Исследование физиолого-биохимической эффективности плазмалогенов и астаксантина в микрокапсулированной форме

Резюме

Плазмалогены и астаксантин обладают широким спектром биологического действия, в том числе выраженными антиоксидантными свойствами. Одним из основных недостатков использования этих биологически активных липидов является их низкая стабильность, что приводит к снижению биологической активности in vivo.

Цель - исследование физиолого-биохимической эффективности плазмалогенов и астаксантина в микрокапсулированной форме.

Методы. Эксперимент проведен с использованием 70 растущих крыс-самцов стока Вистар в течение 60 сут. Первые 28 дней эксперимента животные получали модифицированный рацион со сниженным содержанием жирорастворимых витаминов A, D и E за счет исключения смеси жирорастворимых витаминов и подсолнечного масла. На 29-е сутки эксперимента животных разделили на 3 группы. В рацион одной группы внесли стандартную смесь жирорастворимых витаминов и подсолнечное масло (5,0% рациона), двум другим вводили в рационы эмульсии, содержащие плазмалогены (0,04%), астаксантин (0,80%) и жирорастворимые витамины в нативной или микрокапсулированной форме, замещая ими подсолнечное масло. В течение последующих 32 сут эксперимента проводили измерение силы хватки животных, оценивали тревожность и двигательную активность в тестах "приподнятый крестообразный лабиринт" и "открытое поле", оценивали когнитивные функции в тестах "условный рефлекс пассивного избегания" и "водный лабиринт Морриса". В сыворотке крови определяли содержание кортикостерона, триглицеридов, холестерина, липопротеинов высокой и низкой плотности, концентрацию малонового диальдегида, гидроперекисей и общую антиоксидантную активность.

Результаты. У животных, получавших эмульсию с плазмалогенами и астаксантином в инкапсулированной форме, выявлено значимое увеличение силы хватки, что свидетельствует о повышении выносливости животных. В тесте "водный лабиринт Морриса" животные той же группы, продемонстрировали наилучшую способность к обучению, что свидетельствует об улучшении когнитивных функций. Показанное в эксперименте значительное снижение более чем в 3 раза уровня кортикостерона в крови животных, получавших плазмалогены и астаксантин, независимо от формы введения, по сравнению с показателем животных контрольных групп указывает на возможный адаптогенный эффект и требует дополнительного изучения. Потребление эмульсий приводило к улучшению липидного обмена: показано статистически значимое снижение холестерина в сыворотке крови на 20% на фоне значимого снижения липопротеинов низкой плотности на 25%.

Заключение. Благоприятный эффект от включения в рацион эмульсии, содержащей плазмалогены и астаксантин в микрокапсулированной форме, выражается в улучшении когнитивных функций, повышении мышечного тонуса и статического компонента выносливости крыс-самцов стока Вистар.

Ключевые слова:плазмалогены, астаксантин, микрокапсулирование, эмульсия, адаптационный потенциал, стресс, липидный профиль, антиоксидантная активность

Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-16-00055).

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности. Авторы выражают благодарность главному научному сотруднику лаборатории витаминов и минеральных веществ доктору биологических наук, профессору В.М. Коденцовой за ценные советы при планировании исследования и замечания по оформлению статьи.

Для цитирования: Саркисян В.А., Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Фролова Ю.В., Кочеткова А.А. Исследование физиолого-биохимической эффективности плазмалогенов и астаксантина в микрокапсулированной форме // Вопросы питания. 2021. Т 90, № 5. С. 38-48. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-5-38-48

Сбалансированное по составу макро- и микронутриентов питание является важнейшим фактором, определяющим состояние здоровья человека и предупреждающим возникновение и развитие алиментарно-зависимых заболеваний. В связи с этим актуальным остается проведение научных разработок, направленных на создание и поступление на потребительский рынок специализированных пищевых продуктов высокой пищевой и биологической ценности, удовлетворяющих современным требованиям к качеству и содержащих в своем составе соответствующие пищевые ингредиенты. Стратегия разработки таких продуктов базируется на медико-технологическом алгоритме, обеспечивающем совокупный результат мониторинга нарушений пищевого статуса и дизайна специализированного пищевого продукта адресного назначения, отличительным признаком которого является научно обоснованный и подтвержденный эффект, направленный на комплексную коррекцию конкретных нарушений пищевого статуса [1, 2].

Биологически активные липиды, поступающие с пищей, играют значительную роль в поддержании здоровья человека. Фосфолипиды обладают широким спектром биологической активности [3], улучшая антиоксидантный статус, а также состояние памяти и функционирование иммунной системы. Для фосфолипидов, таких как плазмалогены, с простой эфирной связью в sn-1-положении, сопряженной с двойной связью, выявлен ряд специфических свойств, связанных с их структурой. Плазмалогены способны регулировать окислительный стресс за счет увеличения активности супероксиддисмутазы, снижения уровня малонового диальдегида (МДА) и ингибирования фосфорилирования киназы гликогенсинтазы-3β (GSK-3β) и тау-белков. Также известна способность ппазмапогенов ингибировать экспрессию белков фактора некроза опухоли а и интерлейкина-1β и снижать экспрессию криопирина (NLRP3), прокаспазы-1 и каспазы-1 [4]. Особое значение имеют полярные липиды, среди которых наиболее изучаемыми, в силу их распространенности в пищевом сырье, являются фосфолипиды, а также каротиноиды, в частности астаксантин - ксантофилл, содержащийся в микроорганизмах, рыбах и в других морских гидробионтах [5, 6]. Основной и наиболее известной функцией астаксантина является антиоксидантная [7]. Кроме того, астаксантин может оказывать противовоспалительное [8], антипролиферативное [9] и другие действия. Показана его нейропротекторная активность [10], усиливающаяся при комбинировании астаксантина с рыбьим жиром - источником ω-3 полиненасыщенных жирных кислот [11].

В настоящее время актуальным является поиск оптимального способа доставки (в частности микрокап-сулирование) как плазмалогенов, так и астаксантина для обеспечения их стабильности и биодоступности при поступлении с пищей [12-14]. Критической для обоих биологически активных веществ является стадия пищеварения в желудке, кислая среда которого снижает их химическую стабильность. В связи с этим предпринимаются попытки достичь повышения их стабильности в желудочно-кишечном тракте за счет подбора оптимальных форм доставки. В данной работе было проведено исследование двух форм астаксантина и плазмалогенов: традиционной и инкапсулированной.

Цель работы - сравнительное изучение влияния ми-крокапсулирования на физиолого-биохимическую эффективность плазмалогенов и астаксантина.

Материал и методы

Для создания эмульсий использовали масло высокоолеиновое подсолнечное, масло кокосовое, а также масла микроводорослей Schizochytrium sp. (Life's DHA, DSM, США). Указанные масла были смешаны в соотношениях 88,8; 6,2 и 5,0% соответственно. Плазмалогены экстрагировали из белого вещества мозга телят согласно методике, описанной ранее [15]. Применяли 10% суспензию препарата астаксантина (AstaSana, DSM, Франция).

Данные ингредиенты были внесены в состав двух эмульсий: контрольной и экспериментальной. Контрольная эмульсия (КЭ) содержала 40% жировой фазы, в том числе 38,38% смеси масел, 0,04% астаксантина, 0,80% плазмалогенов и 0,78% смеси жирорастворимых витаминов A, D и Е. Смесь жирорастворимых витаминов содержала в 100 мл 400 мг витамина Е (α-токоферола), 220 мг витамина А (ретинола) и 2,5 мг витамина D3 (холекальциферола) и подсолнечное масло (до 100 мл). Водная фаза составляла 60% от массы эмульсии и включала 59,08% воды, 0,25% пектина, 0,25% карбоксиметилцеллюлозы, 0,40% камеди рожкового дерева и 0,02% хлорида натрия.

Экспериментальная эмульсия (ЭЭ) имела аналогичный состав, за исключением того, что плазмалогены, астаксантин и жирорастворимые витамины были внесены в водную фазу в микрокапсулированной форме. Инкапсулирование смеси плазмалогенов, астаксантина и витаминов проводили методом коацервации в присутствии 1,5% альгината натрия и 50 мМ хлорида кальция согласно методике [16].

Дизайн эксперимента

Эксперимент проведен с использованием 70 крыс-самцов стока Вистар с исходной массой тела 80±5 г, полученных из питомника лабораторных животных филиал "Столбовая" ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Исследования на животных выполнены в соответствии с ГОСТ 33216-2014 "Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами". Животных содержали по 2 крысы в клетке в контролируемых условиях окружающей среды (температура 20-26 °С, относительная влажность 30-60%, 12-часовой цикл освещения). Дизайн эксперимента представлен на рис. 1.

Рис. 1. Дизайн эксперимента

ОП - открытое поле; УРПИ - условный рефлекс пассивного избегания; ПКЛ - приподнятый крестообразный лабиринт.

Fig. 1. The experimental design

OF - open field; EPM - elevated plus maze.

Предварительный отбор животных. В данном исследовании применяли экспериментальный подход, основанный на изначальном разделении крыс в зависимости от показателей их поведения в тестах "открытое поле" (ОП) и "приподнятый крестообразный лабиринт" (ПКЛ). Комбинированное использование различных методов оценки поведения способно повысить степень верифицируемости и статистической значимости результатов. Поэтому после 7-дневного карантина животных подвергали тестам ОП и ПКЛ и рандомизированно по массе тела и результатам тестов разделили на 2 группы: К1 (n=16) и К1а (n=50).

Период дефицита (первые 28 сут эксперимента).

Животные контрольной группы К1 получали стандартный полусинтетический рацион в течение всего эксперимента (не отмытый от витаминов казеин 25%, подсолнечное масло 5% и лярд 5%, крахмал 60%, минеральная смесь 4%, жирорастворимые витамины 0,1%, водорастворимые витамины 1%). Крысы второй группы К1а получали такой же полусинтетический рацион, но без добавления жирорастворимых витаминов и подсолнечного масла, которое заменяли на лярд, в течение 28 дней эксперимента. Рационы были изокалорийными и изоазотистыми [18].

Период восстановления (28-60-е сутки эксперимента). На 28-е сутки животных группы К1а рандомизированно по массе тела, результатам тестов ОП и ПКЛ разделили на 3 подгруппы: К2 (n=16), Г3 (n=16) и Г4 (n=16).

Животным группы К2 для коррекции недостатка витаминов ввели в рацион жирорастворимые витамины и подсолнечное масло до уровня контрольной группы К1. В рационе животных групп Г3 и Г4 подсолнечное масло (5% от рациона) заменяли на КЭ и ЭЭ, содержащие в своем составе жирорастворимые витамины, соответственно, в неинкапсулированной и инкапсулированной формах в количестве, эквивалентном таковому в рационах контрольных групп. Для нивелирования возможного негативного эффекта [15, 17] от обогащения рационов полиненасыщенными жирными кислотами плазмалогенов и масла микроводорослей Schizochytrium sp. на показатели перекисного окисления липидов у животных содержание витамина Е было увеличено в стандартной смеси жирорастворимых витаминов на 5% (25 мг а-токоферола на 100 мл смеси) во всех рационах. Животные получали корм и воду ad libitum, через день проводили учет поедаемости корма. Массу тела животных измеряли еженедельно.

Расчетное (с учетом средней массы тела животных и средней потребляемости корма) поступление плазма-логенов в опытных группах было одинаковым и составило 164,8±2,6 и 167,3±2,0 мг/кг массы тела в сутки для групп Г3 и Г4 соответственно. Также не было статистически значимых различий в потреблении астаксантина, которое составило соответственно 2,35±0,04 и 2,39±0,03 мг/кг массы тела в сутки.

Физиологические методы исследования

В тесте ОП регистрировали горизонтальную и вертикальную двигательную активность, латентный период первого перемещения, латентный период выхода в центр. Время пребывания крысы в лабиринте составляло 3 мин. Тестирование проводили до начала эксперимента, по окончании периода дефицита и на 4-й неделе кормления экспериментальными рационами.

В тесте ПКЛ оценивали степень выраженности эмоциональной реакции страха, тревоги и двигательную активность. Время пребывания крысы в лабиринте составляло 5 мин. При тестировании регистрировали число заходов и время пребывания в закрытых (ЗР) и открытых рукавах (ОР), а также общую исследовательскую активность. Тестирование проводили до начала эксперимента, по окончании периода дефицита и на 4-й неделе кормления экспериментальными рационами, чтобы оценить изменение степени тревожности.

Перемещение крыс по полю и лабиринту регистрировали с помощью системы видеонаблюдения "Smart 3.0.04" (Panlab Harvard Apparatus, Испания). Тестирование животных выполняли в периоды их минимальной суточной активности (с 10.00 до 15.00).

Состояние нейромоторики (мышечного тонуса) животных оценивали, определяя силу хватки передних лап - в граммах, замеряя максимальные показания динамометра (в тот момент, когда животное отцепляется от рамки). Силу хватки животных измеряли еженедельно на протяжении всего эксперимента.

Оценку поведения и памяти животных проводили, используя тест "условный рефлекс пассивного избегания" (УРПИ). При обучении крысу однократно помещали в светлый отсек камеры спиной к темному отсеку. Регистрировали латентный период пребывания в светлом отсеке камеры. Как только крыса переходила в темный отсек камеры, она получала электрокожное раздражение на лапы (ток 0,4 мА не более 8 с). Через 24 ч после обучения у животных проверяли сохранность памятного следа. С целью оценки влияния экспериментальных рационов на процессы забывания тестирование сохранения памятного следа проводили спустя отдаленный интервал времени - 2 нед. Обучение проводили на 2-й неделе кормления экспериментальными рационами, проверку обучения (памятного следа) - через 24 ч и оценку долгосрочной памяти проводили на 4-й неделе периода кормления.

Когнитивные функции животных оценивали в тесте "водный лабиринт Морриса". Тест проводили в круглом бассейне диаметром 120 см и высотой стенок 60 см. Температуру воды поддерживали 27±2 °С. Во время обучения в бассейн помещали платформу таким образом, чтобы она находилась на 1 см ниже уровня воды. Местоположение платформы в бассейне оставалось постоянным. В течение 60 с животному позволяли свободно исследовать бассейн. Если за это время крыса не находила платформу, животное аккуратно подводили к ней. Каждому животному отводилось по 3 попытки в день. После обучения проводили непосредственно тест, при котором платформу извлекали из бассейна. Животное помещали в бассейн и отводили 60 с на поиск платформы. Отмечали латентный период достижения места, где должна быть платформа, - время до достижения цели, дистанцию до достижения цели и время, проведенное в месте, где должна быть цель. Обучение проводили в начале 5-й недели кормления в течение 2 сут, непосредственно само тестирование проводили на 3-и сутки после обучения (57, 58, 59-е сутки эксперимента).

Выведение животных из эксперимента

На 60-е сутки предварительно анестезированных эфиром крыс выводили из эксперимента путем декапитации под легким эфирным наркозом. Собранную после декапитации животного кровь центрифугировали в течение 15 мин при 500g, сыворотку хранили при -20 °С. Содержание кортикостерона в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа с использованием коммерческого набора "Corticosterone ELISA" (IBL International, Германия). В сыворотке крови на автоматическом биохимическом анализаторе "Konelab 20i" (Thermo Scientific, Финляндия) определяли содержание триглицеридов, холестерина, липопротеинов высокой (ЛПВП) и низкой плотности (ЛПНП). Концентрацию МДА, содержание гидроперекисей липидов и общую антиоксидантную активность сыворотки крови определяли спектрофометрическими методами [19, 20].

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ SPSS Statistics 20 (IBM, США) при помощи тестов Манна-Уитни (при анализе результатов тестирования в водном лабиринте Морриса в связи с данными, отличающимися от нормального распределения) и f-критерия Стьюдента. Вычисляли среднее значение (М), стандартное отклонение (SD) и стандартную ошибку среднего (m). Данные представлены как M±m. Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (p) принимали равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Период дефицита. Общее состояние всех животных по внешнему виду, качеству шерстного покрова и поведению при ежедневном осмотре на протяжении периода дефицита между группами не различалось. Среднее потребление корма животными контрольной группы К1 и животными группы К1а в период дефицита значимо между группами не различалось.

На рис. 2 показан прирост массы тела животных в период дефицита. Несмотря на отсутствие различий в потребляемости корма, животные группы К1а, получавшие рацион без добавления смеси жирорастворимых витаминов и подсолнечного масла, начиная со 2-й недели эксперимента статистически значимо отставали и по массе тела (p<0,05) и по ее приросту (p<0,05) от животных группы К1, получавших стандартный рацион, что косвенно свидетельствовало о развитии недостаточности жирорастворимых витаминов.

Рис. 2. Прирост массы тела животных в период дефицита, %

* - статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных группы К1; группа К1 получала полноценный стандартный рацион; К1а - рацион без витаминов А, D и Е.

Fig. 2. Animal's body weight gain during deficit period, %

* - differences are significant against K1 group animals (р<0.05); K1 group received whole standard diet; K1a group received diet without vitamins A, D and E.

При еженедельном измерении силы хватки животных в период дефицита не выявлено различий между животными групп К1 и К1а. По окончании периода дефицита поведение животных обеих групп К1 и К1а в тестах ОП и ПКЛ существенно не изменилось по сравнению с первым тестированием и между группами также значимо не различалось. Полученный результат свидетельствует, что развивающийся дефицит жирорастворимых витаминов не оказывал влияния на физиологические показатели поведения животных.

Период восстановления. Потребление корма животными всех групп в период кормления экспериментальными рационами, с 28-х по 60-е сутки эксперимента, статистически значимо между группами не различалось.

На рис. 3 приведена кривая, отражающая абсолютную массу тела и прирост массы тела животных в период кормления экспериментальными рационами, с 29-х до 60-х суток эксперимента (1-5-я недели кормления).

Рис. 3. Абсолютная масса тела животных (А) и прирост массы тела животных (Б) в период восстановления

* - статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных групп К2, Г3, Г4.

Fig. 3. Absolute body weight of animals (А) and body weight gain (В) during the recovery period * - differences are significant (р<0.05) against groups K2, G3, G4.

Масса тела животных групп К2, Г3 и Г4 уже на 2-й неделе кормления экспериментальными рационами не имела статистически значимых отличий от контрольной группы К1 (рис. 3А). Это обусловлено в 1,5 раза большим приростом массы тела животных групп К2, Г3 и Г4 по сравнению с животными группы К1, начиная со 2-й недели кормления полноценными рационами до 4-й недели (рис. 3Б). При этом потребляемость корма между всеми группами не различалась. Таким образом, введение в рацион животных групп К2, Г3 и Г4 жирорастворимых витаминов нивелировало снижение массы тела и способствовало ее быстрому приросту. Можно предположить, что усвоение жирорастворимых витаминов не зависело от формы введения, что отражается отсутствием значимых различий между группами К2, Г2 и Г3.

Физиологическая оценка. На 4-й неделе кормления экспериментальными рационами не выявлено различий в поведении между животными всех групп в тесте ОП, что указывает на отсутствие влияния на общую исследовательскую активность и степень тревожности включения в рацион животных плазмалогенов и астаксантина, независимо от формы введения. Аналогичный результат показан для теста ПКЛ: введение в рацион животных КЭ и ЭЭ, обогащенных плазмалогенами и астаксантином, не приводило к ухудшению исследовательской активности и уровня тревожности.

Ранее нами было показано, что введение астаксантина и плазмалогенов в рацион животных негативно влияет на физиологические показатели животных. В данном исследовании негативного эффекта не выявлено, что подтверждает предположение о возможности витамина E нивелировать нежелательные последствия [21].

На рис. 4 показана еженедельная оценка силы хватки передних лап животных.

Рис. 4. Средняя сила хватки животных в период восстановления, г

Статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных: * - контрольной группы К1; # - контрольной группы К2; $ - группы Г3.

Fig. 4. Average grip strength of animals during restoration period, g

Differences are significant (р<0.05) against: * - control group К1; # - control group К2; $ - group G3.

Как видно из представленных данных, начиная со 2-й недели кормления экспериментальными рационами показатель силы хватки у животных группы К2 сравнялся с показателем животных контрольной группы К1 и до конца эксперимента значимо не отличался. У животных групп Г3 и Г4, получавших КЭ и ЭЭ, сила хватки была значимо выше по сравнению с показателем для животных контрольной группы К1 на протяжении всего эксперимента (p<0,05). Обращает на себя внимание, что для животных группы Г4, получавших капсулированную форму плазмалагенов, астак-сантина и жирорастворимых витаминов, сила хватки была статистически значимо выше со 2-й по 4-ю недели по сравнению с контрольной группой К2 (p<0,05) и на 4-й неделе по сравнению с группой Г3 (p<0,05). Полученный результат отражает благоприятное влияние капсулированных форм биологически активных веществ на силу и выносливость животных в тесте "сила хватки".

Во время первого тестирования - выработки УРПИ - животные всех групп входили в темный отсек камеры (100% выработка рефлекса). Через 24 ч при тестировании краткосрочной памяти и при тестировании долгосрочной памяти через 2 нед значимых различий между группами не выявлено. Полученный результат согласуется с данными, полученными ранее [15, 21], об отсутствии влияния плазмалогенов на обучаемость и память в тесте УРПИ, независимо от формы введения.

Результаты, полученные в тесте "водный лабиринт Морриса", представлены на рис. 5.

Рис. 5. Результаты тестирования в водном лабиринте Морриса

Статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных: * - контрольной группы К1; # - контрольной группы К2.

Fig. 5. Results of Water Morris maze test

Differences are significant (р<0.05) against: * - control group К1; # - control group К2.

Не выявлено значимых различий всех полученных показателей для животных групп К1 и К2, так же как между показателями животных групп Г3 и К2, тогда как для животных группы Г4, получавших капсулированную форму плазмалогенов, астаксантина и жирорастворимых витаминов, выявлено значимое отличие всех показателей по сравнению с контрольной группой К2 (p<0,05). Полученные данные показали, что животные, потреблявшие ЭЭ, продемонстрировали наилучшую способность к обучению, что свидетельствует об улучшении когнитивных функций крыс-самцов стока Вистар. В итоге включение в рацион животных плазмалогенов и астаксантина в капсулированной форме оказывало более выраженный эффект на способность животных к обучению в тесте "водный лабиринт Морриса".

Биохимические показатели крови животных. В таблице представлены результаты определения показателей липидного обмена и перекисного окисления липидов (МДА, гидроперекисей липидов и общей антиоксидантной активности) у животных после выведения их из эксперимента.

Биохимические показатели крови животных (ммоль/л)

Biochemical indicators of animal blood (mmol/l)

П р и м е ч а н и е. Статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных: * - контрольной группы К1; # - контрольной группы К2; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности.

N o t e. Differences are significant (p<0.05) against: * - control group К1; # - control group К2; HDL - high-density lipoprotein; LDL - low-density lipoprotein.

У животных групп Г3 и Г4, получавших КЭ и ЭЭ, выявлено значимое снижение концентрации общего холестерина на 17,5 и 19,7% соответственно на фоне снижения холестерина ЛПНП (25,4 и 29,7%), что свидетельствует о гипохолестеринемическом действии исследуемых биологически активных веществ. Таким образом, подтверждено благоприятное действие как КЭ, так и ЭЭ на липидный профиль сыворотки крови крыс-самцов стока Вистар, обнаруженное нами ранее [15].

Как показано в работе [22], снижение уровня холестерина в сыворотке крови может быть связано с введением в рацион плазмалогенов, приводящим к повышению экспрессии гена CYP7A1 (ген семейства цитохрома P450), которое повышает синтез желчных кислот - антагонистов фарнезоидного Х-рецептора FXR (особенно тауромурихолевой кислоты). Данное объяснение также согласуется с отмеченными нами изменениями (снижение уровня холестерина на фоне снижения ЛПНП и отсутствие значимых изменений в уровне ЛПВП в сыворотке крови крыс), характерными в случае приема антагонистов FXR [23].

Как представлено в таблице, показатели окислительного стресса и антиоксидантной активности у животных опытных групп не имели значимых отличий от показателей контрольных групп. Это свидетельствует о том, что, несмотря на содержание полиненасыщенных жирных кислот семейства ю-3 в опытных рационах, их компонентный состав нивелировал отрицательные эффекты на антиоксидантную систему, связанные с высоким содержанием этих кислот в рационе животных. Наблюдаемый эффект может быть связан с действием плаз-малогенов [4], астаксантина [24], а также витамина Е [17].

Не выявлено статистически значимого изменения уровня кортикостерона в крови животных контрольных групп К1 и К2 (рис. 6). Полученный результат можно объяснить тем, что многократное свободное плавание в водном лабиринте Морриса не является достаточно сильным стрессом для начала развития реакции организма на стрессорное воздействие. При этом введение в рацион плазмалогенов и астаксантина, независимо от формы (группы Г3 и Г4), приводило к значимому (в 3 и более раза) снижению концентрации кортикостерона по сравнению с показателем животных обеих контрольных групп К1 и К2 (см. рис. 6). Как известно, глюкокортикостероиды являются основными стресс-медиаторами общего адаптационного синдрома, действие которого направлено на защиту организма млекопитающих от чрезмерной (истощающей) реакции на стрессорное воздействие. Существует понятие состояния неспецифической сопротивляемости организма (СНПС), которое было определено еще в конце 1950-х гг. отечественным ученым Н.В. Лазаревым как состояние организма, позволяющее ему избежать стадии истощения вследствие повышенной устойчивости организма к различным неблагоприятным воздействиям [25]. СНПС оказывает регулирующее воздействие, оптимизирующее развитие общего адаптационного синдрома, не являясь собственно фазой стресса. Достижение состояния СНПС может быть достигнуто путем поступления в организм целого ряда различных соединений растительного, животного или искусственного происхождения - адапто-генов. Соответственно, можно предположить, что активные компоненты эмульсий могут выступать в качестве адаптогенов, изменяя базовый уровень глюкокортикоидов к крови животных. Полученный результат требует дополнительных исследований и изучения других медиаторов общего адаптационного синдрома, в частности активаторов стресса (в первую очередь кортикотропин-рилизинг-гормона, аргинин-вазопрессина) и его ингибиторов (простагландин Е2, опиоидные пептиды).

Рис. 6. Концентрация кортикостерона в сыворотке крови животных, нмоль/л

Статистически значимые (р<0,05) отличия от показателя животных: * - контрольной группы К1; # - контрольной группы К2.

Fig. 6. Corticosterone concentration in blood serum, nmol/l

Differences are significant (р<0.05) against: * - control group К1; # - control group К2.

Заключение

Проведено сравнительное физиолого-биохимическое исследование эффективности экспериментальных эмульсий на крысах-самцах стока Вистар. Одной из исследуемых групп добавляли в рацион недостающие витамины Е, А, D, двум другим - экспериментальные эмульсии, в составе которых присутствовали плазмалогены и астаксантин в нативной (Г3) и микрокапсулированной (Г4) форме для сравнительного изучения влияния микрокапсулирования на их физиолого-биохимическую эффективность.

Нами был разработан оптимальный состав экспериментальной эмульсии, содержащей биологически активные компоненты, такие как плазмалогены из мозга телят, астаксантин, полиненасыщенные жирные кислоты семейства ω-3 и комплекс жирорастворимых витаминов, в микрокапсулированной форме. Потребление разработанной эмульсии приводило к повышению способности крыс к обучению в водном лабиринте Морриса, улучшало когнитивные функции. Выявлено значимое увеличение показателя силы хватки у животных, получавших экспериментальную эмульсию, что говорит о повышении статического компонента силы и выносливости животных. Для обеих эмульсий показано улучшение липидного профиля, с проявлением гиполипидемических эффектов, а также с достоверным снижением содержания кортикостерона в крови более чем в 3 раза по сравнению с животными контрольных групп, что может свидетельствовать о возможном адаптогенном эффекте эмульсии и может быть перспективным вопросом для дальнейшего изучения. Помимо прочего, перспективным предметом дальнейших исследований является оценка эффектов экспериментальной эмульсии с микрокапсулированной формой биологически активных веществ на моделях нейродегенеративных расстройств у лабораторных животных.

Литература

1. Смирнова Е.А., Саркисян В.А., Кочеткова А.А. Проблемно-ориентированный персонифицированный подход к разработке новых продуктов // Пищевая промышленность. 2013. № 9. С. 8-12.

2. Tutelyan V., Kochetkova A., Smirnova E., Sarkisyan V., Isakov V. Chapter 24 - Strategize the research investigations: pre-clinical and clinical evaluations // Developing New Functional Food and Nutraceutical Products. Academic Press, 2016. P. 213-229.

3. Sun N., Chen J., Wang D., Lin S. Advance in food-derived phospholipids: Sources, molecular species and structure as well as their biological activities // Trends Food Sci. Technol. 2018. Vol. 80. P. 199-211. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2018.08.010

4. Che H., Li Q., Zhang T., Ding L., Zhang L., Shi H. et al. A comparative study of EPA-enriched ethanolamine plasmalogen and EPA-enriched phosphatidylethanolamine on Aβ42 induced cognitive deficiency in a rat model of Alzheimer’s disease // Food Funct. 2018. Vol. 9, N 5. P. 3008-3017. DOI: https://doi.org/10.1039/c8fo00643a

5. Vázquez L., Corzo-Martínez M., Arranz-Martínez P., Barroso E., Reglero G., Torres C. Bioactive lipids // Bioactive Molecules in Food. Reference Series in Phytochemistry. Springer, 2018. P. 467-527.

6. Fakhri S., Abbaszadeh F., Dargahi L., Jorjani M. Astaxanthin: a mechanistic review on its biological activities and health benefits // Pharmacol. Res. 2018. Vol. 136. P. 1-20. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phrs.2018.08.012

7. Xiang D.C., Jia B.Y., Fu X.W., Guo J.X., Hong Q.H., Quan G.B. et al. Role of astaxanthin as an efficient antioxidant on the in vitro maturation and vitrification of porcine oocytes // Theriogenology. 2021. Vol. 167. P. 13-23. DOI: https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2021.03.006

8. Yang C., Hassan Y.I., Liu R., Zhang H., Chen Y., Zhang L. et al. Anti-inflammatory effects of different astaxanthin isomers and the roles of lipid transporters in the cellular transport of astaxanthin isomers in Caco-2 cell monolayers // J. Agric. Food Chem. 2019. Vol. 67, N 22. P. 6222-6231. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b02102

9. Faraone I., Sinisgalli C., Ostuni A., Armentano M.F., Carmosino M., Milella L. et al. Astaxanthin anticancer effects are mediated through multiple molecular mechanisms: A systematic review // Pharmacol. Res. 2020. Vol. 155. Article ID 104689. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phrs.2020.104689

10. Rahman S.O., Panda B.P., Parvez S., Kaundal M., Hussain S., Akhtar M. et al. Neuroprotective role of astaxanthin in hippocampal insulin resistance induced by Aβ peptides in animal model of Alzheimer’s disease // Biomed. Pharmacother. 2019. Vol. 110. P. 47-58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.11.043

11. Mattei R., Polotow T.G., Vardaris C.V., Guerra B.A., Leite J.R., Otton R. et al. Astaxanthin limits fish oil-related oxidative insult in the anterior forebrain of Wistar rats: putative anxiolytic effects? // Pharmacol. Biochem. Behav. 2011. Vol. 99, N 3. P. 349-355. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pbb.2011.05.009

12. Zhao T., Yan X., Sun L., Yang T., Hu X., He Z. et al. Research progress on extraction, biological activities and delivery systems of natural astaxanthin // Trends Food Sci. Technol. 2019. Vol. 91. P. 354-361. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.07.014

13. Fallatah W., Smith T., Cui W., Jayasinghe D., Di Pietro E., Ritchie S.A. et al. Oral administration of a synthetic vinyl-ether plasmalogen normalizes open field activity in a mouse model of rhizomelic chondrodysplasia punctata // Dis. Model. Mech. 2020. Vol. 13, N 1. Article ID dmm042499. DOI: https://doi.org/10.1242/dmm.042499

14. Martínez-Álvarez Ó., Calvo M.M., Gómez-Estaca J. Recent advances in astaxanthin micro/nanoencapsulation to improve its stability and functionality as a food ingredient // Mar. Drugs. 2020. Vol. 18, N 8. P. 406. DOI: https://doi.org/10.3390/md18080406

15. Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Зорин С.Н., Саркисян В.А., Мазо В.К., Кочеткова А.А. Новый функциональный пищевой ингредиент - липидный модуль, источник астаксантина и плазмалогенов // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 1. С. 49-56. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10005

16. Lee J.-S., Park S.A., Chung D., Lee H.G. Encapsulation of astaxanthin-rich Xanthophyllomyces dendrorhous for antioxidant delivery // Int. J. Biol. Macromol. 2011. Vol. 49, N 3. P. 268-273. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2011.04.021

17. Eder K., Flader D., Hirche F., Brandsch C. Excess dietary vitamin E lowers the activities of antioxidative enzymes in erythrocytes of rats fed salmon oil // J. Nutr. 2002. Vol. 132, N 11. P. 3400-3404. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/132.11.3400

18. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet // J. Nutr. 1997. Vol. 127, N 5. Suppl. P. 838S-841S. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/127.5.838S

19. Sidorova Y., Shipelin V., Mazo V., Zorin S., Petrov N., Kochetkova A. Hypoglycemic and hypolipidemic effect of Vaccinium myrtillus L. leaf and Phaseolus vulgaris L. seed coat extracts in diabetic rats // Nutrition. 2017. Vol. 41. P. 107-112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nut.2017.04.010

20. Pohanka M., Bandouchova H., Sobotka J., Sedlackova J., Soukupova I., Pikula J. Ferric reducing antioxidant power and square wave voltammetry for assay of low molecular weight antioxidants in blood plasma: performance and comparison of methods // Sensors. 2009. Vol. 9, N 11. P. 9094-9103. DOI: https://doi.org/10.3390/s91109094

21. Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Саркисян В.А. Экспериментальная оценка эффективности липидного модуля, обогащенного астаксантином и плазмалогенами // Актуальные вопросы нутрициологии, биотехнологии и безопасности пищи. 2017. № 1. С. 116-119.

22. Ding L., Zhang L., Shi H., Xue C., Yanagita T., Zhang T. et al. EPA-enriched ethanolamine plasmalogen alleviates atherosclerosis via mediating bile acids metabolism // J. Funct. Foods. 2020. Vol. 66. Article ID 103824. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.103824

23. Mueller M., Thorell A., Claudel T., Jha P., Koefeler H., Lackner C. et al. Ursodeoxycholic acid exerts farnesoid X receptor-antagonistic effects on bile acid and lipid metabolism in morbid obesity // J. Hepatol. 2015. Vol. 62, N 6. P. 1398-1404. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2014.12.034

24. Dokumacioglu E., Iskender H., Yenice G., Kapakin K.A.T., Sevim C. et al. Effects of astaxanthin on biochemical and histopathological parameters related to oxidative stress on testes of rats on high fructose regime // Andrologia. 2018. Vol. 50, N 7. Article ID e13042. DOI: https://doi.org/10.1111/and.13042

25. Яременко К.В. Оптимальное состояние организма и адаптогены. Санкт-Петербург : ЭЛБИ-СПб, 2008. 129 с.

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»
РОСМЕДОБР 2021
Вскрытие
Медицина сегодня
Пост-релиз "Молекулярная диагностика"

Молекулярная диагностика на страже "биопорядка": как современные технологии позволяют выжить в век эпидемий Новые технологии молекулярной диагностики в эпоху COVID-19/пандемий Обеспечение массового экспресс-тестирования населения - приоритетная задача, которая поможет...

"Муковисцидоз: из детства во взрослую жизнь"

Всероссийская школа по Муковисцидозу с международным участием "Муковисцидоз: из детства во взрослую жизнь" С 24 по 25 ноября 2021 года профессионалы в области педиатрии, терапии, пульмонологии, гастроэнтерологии, эндокринологии, генетики, диетологии, микробиологии,...

Амбулаторный прием 24 ноября.

Коморбидность - бич современного общества и головная боль для каждого терапевта. Как минимизировать комбинации препаратов и, как следствие, побочных эффектов у больных с сочетанной патологией? Именно этот злободневный вопрос мы задали ведущим экспертам российского...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»