Токсиколого-гигиеническая оценка слабоалкогольных тонизирующих (энергетических) газированных напитков

РезюмеВ эксперименте на беспородных белых крысах-самцах изучено влияние слабоалкогольных тонизирующих (энергетических) напитков на биохимические и гематологические показатели, функциональное состояние центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы. Полученные данные сравнивали с показателями животных, получавших раствор этилового спирта, используемого для приготовления винных напитков идентичной концентрации, а также с данными животных интактной группы. Полученные результаты у животных всех сравниваемых групп не имели существенных различий.

Ключевые слова:слабоалкогольные тонизирующие (энергетические) напитки, раствор этилового спирта, биологическое действие напитков на физиологические, биохимические, морфологические показатели, функциональное состояние нервной системы, состояние сердечнососудистой системы

Вопр. питания. - 2013. - № 2. - С. 53-57.

Как известно, в состав рецептур слабоалкогольных тонизирующих, в том числе энергетических, напитков входят различные компоненты, разрешенные для использования в пищевой промышленности при производстве этих напитков. Рецептуры указанных напитков имеют сложный ингредиентный состав, включающий этиловый спирт (от 6 до 9% об.), тонизирующий компонент - кофеин или экстракты растений, источников тонизирующих веществ (гуараны, женьшеня, мате), а также таурин, витаминные смеси, концентрированные соки, двуокись углерода, вкусовые ароматические добавки и красители.

В отечественной и зарубежной литературе наиболее полно представлены сведения о токсическом действии этанола и кофеина. Однако информация об их взаимодействии достаточно противоречива. Биологическая активность других ингредиентов тонизирующихи энергетических напитков, а также эффекты, вызываемые ими при взаимодействии с этиловым спиртом, изучены недостаточно [2, 5].

При употреблении тонизирующих и энергетических напитков, содержащих алкоголь и кофеин или другой тонизирующий компонент, может измениться характер алкогольного опьянения, снизиться его выраженность, что, в свою очередь, может привести к неадекватной оценке собственного состояния, утрате контроля над выпитым, побуждать к повторному употреблению алкоголя.

Учитывая, что имеющаяся информация о взаимодействии этанола, кофеина, таурина, витаминов и других компонентов достаточно разноречива, в целях предупреждения неблагоприятного воздействия слабоалкогольных напитков нами были проведены исследования по токсиколого-гигиенической оценке слабоалкогольных тонизирующих (энергетических) газированных напитков [4, 7].

Материал и методы

Исследовали токсическое действие 4 слабоалкогольных тонизирующих (энергетических) газированных напитков, в состав которых входили этиловый спирт, тонизирующие вещества (экстракты мате, гуараны, являющиеся источниками кофеина), пищевые добавки - красители натуральные (карамельный колер, экстракт моркови), витаминный комплекс, ароматизаторы натуральные.

В опытах были использованы 84 беспородных белых крыс-самцов с исходной массой тела 310-360 г. Исследования проводили на животных позднего периода онтогенеза (возраст крыс составлял 6 мес), у которых функциональные сдвиги в организме развиваются под действием небольших концентраций вредных веществ в более ранние сроки и являются более стойкими [1].

Животные были распределены на 4 опытные и 3 контрольные группы (по 12 животных в каждой). Животные 1-й опытной группы (опыт 1) получали напиток № 1, содержащий 6% об. этилового спирта), 2-й опытной группы (опыт 2) - напиток № 2, содержащий 6% об. этилового спирта, 3-й опытной группы (опыт 3) - напиток № 1 с более высоким содержанием этилового спирта (7% об.), 4-й опытной группы (опыт 4) - напиток № 2 с более высоким содержанием этилового спирта (7% об.). Напитки № 1 и 2 различались по содержанию пищевых добавок-ароматизаторов. Животные 1-й контрольной группы (контроль 1) получали раствор этилового спирта 6% об.; 2-й контрольной группы (контроль 2) - раствор этилового спирта 7% об. Крысы 3-й контрольной группы были интактными (интактный контроль) и получали вместо спиртовых растворов водопроводную воду. Интактный контроль использовали только в опыте с напитками, содержащими 7% об. этилового спирта.

Используемые напитки животные получали ежедневно в течение 1 и 3 мес опыта путем перорального введения в дозе 8,3 мл на 1 кг массы тела (данная доза выбрана с учетом разрешенного постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации Г. Г. Онищенко 2 от 19.01.2005 максимального суточного потребления слабоалкогольных энергетических напитков взрослым человеком - не более 500 мл [3, 6]. Дизайн опыта был рассчитан с учетом ежедневного употребления взрослым человеком с массой тела 60 кг слабоалкогольных тонизирующих, энергетических, напитков в течение 6 лет).

После окончания опыта животных умерщвляли путем декапитации под легким эфирным наркозом. На секции у животных отбирали кровь (для дальнейшего получения сыворотки) и проводили макроскопическое исследование внутренних органов с последующим определением их абсолютной и относительной массы.

До начала опыта, а также через 1 и 3 мес после введения исследуемых напитков у животных всех опытных и контрольных групп измеряли функциональные, физиологические, гематологические и биохимические показатели. Для оценки функционального состояния организма животных измеряли суммационно-пороговый показатель (СПП), определяли статическую работоспособность животных по времени их подвисания на горизонтальном стержне (в секундах), с помощью компьютерного электрокардиографа "Поли-Спектр-8/В" проводили электрокардиографические (ЭКГ) исследования. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы животных изучали в группах, где крысы получали тонизирующие (энергетические) напитки, содержащие 7% об. этилового спирта. Исследования поведенческих реакций (общая активность, длина пути, время отдыха, норковый рефлекс, ориентировочная реакция) проводили на приборе OPTO-MAX v2.19 фирмы "Columbus Instruments" с автоматической регистрацией поведения крыс. Гематологические показатели (количество эритроцитов, лейкоцитов, концентрация гемоглобина, гематокрит, средний объем эритроцита, количество тромбоцитов, тромбокрит, средний объем тромбоцитов) определяли в цельной крови животных с помощью полуавтоматического гематологического анализатора "Hema-screen 10" фирмы "HOSPITEX DIAGNOSTICS" (Италия). В сыворотке крови изучали уровни глюкозы, альбумина, аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), триглицеридов (ТГ), креатинина, общего белка, холинэстеразы. Биохимические исследования выполняли на автоматическом биохимическом анализаторе "EOS Bravo Windows" фирмы "HOSPITEX DIAGNOSTICS" (Италия) с использованием диагностических наборов реактивов производства "HOSPITEX DIAGNOSTICS" s.r.l. (Италия).

Результаты проведенных исследований статистически обработаны общепринятыми методами с использованием t-критерия Стъюдента в программе ПК Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

На протяжении всего эксперимента в опытных и контрольных группах гибели крыс не наблюдалось. В течение всего эксперимента подопытные и контрольные животные не различались. Однако у подопытных животных после каждого ежедневного введения исследуемых напитков повышалась двигательная и эмоциональная активность, что проявлялось в активном передвижении в клетке, "играх" друг с другом, частом умывании. Крысы всех контрольных групп (интактной и получавших эталонные растворы: 6% и 7% об. этилового спирта) вели себя более спокойно, хотя и содержались в аналогичных условиях.

За время проведения эксперимента у животных всех опытных групп изменения массы тела и СПП по сравнению с животными контрольных групп не происходило. Проба с подвисанием на горизонтальном стержне на протяжении всего эксперимента также не выявила статистически достоверных изменений показателей статической мышечной работоспособности (максимальная попытка, сумма 3 попыток) у крыс 1-й и 2-й опытных групп, получавших напитки № 1 (6%) и № 2 (6%). В то же время у крыс 3-й и 4-й опытных групп, которым вводили напитки № 1 (7%) и № 2 (7%), через 1 и 3 мес после начала эксперимента отмечалось достоверное снижение статической мышечной работоспособности по сравнению с показателем в интактном контроле (p<0,05). В то же время по сравнению с животными 1-й и 2-й контрольных групп, получавшими эталонные спиртовые растворы, статистически значимых изменений не отмечалось.

Поведенческие реакции (общая активность, длина пути, время отдыха, ориентировочная реакция) у крыс 1-й и 2-й опытных групп, получавших напитки № 1 и 2 с 6% об. алкоголя, не отличались от таковых у животных контрольных групп. В то же время у животных опытных групп, получавших напитки № 1 и 2 с 7% об. алкоголя, через 3 мес от начала эксперимента отмечалось статистически достоверное снижение общей активности по сравнению с показателем в контрольной интактной группе. При этом установлено достоверное различие показателей и по отношению к животным 2-й контрольной группы, получавшим раствор с 7% об. этилового спирта. Отмечены также более длительное время отдыха и более длительное нарушение ориентировочной реакции (различия статистически достоверны; p<0,05). У крыс опытной группы, получавших напиток № 2 с 7% об. алкоголя, по сравнению с животными интактной контрольной группы выявлено снижение норкового рефлекса. Полученные данные свидетельствуют о развитии тормозных процессов в организме подопытных животных после длительного приема исследуемых напитков.

Результаты ЭКГ в конце эксперимента у крыс 1-й и 2-й опытных групп, получавших напитки № 1 и 2 с 7% об. алкоголя, представлены в табл. 1. Видно, что статистически достоверные физиологически значимые различия по какому-либо показателю ЭКГ во всех исследуемых группах отсутствуют. Все изученные показатели находились в пределах нормы. Однако средние значения частоты пульса у животных каждой группы (от 341,0±28,4 до 377,7±21,2 уд./мин) были ниже нормы (475 уд./мин), что свидетельствует о наличии у них синусовой брадикардии (нормальный синусовый ритм работы сердца замедленной час-тоты). В опытных группах, получавших тонизирующие (энергетические) напитки с содержанием этилового спирта 7% об., установлена тенденция к повышению ритма сердечной деятельности по сравнению с интактными животными. По-видимому, это обусловлено тонизирующим воздействием напитков на животных опытных групп.

Через 1 мес после ежедневного введения крысам напитков № 1 и 2 с 6% об. алкоголя у них не было выявлено статистически достоверных изменений гематологических показателей (увеличения или уменьшения количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, концентрации гемоглобина, гематокрита, среднего объема эритроцита, тромбокрита, среднего объема тромбоцитов). У животных, получавших напиток № 1 с 7% об. алкоголя, отмечены лишь незначительное повышение концентрации гемоглобина, снижение среднего объема эритроцита, а также среднего объема тромбоцита. У крыс, получавших напиток № 2 с 7% об. алкоголя, через 1 мес от начала эксперимента установлены достоверные различия среднего объема тромбоцита (p<0,05) по сравнению с таковыми у интактных животных контрольной группы, а также количества эритроцитов и тромбоцитов по сравнению с контрольными животными, получавшие эталонный 7% об. этиловый спирт. Через 3 мес после начала эксперимента статистически достоверных изменений гематологических показателей во всех опытных группах зафиксировано не было.

Результаты определения биохимических показателей в сыворотке крови животных в динамике приведены в табл. 2. Видно, что через 1 мес у подопытных животных, получавших напиток № 2 с 6% об. и с 7% об. алкоголя, выявлено статистически достоверное снижение уровня общего белка на 5,2 г/л по сравнению с животными контрольной группы, получавшими эталонный 6% об. спиртовой раствор, а по сравнению с контрольными животными, получавшими напиток № 2 с 7% об. алкоголем, - снижение на 6,8 г/л альбумина и животными интактной группы - на 4,8 г/л.

В конце эксперимента (через 3 мес) достоверные изменения в содержании общего белка в сыворотке крови (снижение на 7%) обнаружены только у животных, получавших напиток № 2 с 6% об. алкоголя. У крыс, получивших напиток № 2 с содержанием этилового спирта 7% об., изменений этого показателя не было. У крыс данной опытной группы в конце эксперимента выявлено статистически значимое повышение уровня глюкозы по сравнению с таковым в контрольной интактной, а также в 1-й и 2-й контрольных группах. Отклонений других биохимических показателей не установлено. Вместе с тем следует отметить, что полученные изменения не выходят за рамки физиологических норм [8].

Результаты определения абсолютной массы и относительной массы внутренних органов показали, что у животных опытных групп, получавших напитки № 1 и 2 с 6% об. алкоголя, статистически достоверных изменений по сравнению с контролем не было. У животных, получавших напитки № 1 и 2 с 7% об. алкоголя, отмечены достоверные различия абсолютной массы и коэффициента относительной массы печени по отношению к показателям в контрольных группах у крыс, получавших спирт идентичной концентрации, однако по сравнению с животными интактной группы изменения отсутствовали.

Таблица 1. Показатели ЭКГ у крыс-самцов через 3 мес от начала воздействия напитков (M±m)

Таблица 2. Динамика изменений отдельных биохимических показателей сыворотки крови крыс-самцов после ежедневного перорального введения напитков в течение 3 мес (M±m)

В результате проведенных исследований установлено, что при длительном действии тонизирующих (энергетических) газированных напитков на теплокровные организмы возникают изменения некоторых гематологических, биохимических и физиологических показателей. Однако по ряду изученных параметров токсичности анализируемые напитки не вызывали большего, чем эталонные растворы этилового спирта, токсического эффекта. По ряду показателей (влияние на поведение в "открытом поле", статическая работоспособность, показатели ЭКГ) установлен некоторый стимулирующий эффект исследуемых напитков или, наоборот, угнетающее действие по сравнению с раствором этилового спирта и интактным контролем, что связано с наличием в рецептуре слабоалкогольных напитков стимулирующих компонентов и особенностями биологических реакций экспериментальных животных.

Показатели ЭКГ у животных опытных и контрольных групп, получавших напитки № 1 и 2 с 7% об. алкоголя, оставались в пределах нормы. У животных всех опытных групп не выявлено статистически достоверных и физиологически значимых различий по какому-либо показателю ЭКГ.

Таким образом, результаты проведенных нами исследований по токсико-гигиенической оценке слабоалкогольных тонизирующих (энергетических) газированных напитков № 1 и 2 с 6 и 7% об. алкоголя соответствуют ГОСТ Р 511592009 и могут быть рекомендованы для производства и использования в питании населения. При этом на этикетке обязательно должно быть указано рекомендуемое количество потребления напитка (не более 500 мл в сут), а также необходима предупреждающая надпись о вреде чрезмерного употребления алкогольной продукции для здоровья человека.

Литература

1. Аксенова Л.П., Кузнецова Г.М. // Гиг. и сан. - 1997. - № 2. - С. 41-44.

2. Истомин А.В., Румянцева Л.А. Токсиколого-гигиеническая оценка рецептур слабоалкогольных тонизирующих напитков // Гигиенические проблемы оптимизации окружающей среды и охраны здоровья населения: Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана. - Вып. 17. - Самара, 2006. - С. 331-334.

3. Истомин А.В., Румянцева Л.А., Михайлов И.Г. Методы оценки токсичности этилового спирта // Пособие для врачей (Утв. предс. секц. по гигиене УС МЗРФ, протокол № 7 от 05.11.2003). - М., 2003. - 18 с.

4. Онищенко Г.Г. // Здравоохр. РФ. - 2010. - № 3. - С. 3-9.

5. Пометов Ю.Д., Ковалева А.В., Нужный В.П. Сравнительное исследование острого токсического действия водки, пива и слабоалкогольного газированного напитка // Тезисы доклада 2 съезда токсикологов России. - М., 2003. - С. 198-199.

6. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 2 от 19.01.2005 г. "Об усилении надзора за напитками, содержащими тонизирующие компоненты".

7. Тутельян В.А. // Здравоохр. РФ. - 2008. - № 1. - С. 8-9.

8. Трахтенберг И.М., Сова Р.Е., Шефтель В.О.и др. Проблема нормы в токсикологии. - М.: Медицина, 1991. - 203 с.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»