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

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

Статья научная