Влияние рыбьего жира на развитие опухолей молочной железы и толстой кишки, вызываемых метилнитрозомочевиной в органах-мишенях у крыс
Автор: Беспалов Владимир Григорьевич, Александров Валерий Анатольевич
Журнал: Сибирский онкологический журнал @siboncoj
Рубрика: Лабораторные и экспериментальные исследования
Статья в выпуске: 2 (68), 2015 года.
Бесплатный доступ
Изучен игибирующий эффект рыбьего жира на развитие опухолей молочной железы и толстой кишки на модели многоорганного канцерогенеза, индуцируемого метилнитрозомочевиной (МНМ) у взрослых крыс-самок. МНМ растворяли в физиологическом растворе и вводили непосредственно в органы-мишени: однократные инъекции по 1 мг в каждую из 12 молочных желез, и этим же крысам делали 4 интраректальные инстилляции по 4 мг 1 раз в нед. В последующие 6 мес крысам вводили перорально зондом рыбий жир или подсолнечное масло (для сравнения): 5 дней в нед по 1 мл в день. К концу экспериментов (7 мес) в результате воздействия МНМ у крыс обнаружены опухоли в 85,7-92,9 %, причем более половины из них - множественные опухоли (чаще аденокарциномы) молочной железы и толстой кишки. Подсолнечное масло не оказывало значимого эффекта на канцерогенез. Рыбий жир по сравнению с группой МНМ-контроль значимо уменьшал частоту опухолей молочной железы - в 1,6 раза и их множественность - в 3,1 раза. Влияние рыбьего жира на развитие опухолей толстой кишки выразилось в уменьшении множественности новообразований в 1,6 раза, причем только по сравнению с группой МНМ + масло. Представляется перспективным дальнейшее изучение и применение рыбьего жира в качестве онкопротектора.
Рыбий жир, метилнитрозомочевина, торможение канцерогенеза у крыс, опухоли молочной железы и толстой кишки
Короткий адрес: https://sciup.org/14056528
IDR: 14056528
Текст научной статьи Влияние рыбьего жира на развитие опухолей молочной железы и толстой кишки, вызываемых метилнитрозомочевиной в органах-мишенях у крыс
Поиск средств, препятствующих возникновению и развитию рака, продолжается в различных направлениях, особенно среди факторов питания как наиболее удобных для практического применения [1, 18]. Показано, что потребление продуктов, содержащих омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), в частности рыбьего жира, приводит к снижению риска развития рака молочной железы, толстой кишки, предстательной железы и некоторых других новообразований [5]. Однако результаты эпидемиологических исследований по выяснению таких ассоциаций были не всегда однозначными [13, 21]. В эксперименте на различных моделях канцерогенеза омега-3 ПНЖК чаще оказывали тормозящее влияние [7], хотя в некоторых случаях протекторный эффект омега-3 ПНЖК был слабо выраженным [9, 14]. Поэтому актуально дальнейшее изучение эффекта рыбьего жира на канцерогенез и особенно тех органов, в патогенезе которых важную роль играют диетические факторы.
Целью исследования явилось изучение антиканцерогенной активности рыбьего жира на разработанной модели многоорганного канцерогенеза – молочной железы и толстой кишки, – индуцируемого у крыс с помощью введения N-метил-N-нитрозомочевины (МНМ) в органы-мишени.
Материал и методы
Опыты были проведены на 198 крысах-самках местной разводки ЛИО, исследования проводились в НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова (г. Санкт-Петербург) на протяжении нескольких десятилетий [3, 19]. Животные содержались в стандартных условиях и получали стандартный сбалансированный корм. Содержание жира в диете составляло около 5 %.
N-метил-N-нитрозомочевина в виде белого порошка закуплена у Sigma-Aldrich Co (USA, Germany). Рыбий жир, содержащий омега-3 ПНЖК (эйкозапентаеновую кислоту (20:5, n-3) – не менее 10 % и докозагексаеновую кислоту (22:6, n-3) – не менее 15 %, был предоставлен АОЗТ «Полиен» (г. Мурманск). В качестве препарата сравнения использовали нерафинированное подсолнечное масло из торговой сети.
Для индукции опухолей 98 крысам в возрасте 3,5 мес и начальным весом 180–190 г однократно вводили МНМ в ткань каждой из 12 молочных желез: по 1 мг МНМ в 0,1 мл физиологического раствора. На другой день после интрамаммарных инъекций этим же крысам были проведены 4 интраректальных инстилляции МНМ: 1 раз в нед по 4 мг МНМ в 0,5 мл физиологического раствора (глубина введения ректального зонда ~8 см от
ануса). Через 3 дня после последней инстилляции МНМ (на 31-й день эксперимента) подопытных и 100 контрольных животных разделили на 3 группы в зависимости от схемы воздействия: 1) МНМ-контроль – 28 крыс; 2) МНМ + подсолнечное масло – 35 крыс; 3) МНМ + рыбий жир – 35 крыс; 4) интактный контроль – 30 крыс; 5) контроль с введением подсолнечного масла – 35 крыс; 6) контроль с введением рыбьего жира – 35 крыс.
Рыбий жир и подсолнечное масло вводили перорально зондом 5 дней в нед по 1 мл в течение 6 мес. Затем оставшихся к этому сроку крыс (в возрасте 10,5 мес) из всех групп забивали парами эфира. Всех павших и забитых животных подвергали полной аутопсии. Органы с опухолями или подозрениями на опухолевый рост фиксировали в 10 % формалине, а затем подвергали стандартной гистологической обработке с окраской гематокси-лин/эозином. Для статистического анализа использовали критерий χ-квадрат, точный метод Фишера и критерий t (Стьюдента).
Дизайн этих экспериментов согласован с этическим комитетом НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова (г. Санкт-Петербург).
Результаты исследования
В результате воздействия МНМ во всех трех группах еще до окончания опыта не менее половины животных (45,7–62,9 %) погибло, чаще всего от опухолей. В группах без воздействия МНМ у крыс, которым вводили рыбий жир или масло, не отмечалось видимых токсических эффектов, и гибель составила 6,7–11,4 %, в основном от интер-куррентных заболеваний (пневмония, энтероколит и др.).
Анализ использования модифицирующих факторов на канцерогенез, вызванный МНМ, показал, что на общую частоту опухолей у крыс они не влияют. Однако рыбий жир значимо снижал общую множественность опухолей – в 1,7 раза (таблица). Кроме того, он оказывал ингибирующий эффект на возникновение и развитие опухолей молочной железы, индуцированных МНМ. У крыс в группе МНМ + рыбий жир по сравнению с группой МНМ-контроль были значимо снижены как частота опухолей молочной железы (в 1,6 раза), так и их множественность (в 3,1 раза), а по сравнению с группой МНМ + масло значимо снижена только множественность опухолей (в 2,5 раза), тогда как применение подсолнечного масла не приводило к подобным изменениям (таблица).
Влияние рыбьего жира и масла на канцерогенез толстой кишки было не столь однозначным. Так, показатели частоты и множественности новообразований толстой кишки в группе МНМ + рыбий жир были примерно такими же, как и в группе МНМ-контроль (таблица). Однако по сравнению с таблица влияние рыбьего жира на канцерогенез, вызываемый МнМ у крыс
Группа животных |
Частота (число крыс с опухолями, %); количество опухолей (в скобках – аденокарциномы) и их множественность (коэффициент множественности) |
|||
Всего |
Молочная железаа |
Толстая кишкаб |
Прочиев |
|
МНМ-контроль (n=28) |
26 (92,9 %) 94 3,36 ± 0,43 |
19 (67,9 %) 47 (35) 1,68 ± 0,38 |
14 (50 %) 23 (14) 0,82 ± 0,24 |
17 (60,7 %) 24 0,86 ± 0,14 |
МНМ + подсолнечное масло (n=35) |
32 (91,4 %) 114 3,26 ± 0,33 |
19 (54,3 %) 47 (32) 1,34 ± 0,2 |
22 (62,9 %) 43 (25) 1,23 ± 0,18 |
18 (51,4 %) 24 0,69 ± 0,08 |
МНМ + рыбий жир (n=35) |
30 (85,7 %) 69 1,97 ± 0,29* ** |
15 (42,9 %)* 19 (12) 0,54 ± 0,12* ** |
17 (48,6 %) 27 (15) 0,77 ± 0,14** |
18 (51,4 %) 23 0,66 ± 0,12 |
группой МНМ + масло рыбий жир значимо снижал множественность опухолей толстой кишки – в 1,6 раза (p<0,05), тогда как снижение частоты этих новообразований оказалось недостоверным. Следует отметить, что как рыбий жир, так и подсолнечное масло практически не влияли на проявление канцерогенеза в других органах (таблица).
Обсуждение
Таким образом, рыбий жир на использованной модели индукции опухолей молочной железы и толстой кишки у самок крыс путем контактного воздействия МНМ на органы-мишени тормозил канцерогенез, но эти явления носили однозначный характер. Наибольший антиканцерогенный эффект рыбий жир проявил в отношении опухолей молочной железы и гораздо меньший – при новообразованиях толстой кишки, в последнем случае различия определялись только по сравнению с группой крыс, получавших МНМ + масло. Подсолнечное масло как вещество сравнения в целом не проявило статистически значимых антиканцерогенных свойств, и, наоборот, отмечалась явная тенденция к стимуляции развития опухолей толстой кишки.
Полученные результаты согласуются с большинством данных литературы, где индукция опухолей указанных локализаций производилась с помощью органотропных канцерогенов. Так, на крысах и мышах использование рыбьего жира или диеты с высоким содержанием омега-3-ПНЖК заметно ингибировало развитие опухолей молочной железы, вызванных 7,12-диметилбенз(а) антраценом [6, 10], а также тормозило развитие новообразований толстой кишки, индуцированных азоксиметаном [17]. В опытах с трансгенными мышами, характеризующимися высокой частотой опухолей молочной железы [12] или толстой кишки [14], при скармливании рыбьего жира или диет с омега-3-ПНЖК не всегда наблюдалось ингибирование канцерогенеза. В этой связи подчеркнем, что эффективность торможения канцерогенеза и, наоборот, стимуляция его могут зависеть от общей калорийности диеты, соотношения омега-6 ПНЖК/ омега-3 ПНЖК и других факторов, что было показано при анализе около сотни экспериментальных работ по раку молочной железы [9]. Для сравнения, омега-6 ПНЖК, как правило, стимулировали развитие опухолей [17].
Вызывание опухолей молочной железы и толстой кишки у одного и того же животного как
Список литературы Влияние рыбьего жира на развитие опухолей молочной железы и толстой кишки, вызываемых метилнитрозомочевиной в органах-мишенях у крыс
- Александров В.А., Беспалов В.Г. Химиопрофилактика рака у пожилых//Клиническая геронтология. 2003. Т. 9, № 8. С. 38-50.
- Сотникова Е.Н., Дракина Л.В., Исаев В.А., Ибрагимов В.Р., Бикбов Т.М., Лисянская И.Б., Соловьева Н.П., Александрова Л.М. Роль питания в профилактике и коррекции предопухолевых состояний в группах риска//Вопросы питания. 1993. № 4. С. 41-44.
- Anisimov V.N., Pliss G.B., Iogannsen M.G., Popovich I.G., Romanov K.P., Monachov A.S., Averyanova T.K. Spontaneous tumors in outbred LIO rats//J. Exp. Clin. Res. 1989. Vol. 8. P. 254-262.
- Bartsch H., Nair J., Owen R.W. Dietary polyunsaturated fatty acids and cancers of the breast and colorectum: emerging evidence for their role as risk modifiers//Carcinogenesis. 1999. Vol. 20 (2). P. 2209-2218.
- Berquin I.M., Edwards I.J., Chen Y.Q. Multi-targeted therapy of cancer by omega-3 fatty acids//Cancer Lett. 2008. Vol. 269 (2). P. 363-377 DOI: 10.1016/j.canlet.2008.03.044
- Cameron E., Bland J., Marcuson R. Divergent effects of Omega-6 and Omega-3 fatty acids on mammary tumor development in C3H/Heston mice treated with DMBA//Nutr. Res. 1989. Vol. 9. P. 383-393.
- Cave W.T., Cave W.T. Dietary n-3 (-3) polyunsaturated fatty acid effects on animal tumorigenesis//FASEB J. 1991. Vol. 5. P. 2160-2166.
- Caygill C.P., Hill M.J. Fish, n-3 fatty acids and human colorectal and breast cancer mortality//Eur. J. Cancer. 1995. Vol. 4 (4). P. 329-332.
- Fay M.P., Freedman L.S., Clifford C.K., Midthune D.N. Effect of different types and amounts of fat on the development of mammary tumors in rodents: a review//Cancer Res. 1997. Vol. 57 (18). P. 3979-3988.
- Karmali R.A., Donner A., Gobel S., Shimamura T.I. Effect of n-3 and n-6 fatty acids on 7,12-dimethylbenz(a)anthracene-induced mammary tumorigenesis//Anticancer Res. 1989. Vol. 9. P. 1161-1168.
- Lanier A.P., Bender T.R., Blot W.J., Fraumeni J.F.Jr., Hurlburt W.B. Cancer incidence in Alaska natives//Int. J. Cancer. 1976. Vol. 18. P. 409-412.
- Leslie M.A., Abdelmagid S.A., Perez K., Muller W.J., Ma D.W. Mammary tumour development is dose-dependently inhibited by n-3 polyunsaturated fatty acids in the MMTV-neu(ndl)-YD5 transgenic mouse model//Lipids Health Dis. 2014. Vol. 13. P. 96 DOI: 10.1186/1476-511-X-13-96
- MacLean C.H., Newberry S.J., Mojica W.A., Khanna P., Issa A.M., Suttorp M.J., Lim Y.W., Traina S.B., Hilton L., Garland R., Morton S.C. Effects of omega-3 fatty acids on cancer risk: a systematic review//JAMA. 2006. Vol. 295 (4). P. 403-415.
- Molin M., Berstad P., Benth J.S., Alexander J., Paulsen J.E., Almendingen K. Effect of different degrees of hydrogenated fish oil on intestinal carcinogenesis in Min/+ mice//Anticancer Res. 2013. Vol. 33 (2). P. 477-483.
- Nielsen N.H., Hansen J.P.H. Breast cancer in Greenland-selected epidemiological, clinical, and histological features//J. Cancer Res. Clin. Oncol. 1980. Vol. 98. P. 287-299.
- Nielsen N.H., Hansen J.P. Gastric and colorectal cancer in Greenland. Diagnostic basis and minimum incidence//Scand. J. Gastroent. 1979. Vol. 14. P. 697-703.
- Reddy B.S., Burill C., Rigotty J. Effect of diets high in omega-3 and omega-6 fatty acids on initiation and postinitiation stages of colon carcinogenesis//Cancer Res. 1991. Vol. 51. P. 487-491.
- Vargas A.J., Thompson P.A. Diet and nutrient factors in colorectal cancer risk//Nutr. Clin. Pract. 2012. Vol. 27 (5). Р. 613-623 DOI: 10.1177/0884533612454885
- Vinogradova I.A., Anisimov V.N., Bukalev A.V., Semenchenko A.V., Zabezhinski M.A. Circadian disruption induced by light-at-night accelerates AGING and promotes tumorigenesis in rats//AGING. 2009. Vol. 1 (10). P. 855-865.
- West N.J., Clark S.K., Phillips R.K., Hutchinson J.M., Leicester R.J., Belluzzi A., Hull M.A. Eicosapentaenoic acid reduces rectal polyp number and size in familial adenomatous polyposis//Gut. 2010. Vol. 59 (7). P. 918-925 DOI: 10.1136/gut.2009.200642
- Zheng J.S., Hu X.J., Zhao Y.M., Yang J., Li D. Intake of fish and marine n-3 polyunsaturated fatty acids and risk of breast cancer: metaanalysis of data from 21 independent prospective cohort studies//BMJ. 2013. Vol. 346. f. 3706 DOI: 10.1136/bmj.f3706