Оценка влияния алиментарных биокорректоров на энергоэффективность пищевого статуса детей подросткового возраста

Способы биокоррекции нетипичных физических состояний человеческого организма, являющихся результатом алиментарного пищевого статуса, требуют расширения фундаментальных и прикладных научных знаний в отношении медико-биологических аспектов оценки безопасности новых сырьевых источников, внедрения инновационных технологических решений, основанных на актуальных физико-химических и нано-биоинженерных методах и разработках, направленных на расширение ассортимента существующих наборов специализированных и

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License обогащенных продуктов питания с применением естественных алиментарных биокорректоров и формированием критериев для оценки их эффективности. Одним из перспективных направлений в вопросе коррекции пищевого статуса подростков является комбинирование естественных форм животного и растительного сырья, получаемых в результате их глубокой переработки.

Пищевая обогащающая система (ПОС) представляет собой комбинированную пищевую добавку, предназначенную для употребления в пищу в составе батончиков лицами в возрасте 14–18 лет. Состав ПОС включает сырье растительного происхождения, представленное мукой жмыха зародышей пшеницы (МЖЗП), зарегистрированной под торговой маркой «Вита-зар» – 45%, пророщенные семена нута – 15%, сушеные листья ламинарии японской – 5%, а также компонент животного происхождения в виде концентрата сывороточного белка (КСБ) – 35%. ПОС предназначена для обогащения кондитерских изделий (батончиков) эссенциальными компонентами – нативными белками и пептидами, ω -6 и ω -3 жирными кислотами, тиамином, токоферолом, пантотеновой кислотой, йодом, цинком, магнием, железом, кальцием, калием и фтором.

В лечебных и профилактических мероприятиях по нормализации показателей крови, характеризующих процессы липидного обмена известен положительный терапевтический эффект от употребления биологических активных пищевых добавок, включающих в свой состав поликозанол, ниацин и полиненасыщенные жирные кислоты класса омега-3, в частности тимнодоновую и цервоновую. Воздействие поли-козанола на холестерин опосредуется снижением синтеза и деградацией лимитирующей стадии биосинтеза холестерина, фермента 3-гидрокси-3-метилглутарил-кофермента A редуктазы. Поли-козанол представляет собой смесь высокомолекулярных алифатических первичных длинноцепных спиртов. Воздействие поликозанола на уровень холестерина в крови выражается снижением синтеза и деградацией лимитирующей стадии биосинтеза холестерина путем модуляции фермента 3-гидрокси-3-метилглутарил-кофермента A редуктазы, поглощения желчных кислот и утилизации некоторой части молочной кислоты. Поликазанол обладает способностью к усилению катаболизма липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) за счет рецепторно-опосредованных механизмов, отвечающих за связывание, поглощение и разложение ЛПНП, таким образом значительно усиливая расщепление холестерина ЛПНП. Помимо регулирования уровня ЛПНП в присутствии поликозанола отмечается повышение уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), связанное с его защитными свойствами в отношении разрушительного влияния свободных радикалов и подавляющим воздействием на излишнюю агрегацию тромбоцитов [1–6].

Материалы и методы

В качестве фиксируемых показателей-индикаторов изменения эффективности энергообмена при введении в рацион ПОС, были исследованы изменения концентрации кислорода (О 2 ) и углекислого газа (СО 2 ) в составе выдыхаемой газо-воздушной смеси и уровень оксигенации гемоглобина крови (SрО 2 ).

Для исследования концентрации О 2 и СО 2 в выдыхаемой газовой смеси использовали газоанализатор TESTO-310 «ООО Тесто Рус», чувствительность прибора по О 2 составила: диапазон концентраций 0–21% об., разрешение 0,01% об., погрешность ± 0,2% об., по СО 2 диапазон концентраций: 0–100% об., разрешение 0,01% об., погрешность ± 0,2% об., а также капно-граф МДГ-1201, диапазон измерения концентрации СО 2 составлял 0–13% об., погрешность ± 0,3%. В помещении (лабораторно-лекционной аудитории) принудительная вентиляция и кондиционирование отсутствовали, проветривание помещения не проводили, факторы, оказывающие существенное влияние на исходное содержание кислорода в помещении были минимизированы. Определение концентрации О 2 и СО 2 в выдыхаемой газовой смеси осуществляли сразу по окончании 90 минут аудиторных лекционных занятий, во время которых двигательная активность у всех студентов одинакова и минимальна. Перед проведением экспериментальных исследований пациент находился в состоянии покоя в течение 10 мин. Для получения стабильных и более значимых по уровню содержания СО 2 результатов, набор воздуха в легкие сопровождали задержкой выдоха не менее, чем на 15–20 сек до установления постоянных показателей концентрации О 2 и СО 2 на дисплее прибора [7, 8].

Определение содержания О 2 в крови проводили не инвазивно, с помощью пульсоксиметра СhоisеММеd MD 300С21С [7, 8]. Уровень сатурации рассчитывали как соотношение количества НbО 2 к общему количеству гемоглобина, выраженное в процентах. Дыхательный коэффициент (ДК) рассчитывали как отношение концентраций выделяемого из организма СО 2 , к поглощаемому за то же время О 2 .

В процессе исследований пациенты-добровольцы употребляли ПОС в составе снековых батончиков массой по 50 г., что соответствовало 7,5 г добавки. Данные изделия употреблялись добровольцами в рамках не подвергавшихся коррекции привычных для них пищевых рационов. Продолжительность эксперимента составляла 30 дней. Исследуемые показатели фиксировались дважды – в начале курса приема биокорректоров и по его окончанию. В дни отбора проб исследуемые изделия испытуемым не выдавались, между употреблением изучаемых биокорректоров и забором проб соблюдался временной интервал не менее 24-x часов.

Исследуемая группа пациентов состояла из добровольцев среди студентов первого курса ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» – юношей и девушек в возрасте 17–18 лет. Испытуемые ежедневно проводили не менее 6 часов в равных условиях – в стенах учебного учреждения. Участники опытной группы ранее не употребляли исследуемую пищевую систему, а также не имели заболеваний, влияющих на нарушения липидного обмена (дислипидемии, избыточного веса и ожирения (ИМТ ≥ 25), инсулинорези-стентности, диабета, артериальной гипертензии, синдрома поликистозных яичников (СПКЯ), неалкогольной жировой болезни печени (НАЖП) и сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), рассматриваемых как состояния, связанные с метаболическим синдромом. Критериями исключения выступали: прием биологически активных добавок в период исследования, йодсодержащих препаратов, курение, беременность и период лактации. С целью исключения характерных особенностей сезонного питания и изменений физической активности проведение исследование приходилось на осенний период 2021 года.

Испытание проводилось среди группы из 34 студентов, употребляющих изделия с ПОС на протяжении установленного временного периода. Для чистоты эксперимента была сформирована контрольная группа из 34 человек с аналогичными критериями отбора, участники которой не включали в свой рацион исследуемый продукт.

Определение каждого из исследуемых показателей проводили в трехкратной повторности у всех обследуемых студентов с последующим получением среднеарифметических значений. С целью исключения изменений, связанных с сезонностью питания и физической активности, исследование проводили в осенний период. Критериями исключения были курение, беременность, хронические заболевания [7, 8]. Оценку достоверности полученных среднеарифметических значений исследуемых параметров проводили по непараметрическому критерию статистики Манна–Уитни [9].

Результаты

В ходе экспериментальных исследований у испытуемых было выявлено повышение уровня SрО 2 на 0,83% и СО 2 на 4,06%, а также понижение концентрации О 2 на 2,62% в выдыхаемой газовой смеси (рисунок 1).

Зафиксированные изменения свидетельствуют о повышении уровня содержания насыщенного кислородом гемоглобина в крови испытуемых, сопровождающемся сдвигом активной реакции крови (рН) в сторону щелочной среды, который происходит между альвеолярным воздухом и кровью легочных вен и капилляров за счет диффузии СО 2 через альвеолярную мембрану.

Рисунок 1. Концентрация в крови (a) SрО 2 , % (b) О 2 , %; (c) СО 2 , %; в выдыхаемой газо-воздушной смеси: 1 – до приема ПОС; 2 – после 30 дней приема ПОС; 3 – контрольная группа (на протяжении всего периода)

Figure 1. Concentration in blood of (a) SрО 2 , % (b) О 2 , %; (c) СО 2 , %; in exhaled gas-air mixture: 1 – before taking POS; 2 – after 30 days of taking POS; 3 – control group (throughout the entire period)

4,65

■1■2□3

■1■2□3

Увеличение концентрации СО 2 в выдыхаемом воздухе сопровождается повышением эффективности транспорта О 2 , а также препятствует образованию эритроцитарных комплексов «монетных столбиков» в результате изменения физико-химических свойств мембраны.

Достоверность полученных в результате исследования данных оценивали при помощи критерия Манна-Уитни (таблица 1). Различия устанавливали между двумя независимыми выборками: 1 – до приема ПОС, 2 – после 30 дней

Оценка различий по рассчитанным приема ПОС. В качестве гипотезы были приняты утверждения: «Исследуемые показатели при приеме ПОС не изменяются» (Н0) и «Исследуемые показатели при приеме ПОС изменяются» (Н1). Вычисленное тестовое значение критерия (Uвыч) сравнивали со справочным критическим значением (Uкрит). Результаты оценивали в соответствии с выполненным условием: если Uвыч > Uкрит, то принимается Н0, если Uвыч < Uкрит, то применяется Н1.

Таблица 1. значениям критерия Манна–Уитни

Table 1.

Evaluation of differences according to the calculated values of the Mann–Whitney test

Показатель Indicator	Компоненты оценки с вероятностью достоверности p = 0,05 Assessment components with probability of reliability p = 0.05
	Тестовая статистика критерия (U выч ) Test statistic of the criterion	Критическое значение критерия (U крит ) Criterion critical value
SрО 2 , %	182.5	501
О 2 , %	97.5	501
СО 2 , %	227.5	501

При сравнении медико-биологических показаний применения МЖЗП, КСБ, семян нута и ламинарии японской в терапии различных заболеваний и экспериментально установленной положительной коррекции энергоэффективности пищевого статуса, наблюдается устойчивая корреляция [6, 10–20].

Заключени е

Полученные показатели оценки достоверности по критерию Манна-Уитни подтверждают наличие положительного влияния ПОС на организм человека. Результаты работы убедительно доказывают роль алиментарных факторов в повышении эффективности важнейших функций организма подростков старшей возрастной группы вне зависимости от пола, что закономерно приводит к повышению резистентности организма к изменению внешних и внутренних воздействий. Анализ полученных опытных данных свидетельствует о возможности отнесения ПОС к категории алиментарных биокорректоров, обеспечивающих эффективность процесса энергетического обмена организма у подростков. Что позволяет сделать заключение о потребности расширения существующего ассортимента пищевой продукции для данной категории потребителей, обладающей биоркорректирую-щими свойствами.