В настоящее время во многих странах мира большое количество людей прибегает к применению биологически активных добавок к пище (БАД) с целью коррекции дефицита нутриентов в организме, в том числе эссенциальных, повышения неспецифической резистентности организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Широкое применение БАД является наиболее быстрым, экономичным и научно обоснованным путем решения проблемы рационализации питания населения. Значительная часть зарегистрированных БАД содержит компоненты растительного происхождения, в том числе лекарственные растения. Вредное воздействие на организм человека БАД растительного происхождения может быть связано как с их контаминацией микроорганизмами, токсичными элементами, пестицидами, так и с повышенным уровнем поступления биологически активных веществ, содержащихся в растительном сырье, непредсказуемым взаимодействием компонентов, качеством используемого сырья, технологией производства, инертностью вспомогательных веществ (крахмал, сахароза, ароматизаторы, красители и др.). Одновременно непредсказуемыми могут оказаться последствия при длительном и бесконтрольном применении БАД в связи с недостаточной изученностью сочетаемости входящих компонентов.
Современные доклинические и клинические исследования БАД весьма длительны и высокозатратны.
В этой связи многообещающим представляется такой методический подход к оценке безвредности, как биотестирование. В ранее проведенных исследованиях нами была показана перспективность использования в качестве тест-объекта для токсиколого-гигиенической оценки фитокомпозиций и БАД одноклеточных эукариотических организмов Tetrahymena pyriformis. Использование инфузорий Tetrahymena pyriformis дает ряд преимуществ по сравнению с классическими моделями: экономичность, быстрота, удовлетворение этических норм, ограничивающих применение высших животных в экспериментальных исследованиях.
Цель настоящего исследования - оценить безвредность БАД с разным соотношением компонентов (семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, порошок спирулины, трава эхинацеи пурпурной) на стадии их разработки. БАД-1 содержит вышеуказанные компоненты в соотношении 15:25:40:20, а БАД-2 - 15:15:50:20 соответственно.
3 компонента БАД: семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, трава эхинацеи пурпурной, - входят в Государственную фармакопею Республики Беларусь, т.е. являются лекарственными растениями. Компоненты БАД-1 и БАД-2 обладают адаптогенным и иммуномодулирующим действием, являются источником эссенциальных микроэлементов.
Безвредность БАД оценивалась по токсикологическим параметрам, характеру комбинированного действия компонентов БАД и показателям биологического действия на Tetrahymena pyriformis. Токсичность БАД и характер комбинированного действия компонентов БАД исследовались в остром и хроническом экспериментах, биологическое действие БАД исследовалось в хроническом (1 жизненный цикл популяции) и пролонгированном (7 жизненных циклов популяции) экспериментах.
В результате проведенных исследований на тест-объекте Tetrahymena pyriformis установлено, что по параметрам острой токсичности семена лимонника китайского относятся к 3-му классу опасности, корни и корневища родиолы розовой - ко 2-му классу опасности, порошок спирулины - к 5-му классу опасности, трава эхинацеи пурпурной - к 4-му классу опасности. В связи с тем, что при определении класса опасности по среднесмертельной дозе (ЛД 50 ) корни и корневища родиолы розовой отнесли ко 2-му классу, в то время как другие компоненты оказались менее токсичны, было решено уменьшить массовую долю корней и корневищ родиолы розовой в составе БАД и провести сравнительную оценку БАД-1, содержащую семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, порошок спирулины, траву эхинацеи пурпурной в соотношении 15:25:40:20 и БАД-2, содержащую те же растительные компоненты в соотношении 15:15:50:20. БАД-1 и БАД-2 по параметрам острой токсичности относятся к 3-му классу (умеренно опасны).
По результатам токсиколого-гигиенической оценки на Tetrahymena pyriformis в хронических экспериментах семена лимонника китайского относятся к 3-му классу опасности, корни и корневища родиолы розовой - к 4-му классу опасности, порошок спирулины - к 3-му классу опасности, трава эхинацеи пурпурной - ко 2-му классу опасности, БАД-1 и БАД-2 - к 4-му классу (мало опасны). БАД-1, как и ее компоненты, характеризуются слабо выраженными кумулятивными свойствами, а БАД-2 - отсутствием кумулятивных свойств.
Комбинированное действие компонентов БАД-1 по токсикологическому параметру - среднесмертельной дозе - характеризуется снижением токсического эффекта, а по функциональному показателю: угнетение генеративной функции в хроническом эксперименте в стационарной фазе роста популяции T. pyriformis - увеличением токсического эффекта; действие более чем аддитивное.
Комбинированное действие компонентов БАД-2 по среднесмертельной дозе также характеризуется снижением токсического эффекта, а по угнетению генеративной функции в хроническом эксперименте - суммацией токсических эффектов. Проведенное исследование показало, что наиболее существенный вклад в реализацию токсического эффекта вносят корни и корневища родиолы розовой.
Результаты исследований по изучению биологического действия в хроническом эксперименте свидетельствуют о том, что БАД-1 и БАД-2 в концентрации 0,1 мг/мл не оказали вредного воздействия как на отдельные особи инфузорий Tetrahymena pyriformis, так и на популяцию в целом. С учетом коэффициента экстраполяции (20 000) данная концентрация эквивалентна рекомендуемому суточному потреблению БАД человеком (2 г). В исследованной концентрации БАД-1 проявила умеренно выраженный адаптогенный эффект (коэффициент адаптогенности Кад=1,17±0,011 при р<0,05), а БАД-2 - выраженный адаптогенный эффект (коэффициент адаптогенности Кад=1,23±0,006 при р<0,05).
Изучение биологического действия в пролонгированном эксперименте показало, что ни БАД-1, ни БАД-2 в концентрации 0,1 мг/мл, а также на порядок выше и на 2 порядка ниже не оказали вредного воздействия на популяцию T. pyriformis. Однако сравнительная оценка БАД-1 и БАД-2 выявила увеличение резерва адаптации T. pyriformis на 18% в среде культивирования, содержащей БАД-2 в концентрации, в 100 раз меньшей (0,01мг/мл), чем БАД-1 (1,0 мг/мл).
Немаловажное значение имеет тот факт, что возросший адаптационный потенциал популяции сохранился при ее пересеве после культивирования на протяжении 6 жизненных циклов со сред, содержащих биологически активные добавки, в среды без БАД. Стимуляция роста инфузорий на разных фазах развития при пересеве с БАД-1 концентрацией 1,0 мг/мл в среду без БАД составила 8-44%, коэффициент адаптогенности равен 1,32±0,007 при р<0,05. При пересеве популяции одноклеточных организмов со среды, содержащей БАД-2 в концентрации 1,0 мг/мл, в среду без БАД стимуляция роста составила 11-26%, коэффициент адаптогенности равен 1,23±0,011 при р<0,05.
Таким образом, по результатам оценки на T. pyriformis можно сделать выводы, что обе рецептуры БАД безвредны как для организма, так и для популяции, характеризуются умеренно выраженным адаптогенным эффектом на протяжении 7 жизненных циклов популяции в концентрации, эквивалентной рекомендуемому суточному потреблению человеком.