СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АНТИМУТАГЕННОГО ПРОДУКТА

Изобретение относится к области медицины и токсикологии, в частности, лечебно-профилактическому питанию населения в зонах экологического неблагополучия, и может быть использовано для снижения генотоксической нагрузки на клетки организма, вызываемой кадмием.

Известен способ антимутагенной защиты генома водным настоем клевера лугового в терапевтической дозе 0,002 г (сухого вещества) на 100 г массы тела.

Недостатком является использование дикорастущего растительного сырья местной флоры альпийских лугов (Чопикашвили Л.В. Цитогенетический эффект ацетата свинца и иодида кадмия в тест-системе Dr. melanogaster на фоне терапевтических доз диоксидина и цитостатического препарата циклофосфана и его коррекция настоем клевера лугового Trifolium pratense (местная флора альпийских лугов) / Л.В. Чопикашвили, Е.Г. Пухаева, Ф.Г. Тедеева и др. // Вестник МАНЭБ. - 2011. - Т. 16, №2 (доп. вып.) 34-39 с).

Известен способ антимутагенного воздействия на организм лекарственного препарата «Мелаксен» в дозах от 5,25·10^-7 мг до 21,0·10^-7 мг на 100 г живого веса, ежедневно в течение 3-7 дней перед сном на фоне кадмия Cd·10^-7 М (патент №2440135 от 20.01.2012).

Недостатком является то, что мелаксен - это химический аналог биогенного амина мелатонина, имеющий побочные действия, согласно инструкции, такие как утренняя сонливость, головная боль и др.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ получения антимутагенного фитококтейля, включающего корневую систему растений элеутерококка, солодки голой и родиолы розовой на 70%-ном спиртовом растворе и дополнительном введении 8-10%-ного спиртового раствора зеленой массы клевера лугового, при этом фитококтейль принимают по 40 капель в течение 15-16 дней ежедневно (патент №2381809 от 20.02.2010).

Недостатком известного способа является многокомпонентность используемого дорогостоящего растительного сырья, использование этилового спирта.

Задачей изобретения является получение антимутагенного студнеобразного продукта в виде мармелада на основе общедоступного растительного сырья, что позволяет осуществлять защиту генома широкого круга населения, включая детей.

Техническое решение достигается тем, что в способе получения антимутагенного продукта, включающем введение антимутагенных веществ растительного происхождения в заданных дозах, в отличие от прототипа используют студнеобразный продукт в виде мармелада из смеси соков ягод крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa L.) и клубней топинамбура (Helianthus tuberosus L.) в соотношении 1:1, в дозах от 4 до 6 г на 1 кг живого веса, ежедневно в течение 7 дней на фоне Cd·10^-7 Μ.

Богатый набор незаменимых аминокислот, высокое содержание инулина, пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₇, С, РР, каротин, холин), органических кислот (лимонная, яблочная, фумаровая, янтарная, хинная) делают топинамбур ценным сырьем для производства продуктов питания лечебно-профилактического назначения и чрезвычайно полезным для детей, вегетарианцев и людей пожилого возраста

Плоды крыжовника среди ягодных кустарников по количеству витаминов С, Р, В₁, Br, А, РР и микроэлементов K, Са, Mg, Ρ, Fe не уступают даже смородине. Крыжовник содержит гипотензивные и капилляроукрепляющие, противосклеротические Р-активные соединения (биофлавоноиды), обладающие антимутагенной активностью. В ягодах крыжовника в большом количестве содержится аскорбиновая и фолиевая кислоты, которые способствуют укреплению сосудов и усиливают кроветворную функцию. Поэтому сок ягод крыжовника широко используют при авитаминозах, анемии, кровоизлияниях и кожных заболеваниях.

За счет высокого содержания пектинов, которые относятся к классу пищевых антимутагенов, топинамбур и крыжовник обладают способностью связывать в кишечнике человека тяжелые металлы и радионуклиды, далее выводя их из организма. Основными свойствами пектиновых веществ, которые определяют области их применения в пищевой промышленности, являются студнеобразующая и комплексообразующая способность. Пектины в студнеобразном состоянии значительно устойчивее и разрушению не подвергаются. Поэтому соки ягод крыжовника и клубней топинамбура в модифицированном студнеобразном состоянии могут усиливать свой фитотерапевтический эффект.

Способ осуществляется следующим образом.

Ягоды крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa L.) и клубни топинамбура (Helianthus tuberosus L.) подвергают предварительной очистке и мойке, затем измельчаются и с помощью прессования получают раздельно диффузионный сок ягод и овощей. Перед купажированием соки концентрируют выпариваем до уменьшения объема в 2 раза, далее смешивают в соотношении 1:1 с последующим выпариванием в течение 3-4 часов на водяной бане до студнеобразования или содержания сухих веществ 68-70%. Полуфабрикат разливают по формам и охлаждают при комнатной температуре 10-12 часов. Полученный таким образом антимутагенный продукт в виде мармелада освобождают из форм и фасуют в полиэтиленовые пакеты.

Эффективность применения данного антимутагенного продукта была подтверждена серией экспериментов длительностью от 3 до 10 дней на фоне Cd·10⁷ M.

В экспериментах использовано 55 животных (крыс (Rattus) линии Wistar) в 11 точках эксперимента:

1. Негативный контроль - сухой брикетированный корм (7 суток).

2. Позитивный контроль - CdI₂ 10 мл/кг, из расчета на 1 кг веса тела животного, в концентрации 1·10^-7 Μ (3 суток).

3. Антимутагенный продукт 2-4 г/кг, из расчета на 1 кг веса тела животного (7 суток).

4. Антимутагенный продукт 2-4 г/кг, (7 суток) + CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток).

5. CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток) + Антимутагенный продукт 2-4 г/кг (7 суток).

6. Антимутагенный продукт 4-6 г/кг, из расчета на 1 кг веса тела животного (7 суток).

7. Антимутагенный продукт 4-6 г/кг, (7 суток) + CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток).

8. CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток) + Антимутагенный продукт 4-6 г/кг (7 суток).

9. Антимутагенный продукт 6-8 г/кг, из расчета на 1 кг веса тела животного (7 суток).

10. Антимутагенный продукт 6-8 г/кг, (7 суток) + CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток).

11. CdI₂ 10^-7 М 10 мл/кг (3 суток) + Антимутагенный продукт 6-8 г/кг (7 суток).

Для оценки эффективности предложенного способа получения антимутагенного продукта с помощью генетических методов исследования были изучены цитогенетические показатели в клетках костного мозга, легких, мочевого пузыря и толстого кишечника у млекопитающих (крыс линии Wistar). Были использованы такие методы цитогенетического анализа, как:

- метафазный анализ в клетках костного мозга млекопитающих (крыс (Rattus) линии Wistar);

- полиорганный микроядерный тест на органах желудочно-кишечного тракта, легких, мочеполовой системы (крыс (Rattus) линии Wistar).

Дана характеристика выраженной антимутагенной активности полученного продукта (мармелада), содержащего соки клубней топинамбура (Helianthus tuberosus L.) и ягод крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa L.), на индуцированный йодидом кадмия мутагенез по следующим показателям:

- уровень хромосомных аберраций (ХА) в клетках костного мозга;

- уровень аномалий ядра (АЯ) в клетках легких (учитывались пневмоциты I, II типа и альвеолярные макрофаги суммарно), и эпителия мочевого пузыря и толстого кишечника.

Пример 1.

Ягоды крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa L.) и клубни топинамбура (Helianthus tuberosus L.) подвергают предварительной очистке и мойке, затем измельчаются и с помощью прессования получают раздельно диффузионный сок ягод и овощей. Перед купажированием соки концентрируют выпариваем до уменьшения объема в 2 раза, далее смешивают в соотношении 1:1 с последующим выпариванием в течение 3-4 часов на водяной бане до студнеобразования или содержания сухих веществ 68-70%. Полуфабрикат разливают по формам и охлаждают при комнатной температуре 10-12 часов. Полученный таким образом антимутагенный продукт в виде мармелада освобождают из форм и фасуют в полиэтиленовые пакеты.

В данной серии экспериментов исследовали антимутагенный продукт на основе соков клубней топинамбура и ягод крыжовника 2-4 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного), на фоне негативного и позитивного контролей, в вариантах пред- и постобработки модельным мутагеном - йодидом кадмия. Анализ результатов эксперимента, представленных в таблице 1, показал, что кадмий проявляет мутагенные свойства, как в клетках костного мозга, так и в клетках легких, мочевого пузыря и толстой кишки. Количество хромосомных аберраций индуцированных йодидом кадмия (вариант 2) по сравнению с негативным контролем (вариант 1) увеличилось в 5 раз, а уровень аномалий ядра в клетках легких и мочевого пузыря возрос почти в 2 раза, толстого кишечника в 2,5 раза.

Показатели уровня хромосомных аберраций при применении антимутагенного продукта в дозе 2-4 г/кг (вариант 3) статистически приближены к негативному контролю (вариант 1), а на фоне позитивного контроля (вариант 2), снизились в 6 раз. В пред- и постобработке антимутагенным продуктом в дозе 2-4 г/кг на фоне кадмия (варианты 3 и 4) уровень хромосомных аберраций снизился до 2,8 и 3,4% соответственно по сравнению с позитивным контролем (вариант 2).

Уровень аномалий ядра клеток легких в позитивном контроле (вариант 2) составил 7,19%, в негативном контроле (вариант 1) 4,05 промилле, а применение антимутагенного продукта снизило показатель до 3,02%. Вариантах пред- и постобработки антимутагенным продуктом на фоне CdI₂ 10^-7 М уровень аномалий ядра снизился до 5,26 и 4,75 промилле.

Уровень аномалий ядра клеток мочевого пузыря в позитивном контроле (вариант 2) составил 8,62‰, в негативном контроле (вариант 1) составил 4,05 промилле. Применение антимутагенного продукта (вариант 3) снизило показатель уровня аномалий ядра в два раза на фоне спонтанного мутагенеза и в четыре раза на фоне индуцированного кадмием. В вариантах пред- и постобработки антимутагенным продуктом на фоне CdI₂ 10^-7 М уровень аномалий ядра снизился, соответственно, до 2,97 и 3,58 промилле.

Уровень аномалий ядра клеток толстой кишки в позитивном контроле (вариант 2) составил 4,75%, в негативном контроле (вариант 1) 1,86 промилле. Показатель уровня аномалий ядра при применении антимутагенного продукта (вариант 3) статистически приближен к негативному контролю (вариант 1) и в четыре раза меньше позитивного контроля (вариант 2). В вариантах пред- и постобработки антимутагенным продуктом на фоне CdI₂ 10^-7 М уровень аномалий ядра снизился до 1,77 и 2,97 промилле, соответственно.

Таким образом, антимутагенный продукт на основе соков клубней топинамбура и ягод крыжовника обладает модифицирующим эффектом, снижая кластогенное действие кадмия в клетках костного мозга, легких, мочевого пузыря и толстой кишки.

Пример 2.

Ягоды крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa L.) и клубни топинамбура (Helianthus tuberosus L.) подвергают предварительной очистке и мойке, затем измельчаются и с помощью прессования получают раздельно диффузионный сок ягод и овощей. Перед купажированием соки концентрируют выпариваем до уменьшения объема в 2 раза, далее смешивают в соотношении 1:1 с последующим выпариванием в течение 3-4 часов на водяной бане до студнеобразования или содержания сухих веществ 68-70%. Полуфабрикат разливают по формам и охлаждают при комнатной температуре 10-12 часов. Полученный таким образом антимутагенный продукт в виде мармелада освобождают из форм и фасуют в полиэтиленовые пакеты.

В данной серии экспериментов исследовали антимутагенный продукт на основе соков клубней топинамбура и ягод крыжовника 4-6 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного), на фоне негативного и позитивного контролей, в вариантах пред- и постобработки модельным мутагеном - йодидом кадмия.

Анализ результатов эксперимента, представленных в таблице 1, показал, что антимутагенный эффект в вариантах 6, 7, 8 выше чем в вариантах 3. 4, 5. Так, положительный модифицирующий эффект проявляет антимутагенный продукт в дозе 4-6 г/кг (варианты 6) на фоне негативного контроля (вариант 1), снижая в 3 раза уровень хромосомных аберраций спонтанного мутагенеза. Уровень аномалий ядра мочевого пузыря и толстой кишки статистически приближен к показателю негативного контроля (вариант 1). Модифицирующий эффект проявляет антимутагенный продукт (варианты 3) на фоне негативного контроля (вариант 1), снижая уровень аномалий ядра в клетках легких в 2 раза.

В вариантах пред- и постобработки антимутагенным продуктом на фоне йодида кадмия (вариант 7 и 8) ярко выражен антимутагенный эффект в клетках костного мозга - снижен в 4 раза уровень хромосомных аберраций, а уровень аномалий ядра в клетках легких и мочевого пузыря снижен в 3 раза, толстой кишки в 2,6 раза по сравнению с позитивным контролем (вариант 2).

Таким образом, наиболее высокий модифицирующий эффект антимутагенный продукт проявил в дозе 4-6 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) не только на фоне позитивного контроля в вариантах пред- и постобработки, но и на фоне спонтанного мутагенеза

Пример 3.

Ягоды крыжовника обыкновенного (Ribes uva-crispa Ζ.) и клубни топинамбура (Helianthus tuberosus L.) подвергают предварительной очистке и мойке, затем измельчаются и с помощью прессования получают раздельно диффузионный сок ягод и овощей. Перед купажированием соки концентрируют выпариваем до уменьшения объема в 2 раза, далее смешивают в соотношении 1:1 с последующим выпариванием в течение 3-4 часов на водяной бане до студнеобразования или содержания сухих веществ 68-70%. Полуфабрикат разливают по формам и охлаждают при комнатной температуре 10-12 часов. Полученный таким образом антимутагенный продукт в виде мармелада освобождают из форм и фасуют в полиэтиленовые пакеты.

В данной серии экспериментов исследовали антимутагенный продукт на основе соков клубней топинамбура и ягод крыжовника 6-8 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного), на фоне негативного и позитивного контролей, в вариантах пред- и постобработки модельным мутагеном - йодидом кадмия Анализ результатов эксперимента, представленных в таблице 1, показал, что показатели уровня как хромосомных аберраций, так и аномалий ядра вариантов 9, 10, 11 статистически приближены к показателям вариантов 6, 7, 8.

Таким образом, применение антимутагенного продукта в дозе 6-8 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) физиологически не целесообразно и экономически не выгодно.

Анализ эксперимента свидетельствует, что

1. Антимутагенный продукт на основе соков из клубней топинамбура и ягод крыжовника обладает положительным модифицирующим эффектом, снижая кластогенное действие кадмия в клетках костного мозга, легких, мочевого пузыря и толстой кишки.

2. Высокую антимутагенную активность соки из клубней топинамбура и ягод крыжовника в студнеобразном состоянии (мармелад) проявляют в дозе 4-6 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного).

3. Целесообразно и экономически выгодно рекомендовать антимутагенный продукт в дозе 4-6 г/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) для рекреации генотипа организма при загрязнении тяжелыми металлами на примере кадмия.