» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Июнь, 2018 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №6 (15) 2018

Автор: Чащина Светлана Викторовна, Вострикова Анна Владимировна , канд. биол. наук, доцент
Рубрика: Медицинские науки
Название статьи: Оценка показателей безопасности биологически активных добавок, используемых в спортивном питании

Статья просмотрена: 159 раз
Дата публикации: 23.05.2018

УДК 612.392.98:615.9

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СПОРТИВНОМ ПИТАНИИ

Чащина Светлана Викторовна

кандидат биологических наук, доцент

Вострикова Анна Владимировна

студент 4 курса

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», г.Пермь

 

Аннотация. Целью работы явилось экспериментальное изучение острой и субхронической токсичности БАД «Сывороточный протеин», используемой в качестве компонента спортивного питания. Результаты исследования острой токсичности при внутрижелудочном введении позволяют отнести препарат к IV классу малотоксичных лекарственных средств. В субхроническом эксперименте обнаружены изменения биохимических показателей периферической крови, что свидетельствует о влиянии исследуемой добавки на функциональное состояние печени.

Ключевые слова: спортивное питание, биологически активная добавка, острая токсичность, субхроническая токсичность, безопасность.

 

Развитие научно-технического прогресса кардинально изменило жизнь человека, благодаря чему остро встал вопрос увеличения продолжительности и качества жизни. Несмотря на положительную динамику изменения продолжительности жизни в последние 10 лет, улучшение условий труда, расширение возможностей получения качественного питания и наличие достаточного количества свободного времени, возникают проблемы, связанные с тем, что люди стали более пассивными и подверженными вредным влияниям. Стремительно растет количество заболеваний, изменяется структура заболеваемости [1].

Здоровый образ жизни – это совокупность правил, направленных на улучшение психологического и физического состояния организма, его продуктивную работу, профилактику заболеваний и формирование удовлетворительного самочувствия. Здоровый образ жизни включает в себя целый комплекс аспектов человеческой жизнедеятельности, в том числе правильное питание, занятия спортом, личную гигиену, закаливание, отказ или сведение к минимуму вредных привычек.

Спортивное питание – это особая группа пищевых продуктов, выпускающаяся преимущественно для людей, ведущих активный образ жизни, занимающихся спортом и фитнесом. Применение спортивного питания направлено на улучшение спортивных результатов, повышение силы и выносливости, укрепление здоровья, увеличение объёма мышц, нормализацию обмена веществ, достижение оптимальной массы тела и в целом на увеличение качества и продолжительности жизни [2]. По сравнению с обычной едой, спортивные добавки требуют минимальных затрат времени и энергии на расщепление и всасывание, при этом многие виды спортивного питания обладают высокой энергетической ценностью.

В России в спортивное питание включают биологически активные добавки. Они разрабатываются и изготавливаются на основе научных исследований в области физиологии и диетологии. Однако часто возникает вопрос о безопасности биологически активных добавок, которые используются в спортивном питании. Литературные данные по этому вопросу достаточно противоречивы [7, 8]. В доступной литературе отсутствуют сведения о влиянии компонентов спортивного питания на организм и токсикологических аспектах безопасности данной группы препаратов.

Целью настоящей работы явилось экспериментальное изучение острой и субхронической токсичности биологически активной добавки, используемой в качестве компонента спортивного питания.

Объектом исследования служил препарат «Специализированный пищевой продукт для спортсменов VPLAB. 100% Platinum Whey. Сывороточный протеин» (далее – БАД «Сывороточный протеин»), серия BATCH: 17026, годен до 01/2019, производства VP LABORATORY LTD, Великобритания. В состав препарата входят: концентрат сывороточного протеина, изолят сывороточного протеина, натуральный краситель (свекольный красный подсластитель), DigeZyme – комплекс пищеварительных ферментов (а-амилаза, протеаза, лактаза, липаза, целлюлаза), эмульгатор (соевый лецитин), загуститель (карбоксиметилцеллюлоза). Энергетическая ценность (в 100 г) 1663 ккал. В 100 граммах продукта содержится жиров 6,9 г, углеводов 7,9 г, пищевых волокон 0,9 г, белков 74,5 г, соли 0,4 г. Комплекс ферментов составляет 100 мг/1г продукта.

Разовая порция для приема внутрь содержит 30 г порошка, разведенные в 220 – 225 мл воды. Прием сывороточного протеина рекомендован один раз в день.

Исследуемый препарат представляет собой мелкодисперсный порошок бело-желтого цвета. Имеет сладковатый вкус и характерный запах, обусловленные вкусоароматическими добавками.

Эксперименты были выполнены на белых крысах-самцах массой 160 – 210 г. в возрасте 12 – 13 недель. Крысы поступили из питомника лабораторных животных «Андреевка», Московская область. Содержание животных и порядок проведения экспериментов соответствовали правилам надлежащей лабораторной практики (GLP) и требованиям этических стандартов [4].

Определение показателей острой токсичности БАД «Сывороточный протеин» включало эксперименты на белых нелинейных крысах-самцах. Животные распределялись по группам случайным образом методом рандомизации. В качестве критериев приемлемости рандомизации считали отсутствие внешних признаков заболеваний и гомогенность групп по весу тела (± 10%). Исследуемый препарат вводили внутрижелудочно через атравматический металлический зонд в возрастающих дозах по Литчфилду-Уилкоксону. Перед введением препарат растворяли ex tempore в необходимом количестве дистиллированной воды.

Для исследования каждой дозы препарата использовались группы по 6 животных. Кроме того, имелись аналогичные по численности группы контрольных животных, которым таким же путем вводили стерильный физиологический раствор в объеме, эквивалентном максимальной испытанной дозе препарата.

Наблюдения за животными проводились в течение 14 суток с начала эксперимента. При этом регистрировались летальность, время гибели животных, симптоматика отравления, осуществлялись ежедневное наблюдение общего состояния и поведения, взвешивание (на 7-е и 14-е сутки), оценка потребления корма и воды [3].

Изучение субхронической токсичности БАД «Сывороточный протеин» проведено на 20 крысах-самцах линии Wistar массой 180 – 190 г, разделенных на две группы, по 10 особей в опытной и контрольной группах. Животным опытной группы 1 раз в день в течение эксперимента внутрижелудочно вводили БАД «Сывороточный протеин». Животным контрольной группы в те же сроки вводили эквиобъемные количества физиологического раствора.

При выборе исследуемых доз и сроков наблюдения при оценке субхронической токсичности исходили из рекомендуемых количеств и схем применения БАД «Сывороточный протеин» у человека. Рекомендуемый суточный прием препарата составляет 30 г, что для человека массой 70 кг соответствует дозе 430 мг/кг. Учитывая коэффициент пересчета 5,9 [3], соответствующая суточная доза для крыс равна 2,5 г/кг. Учитывая малую токсичность препарата, а также рекомендации нормативных документов МЗ РФ и правил GLР, длительность эксперимента для оценки субхронической токсичности составляла 30 суток.

В течение исследования каждое животное осматривалось ежедневно. Осмотр включал в себя оценку общего поведения и общего состояния животных и проводился примерно через 1 час после введения препарата. Общее состояние животных оценивали по сумме ряда показателей. Учитывали положение тела в пространстве, телосложение, упитанность, конституцию (экстерьерные и интерьерные особенности), темперамент (определялся путем наблюдения за характером ответных реакций животных).

Взвешивание животных проводили непосредственно перед введением, 1 раз в неделю для контроля динамики массы тела и объемов введения исследуемого препарата и непосредственно перед эвтаназией (на 30-й день) для расчета процентного отношения массы органов к массе тела.

В конце эксперимента были проведены лабораторные исследования крови и мочи. Определялись следующие гематологические показатели: гематокрит; количество гемоглобина; количество эритроцитов; средний объем эритроцита; среднее содержание гемоглобина в эритроците; средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах; количество лейкоцитов; лейкограмма; количество тромбоцитов; средний объем тромбоцита; распределение тромбоцитов; тромбокрит.

Биохимическими показателями сыворотки крови служили: общий белок; альбумины; аспартатаминотрансфераза (АсАТ); аланинаминотрансфераза (АлАТ); лактатдегидрогеназа (ЛДГ); щелочная фосфатаза; мочевина; креатинин; глюкоза; триглицериды; общий холестерин; общий билирубин.

При исследовании мочи оценивались: удельный вес; реакция; микроскопия осадка; белок; глюкоза; кетоновые тела; желчные пигменты (билирубин).

Все гематологические и биохимические исследования проводились по общепринятым клиническим методам с использованием гематологического анализатора «Abacus+» и биохимического анализатора «Metrolab 2300».

После окончания эксперимента животные всех групп были подвергнуты эвтаназии в СО2-камере и направлены на вскрытие и патоморфологическое исследование, которое включало в себя некропсию, макроскопическое исследование, взвешивание внутренних органов, расчет массовых коэффициентов.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы «STATISTICA 8,0». Результаты исследований обработаны статистически с определением t-критерия Стьюдента. Данные представлены в виде выборочного среднего М, ошибки среднего m и достигнутого уровня значимости р. Минимальный уровень значимости различий принимали соответствующим р ≤ 0,05.

Результаты исследования летальных доз при остром внутрижелудочном введении БАД «Сывороточный протеин» нелинейным белым крысам показали, что ни в одной из экспериментальных групп гибели животных не отмечалось. Введение дозы более 5000 мг/кг практически не представлялось возможным.

При остром внутрижелудочном введении БАД «Сывороточный протеин» в максимальной дозе у животных наблюдались вялость, изменение двигательной активности. Эти явления сохранялись в течение суток. В этот период животные потребляли мало корма. В дальнейшем они выглядели вполне благополучно, и в более поздние сроки наблюдения их общее состояние и поведение не отличались от таковых в контрольной группе.

Результаты токсикометрии, данные наблюдений за экспериментальными животными на протяжении 14 дней после острого введения, а также данные некропсии позволяют отнести БАД «Сывороточный протеин» к IV классу малотоксичных лекарственных веществ [6].

В субхроническом эксперименте суммарная доза, полученная подопытными крысами за 30 дней, составляла 75 г/кг массы тела. Следует отметить, что в опытной группе не наблюдалось гибели животных, что свидетельствует о низкой материальной кумуляции исследуемого препарата.

Изучение влияния БАД «Сывороточный протеин» на массу тела белых крыс в течение периода введения препарата показало, что масса животных равномерно увеличивалась на протяжении всего срока исследования как в контрольной, так и в опытной группах. Достоверных различий между результатами двух групп не отмечено.

Гематологические исследования крови животных экспериментальных групп проводились в конце эксперимента. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние БАД «Сывороточный протеин» на показатели

периферической крови у белых крыс (М ± m)

Показатель

Экспериментальная группа

P в сравнении с контролем

Контроль

Опыт

Лейкоциты, 109

12,22±1,17

10,00±0,87

˃0,05

Лимфоциты

8,22±0,77

6,616±0,54

˃0,05

Лимфоциты, %

67,49±1,63

66,75±2,39

˃0,05

Моноциты

0,44±0,21

0,50±0,18

˃0,05

Моноциты, %

2,42±1,19

4,50±1,61

˃0,05

Нейтрофилы

3,68±0,38

2,88±0,29

˃0,05

Нейтрофилы, %

30,06±1,25

28,75±3,83

˃0,05

Эритроциты, 1012

8,23±0,52

8,51±0,50

˃0,05

Гемоглобин, г/дл

146,70±9,85

150,7±8,79

˃0,05

Гематокрит, %

44,02±2,90

44,07±2,59

˃0,05

Средний объем эритроцита (MCV)

53,40±0,43

51,70±0,49

˃0,05

Тромбоциты, 109

564,40±80,06

439,10±79,55

˃0,05

Средний объем тромбоцита (MPV)

7,00±0,80

7,09±0,18

˃0,05

Распределение эритроцитов (RDWc)

15,92±0,12

17,23±0,21*

˂0,05

Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH)

17,77±0,27

17,71±0,32

˃0,05

Средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах (MCHC)

332,50±3,38

341,90±4,28

˃0,05

Распределение тромбоцитов (PDWc)

33,89±0,28

33,43±0,44

˃0,05

Тромбокрит (PCT)

0,40±0,06

0,30±0,05

˃0,05

* – различие достоверно по сравнению с контролем при р ≤0,05

Представленные данные показывают, что субхроническое введение препарата БАД «Сывороточный протеин» существенно не влияет на морфологический состав периферической крови. Обнаружено достоверное повышение в опытной группе показателя RDWc, показывающего процентное распределение эритроцитов по объему. Данный индекс может повышаться в результате появления в крови эритроцитов, не соответствующих нормальным размерам, т.е., при появлении анизоцитоза. Таким образом, выявлены изменения, свидетельствующие о предпосылках к развитию анемии.

Влияние препарата БАД «Сывороточный протеин» на биохимические показатели плазмы крови было исследовано на 30-й день эксперимента. Результаты исследований сведены в таблицу 2.

Таблица 2. Влияние БАД «Сывороточный протеин» на основные биохимические

показатели периферической крови белых крыс (М ± m)

Показатель

Экспериментальная группа

P в сравнении с контролем

Контроль

Опыт

АлАТ, ммоль/л·ч

52,07±4,39

54,41±3,27

˃0,05

Альбумины

3,13±0,11

2,96±0,17

˃0,05

АсАТ, ммоль/л·ч

136,54±14,20

133,44±17,37

˃0,05

Общий белок, г/л

6,25±0,24

4,55±0,38*

˂ 0,002

Глюкоза, ммоль/л

5,99±0,32

5,78±0,24

˃0,05

Креатинин, мкмоль/л

77,71±9,49

66,60±2,95

˃0,05

ЛДГ общая, ммоль/л·ч

969,78±172,78

1025,99±98,63

˃0,05

Мочевина, ммоль/л

11,13±4,42

5,60±0,50

˃0,05

Билирубин общий, ммоль/л

6,83±0,99

6,79±1,12

˃0,05

Триглицериды

45,79±7,33

30,97±4,62

˃0,05

Холестерин общий, ммоль/л

43,02±5,43

47,13±2,98

˃0,05

Щелочная фосфатаза  U/л

15,82±1,54

23,88±3,24*

˂0,02

* – различие достоверно по сравнению с контролем при р ≤0,05

Анализ полученных данных показывает изменения в ряде биохимических показателей у животных опытной группы. Отмечается достоверно-значимое снижение количества общего белка. Возможными причинами гипопротеинемии могут быть увеличение объема жидкости в кровеносной системе или нарушение синтеза белка в печени при возникновении патологических состояний.

Обнаружено существенное увеличение показателя уровня щелочной фосфатазы. Щелочная фосфатаза (ЩФ) является компонентом клеточных мембран почти всех тканей организма: костной, железистой, эпителиальной, однако наибольшую активность фермент проявляет в клетках печени, почек, костной ткани и эпителия кишечника. Рост показателей ЩФ в крови может указывать на ряд патологических состояний: болезни печени, воспаление, локализованное в желчном пузыре и желчных протоках, патологические процессы, затрагивающие костную ткань и мышечный аппарат, заболевания крови и лимфоидной ткани [5]. На остальные биохимические показатели применение препарата не оказало заметного влияния.

Для оценки влияния БАД «Сывороточный протеин» на функциональное состояние почек проводился анализ мочи. Пробы на анализ были взяты в контрольной и опытной группах в конце эксперимента. Полученные данные представлены в таблице 3. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что БАД «Сывороточный протеин» не вызывает достоверных изменений показателей по сравнению с контролем.

Таблица 3. Результаты анализа мочи у белых крыс при исследовании субхронической токсичности БАД «Сывороточный протеин» на 30-е сутки (М ± m)

Показатель

Контроль

Опыт

Р в сравнении с контролем

Кол-во выведенной мочи, мл

15,0±3,0

17,0±2,0

˃0,05

6,1±0,1

6,0±0,1

˃0,05

Удельный вес, г

1,010±0,002

1,010±0,002

˃0,05

Глюкоза, г/мл

0

0

˃0,05

Билирубин, есть (1), нет(0)

0

0

˃0,05

Кетоновые тела, есть(1), нет(0)

0

 

˃0,05

Белок, мг/дл

0,24±0,02

0,32±0,04

˃0,05

Лейкоциты, кол-во в поле зрения

0–1

0–1

˃0,05

Эритроциты, кол-во в поле зрения

0–2

0–1

˃0,05

 

Изучение состояния грудной и брюшной полостей и макроскопическое исследование внутренних органов, проведенные после эвтаназии животных, не выявили патологических изменений. Достоверных отличий массовых коэффициентов внутренних органов крыс в опытной группе от контроля также не обнаружено.

Проведенные исследования показали, что БАД «Сывороточный протеин» не оказывает токсического эффекта при остром внутрижелудочном введении. При субхроническом введении препарата в течение 30 суток не выявлено изменений общего состояния и поведения животных, динамики массы тела. При анализе биохимических показателей периферической крови обнаружен ряд изменений, в частности, достоверное снижение количества общего белка и повышение уровня щелочной фосфатазы в 1,5 раза по сравнению с контролем. Хотя эти изменения не выводят значений показателей за пределы физиологической нормы [5], однако они свидетельствуют о влиянии исследуемой добавки на функциональное состояние печени. На остальные биохимические показатели применение исследуемого препарата не оказывает заметного влияния. При анализе морфологического состава периферической крови выявлены изменения, свидетельствующие о предпосылках к развитию анемии. Субхроническое введение препарата белым крысам не вызывает существенных изменений со стороны и выделительной функции почек. Не выявлено патологических изменений внутренних органов животных после завершения экспериментального исследования. Таким образом, БАД «Сывороточный протеин» нельзя считать безопасным при применении его в дозах, рекомендованных инструкцией.

 



Список литературы:

  1. Здравоохранение в России 2017: Статистический сборник/Росстат. – М., 2017. – 170 с.
  2. Макгрегор Р. Спортивное питание: Что есть до, во время и после тренировок. М: Изд-во Альпина Паблишер, 2016 – 304 с.
  3. Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. – М.: Гриф и К, 2012. – 944 с.
  4. Правила надлежащей лабораторной практики / Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 1 апреля 2016 г. N 199н. Зарегистрировано в Министерстве юстиции Российской Федерации 15 августа 2016 г. Регистрационный N 43232.
  5. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных / Под ред. Макарова В.Г., Макаровой М.Н. СПБ.: ЛЕМА, 2013. – 116 с.
  6. H. Hodge et al. Clinical Toxicology of Commercial Products. Acute Poisoning. Ed. IV, Baltimore, 1975. – 427 p.
  7. Спортивное питание. Безопасно ли спортивное питание? URL: http://davidblog.ru/sportivnoye-pitaniye/ (дата обращения: 20.04.2018).
  8. Вред спортивного питания: научные факты URL: http://promusculus.ru/vredno-li-sportivnoe-pitanie/ (дата обращения: 20.04.2018).


Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: