Содержание
2 . 2012
Обзоры

Методы контроля наночастиц в пищевых продуктах и биологических объектах Сообщение 1. Применение микроскопических и хроматографических методов исследования

Аннотация
Одним из перспективных приложений современной нанотехнологии являются пищевые производства, что включает усовершенствование упаковки пищевых продуктов, создание новых форм пищевых веществ, характеризуемых улучшенной ассимиляцией и технологическими характеристиками; контроль качества за счет создания компактных и дешевых тест-систем. Все эти области применения наноматериалов связаны с рисками, обусловленными возможностью поступления потенциально токсичных наночастиц (НЧ) в организм с пищей. Задача регуляции и гигиенического нормирования НЧ требует разработки методов их качественного и количественного анализа в таких сложных многокомпонентных системах, какими являются сельскохозяйственное сырье и пищевые продукты. Наибольшие надежды в этом плане возлагаются на подходы, связанные с микроскопической визуализацией искусственных НЧ в составе биологических объектов. В то время как типичные размеры НЧ (<100 нм) находятся ниже теоретического предела разрешения светооптических методов, трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) часто позволяет не только идентифицировать НЧ по их размеру и форме, но и проводить качественный и количественный анализ их химического состава с использованием дополнительных аналитических опций. Другой детально разработанной группой методов, применяемых при решении задач качественного и количественного анализа НЧ, являются хроматографические методы, в частности эксклюзионная, гидродинамическая, высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), а также проточно-полевое фракционирование. Ограничение хроматографических подходов связано с необходимостью в ряде случаев сложной пробоподготовки, а также с трудностями специфического детектирования НЧ в хроматографических фракциях. Методы ТЭМ и ВЭЖХ официально рекомендованы в Российской Федерации для анализа искусственных НЧ в природных биологических объектах, включая пищевые продукты.
Биохимия питания

Состав тела и энергообмен в покое

Аннотация
Показатели состава тела, определяемые с помощью импедансометрии (общая вода организма, масса внеклеточной и внутриклеточной воды, скелетная мышечная, тощая, минеральная и жировая масса, белок), сопоставляли с величинами обмена покоя. Исследования проводили у 180 жителей Нижнего Новгорода в возрасте от 17 до 63 лет (70 мужчин и 110 женщин), представителей различных профессий, разного пола, возраста, с различными показателями массы тела и роста. Показано, что нормирование обмена покоя по показателям импедансометрии привело к снижению разброса индивидуальных величин. Сравнение результатов нормирования позволило оценить взаимосвязь обмена покоя с составом тела. Обнаружено, что наибольший эффект достигает нормирование по тощей (безжировой) массе, а также по клеточной и внеклеточной массе воды. Наименьший эффект выявлен при нормировании по жировой массе тела. Методом статистического анализа получены формулы зависимости обмена покоя от показателей импедансометрии. Наиболее высокая корреляция выявлена для зависимости обмена покоя от тощей и мышечной массы и общей массы воды, наименьшая - от массы жировой ткани. Обсуждается участие метаболически активных тканей организма в энергетическом обмене, в том числе роль клеточной и внеклеточной воды. Полученные результаты подтверждают значение метаболически активных тканей организма в формировании величины обмена покоя, не связанного с физической активностью. Выявленные зависимости и высокая корреляция обмена покоя с показателями импедансометрии позволяют использовать последние как быстрый и удобный метод ориентировочной оценки величины обмена покоя.

Влияние наночастиц диоксида титана на белковый профиль микросом печени крыс

Аннотация
С использованием методов протеомики изучено влияние поступления в желудочно-кишечный тракт наночастиц (НЧ) диоксида титана в кристаллической форме анатазы на состав белков микросом печени крыс. Животные получали водную дисперсию НЧ в дозе от 0,1 до 10 мг/кг массы тела внутрижелудочно через зонд ежедневно на протяжении 28 дней. Микросомальную фракцию выделяли из печени методом дифференциального центрифугирования. Состав белков микросом анализировали методом двумерного электрофореза в полиакриламидном геле. Идентификацию белковых пятен осуществляли с использованием MALDI-TOF масс-спектрального анализа. Установлено, что под воздействием НЧ диоксида титана независимо от использованных доз во всех группах животных на электрофореграммах появлялись 53 новых белковых пятна и исчезали 19 белковых пятен по сравнению с контролем. Дополнительно в группах животных, получавших высокие дозы НЧ, отмечено появление 25 новых белковых пятен при исчезновении 3 белковых пятен по сравнению с контрольной группой и с животными, получавшими низкую дозу НЧ. Масс-спектральный анализ позволил выявить среди белков, экспрессируемых под воздействием НЧ в микросомах печени животных, ряд форм полипептидов, присутствующих в международной базе данных. Один из идентифицированных доминантных пиков был представлен изоформой Мu 2 фермента глутатионS-трансферазы (М=41,55 кД; pI=8,0). Сделан вывод о перспективности использования методов протеомики при оценке воздействия искусственных НЧ на биосинтетические процессы в организме.

Изучение Trp64arg полиморфизма гена β3-адренорецепторов у лиц с избыточной массой тела и ожирением

Аннотация
Развитие ожирения связано с образом жизни и генетическими механизмами. В частности, полиморфизмы генов адренорецепторов (ADRB) интенсивно изучаются в плане их ассоциаций с ожирением. Trp64Arg полиморфизм гена ADRB3, являющийся миссенс-мутацией в первом трансмембранном домене β3-адренорецептора, ассоциирован с висцеральным ожирением и инсулинорезистентностью во французской и финской популяциях. Последний метаанализ, который охватывал данные 6582 обследуемых из японских популяций, показал значительную ассоциацию мутантного аллеля c увеличением индекса массы тела (ИМТ). Цель исследования - изучение взаимосвязи полиморфизма Trp64Arg гена ADRB3 с ИМТ, жировой массой и биохимическими показателями. Обследовали 91 пациента из московского региона с ИМТ>25 кг/м2 с определением антропометрических и биохимических показателей. Генотипирование выполняли методом аллельспецифичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени с использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. Распределение Trp64Trp и Trp64Arg генотипов гена ADRB3 у лиц с избыточной массой тела и ожирением составляло соответственно 82 и 12%. Пациенты с Trp64Arg генотипом ADRB3 по сравнению с носителями Trp64Trp генотипа отличались значительно большим процентом жировой массы (соответственно 48,6±0,96 и 43,8±1,72%; р<0,05), содержанием в сыворотке крови глюкозы (6,51±0,18 и 5,67±0,09 моль/л; р<0,01) и мочевой кислоты (0,46±0,02 и 0,38±0,01 ммоль/л; р<0,05). Результаты изучения полиморфизма гена ADRB3 могут быть использованы для персонализации диетотерапии лиц с ожирением.

Влияние поливитаминной недостаточности на активность ферментов метаболизма ксенобиотиков в печени крыс

Аннотация
Активность ферментов метаболизма ксенобиотиков изучали в печени крыс самцов Вистар, получавших в течение 4 нед полусинтетический рацион, адекватный по содержанию витаминов (контроль), или рационы, содержащие 50 и 20% от количества витаминов в контроле. Полученные результаты показали, что умеренный дефицит витаминов (50%) вызывает небольшое возрастание (по сравнению с контролем) активности ЭРОД - на 13%, МРОД - на 34% (р<0,05), 4-нитрофенолгидроксилазы - на 16%, 6β-тестостеронгидроксилазы - на 17%, UDP-глюкуронозилтрансферазы - на 26% (р<0,05) и хинонредуктазы - на 55% (р<0,05). Глубокий дефицит витаминов (20%) приводил к снижению в печени активности МРОД до 78% от контрольного уровня (р<0,05), 4-нитрофенолгидроксилазы - до 74% (р<0,05), гемоксигеназы-1 - до 83% (р<0,05) и хинонредуктазы - до 60% (р<0,05). При этом активность UDP-глюкуронозилтрансферазы была выше контроля на 22%, а активность ЭРОД, ПРОД, 6β-тестостеронгидроксилазы и общая активность глутатионтрансферазы не отличались от таковой в контроле. Обнаружено, что при глубоком полигиповитаминозе экспрессия мРНК CYP1A1 и AhR существенно не изменяется, в то время как экспрессия мРНК CYP1A2 и CYP3A1 снижается соответственно до 62 и 79%.
Гигиена питания

Характеристика миграции наночастиц серебра из упаковочных материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами

Аннотация
Изучена миграция искусственных наночастиц (НЧ) металлического серебра из полиэтиленовых пленок, предназначенных для упаковки и хранения таких пищевых продуктов, как хлеб и мясо птицы, в модельные среды, воспроизводящие основные особенности физикохимических свойств и состава рассматриваемых пищевых продуктов. Модификация упаковочных пленок проведена путем поверхностного 5- или 10-кратного напыления НЧ. В состав модельных сред входили вода, этиловый спирт и растительное масло в соответствии с методическими указаниями Роспотребнадзора и совпадающими с ними рекомендациями FDA США. НЧ были выявлены в модельных средах с использованием методов трансмиссионной электронной и атомно- силовой микроскопии. Количественный анализ серебра в наночастицах, мигрировавших из пленок, проведен методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Полученные результаты показали, что серебро мигрировало из тестируемых пленок в модельные среды в виде НЧ диаметром 10-20 нм. Эти НЧ были частично агрегированы в комплексы размером около 50 нм, причем степень агрегации зависела от состава модельной среды. Количественный анализ показал, что величина поступления НЧ серебра из упаковочных материалов в пищевые продукты не превосходит безопасного уровня потребления этого наноматериала даже в аггравированных условиях, когда большая часть потребляемых продуктов заключается в упаковку, произведенную из пленок, модифицированных наносеребром.

Содержание пищевых волокон в различных пищевых продуктах растительного происхождения

Аннотация
Целью работы явилось получение данных о содержании растворимых, нерастворимых и общего количества пищевых волокон в пищевых продуктах отечественного и стран ближнего зарубежья происхождения. Всего было исследовано 528 образцов (47 наименований) пищевых продуктов. Количественное определение нерастворимых и растворимых пищевых волокон, а также их суммы было проведено согласно AOAC Official Method 2001. Статистическая обработка полученных результатов проводилась на ПЭВМ по программам, разработанным в пакете "Microsoft Excel office 2003", с использованием библиотеки статистических функций. Сравнительный анализ выявил более чем в 1/3 случаев наличие существенных различий по содержанию различных фракций пищевых волокон в пищевых продуктах отечественного производства и в аналогичных продуктах производства Европейского союза, в частности Германии. Эти расхождения никак не могут быть объяснены аналитическими погрешностями, поскольку в данных исследованиях был использован метод, рекомендуемый Комиссией Кодекс Алиментариус при проведении аналогичных исследований. Полученные результаты непосредственно связаны с различиями в химическом составе отечественных пищевых продуктов и аналогичных продуктов зарубежного производства, что предопределяет дальнейшее расширение и уточнение уже имеющихся таблиц химического состава. Таким образом, полученные нами данные по содержанию растворимых, нерастворимых и общих пищевых волокон могут расширить данные таблиц химического состава российских пищевых продуктов. Кроме того, проведенные исследования еще раз показывают необходимость наличия у Российской Федерации собственных национальных таблиц химического состава пищевых продуктов, отвечающих современному научному и техническому уровню развития.

Гигиеническая оценка производства продуктов питания в Красноярском крае

Аннотация
В статье представлены данные о распространенности различных видов санитарных правонарушений, обусловленных несоблюдением санитарных правил на 573 предприятиях Красноярского края РФ, производящих хлебопродукты, кондитерские изделия, молочные, мясные и рыбные продукты, а также безалкогольные напитки. Выявлено, что наибольшее количество санитарных правонарушений допускается на предприятиях по производству молочных, рыбных и мясных продуктов. Готовая продукция на 21-37% этих предприятий не отвечала требованиям гигиенических нормативов. Среди причин возникновения санитарных правонарушений определены доли таких факторов, как вид пищевого продукта, форма собственности предприятия, тип населенного пункта, где расположено производство, частота санитарных правонарушений. Установлено, что главным в возникновении санитарных правонарушений являются несоблюдение санитарных правил в части хранения сырья, готовой продукции, нарушение санитарно-гигиенического режима, несоблюдение технологических регламентов и ГОСТ, а также надлежащего производственного контроля.
Витаминология

Экспериментальная модель алиментарного полигиповитаминоза разной степени глубины у крыс

Аннотация
Разработана модель алиментарного полигиповитаминоза разной степени глубины, базирующаяся на дробном одновременном снижении количества всех витаминов в рационе крыс. Модель принципиально отличается от других экспериментальных моделей, основанных на полном исключении из рациона животных 1-2 исследуемых витаминов. Это позволяет максимально приблизиться к реально наблюдаемому у населения состоянию сочетанной недостаточности нескольких витаминов. 5-кратное уменьшение количества витаминной смеси привело к тому, что животные получали 20-23% витаминов D, А, В2, 33% витамина В1 и 57% витамина Е от их содержания в рационе контрольной группы животных за счет витаминов, содержавшихся в таких базовых компонентах рациона, как казеин (витамины D, А, В1, В2) и подсолнечное масло (витамин Е). У крыс этой группы через 1 мес развился глубокий дефицит всех витаминов. Уровень в печени витамина А снизился в 8,5 раз, а витаминов Е и В1 - примерно в 2 раза, витаминов С и В2 - на 22%. Экскреция витаминов В1 и В2 с мочой уменьшилась соответственно в 2 и 5,3 раза. Концентрация витамина А в плазме крови понизилась в 1,9 раза, Е - в 1,4 раза, В2 - на 30%. Активность витамин В6-зависимых ферментов плазмы крови уменьшилась в 1,4 раза. Уменьшение количества витаминной смеси в 2 раза обеспечило поступление 50-59% витаминов D, А, В2 и В1 и 71% витамина Е от дозы витаминов, содержащихся в рационе животных контрольной группы. Биомаркеры витаминной обеспеченности этих животных заняли промежуточное положение. У них развилась умеренно выраженная недостаточность этих эссенциальных микронутриентов. Предложенная модель может быть полезной для выявления нарушений метаболизма, изучения усвоения витаминов и минеральных веществ, исследования влияния на эти процессы других биологически активных компонентов пищи, а также разработки персонифицированных подходов к коррекции витаминной недостаточности.
Лечебное питание

Клинический анализ эффективности использования алиментарного фактора у больных после операций на желудочно-кишечном тракте

Аннотация
Проведен анализ использования у больных после операции на желудочнокишечном тракте базисной лечебной диеты с включением в ее состав питательных смесей. Данные клинических, биохимических и антропометрических исследований позволяют прогнозировать возможные последствия стрессового воздействий хирургического вмешательства и алиментарной депривации, а также разрабатывать пути их устранения и регулирования в организме. Установлена прогностическая взаимосвязь между уровнем выживаемости, с одной стороны, и показателями клинических, биохимических и антропометрических исследований - с другой. Отмечено, что клинические проявления пострезекционных расстройств, характеризующиеся стойкими многообразными функциональными изменениями, связаны не только с самим операционным вмешательством и сроком после него, но и с нарушением питания больного, что приводит к расстройству белкового, липидного и минерального обмена, витаминной недостаточности и удлинению восстановительного (реабилитационного) периода. Математико-статистический корреляционный анализ показал, что снижение уровня висцерального пула белков сыворотки крови у больных после операций на желудочно-кишечном тракте является высоким риском развития осложнений, увеличения летальности и продолжительности периода реабилитации. С помощью линейной дискриминатной функции установлено, что при клиническом индексе прогноза (КИП) более 0,8 достоверность прогноза возникновения у больных осложнений и летального исхода составляет 100%. При этом у выживших (за рассматриваемый период более 15 лет) прогноз был менее 0,2. При КИП менее 0,5 у всех пролеченных больных на фоне адекватной диетотерапии сохранялись высокие уровни выживаемости и качества жизни. Включение в базисный лечебный рацион питательных смесей позволяет лучше нивелировать тот дефицит энергетических и пластических веществ, который наблюдается у оперированных.
Спортивное питание

Медико-биологический подход к разработке рационов питания спортсменов - членов женской сборной России по тяжелой атлетике

Аннотация

Проведена оценка физического состояния 12 спортсменов - членов женской сборной России по тяжелой атлетике, находящихся на учебно-тренировочном сборе. Для оценки использованы методы антропометрии [индекс массы тела (ИМТ), индекс Кетле-2; индекс отношения окружности талии к окружности бедер - I=ОТ/ОБ] и биоимпендансометрии (жировая, костная и мышечная массы с использованием анализатора АВС-01 "Медасс"); определены конституциональный и соматический типы спортсменов. Установлено, что в исследованный период у спортсменов не было нарушений в их физическом состоянии. Результаты биоимпедансометрии показали, что почти 92% обследованных спортсменов имеют нормальную массу тела и относительную величину жировой массы, а около 8% - избыточные величины; у 75% - ИМТ и абсолютная величина активной клеточной массы в норме, у 25% - избыточные величины; активная клеточная масса, масса костной ткани и содержание общей жидкости у всех спортсменов в пределах нормы. Проанализированный 14-дневный рацион спортсменов, который предусматривает 3-разовое дневное питание, не является оптимальным. На основе проведенных исследований представлен пример среднесуточного набора продуктов для составления рациона питания спортсменов-тяжелоатлетов калорийностью 4500 ккал. Представленный перечень продуктов в качестве основы дает возможность составить любой рацион с учетом индивидуальных потребностей спортсмена и одновременно обеспечить требуемую и необходимую энергетическую ценность рациона.

Иммунные дисфункции у высококвалифицированных спортсменов и нутритивная реабилитация

Аннотация
Приводятся данные о влиянии предельных физических нагрузок на различные компоненты иммунной системы, включая гуморальный и клеточный иммунитет. Интенсивные физические нагрузки оказывают повреждающее действие на субпопуляции лимфоцитов, уровень иммуноглобулинов, активность мононуклеарной фагоцитирующей системы, полиморфно-ядерные лейкоциты и уровень цитокинов, преимущественно ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6 и ФНО. При наиболее выраженной степени иммунной недостаточности у спортсменов могут не определяться различные изотипы иммуноглобулинов (Ig), что было названо феноменом исчезающих иммуноглобулинов. Иммунная недостаточность у спортсменов ведет к повышению риска развития субклинических и клинических проявлений инфекционных заболеваний. Механизмы иммунодефицита многофакторны и включают нейроэндокринные и метаболические нарушения. Иммуносупрессия у спортсменов может быть предотвращена применением специализированных диет. Хотя атлетам необходима хорошо сбалансированная основная диета, имеется ряд нутриентов, потребность в которых у спортсменов превышает рекомендуемые уровни и не может быть удовлетворена за счет обычного полноценного рациона. Таким образом, полноценное питание с включением в рацион специализированных пищевых продуктов и биологически активных добавок, содержащих белки, аминокислоты, углеводы, витамины, минеральные вещества, антиоксиданты, пробиотики, необходимо для повышения выносливости спортсмена, восстановления его после тренировок и предотвращения развития иммунодефицита.

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»