К. Мотивация студентов разных периодов обучения / Р. К. Малинаускас // Вопросы психологии. —
2005. — № 2. — С. 25-31.
Поступила 03.09.2007
УДК 615.9:[58.04:577.15/.17]
ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ НЕКОТОРЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Л. Н. Журихина, А. С. Богдан, З. П. Кузнецова
Республиканский научно-практический центр гигиены, Минск НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь, Минск
Выделены биологически активные вещества полифенольной природы из листьев Begonia erytrophylla, из надземной массы Laserpitium latifolium и Vaccinium macrocarpon Ait. Биологическая оценка выделенных комплексов в экспериментах на Tetrahymena pyriformis выявила выраженный защитный эффект при индивидуальном, комбинированном и сочетанном воздействии свинца, нитрита натрия и ультрафиолетовой ионизирующей радиации. Защитный эффект проявился в стимуляции восстановительных процессов в облученных одноклеточных организмах и продлении жизненного цикла популяции.
Ключевые слова: ксенобиотики, радиация, БАВ растений, защитное действие, экспресс-оценка, Tetrahymena pyriformis.
EFFICIENCY OF BIOLOGICALLY ACTIVE COMPLEXES OF SOME PLANTS AT INFLUENCE PHYSICAL AND CHEMICAL POLLUTANTS AN ENVIRONMENT
L. N. Zhurihina, A. S. Bogdan, Z. P. Kuznetsova
Republican scientific-practical center of hygiene, Minsk Scientific institute of physical training and sports of Belarus, Minsk
Biologically active substances of the polyphenolic nature from leaves Begonia erytrophylla, from elevated weight Laserpitium latifolium and Vaccinium macrocarpon Ait are isolated. The biological estimation of the isolated complexes in experiments on Tetrahymena pyriformis has revealed the expressed protective effect at individual and combined influence of lead, sodium nitrite and ultraviolet radiation.
The protective effect was showed in stimulation of regenerative processes in the irradiated cells and prolongation of life cycle of a population.
Key words: xenobiotics, radiation, BAS of plants, protective action, express evaluation, Tetrahymena pyriformis.
Введение
Интенсивное развитие промышленного и аграрного производства привело к значительному загрязнению биосферы химическими веществами, в частности, тяжелыми металлами, пестицидами, нитратами, радионуклидами. Поскольку основной поток химических загрязнителей окружающей среды поступает в организм человека через пищу, преобладающей формой реального трансалиментарного контакта человека с ксенобиотиками является многофакторное химическое воздействие. Классификация опасности комбинированного действия ксенобиотиков в гигиене
питания пока еще мало разработана. Условия применения индивидуальных нормативов при одновременном присутствии в пищевых продуктах двух и более ксенобиотиков в действующем санитарном законодательстве не оговорены (в отличие от смежных областей гигиены). Но в случаях синергизма индивидуальные нормативы ксенобиотиков гарантировать безопасность пищи, естественно, не могут [1].
С проблемой комбинированного действия ксенобиотиков тесно связана проблема экзогенных токсических воздействий факторов окружающей среды малой интенсивности. Положе-
ние о принципиальной значимости этих воздействий впервые было аргументировано С. В. Аничковым [2]. Затем оно получило свое дальнейшее развитие в работах ряда отечественных экспериментаторов-токсикологов и клиницистов [3-5]. И. М. Трахтенберг с соавторами считает, что применительно к техногенным химическим воздействиям, наблюдаемым в реальных условиях, понятие «низкие концентрации», или «факторы малой интенсивности» включает концентрации, близкие к предельно допустимым, при которых, как правило, отсутствуют внешние, видимые проявления (симптомы) токсического эффекта. Однако в последние годы накапливается все больше данных о существенном влиянии антропогенных факторов окружающей среды малой интенсивности на состояние здоровья людей и продолжительность жизни.
В связи с этим охрана внутренней среды организма от попадания чужеродных веществ вошла в число наиболее актуальных эколого-гигиениче-ских проблем. Питание может быть как фактором, позволяющим сохранить здоровье, так и фактором, усиливающим негативное влияние на здоровье [6].
Поэтому весьма важной является задача создания функциональных продуктов питания массового потребления, обогащенных пищевыми добавками, оказывающими положительное влияние на течение обменных процессов, способствующих усилению неспецифической резистентности и радиорезистентности организма. Разработка таких пищевых добавок, в том числе лечебно-профилактического назначения, в свою очередь, ставит задачу оценки их эффективности именно на фоне комбинированного действия ксенобиотиков и радиации. Пристальное внимание исследователей обратилось к природным комплексам биологически активных веществ растений. Как правило, они обладают широким спектром фармакологического действия, содержат лечебное начало в соотношениях, оптимально сбалансированных в процессе эволюции самой природой, в форме естественной для организма человека и легко им усвояемой. Применение лекарственных растительных средств является наиболее физиологичным методом нормализации обменных процессов и восстановления функциональных возможностей организма [7].
Гигиенически значимыми загрязнителями окружающей среды являются свинец и нитрит натрия.
Согласно рекомендациям ВОЗ, допустимое еженедельное поступление свинца с пищей и через другие источники — 3 мг на человека, то есть 0,428 мг/сутки. В пересчете на свинец азотнокислый — 0,6848 мг в сутки [8, 9]. ДСД К02- — 0,2 мг/кг массы тела, или 12 мг
на человека. В пересчете на натрий азотисто-кислый — 18 мг/сутки [10].
Если исходить из гигиенических регламентов содержания свинца в объектах внешней среды, суточная нагрузка человека свинцом составляет 0,9469 мг, в пересчете на нитрат свинца — 1,5 мг. Учитывая количественное соотношение основных питательных веществ в суточном рационе человека и в среде культивирования Tetra-hymena pyriformis, нами по разработанной формуле [11] рассчитаны изоэффективные дозы для внесения токсикантов в среду культивирования тест-объекта, они составили: 7х10-5 мг/мл для свинца азотнокислого и азотистокислого — 9Х10-4 мг/мл для натрия азотистокислого.
В силу вышеизложенного, цель настоящего исследования — оценить перспективность применения биологически активных комплексов бегонии краснолистной, гладыша широколистного, клюквы крупноплодной при индивидуальном, комбинированном и сочетанном воздействии на организм свинца, нитрита натрия и ультрафиолетовой ионизирующей радиации. С целью приближения к реальным условиям исследовано индивидуальное и комбинированное воздействие на популяцию Tetra-hymena pyriformis концентраций нитрата свинца и нитрита натрия, на порядок превышающих допустимый уровень.
Материалы и методы
Объекты исследования: свинец азотнокислый Pb(NO3)2, натрий азотистокислый NaNO2, ультрафиолетовая ионизирующая радиация (УФИ), комплексы биологически активных веществ: из листьев бегонии краснолистной (Begonia erytro-phylla), из надземной массы гладыша широколистного (Laserpitium latifolium), из надземной массы клюквы крупноплодной (Vaccinium macrocar-pon Ait.). Соединения данных комплексов были идентифицированы на основании хроматогра-фических, спектрофотометрических данных, результатах кислотного гидролиза, а также сравнении с аутентичными образцами.
Тест-объект исследования — лабораторная культура одноклеточных организмов инфузорий Tetrahymena pyriformis [12], произрастающая в среде определенного состава при 25°С и являющаяся изолированной популяцией организмов, рост которой подчиняется общим закономерностям роста популяций. Цикл развития Tetrahymena pyriformis включает лаг-фазу (0-24 часа инкубации), логарифмическую фазу (24-48 часов инкубации), фазу замедленного роста (48-72 часа инкубации) и стационарное состояние. В питательной среде стандартного состава длительность жизненного цикла популяции — 96 часов. В проведенных исследованиях инкубацию
продлили до 144 часов с целью повышения вероятности проявления репарационных эффектов.
В экспериментах на ТейгаИутепа руг1йэгш18 изучено протекторное действие биологически активных комплексов в концентрации 10-5 мг/мл при индивидуальном воздействии ультрафиолетовой ионизирующей радиации в сублетальной дозе и свинца азотнокислого в концентрации 1/10 от ЛД50, что составляет 0,7 мг/мл; при комбинированном воздействии свинца азотнокислого и натрия азотистокислого в низких концентрациях (7Х10-4 мг/мл и 9х10-3 мг/мл соответственно); при сочетанном воздействии свинца азотнокислого и натрия азотистокис-лого в вышеуказанных концентрациях и ультрафиолетовой ионизирующей радиации. Источником ультрафиолетового излучения являлась ртутно-кварцевая лампа ДРТ. Суммарная плотность ультрафиолетового излучения составила 80 Вт/м2. Доля коротковолнового (0,2-0,28 мкм) излучения составила до 49 Вт/м2, средневолнового (0,28-0,32 мкм) — 15-21 Вт/м2, ближневолнового (0,32-0,40 мкм) — до 18 Вт/м2. Культура Те1хаЬутепа руг1йэгт18 в стационарной фазе роста облучалась в течение 1 минуты. В 10 мл среды культивирования вносили по 20000 особей, подвергнутых облучению, и по 20000 не облучавшихся инфузорий (контроль).
Защитное действие (ЗД) биологически активных комплексов исследуемых растений (в %) выражали по разнице между угнетением роста популяции Те1хаИутепа рупГогт18 в среде культивирования без биологически активных комплексов (контроль) и в среде культивирования с биологически активными комплексами (опыт).
ЗД = угнетение роста в контроле, % — угнетение роста в опыте, %.
Результаты и обсуждение
В комплексе, выделенном из листьев Begonia erytrophylla и высушенном до постоянного веса, определено 80% флавоноидов и 3% хло-рогеновых кислот. Идентифицировано 10 флаво-ноидных веществ: 3-орто-метилкверцитин, 3-орто-метилкемпферол, кверцетин, лютеолин, квер-цитрин, цинарозид, изовитексин, ориентин, ви-тексин, изоориентин.
Основные флавоноидные соединения суммарного комплекса надземной массы Laserpit-ium latifolium идентифицированы как лютео-лин-7-глюкозид, апигенин-7-глюкорамнозид, квер-цетин-3-рамнозид, производные апигенина, квер-цетин и производное кемпферола.
В суммарном комплексе флавоноидов, выделенном из надземной части Vaccinium macrocar-pon Ait., идентифицированы агликоны (кверцетин и мирицетин) и пять гликозидов: кверцетрин, ги-перин, астрагалин, мирицетин-3-арабинозид.
Ультрафиолетовое облучение (1 минута) ино-кулята инфузорий оказало отрицательное влияние на жизнедеятельность популяции. Это проявилось в удлинении лаг-фазы, сокращении логарифмической фазы роста и уменьшении численности популяции в стационарном состоянии на 50% по сравнению с контролем (таблица 1).
Биологически активные вещества бегонии, внесенные в среду культивирования облученной Tetrahymena pyriformis, не оказывали положительного влияния на развивающуюся популяцию в течение 72 часов. Только в стационарном состоянии численность популяции увеличилась по сравнению с облученной популяции, произрастающей в среде без биологически активных комплексов бегонии. Защитный эффект биологически активных веществ бегонии был незначительным - 4%. Через 144 часа он увеличился до 8% (таблица 1).
Таблица 1 — Защитное действие исследуемых биологически активных веществ (БАВ) в концентрации 10-5 мг/мл на популяцию Те1хаИутепа руг1йэгт18 при ультрафиолетовом излучении (УФИ)
Условия опыта Время экспозиции в часах
24 48 72 96 144
Контроль 16500+577 101000+8511 289000+4041 264000+1155 286000+1155
УФИ 1 мин 750+144* 5000+577* 52000+1155* 124000+3464* 153000+7506*
УФИ и БАВ гладыша 1500+58** 8000+577** 100000+1155** 499000+5196** 371000+577**
УФИ и БАВ клюквы 1400+58** 14000+3464** 148000+1270** 242000+5774** 282000+5774**
Угнетение роста в %
УФИ 1 мин 96 95 82 53 47
УФИ и БАВ бегонии 97 92 88 49 39
УФИ и БАВ гладыша 91 92 65 -89 -30
УФИ и БАВ клюквы 92 86 49 8 1
Защитное действие в %
УФИ и БАВ бегонии -1 3 -4 4 8
УФИ и БАВ гладыша 5 3 17 142 77
УФИ и БАВ клюквы 4 9 33 45 46
* — Статистически достоверные изменения по отношению к контролю. ** — Статистически достовер-
ные изменения по отношению к образцу РЬ(М03)2 и контролю.
Большую активность проявил комплекс биологически активных веществ, выделенных из надземной части гладыша широколистного. После латентного периода, длящегося 24 часа, и прохождения лаг-фазы скорость роста облученной популяции увеличилась и через 72 часа численность ее вдвое превышала численность облученной популяции, развивающейся в среде без БАВ; защитный эффект составил 17%. Через 96 часов численность популяции в среде с БАВ гладыша широколистного превышала в 4 раза численность облученной популяции в среде без БАВ и на 89% численность популяции в контроле. Защитный эффект БАВ гладыша
При внесении в среду культивирования бинарной смеси нитрата свинца и нитрита натрия в концентрациях 7Х10-4 и 9х10-3 мг/мл соответственно облученная ТйгаИушепа руг1йэгш18 в течение 48 часов не приступала к размножению. Через 72 и 96 инкубации численность инфузорий увеличилась, но составляла лишь 2% по отношению к численности популяции в контроле. Через 144 часа численность облученной популяции, развивающейся в среде, содержащей ксенобиотики — увеличилась, но была на 63% ниже контрольного уровня (таблица 3).
При внесении в среду произрастания Те1> гаЬушепа рупГогш18, содержащую ксенобиотики, БАВ бегонии краснолистной, гладыша ши-
широколистного составил 142% через 96 часов и 77% через 144 часа (таблица 1).
Высокий защитный эффект на популяцию, подвергнутую воздействию ультрафиолетовой ионизирующей радиации, оказал также комплекс БАВ, выделенный из надземной части клюквы крупноплодной. В большей мере он проявился при вступлении популяции в стационарное состояние и составил: через 72 часа — 33%, через 96 часов — 45% и через 144 часа — 46% (таблица 1).
Комплексы БАВ бегонии краснолистной, гладыша широколистного и клюквы крупноплодной не проявили выраженного защитного эффекта на фоне свинцовой интоксикации (таблица 2).
роколистного и клюквы крупноплодной, облученная популяция приступила к размножению через 24 часа, но скорость ее роста была очень низкой и численность была на 82-98% ниже, чем в контроле. Через 144 часа отмечалось резкое увеличение численности облученной популяции, культивируемой в среде, содержащей ксенобиотики и БАВ бегонии, гладыша и клюквы, в 4 раза превышающее численность облученной популяции в среде с ксенобиотиками, но без БАВ (таблица 3). Величина защитного эффекта составляла: для БАВ из листьев бегонии краснолистной — 98%, для БАВ из надземной массы гладыша широколистного — 109%, для БАВ из надземной массы клюквы крупноплодной — 121%.
Таблица 2 — Влияние биологически активных веществ (БАВ) в концентрации 10 5 мг/мл некоторых растений на популяцию Те^аЬушепа рупГогш18 на фоне свинцовой интоксикации (0,7 мг/мл)
Условия опыта Время экспозиции в часах
24 48 72 96 144
Контроль 16500+577 101000+8511 289000+4041 264000+1155 286000+1155
РЬ(М0э)2 11000+167* 110000+3844 200000+2309* 179000+1732* 210000+1155*
РЪ(Ш3)2 и БАВ бегонии 5000+577** 108000+11547 172000+3464** 169000+12124* 261000+4042**
РЬ(К03)2 и БАВ гладыша 5000+764** 134000+1155** 162000+1154** 196000+4619** 187000+2887**
РЬ(К03)2 и БАВ клюквы 7000+500** 88000+0** 146000+1270** 200000+1155** 183000+14434*
Угнетение роста в %
РЬ(Ш3)2 33 -9 31 32 27
РЪ(Ш3)2 и БАВ бегонии 70 -7 40 36 9
РЬ(К03)2 и БАВ гладыша 70 -33 39 26 35
РЬ(М03)2 и БАВ клюквы 58 13 49 24 36
Защитный эффект в %
РЪ(Ш3)2 и БАВ бегонии 3 -2 -9 -4 18
РЬ(К03)2 и БАВ гладыша 3 24 -8 6 -8
РЬ(М03)2 и БАВ клюквы -25 -24 -18 8 -9
* — Статистически достоверные изменения по отношению к контролю. ** — Статистически достоверные изменения по отношению к образцу РЬ(М03)2 и контролю.
Таблица 3 — Защитное действие исследуемых БАВ (10-5 мг/мл) на популяцию ТейгаЬушепа руг1йэгш18 при сочетанном воздействии факторов малой интенсивности: свинца азотнокислого (7х10-4мг/мл), натрия азотистокислого (9х10-3мг/мл) и ультрафиолетовой радиации
БАВ растений Время экспозиции в часах
24 48 72 96 144
Контроль 20000+577 142000+3464 223000+14434 254000+1155 278000+17320
Pb(NO3)2, NaNO2, УФИ 900+305* 1800+176* 5000+0* 6000+1155* 104000+4619*
Pb(NO3)2, NaNO2, УФИ и БАВ бегонии 2300+115** 3500+577** 4300+115** 6000+1155* 375000+8660**
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ гладыша 3500+289** 3000+289** 3300+404** 4000+577* 406000+1501**
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ клюквы 1000+0* 2500+0** 5500+289* 11000+1155** 439000+5196**
Угнетение роста в %
Pb(NO3)2, NaNO2, УФИ 96 99 98 98 63
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ бегонии 88 98 98 98 -35
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ гладыша 82 98 85 98 -46
Pb(NO3)2, NaNO2, УФИ и БАВ клюквы 95 98 98 96 -58
Защитный эффект в %
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ бегонии 8 1 0 0 98
Pb(NO3)2 NaNO2, УФИ и БАВ гладыша 14 1 13 0 109
Pb(NO3)2, NaNO2, УФИ и БАВ клюквы 1 1 0 2 121
* — Статистически достоверные изменения по отношению к контролю. ** — Статистически достоверные изменения по отношению к образцу РЪ(М03)2, №М02,УФИ и контролю.
Заключение
Оценка на Tetrahymena pyriformis биологически активных веществ, выделенных из листьев бегонии краснолистной (Begonia erytro-phylla), из надземной массы гладыша широколистного (Laserpitium latifolium), из надземной массы клюквы крупноплодной (Vaccinium macro-carpon Ait.), содержащих фенольные соединения, выявила выраженный защитный эффект этих соединений при индивидульном, комбинированном и сочетанном воздействии на организм одноклеточного животного свинца, нитрита натрия и ультрафиолетовой радиации. Защитный эффект проявился в стимуляции восстановительных процессов в облученных одноклеточных организмах и продлении жизненного цикла популяции.
Полученные результаты свидетельствуют об эффективности и перспективности использования исследованных комплексов биологически активных веществ растительного происхождения в качестве действующих компонентов для разработки функциональных пищевых продуктов и биологически активных добавок с целью повышения резистентности организма к неблагоприятным факторам окружающей среды.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Трахтенберг, И. М. Проблема токсических воздействий малой интенсивности — дань творческому романтизму прошлого или необходимость, диктуемая реалиями настоящего / И. М. Трахтенберг // Токсикологический вестник. — 1997. — № 1. — С. 6-11.
2. Аничков, С. В. О гигиеническом значении раздражителей малой интенсивности во внешней среде / С. В. Аничков // Гигиена и санитария. — 1952. — № 10. — С. 7.
3. Литвинов, Н. Н. Антропогенные факторы окружающей среды малой интенсивности и продолжительность жизни: новые аспекты проблемы / Н. Н. Литвинов, В. И. Казачков, З. М. Гаси-мова // Вестник АМН СССР. — 1991. — № 9. — С. 47-51.
4. Трахтенберг, И. М. Проблема экзогенных токсических воздействий малой интенсивности / И. М. Трахтенберг, В. А. Тычина, Ю. Н. Талакин // Вестник АМН СССР. — 1991. — № 2. — С. 5-12.
5. Кацнельсон, Б. А. Еще несколько слов о «романтизме» и «необходимости» в сфере санитарно-токсикологической регламентации / Б. А. Кацнельсон // Токсикологический вестник. — 1997. — № 3. — С. 29-31.
6. Смоляр, В. Эколого-гигиенические проблемы питания / В. Смоляр // Питание и здоровье: матер. респ. науч. конф. — Таллин, 1991. — Т. 2. — С. 105-106.
7. Богдан, А. С. Медико-биологические основы, методы и средства алиментарной профилактики в условиях современной радиоэкологической обстановки / А. С. Богдан, Н. В. Гусаревич, И. И. Кедрова // Национальная политика в области здорового питания в Республике Беларусь: матер. междунар. конф. — Мн., 1997. — С. 123-128.
8. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов 1-1У групп: справ.; под общ. ред. В. А. Филова. — Л.: Химия, 1988. — С. 415-436.
9. Россивал, Л. Посторонние вещества и пищевые добавки в продуктах / Л. Россивал, Р. Энгст, А. Соколай. — М. 1982. — 264 с.
10. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов: СанПиН 11-63 РБ-98. - Минск, 1999. - С. 218.
11. Богдан, А. С. Экстраполяция результатов оценки биологически активных веществ на ТейаЬушепа ругИштй на теплокровных животных и человека / А. С. Богдан // Актуальные проблемы научного обеспечения санитарно-эпидемического благополучия населения и пути их реализации. — Минск, 2000. — С. 16-107.
12. Богдан, А. С. Комплексная биологическая оценка объектов природного и искусственного происхождения на Те1гаЬу-шепа ругИоший: Методические рекомендации № 33-9608 / А. С. Богдан. — Мн., 1996. — 19 с.
Поступила 01.06.2007
