Скачать статью

DOI 10.23648/UMBJ.2018.32.22700

УДК 519.443:[613.648.4+613.37

ВЛИЯНИЕ 60-ДНЕВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ БЕНЗОАТА НАТРИЯ И ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА УЛЬТРАСТРУКТУРУ КОСТНОГО МИНЕРАЛА НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ КРЫС

И.Г. Степаненко¹, В.И. Лузин¹, В.Н. Морозов², Е.Н. Морозова²

1 ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки», г. Луганск, Украина;

2 ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород, Россия

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Цель исследования – изучить ультраструктуру костного минерала ветви нижней челюсти крыс после 60-дневного введения бензоата натрия и воздействия ионизирующего излучения как в качестве отдельных факторов эксперимента, так и в комбинации, а также установить возможность применения облепихового масла как потенциального корректора.

Материалы и методы. Обследовано 240 белых половозрелых крыс-самцов, распределенных на 8 групп: 1-я группа – контрольные животные; 2-я – животные, получавшие внутрижелудочно бензоат натрия 60 дней; 3-я – крысы, получавшие воздействие ионизирующего излучения в суммарной дозе 4 Гр, 4-я – животные, подвергающиеся воздействию обоих факторов эксперимента; 5-я – крысы, получавшие облепиховое масло в дозе 300 мг/сут/кг массы тела, 6–8-я группы – животные, которым на фоне изолированного и комбинированного воздействия данных факторов эксперимента вводилось облепиховое масло в дозе 300 мг/сут/кг массы тела. Ультраструктуру костного минерала нижней челюсти изучали методом рентгеноструктурного анализа.

Результаты. В 2-й группе выявлено увеличение размеров элементарных ячеек вдоль осей а и с на 0,11, 0,11, 0,10 и 0,14, 0,16, 0,14 % соответственно, размеров кристаллитов – на 3,56, 3,50 и 4,02 % с 1-х по 15-е сут периода реадаптации и уменьшение коэффициента микротекстурирования на 4,74, 4,81, 4,28 и 3,84 % с 1-х по 30-е сут, что указывает на признаки дестабилизации кристаллической решетки костного минерала. В 3-й и 4-й группах аналогичная динамика изменений размеров элементарных ячеек, кристаллитов и коэффициента микротекстурирования костного минерала сохранялась, однако амплитуда изменений показателей была выше, и они сохранялись длительнее в ходе периода реадаптации. Это указывает на более грубые нарушения структуры кристаллической решетки биоминерала. Использование в качестве корректора облепихового масла сопровождалось уменьшением неблагоприятного влияния условий эксперимента на исследуемые параметры ультраструктуры костного минерала ветви нижней челюсти. Восстановление кристаллической решетки биоминерала происходило быстрее в течение всего периода реадаптации, особенно с 7-х по 30-е сут, что в первую очередь было связано с повышением степени упорядоченности кристаллической решетки.

Ключевые слова: крыса, бензоат натрия, ионизирующее излучение, облепиховое масло, нижняя челюсть, костный минерал, ультраструктура

Литература

1. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: энциклопедия. СПб.: ГИОРД; 2004. 808.

2. Linke B.G.O., Casagrande T.A.C., Cardoso L.A.C. Food additives and their health effects: A review on preservative sodium benzoate. African Journal of Biotechnology. 2018; 17 (10): 306–310.

3. Ikarashi Y., Uchino T., Nishimura T. Analysis of preservatives used in cosmetic products: salicylic acid, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, phenoxyethanol, and parabens. Kokuritsu Iyakuhin Shokuhin Eisei Kenkyusho Hokoku. 2010; 128: 85–90.

4. Мартов В.Ю., Окороков А.Н. Лекарственные средства в практике врача. 2-е изд. М.: Медицинская литература; 2010. 1008.

5. Shahmohammadi M., Javadi M., Nassiri-Asl M. An Overview on the Effects of Sodium Benzoate as a Preservative in Food Products. Biotechnology and Health Sciences. 2016; 3 (3): e35084.

6. Pongsavee M. Effect of Sodium Benzoate Preservative on Micronucleus Induction, Chromosome Break, and Ala40Thr Superoxide Dismutase Gene Mutation in Lymphocytes. BioMed. Research International. 2015: 1–5.

7. Khoshnoud M.J., Siavashpour A., Bakhshizadeh M., Rashedinia M. Effects of sodium benzoate, a commonly used food preservative, on learning, memory, and oxidative stress in brain of mice. J. Biochem. Mol. Toxicol. 2018; 32: e22022.

8. Afshar M., Moallem S.A., Taheri M.H., Shahsavan M., Sukhtanloo F., Salehi F. Effect of long term consumption of sodium benzoat before and during pregnancy on growth indexes of fetal balb/c mice. Mod. Care J. 2013; 9 (3): 173–180.

9. Saatci C., Erdem Y., Bayramov R., Akalın H., Tascioglu N., Ozkul Y. Effect of sodium benzoate on DNA breakage, micronucleus formation and mitotic index in peripheral blood of pregnant rats and their newborns. Biotechnology and biotechnological equipment. 2016; 30 (6): 1179–1183.

10. Monanu M.O., Uwakwe A.A., Onwubiko D. In vitro effects of sodium benzoate on the activities of aspartate and alanine amino transferases, and alkaline phosphatase from human erythrocytes of different genotypes. Biokemistri. 2005; 17 (1): 33–38.

11. Piper J.D., Piper P.W. Benzoate and Sorbate Salts: A Systematic Review of the Potential Hazards of These Invaluable Preservatives and the Expanding Spectrum of Clinical Uses for Sodium Benzoate. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017; 16 (5).

12. International Programme on Chemical Safety. Concise international chemical assessment document № 26. Benzoic acid and sodium benzoate. Geneva; 2000.

13. Little M.P. Risks associated with ionizing radiation: Environmental pollution and health. British Medical Bulletin. 2003; 68 (1): 259–275.

14. Лузин В.И., Морозов В.Н. Современные представления о морфофункциональной организации нижней челюсти крыс. Український морфологічний альманах. 2011; 9 (4): 161–166.

15. Рыболовлев Ю.Р., Рыболовлев Р.С. Дозирование веществ для млекопитающих по константе биологической активности. Доклады АН СССР. 1979; 247 (6): 1513–1516.

16. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose: Council of Europe 18.03.1986. Strasbourg; 1986. 52.

17. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Индицирование рентгенограмм: справочное руководство. М.: Наука; 1981. 496.

18. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. М.: Госгеолтехиздат; 1957. 868.

19. Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Exсel. Киев: Морион; 2000. 320.

20. Трухачева Н.В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2012. 379.

21. Justel A., Pena D., Zamar R. A multivariate Kolmogorov-Smirnov test of goodness of fit. Statistics and probability letters. 1997; 35 (3): 251–259.

22. Лузин В.И., Кочубей А.А. Возрастные особенности ультраструктуры биоминералов нижней челюсти белых крыс в условиях тимэктомии. Український морфологічний альманах. 2011; 9 (3): 168–170.

23. Горемыкина Н.В., Верещагин А.Л., Кошелев Ю.А. Свойства облепихового масла, полученного ферментативным гидролизом. Ползуновский вестник. 2013; 1: 248–249.

24. Изтлеуов М.К., Изтлеуов Е.М., Исмаилова И.В. Влияние облепихового масла и липоевой кислоты на морфофункциональные показатели репродуктивной системы крыс самцов при хром-индуцированном микроэлементозе. Астраханский медицинский журнал. 2012; 7 (4): 124–126.

25. Olas B., Skalski B., Ulanowska K. The Anticancer Activity of Sea Buckthorn (Elaeagnus rhamnoides (L.) A. Nelson). Frontiers in Pharmacology. 2018; 9: art. 232.

26. Olas B. The beneficial health aspects of sea buckthorn (Elaeagnus rhamnoides (L.) A. Nelson) oil. Journal of Ethnopharmacology. 2018; 213: 183–190.

27. Zielińska A., Nowak I. Abundance of active ingredients in sea-buckthorn oil. Lipids Health Dis. 2017; 16 (1): 95.

28. Zeb A., Ullah S. Sea buckthorn seed oil protects against the oxidative stress produced by thermally oxidized lipids. Food Chem. 2015; 186: 6–12.

Download article

DOI 10.23648/UMBJ.2018.32.22700

EFFECT OF 60-DAY SODIUM BENZOATE AND IONIZING RADIATION ON ULTRASTRUCTURE OF MANDIBULAR BONE MINERAL IN RAT

I.G. Stepanenko¹, V.I. Luzin¹, V.N. Morozov², E.N. Morozova²

1 Lugansk State Medical University named after St. Luka, Lugansk, Ukraine;

2 National Research University "Belgorod State University", Belgorod, Russia

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

The aim of the paper was to study the ultrastructure of the mandibular bone mineral in rats after 60 days of sodium benzoate injection and ionizing radiation, both as individual experimental factors and in combination, and also to examine the effects sea-buckthorn oil as a potential corrector.

Materials and Methods. The authors examined 240 white adult male rats, which were divided into 8 groups: Group 1 – control animals; Group 2 – animals exposed to intragastric sodium benzoate (60 days); Group 3 – rats exposed to ionizing radiation (total dose 4 Gy), Group 4 – animals exposed to both experimental factors; Group 5 – rats treated with sea buckthorn oil (300 mg/day/kg); Groups 6–8 – animals who received sea buckthorn oil (300 mg/day/kg) on the background of isolated and combined experimental effects. The ultrastructure of the mandibular bone mineral was studied by X-ray diffraction method.

Results. In Group 2, the authors revealed an increase in the size of the unit cells along the axes a and c by 0.11, 0.11, 0.10 and 0.14, 0.16, 0.14 %, respectively, an increase of crystallite sizes by 3.56, 3.50 and 4.02 % (1–15 days of the readaptation period) and a decrease in the microtexturing coefficient by 4.74, 4.81, 4.28 and 3.84 % (1–30 days). These factors indicate destabilization of bone mineral crystal lattice. Groups 3 and 4 revealed the same dynamics of changes in unit cell size, crystallites, and microtexturing coefficient of the bone mineral. However, the amplitude of indicator changes was higher, and the effect was longer during the readaptation period. This indicates stronger structural damage of the biomineral crystal lattice. The use of sea buckthorn oil as a corrector resulted in decrease of adverse experimental effects on the ultrastructure of mandibular bone mineral. The recovery of the biomineral crystal lattice was faster during the entire period of readaptation, especially during 7–30 days, which was primarily associated with an increase in the order of the crystal lattice.

Keywords: rat, sodium benzoate, ionizing radiation, sea buckthorn oil, mandible, bone mineral, ultrastructure.

References

1. Sarafanova L.A. Pishchevye dobavki: entsiklopediya [Food supplements: Encyclopedia]. St. Petersburg: GIORD; 2004. 808 (in Russian).

2. Linke B.G.O., Casagrande T.A.C., Cardoso L.A.C. Food additives and their health effects: A review on preservative sodium benzoate. African Journal of Biotechnology. 2018; 17 (10): 306–310.

4. Martov V.Yu., Okorokov A.N. Lekarstvennye sredstva v praktike vracha [Pharmaceuticals in doctor’s practice]. 2-e izd. Moscow: Meditsinskaya literatura; 2010. 1008 (in Russian).

5. Shahmohammadi M., Javadi M., Nassiri-Asl M. An Overview on the Effects of Sodium Benzoate as a Preservative in Food Products. Biotechnology and Health Sciences. 2016; 3 (3): e35084.

12. International Programme on Chemical Safety. Concise international chemical assessment document № 26. Benzoic acid and sodium benzoate. Geneva; 2000.

13. Little M.P. Risks associated with ionizing radiation: Environmental pollution and health. British Medical Bulletin. 2003; 68 (1): 259–275.

14. Luzin V.I., Morozov V.N. Sovremennye predstavleniya o morfofunktsional'noy organizatsii nizhney chelyusti krys [Modern ideas about the morphofunctional organization of the rats’ mandible]. Ukraїns'kiy morfologіchniy al'manakh. 2011; 9 (4): 161–166 (in Russian).

15. Rybolovlev Yu.R., Rybolovlev R.S. Dozirovanie veshchestv dlya mlekopitayushchikh po konstante biologicheskoy aktivnosti [Substances dosing for mammals according to the biological activity constant]. Doklady AN SSSR. 1979; 247 (6): 1513–1516 (in Russian).

16. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose: Council of Europe 18.03.1986. Strasbourg; 1986. 52.

17. Mirkin L.I. Rentgenostrukturnyy analiz. Inditsirovanie rentgenogramm: spravochnoe rukovodstvo [X-ray analysis. Radiograph Indication: Reference Guide]. Moscow: Nauka; 1981. 496 (in Russian).

18. Mikheev V.I. Rentgenometricheskiy opredelitel' mineralov [X-ray mineral determinant]. Moscow: Gosgeoltekhizdat; 1957. 868 (in Russian).

19. Lapach S.N., Chubenko A.V., Babich P.N. Statisticheskie metody v medikobiologicheskikh isledovaniyakh s ispol'zovaniem Exsel [Statistical methods in biomedical research using Exсel]. Kiev: Morion; 2000. 320 (in Russian).

20. Trukhacheva N.V. Matematicheskaya statistika v mediko-biologicheskikh issledovaniyakh s primeneniem paketa Statistica [Mathematical statistics in biomedical research using Statistica software]. Moscow: GEOTAR-Media; 2012. 379 (in Russian).

21. Justel A., Pena D., Zamar R. A multivariate Kolmogorov-Smirnov test of goodness of fit. Statistics and probability letters. 1997; 35 (3): 251–259.

22. Luzin V.I., Kochubey A.A. Vozrastnye osobennosti ul'trastruktury biomineralov nizhney chelyusti belykh krys v usloviyakh timektomii [Age-specific ultrastructure of mandibular bio-minerals in white rats under thymectomy]. Ukraїns'kiy morfologіchniy al'manakh. 2011; 9 (3): 168–170 (in Russian).

23. Goremykina N.V., Vereshchagin A.L., Koshelev Yu.A. Svoystva oblepikhovogo masla, poluchennogo fermentativnym gidrolizom [Qualities of sea buckthorn oil obtained by enzymatic hydrolysis]. Polzunovskiy vestnik. 2013; 1: 248–249 (in Russian).

24. Iztleuov M.K., Iztleuov E.M., Ismailova I.V. Vliyanie oblepikhovogo masla i lipoevoy kisloty na morfofunktsional'nye pokazateli reproduktivnoy sistemy krys samtsov pri khrom-indutsirovannom mikroelementoze [Influence of sea buckthorn oil and lipoic acid on morphofunctional indicators of reproductive system of male rats with chromium-induced microelementosis]. Astrakhanskiy meditsin-
skiy zhurnal. 2012; 7 (4): 124–126 (in Russian).