Органометрические и гистоморфометрические параметры околощитовидных желез крыс после шестидесятидневного воздействия бензоата натрия или тартразина

Морозов Виталий Николаевич, Лузин Владислав Игоревич; Morozov Vitaly N., Luzin Vladislav I.

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Mедицинские науки \ Патология. Клиническая медицина \ Заболевания кроветворной системы, лимфатической системы и желез внутренней секреции. Эндокринные заболевания

Органометрические и гистоморфометрические параметры околощитовидных желез крыс после шестидесятидневного воздействия бензоата натрия или тартразина

Автор: Морозов Виталий Николаевич, Лузин Владислав Игоревич

Журнал: Волгоградский научно-медицинский журнал @bulletin-volgmed

Статья в выпуске: 4 т.20, 2023 года.

Бесплатный доступ

Исследовательская проблема. Несмотря на строгую регламентацию содержания в продуктах бензоата натрия и тартразина, остается открытым вопрос об их безопасности в отношении здоровья человека. Описание. В работе описана динамика изменений органометрических и морфометрических параметров околощитовидных желез крыс в ответ на длительное введение бензоата натрия или тартразина.

Околощитовидные железы, главные клетки, бензоат натрия, тартразин, морфометрия

Короткий адрес: https://sciup.org/142239788

IDR: 142239788 | УДК: 616.447-085

Organometric and histomorphometric parameters of the rat’s parathyroid glands after sixty days of exposure to sodium benzoate or tartrazine

Research problem. Despite the strict regulation of the content of sodium benzoate and tartrazine in products, the question of their safety in relation to human health remains open. Description of what an article is devoted to. The paper describes the dynamics of changes in the organometric and morphometric parameters of the parathyroid glands of rats in response to prolonged administration of sodium benzoate or tartrazine.

Текст научной статьи Органометрические и гистоморфометрические параметры околощитовидных желез крыс после шестидесятидневного воздействия бензоата натрия или тартразина

В процессе производства продуктов питания широко применяются вещества растительного, животного или искусственного происхождения – пищевые добавки. Их добавление в состав продуктов позволяет сохранить микробиологическую безопасность, оптимальную консистенцию, цвет, вкус и аромат. Применение пищевых добавок регламентируется действующими нормативно-правовыми актами и не должно представлять угрозу для здоровья конечного потребителя [1].

Бензоат натрия относится к группе пищевых консервантов, которые увеличивают сроки хранения путем подавления активности микроорганизмов и грибков. Данную пищевую добавку можно встретить в составе газированных напитков, соусов, фруктовых соков, солений, джемов маргарина и др. [2]

Cинтетические красители широко используются в различных продуктах питания, таких как газированные напитки, кондитерские изделия, консервы для повышения привлекательности для покупателей из-за создания ими ярких, насыщенных цветов. В частности, тартразин окрашивает конечный продукт в выраженный стойкий, насыщенный желтый и оранжевый цвета [3].

В литературе появляются все новые данные об побочных эффектах данных пищевых добавок даже в дозах, соответствующим предельно допустимым суточным. Установлено их нефротоксическое воздействие, способность индуцировать оксидативный стресс и снижать уровень ферментов антиоксидантной защиты, оказывать цитотоксическое действие на гепатоциты печени, индукцию формирования микроядер, аномальных хромосом в клетках, изменять нормальное течение полового созревания, а также изменять ультраструктуру тироцитов щитовидной железы [4–10].

Поддержание стабильного уровня кальция в крови является важным для осуществления та- ких физиологических процессов, как сокращение мышц, передача нервных импульсов, синтез ферментов и гормонов и регулируется секретируемым главными клетками околощитовидных желез паратгормоном и кальцитонином, высвобождаемым С-клетками щитовидной железы [11, 12]. При анализе литературы не удалось найти сведений об эффектах длительного воздействия бензоата натрия или тартразина на морфофункциональное состояние околощитовидных желез.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установить динамику изменений морфометрических параметров околощитовидных желез у крыс после 60-дневного введения бензоата натрия или тартразина.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на 150 белых половозрелых самцах-крысах массой 200–210 г, распределенных эквивалентно по тридцать особей на пять групп. Первая группа служила контролем, в которой животным на протяжении 60 дней вводили 0,9%-й изотонический раствор натрия хлорида. Основным экспериментальным группам в тех же условиях вводили бензоат натрия (Eastman Chemical B.V., Нидерланды) в дозе 500 и 1000 мг/кг (группы БН1 и БН2) и тартразин (Roha Dyechem Pvt Ltd, Индия) в дозе 750 и 1500 мг/кг (группы Т1 и Т2).

При содержании животных в условиях вивария проводимые процедуры осуществляли, руководствуясь правилами, установленными Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза (International guiding principles for biomedical research involving animals).

Протокол исследования утвержден на заседании комиссии по биоэтике ГУ «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки», протокол № 2 от 25.03.2022 г.

После окончания введения пищевых добавок животных каждой группы (30 особей) умерщвляли путем ингаляции летальной дозы эфирного наркоза на 3 (6 особей), 10 (6 особей), 15 (6 особей), 24 (6 особей) и 45-е (6 особей) сутки.

Выделяли щитовидную железу с околощитовидными железами и проводили гистологическую обработку по стандартному протоколу; срезы окрашивали гематоксилин-эозином. На аппаратном комплексе, состоящем из персонального компьютера с установленным ПО Nis-Elements BR 4.60.00, микроскопа Nikon Eclipse Ni и цифровой камеры Nikon DS-Fi3 (Nikon Corporation, Japan), осуществляли изучение полученных срезов на стеклопрепаратах и их морфометрию. Измеряли наибольший и наименьший диаметры околощитовидной железы на всех срезах стеклопрепарата, подсчитывали количество ядер главных клеток на единицу площади, средний диаметр их ядер (квадратный корень произведения большого и меньшего диаметров ядер) и индекс функциональной активности (ИФА) [13]. Последний определяли, как отношение произведения количества ядер главных клеток на единицу площади и среднего диаметра их ядер к 20.

Числовые значения обрабатывали методами вариационной статистики в лицензионных компьютерных программах MS Excel 2013 (Microsoft, USA), а также Statistika 10 (StatSoft Inc., USA). Вычисляли среднее значение параметров, стандартную ошибку и степень отклонения от группы сравнения в процентах. При помощи критерия Шапиро – Уилка проверяли тип распределения данных. Так как распределение признаков соответствовало нормальному распределению, то для установления статистической значимости различий использовался параметрический критерий Стьюдента. Статистически значимыми считали различия при p < 0,05, где p – вероятность ошибки первого рода при проверке нулевой гипотезы. При сравнении основных групп с контрольной группой использовали поправку Бонферрони на множественность сравнений.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

У животных контрольной группы наибольший диаметр околощитовидной железы с 3 по 45 сутки наблюдения изменялся с (1173,93 ± 8,73) мкм по (1122,50 ± 10,21) мкм, наименьший диаметр – с (482,95 ± 4,14) мкм по (490,66 ± 2,93) мкм, при этом количество ядер главных клеток на единицу площади увеличивалось с (30,56 ± 0,42) штук по (30,72 ± 0,32) штук, средний диаметр их ядер – с (5,27 ± 0,06) мкм по (5,29 ± 0,07) мкм, а ИФА – с (8,05 ± 0,14) мкм по (8,14 ± 0,17) мкм.

В группе БН1 выявлено достоверное уменьшение, по сравнению с данными контрольной группы, значений среднего диаметра ядер главных клеток с 3-х по 10-е сутки эксперимента на 5,12; 4,26 % и ИФА – на 8,57; 5,61 %.

В группе БН2 амплитуда отклонений изучаемых показателей была выше, чем в группе БН1. Зарегистрировано уменьшение количества ядер главных клеток на единицу площади с 3 по 24 сутки на 5,27; 4,51; 5,66 %; 4,37 %, среднего диаметра главных клеток – на 10,12; 4,26; 6,55; 4,71 % и ИФА – на 14,81; 13,50; 10,78; 7,90 %. Также достоверно уменьшался наибольший диаметр околощитовидной железы на 3-и сутки на 2,45 %.

В группе Т1 органометрическое и гисто-морфометрическое исследование показало, что количество ядер главных клеток на единицу площади было меньше аналогичного показателя контрольной группы на 4,44 %, средний диаметр главных клеток – с 3-х по 24-е сутки на 6,90; 5,37; 5,20; 3,44 %, а ИФА – с 3-х по 15-е сутки на 10,96; 8,38; 7,86 %.

В группе Т2 амплитуда и продолжительность изменений органометрических и гистоморфомет-рических показателей околощитовидной железы возрастала. Так, наибольший диаметр железы был меньше, чем аналогичное значение контрольной группы с 3-х по 10-е сутки на 3,01; 2,66 %, наименьший диаметр – на 3-и, 10-е, 24-е сутки на 3,20; 2,94; 1,94 %, количество ядер главных клеток на единицу площади – с 3-х по 45-е сутки на 6,64; 6,09; 5,44; 3,59; 3,26 %, средний диаметр ядер главных клеток – на 13,67; 11,25; 8,76; 5,87; 5,00 %, а ИФА – на 19,31; 16,59; 2,58; 9,21; 8,04 % (см. рис. и табл.). При анализе литературы установлена способность бензоата натрия и тартразина вызывать повреждение ДНК ядра и митохондрий клеток с соответствующим снижением индекса митотического деления, а также нарушение целостности плазмолеммы и внутренней мембраны митохондрий. Это опосредуется через инициацию данными добавками перекисного окисления липидов, увеличение количества свободных форм кислорода и угнетение активности ферментов антиоксидантной защиты [9, 14, 15]. Данными особенностями механизмов действия бензоата натрия и тартразина можно объяснить снижение значений среднего диаметра ядер главных клеток (показатель, отражающий секре- торную активность гормонпродуцирующих клеток) и вытекающее из этого уменьшение количества ядер главных клеток (снижение пролиферативного потенциала клеток из-за повреждения ДНК их ядра).

Рис. Гистологические особенности организации околощитовидных желез крыс в контроле (А), в группе БН2 (Б) и в группе Т2 (В) на 3-и сутки эксперимента:

1 – околощитовидная железа; 2 – щитовидная железа; 3 – капсула; 4 – сосуд; 5 – скопление бурой жировой ткани, 6 – участок, инфильтрированный лимфоцитами. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение ×100

Органометрические и гистоморфометрические параметры околощитовидных желез крыс после 60-суточного введения бензоата натрия или тартразина (M ± m)

Срок	Наибольший диаметр железы, мкм	Наименьший диаметр железы, мкм	Количество ядер главных клеток на единицу площади, шт.	Средний диаметр ядер главных клеток, мкм	ИФА
К
3	1117,93 ± 8,73 Р ш-у = 0,955	482,95 ± 4,14 Р ш-у = 0,925	30,56 ± 0,42 Р ш-у = 0,969	5,27 ± 0,06 Р ш-у = 0,469	8,05 ± 0,14 Р ш-у = 0,235
10	1118,68 ± 8,39 Р ш-у = 0,983	485,75 ± 3,72 Р ш-у = 0,994	30,51 ± 0,35 Р ш-у = 0,555	5,24 ± 0,04 Р ш-у = 0,895	8,00 ± 0,11 Р ш-у = 0,603
15	1118,70 ± 8,59 Р ш-у = 0,911	483,36 ± 4,01 Р ш-у = 0,755	30,60 ± 0,45 Р ш-у = 0,996	5,29 ± 0,08 Р ш-у = 0,805	8,09 ± 0,15 Р ш-у = 0,214
24	1122,28 ± 8,88 Р ш-у = 0,737	490,66 ± 2,93 Р ш-у = 0,680	30,61 ± 0,32 Р ш-у = 0,991	5,28 ± 0,06 Р ш-у = 0,724	8,08 ± 0,15 Р ш-у = 0,176
45	1122,50 ± 10,21 Р ш-у = 0,812	488,67 ± 3,45 Р ш-у = 0,720	30,72 ± 0,32 Р ш-у = 0,692	5,29 ± 0,07 Р ш-у = 0,804	8,14 ± 0,17 Р ш-у = 0,716
БН1
3	1101,54 ± 10,98 Р ш-у = 0,654	478,88 ± 4,67 Р ш-у = 0,389	24,97 ± 0,52 Р ш-у = 0,856	5,00 ± 0,08 Р ш-у = 0,743 Р к = 0,021	7,36 ± 0,14 Р ш-у = 0,819 Р к = 0,006
10	1113,78 ± 9,71 Р ш-у = 0,772	481,71 ± 3,54 Р ш-у = 0,835	30,07 ± 0,30 Р ш-у = 0,858	5,02 ± 0,04 Р ш-у = 0,903 Р к = 0,002	7,55 ± 0,13 Р ш-у = 0,929 Р к = 0,028
15	1115,18 ± 8,78 Р ш-у = 0,971	478,78 ± 3,21 Р ш-у = 0,996	30,20 ± 0,42 Р ш-у = 0,950	5,09 ± 0,05 Р ш-у = 0,946	7,68 ± 0,18 Р ш-у = 0,994
24	1119,63 ± 8,97 Р ш-у = 0,870	487,21 ± 3,05 Р ш-у = 0,826	30,60 ± 0,28 Р ш-у = 0,957	5,17 ± 0,05 Р ш-у = 0,905	7,91 ± 0,15 Р ш-у = 0,980
45	1119,28 ± 9,89 Р ш-у = 0,786	487,47 ± 3,24 Р ш-у = 0,869	30,66 ± 0,28 Р ш-у = 0,772	5,22 ± 0,05 Р ш-у = 0,966	8,01 ± 0,15 Р ш-у = 0,932

Окончание табл.

Срок	Наибольший диаметр железы, мкм	Наименьший диаметр железы, мкм	Количество ядер главных клеток на единицу площади, шт.	Средний диаметр ядер главных клеток, мкм	ИФА
БН2
3	1090,55 ± 8,45 Р ш-у = 0,667 Р к = 0,048	470,14 ± 4,25 Р ш-у = 0,970	28,95 ± 0,41 Р ш-у = 0,660 Р к = 0,020	4,74 ± 0,08 Р ш-у = 0,998 Р к < 0,001	6,86 ± 0,19 Р ш-у = 0,754 Р к = 0,001
10	1095,27 ± 8,27 Р ш-у = 0,730	475,78 ± 3,80 Р ш-у = 0,839	29,14 ± 0,32 Р ш-у = 0,960 Р к =0,016	4,80 ± 0,06 Р ш-у = 0,960 Р к <0,001	7,00 ± 0,16 Р ш-у = 0,985 Р к = 0,001
15	1102,63 ± 7,32 Р ш-у = 0,763	477,15 ± 4,60 Р ш-у = 0,951	29,17 ± 0,44 Р ш-у = 0,590 Р к = 0,048	4,95 ± 0,08 Р ш-у = 0,876 Р к = 0,012	7,22 ± 0,22 Р ш-у = 0,785 Р к = 0,008
24	1110,99 ± 8,80 Р ш-у = 0,885	484,11 ± 3,53 Р ш-у = 0,972	29,58 ± 0,20 Р ш-у = 0,976 Р к = 0,020	5,03 ± 0,08 Р ш-у = 0,865 Р к = 0,027	7,44 ± 0,16 Р ш-у = 0,925 Р к = 0,018
45	1113,72 ± 10,59 Р ш-у = 0,831	483,35 ± 3,57 Р ш-у = 0,966	29,94 ± 0,32 Р ш-у = 0,823	5,04 ± 0,05 Р ш-у = 0,860 Р к = 0,017	7,55 ± 0,16 Р ш-у = 0,919 Р к = 0,030
Т1
3	1096,70 ± 9,47 Р ш-у = 0,630	475,33 ± 4,75 Р ш-у = 0,966	29,21 ± 0,44 Р ш-у = 0,773 Р к = 0,049	4,90 ± 0,06 Р ш-у = 0,875 Р к = 0,001	7,17 ± 0,19 Р ш-у = 0,824 Р к = 0,004
10	1107,08 ± 9.56 Р ш-у = 0,637	477,20 ± 3,71 Р ш-у = 0,977	29,53 ± 0,27 Р ш-у = 0,926 Р к = 0,044	4,96 ± 0,04 Р ш-у = 0,969	7,33 ± 0,13 Р ш-у = 0,971 Р к = 0,003
15	1110,12 ± 8,04 Р ш-у = 0,990	477,48 ± 3,90 Р ш-у = 0,881	29,71 ± 0,41 Р ш-у = 0,897	5,02 ± 0,04 Р ш-у = 0,510 Р к = 0,014	7,46 ± 0,16 Р ш-у = 0,805 Р к = 0,017
24	1116,77 ± 8,95 Р ш-у = 0,999	485,86 ± 3,52 Р ш-у = 0,781	30,13 ± 0,34 Р ш-у = 0,877	5,10 ± 0,06 Р ш-у = 0,716	7,68 ± 0,18 Р ш-у = 0,850
45	1121,01 ± 9,87 Р ш-у = 0,886	487,15 ± 3,42 Р ш-у = 0,976	30,45 ± 0,33 Р ш-у = 0,879	5,19 ± 0,09 Р ш-у = 0,748	7,92 ± 0,23 Р ш-у = 0,807
Т2
3	1084,23 ± 9,55 Р ш-у = 0,958 Р к = 0,026	467,49 ± 4,87 Р ш-у = 0,602 Р к = 0,036	28,53 ± 0,41 Р ш-у = 0,851 Р к = 0,006	4,55 ± 0,07 Р ш-у = 0,667 Р к < 0,001	6,50 ± 0,19 Р ш-у = 0,812 Р к < 0,001
10	1088,87 ± 8,83 Р ш-у = 0,404 Р к = 0,034	471,49 ± 3,91 Р ш-у = 0,956 Р к = 0,025	28,65 ± 0,33 Р ш-у = 0,863 Р к = 0,003	4,65 ± 0,07 Р ш-у = 0,743 Р к < 0,001	6,67 ± 0,18 Р ш-у = 0,900 Р к < 0,001
15	1094,86 ± 9,15 Р ш-у = 0,901	475,98 ± 4,36 Р ш-у = 0,882	28,93 ± 0,33 Р ш-у = 0,944 Р к = 0,014	4,83 ± 0,12 Р ш-у = 0,568 Р к = 0,010	6,99 ± 0,25 Р ш-у = 0,859 Р к = 0,004
24	1099,69 ± 8,85 Р ш-у = 0,479	481,13 ± 3,01 Р ш-у = 0,967 Р к = 0,047	29,51 ± 0,36 Р ш-у = 0,909 Р к = 0,046	4,97 ± 0,07 Р ш-у = 0,613 Р к = 0,007	7,34 ± 0,20 Р ш-у = 0,847 Р к = 0,014
45	1111,58 ± 9,62 Р ш-у = 0,893	482,07 ± 3,41 Р ш-у = 0,811	29,72 ± 0,36 Р ш-у = 0,979 Р к = 0,048	5,03 ± 0,08 Р ш-у = 0,805 Р к = 0,035	7,48 ± 0,21 Р ш-у = 0,919 Р к = 0,034

Примечание: Р ш-у – вероятность соответствия эмпирических распределений нормальному распределению по критерию Шапиро – Уилка; Р к – статистическая значимость отличия от группы контроля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Шестидесятисуточное воздействие бензоата натрия или тартразина сопровождается изменениями органометрических и гистоморфо-метрических параметров околощитовидной железы, которые в функциональном плане отражают гипофункцию железы.
2. Наиболее выраженные изменения регистрируются на 3-и, 10-е сутки эксперимента и в определенной степени нивелируются к 24– 45-м суткам.

Наименее выраженные и продолжительные изменения количественных данных наблюдались в группе с использованием бензоата натрия (500 мг/кг), а наибольшие – в группе с введением тартразина (1500 мг/кг).

doi:10.22037/ijpr.2020.111634.13272.

Список литературы Органометрические и гистоморфометрические параметры околощитовидных желез крыс после шестидесятидневного воздействия бензоата натрия или тартразина

Savin M., Vrkatić A., Dedić D. et al. Additives in Children's Nutrition-A Review of Current Events. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(20):13452. doi:10.3390/ijerph192013452.
Arabsolghar R., Saberzadeh J., Khodaei F. et al. The protective effect of sodium benzoate on aluminum toxicity in PC12 cell line. Res Pharm Sci. 2017;(5):391–400. doi:10.4103/ 1735-5362.213984.
Al-Seenia M. N., El Rabeyb H. A., Al-Hameda A. M., Zamazami M. A. Nigella sativa oil protects against tar-trazine toxicity in male rats. Toxicology Reports. 2018(5):146–155. doi:10.1016/j.toxrep.2017. 12.022.
Морозов В. Н., Лузин В. И. Морфометриче-ские показатели околощитовидных желез крыс по-сле 60-ти дневного воздействия бензоата натрия или тартразина и смоделированной травмы кости. Медицинская наука и образование Урала. 2023;24(1):94–99. doi: 10.36361/18148999_2023_ 24_1_94.
Acar A. Therapeutic effects of royal jelly against sodium benzoate-induced toxicity: cytotoxic, genotoxic, and biochemical assessment. Environ Sci Pollut Res Int. 2021;28(26):34410–34425. doi:10.1007/s11356-021-13172-6.
Demircigil N., Gul M., Gokturk N. et al. Thymo-quinone played a protective role against tartrazine-induced hepatotoxicity. Iran J Basic Med Sci. 2023;26(1):99–106. doi: 10.22038/IJBMS.2022.67341. 14763.
Mindang E. L. N., Awounfack C. F., Ndinteh D. T. et al. Effects of Tartrazine on Some Sexual Maturation Parameters in Immature Female Wistar Rats. Int J Envi-ron Res Public Health. 2022;19(16):10410. doi: 10.3390/ijerph191610410.
Suljević D., Mitrašinović-Brulić M., Dervišević A., Fočak M. Protective role of the dandelion extract against the blood-liver axis, cell membranes, and anemia disor-der in sodium benzoate-exposed rats. Cell Biochem Funct. 2022;40(8):946–958. doi:10.1002/cbf.3756.
Vega-Cabanillas R., Sisniegas M., Zavala F. Tar-trazine induces genotoxicity in lympocytes of BALB/c Mus musculus. Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2021;38(4):587–594. doi: 10.17843/rpmesp.2021. 384.9356.
Zeghib K., Boutlelis D. A. Food Additive (Sodium benzoate)-induced Damage on Renal Function and Glomerular Cells in Rats; Modulating Effect of Aqueous Extract of Atriplex halimus L. Iran J Pharm Res. 2021;20(1):296–306. doi:10.22037/ijpr.2020.111634. 13272.
Загребин В. Л., Зубков А. В., Краюшкин А. И., Перепелкин А. И. Барканов В. Б. Предпосылки к изучению морфологии околощитовидных желез. Волгоградский научно-медицинский журнал. 2015;1(45):11–16.
Peissig K., Condie B. G., Manley N. R. Embryolo-gy of the Parathyroid Glands. Endocrinol Metab Clin North Am. 2018;47(14):733–742. doi:10.1016/j.ecl.2018.07.002.
Морозов В. Н., Морозова Е. Н., Тверской А. В. и др. Ультрамикроскопические особенности стро-ения тироцитов щитовидной железы крыс после 60-дневной интоксикации бензоатом натрия. Вест-ник Волгоградского государственного медицинского университета. 2022;19(1): 162–166. doi: 10.19163/ 1994-9480-2022-19-1-162-166.
Mohiuddin M., Rokeya B., Al-Shoeb M. A., Kabir Yea. Sodium benzoate in locally available soft drinks and its effect on DNA damage and liver function in rats. Dhaka Univ. J. Biol. Sci. 2022;30(3CSI):371–383. doi:10.3329/dujbs.v30i3.59030.
Shahmohammadi M., Javadi M., Nassiri-Asl M. An Overview on the Effects of Sodium Benzoate as a Preservative in Food Products. Biotech Health Sci. 2016;3(3) e35084. doi:10.17795/bhs-35084.

Еще