CC BY
1
УДК 612.64: 615.9
ВЛИЯНИЕ СПИРУЛИНЫ НА РЕПРОДУКТИВНУЮ СИСТЕМУ КРЫС
Павлова Ольга Николаевна, канд. биол. наук, доцент кафедры «Естественнонаучные дисциплины», НОУ ВПО «Медицинский институт «РЕАВИЗ».
443001, г. Самара, ул. Чапаевская, 227.
E-mail: [email protected]
Зайцев Владимир Владимирович, д-р биол. наук, проф. кафедры «Физиология и биохимия сельскохозяйственных животных», ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА.
446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2.
E-mail: [email protected]
Желонкин Николай Николаевич, канд. фармацевтических наук, ст. преподаватель кафедры «Фармацевтическая технология», ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
443001, г. Самара, ул. Гагарина, 18.
E-mail: [email protected]
Первушкин Сергей Васильевич, д-р фармацевтических наук, проф., зав. кафедрой «Фармацевтическая технология», ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
443001, г. Самара, ул. Гагарина, 18
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: биомасса, спирулина, крысы, репродуктивная, система, гибель.
В статье рассмотрено влияние биомассы спирулины на репродуктивную систему крыс для выявления возможного её токсического действия. В эксперименте участвовали 80 самок и 32 самца одного месяца рождения, массой 190-210 г, которые были разделены поровну на 8 групп и в соответствии с групповой принадлежностью получали биомассу спирулины в виде суспензии. Суспензию биомассы спирулины готовили на дистиллированной воде и вводили животным ежедневно в соответствии с групповой принадлежностью и установленным сроком внутрижелу-дочно в дозе 10 мг/100 г веса тела, объемом 1 мл. Контрольным животным вводили дистиллированную воду объемом 1 мл. За животными вели ежедневное наблюдение. В зависимости от длительности поступления биомассы спирулины в организм крыс оценивали эмбриональную (пред- и постимплантационную) гибель плодов; отставание в развитии, проявляющееся уменьшением массы тела и кранио-каудальных размеров плодов. В результате эксперимента было выявлено, что 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.
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 фосфо-липиды; 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 Группы, получавшие биомассу спирулины
группа (8) 1 2 3 4 5 6 7
Количество:
самок 10 10 10 10 10 10 10 10
плодов/самку 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
желтых тел/самку 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
мест имплантации/самку 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 постим-плантационная, 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 разме-
ры 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 Р<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.
Библиографический список
1. Блинкова, Л. П. Биологическая активность спирулины / Л. П. Блинкова, О. Б. Горобец, А. П. Батуро // Микробиология. - 2001. - №2. - С. 114-118.
2. Павлова, О. Н. Реактивные изменения ткани печени крыс в результате нагрузки суспензией биомассы спирулины / О. Н. Павлова, Ю. В. Григорьева, Е. А. Грибанова [и др.] // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. - СПб., 2013. -Вып. 2. - С. 51-55.
3. Павлова, О. Н. Физиологическое обоснование применения фитогепатопротектора «ВинСпир» в ветеринарии // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - №1. - С. 101-105.
4. Первушкин, С. В. Анализ белков биомассы Spirulina platensis / С. В. Первушкин, В. А. Куркин, А. А. Сохина, И. Ф. Ша-талаев // Химия природных соединений. - 2002. - Т. 41, вып. 3. - С. 101-112.
5. Первушкин, С. В. Биомасса спирулины: исследования и перспективы использования : монография / С. В. Первушкин, А. В.Воронин, А. А. Сохина. - Самара, 2004. - 100 с.
6. Первушкин, С. В. Методика идентификации различных пигментов и количественного спектрофотометрического определения суммарного содержания каротиноидов и белка в фитомассе / С. В. Первушкин, В. А. Куркин, А. В. Воронин // Растительные ресурсы. - 2002. - Т.38, вып. 1. - С. 112-119.
7. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под общ. ред. Р. У. Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп. - М. : Медицина, 2005. - 832 с.
УДК 636.4.082.7
ВЛИЯНИЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ВОДНИТ НА МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРОДУКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СВИНЕЙ
Григорьев Василий Семенович, д-р биол. наук, проф. кафедры «Эпизоотология, патология и фармакология», ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА.
446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2.
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: свинья, кровь, Воднит, рост, рацион, возраст.
Цель исследований - обосновать влияние минеральной кормовой добавки Воднит в рационе животных на морфофизиологические и продуктивные показатели свиней, содержащихся в условиях свинокомплекса ЗАО «Северный ключ» Похвистневского района Самарской области. Минеральная кормовая добавка Воднит в силу адсорбции токсических соединений в желудочно-кишечном тракте животных повышает общее физиологическое состояние организма. Повышается функция сердечно-сосудистой системы и системы органов дыхания, обеспечивающих доставку к органам и тканям кислорода и питательных веществ. Повышение концентрации общего белка и его альбуминовой фракции при одновременном снижении концентрации глобулиновой фракции указывает на то, что кормовая добавка Воднит действует положительно на организм животных и способствует повышению темпа роста,
