ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ АЛИМЕНТАРНОЙ КОРРЕКЦИИ СЕЛЕНДЕФИЦИТНЫХ СОСТОЯНИЙ НАСЕЛЕНИЯ

Одна из наиболее актуальных в настоящее время проблем питания -- дефицит веществ-антиоксидантов, которые защищают клетки организма от воздействия негативных факторов различной этиологии и продлевают его «молодость», работоспособность и резистентность к заболеваниям. Одним из ключевых микроэлементов в обеспечении нормальной функции ферментативной антиоксидантной системы организма является селен. Этот химический элемент требует серьезного внимания при формировании рационов питания и профилактике ряда заболеваний. К ним относятся онкологические болезни различной этиологии, сердечно-сосудистые, а также, возможно, и сахарный диабет (И.В. Гмошинский, В.К. Мазо, 1999). Селен - биологически активный микроэлемент, входящий в состав ряда гормонов и ферментов и связанный таким образом с деятельностью всех органов, тканей и систем. Однако он является антиоксидантом непрямого действия, а некоторые из его соединений, особенно при передозировке, могут проявлять прооксидантное действие [1].

Еще одной проблемой в дозированном обогащении продуктов питания усвояемыми формами селена является малый интервал между уровнем физиологической потребности (55 мкг/сутки для женщин и 70 мкг/сутки для мужчин) и верхним допустимым уровнем потребления - 300мкг/сутки [2].

Результаты исследований в области современных лечебных и профилактических технологий с применением ПД И БАД показывают [3], что в настоящее время эволюция селенсодержащих препаратов включает четыре поколения (табл. 1).

Таблица 1

Классификация селеносодержащих препаратов

(О.А. Громова, Л.С. Намазова, 2003г.)

Источником селена (Se) в повседневном питании человека являются различные продукты животного и растительного происхождения. Весь этот Se находится в органической форме, причем в животных продуктах преобладает селеноцистеин (Se-Cys), а в растительных - селенометионин (Se-Met).

Снабжение организма селеном первого поколения может осуществляться в виде неорганических солей: селенита или селената натрия (Na2SeO3), который всасывается в кишечник путем пассивной диффузии. Соединения неорганического селена токсичны ввиду возможностей утилизации их главного токсического метаболита - селеноводорода (аниона гидроселенида). Кроме того, селенит натрия является окислителем и, обладая низкой биодоступностью (20-30 %), все реже применяется в медицинской практике, так и в животноводстве.

Последние 20 лет прогрессивные фармакологические компании активно переходят на второе поколение элементорганических препаратов, в которых микроэлементы содержатся в виде органических солей. Примером является диметилдипиразолилселенид (производитель - ООО «Селекор», г. Москва), который официально разрешен в качестве БАД, в 2003 г. - в качестве кормовой добавки (Свидетельство о государственной регистрации № 77.99.23.3.У.2435.3.06 от 22.03.2006 г.).

Изучаются и более перспективные фармакофоры, где микроэлементы непосредственно входят в состав ферментов, находятся в биокординационных связях с нейропептидами (селен-метионин, селен-цистеин) [2]. При этом для получения сельскохозяйственного сырья, содержащего данные формы селена, необходимы прежде всего сведения о естественном фоне данного элемента в почве.

Имеющиеся в литературе результаты исследований с применением спектрофлуориметрического метода [4, с.189] показывают, что в почвенно-растительном комплексе различных ландшафтов Sе распределен дискретно. В условиях засушливых биогеоценозов миграция Sе в растения из почв, наряду с другими элементами, более выражена по сравнению с природными комплексами Нечерноземной зоны России [5].

В пределах Европейской части Нечерноземья наблюдается алиментарный дефицит Sе, несмотря на нормальное его содержание в породах и почвах. Это явление, вероятно, обусловлено слабой ассимиляцией его растениями, произрастающими на подзолистых и торфяных почвах. По данным Л.С. Щелкунова, М.С. Дудкина, коэффициент биологического поглощения селена в системе: растение -- почва для этого региона, как правило, не превышает 0,2. В то же время аккумулятивная способность растений довольно высока в Центральном Черноземье (0,6-0,8). В связи с этим перспективным подходом для данного региона является выращивание растений с высокой способностью аккумулировать селен с последующим использованием в сквозных агропищевых технологиях продуктов питания.

Предпочтительнее коррекцию селенового статуса населения проводить на уровне биосинтетических процессов в растительных и животных организмах, как объектах индустриального производства пищи. Учеными Поволжского НИИ производства и переработки мясомолочной продукции РАСХН под руководством академика И.Ф. Горлова проведены системные исследования по повышению продуктивности животных и обеспечению заданного состава животноводческой продукции на основе новых подходов к вопросам селекции, технологи и кормления сельскохозяйственных животных [6, с.9]. В частности, разработаны технологии получения таких обогащенных селеном продуктов, как мясо, молоко кобыл и коров. Разработаны и используются комплексные подкормки для решения проблемы селенодефицита животных с учетом его вида и физиологического состояния. Широкое распространение получили разработки по использованию цеолитов в сельском хозяйстве. Уникальные свойства этих минералов - поглощающая способность и молекулярно-ситовый эффект, невысокая стоимость и безвредность для здоровья обусловили их применение как носителей селена (ДАФС-25). Эффективным и безопасным методом повышения содержания селена в продуктах питания является его введение в рационы животных. Использование селенсодержащих препаратов дало возможность создать ряд кормовых добавок: ДАФС с метионином, с лактулозой, селенопиран с лактулозой, ДАФС с тыквенным жмыхом, ДАФС с нутом [6, с.11].

Обобщив все выше сказанное, следует уделять внимание препаратам селена третьего и четвертого поколения, внедрять технологии по производству продуктов, обогащенных селеном, в условиях биосинтеза или через пищевые цепи, осваивать концепции развития мясного и молочного скотоводства России. На базе аграрных университетов необходимо внедрение новых технологий выращивания растений, используя селеновые удобрения (соли селенатов и селенитов с цеолитами).

Другим подходом в решении обозначенной проблемы является использование биополимеров углеводной и белковой природы, выполняющих функции пищевых веществ в рационах, в качестве носителей данного элемента. При этом может быть обеспечен полифункциональный характер позитивного воздействия на экосистему человека при употреблении в пищу продуктов питания, обогащенных такого рода добавками - (ПВ + Se) [5; 7,с.456].

Анализ и обобщение результатов исследований позволяют выделить среди растительного и животного сырья группы препаратов с высокой, средней и низкой адсорбционной способностью. Наиболее эффективно адсорбировали селен два продукта: люцерна и жома стахиса - 2 мкг Sе/г пищевого волокна (ПВ), а также продукты биомодификации жилок и сухожилий крупного рогатого скота (1 мкг Se/г ПВ). Ко второй группе сорбентов отнесены ПВ жома сахарной свеклы, пшеничных отрубей, жмыха амаранта, тритикале и жмыха виноградных семян (0,5-0,9 мкг Sе/гПВ). К третьей группе препаратов с низкой адсорбционной способностью (менее 0,3 мкг Se/г ПВ) принадлежат ПВ кукурузной мезги, клевера, опилок сосны, подсолнечного шрота и др. [5, с.2].

Нами проведены эксперименты по иммобилизации селена на коллагеновые носители (продукты биомодификации жилок и сухожилий крупного рогатого скота ферментным препаратом «Коллагеназа пищевая», производитель - ЗАО «Биопрогресс», г. Щелково Московской обл.). Использовали два источника селена: неорганический - селенит натрия и органический - диметилдипиразолилселенид (ДДС). Оценка антиоксидантной способности источников селена по методу [8] показала, что раствор ДДС имеет в 5 раз большую антиоксидантную активность, чем раствор селенита натрия. Для продуктов иммобилизации препаратов селена на коллагеновом носителе сохранялась та же тенденция, однако превышение уровня антиоксидантной активности препарата с ДДС составляло 2 раза. Причем в растворах после обработки ими коллагена произошло увеличение антиоксидантной активности. Это может быть вызвано воздействием на растворы функциональных групп вносимого белка, а также щелочной средой (рН = 9), при которой производится обработка селенсодержащими растворами.

Оценку безвредности и биологической активности источников селена проводили с помощью экспресс-биотеста. В качестве тест-объекта был использован свободноживущий легко культивируемый одноклеточный организм Paramecia caudatum (В.С. Бузлама и др., 1997). Экспресс-биотест достаточно чувствительно реагирует на активные вещества, содержащиеся в испытуемых объектах, и отражает их отношение к жизнеспособности организма. Получены аналогичные результаты для исходных препаратов селена (табл. 2) и продуктов их иммобилизации на коллагеновых белках.

Таблица 2

Показатели биологической активности препаратов селена

на культуре P. caudatum

* ИН - индифферентность, БА - биоактивность, БЦ-50 - погибло 50 ± 10% клеток; БЦ-100 - погибло 100±10% клеток.

** ПИ - 1±0,1 объект биологически не активен; ПИ - больше 1±0,1 объект стимулирует размножение; ПИ - меньше 1±0,1 объект угнетает размножение клеток.

*** ИБА - 1±0,1 - объект биологически не активен; ИБА меньше 1±0,1 - объект снижает жизнеспособность клеток; ИБА больше 1±0,1 - объект повышает жизнеспособность клеток.

Результаты проведенных исследований показывают, что в пробах неорганического соединения селена обнаруживается определенное агрессивное воздействие на тест-культуру, в то время как биомодифицированный коллагеновый носитель с иммобилизованным ДДС незначительно стимулирует размножение и повышает жизнеспособность клеток. Это служит аргументом в пользу заключения, что коллагеновую добавку с иммобилизованным ДДС безопасно и перспективно использовать в пищевой промышленности.

Литература:

1. Гмошинский И.В.,. Селен в питании: Краткий обзор. [Текст] / И.В. Гмошинский, В.К Мазо // Medicina Altera.-1999.-№ 4.-С. 18-22.

2. МР 2.3.1.2432 -08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ. Методические рекомендации. - Введ. 2008-12-18. - 39 с.

3. Громова О.А., Намазова Л.С.Неорганические вещества [Электронный ресурс]: Витамины и минералы в современной клинической медицине. Возможности лечебных и профилактических технологий.- 2003 / - Режим доступа http://ovenmed.narod.ru/ZNF/Neorganika.pdf - Заглавие с экрана.

4. Alfthan G. Micromethod for the determination of selenium in the tissues a biological fluidsa by single-teste-tube fluorimetric // Anal. Chim. Acta. --1984. --V. 165. --P. 187-194.

5. Щелкунов Л.Ф. Микроэлемент селен -- токсикант или антитоксикант? [Электронный ресурс]/ Л.Ф. Щелкунов, М.С. Дудкин// Проблемы токсикологии.-2002.-№1 - Режим доступа: http://www.medved.kiev.ua/arhiv_mg/st_2002/02_1_3.htm - Заглавие с экрана.

6. Горлов И.Ф. Создание системных технологий производства продукции животноводства [Текст] / И.Ф.Горлов // Вестник мясного скотоводства. - 2010 -- Т. 1. № 63. - С. 9-15.

7. Глотова И.А. К вопросу защиты биосистем путем разработки пищевых добавок с использованием компьютерного моделирования нанообъектов [Текст] / И.А. Глотова, Ю.В. Болтыхов, И.В. Вторушина// Информация и безопасность. - 2008. - № 3. - С. 455-458.

8. Патент 2282851 Российская Федерация. МПК7 G01N33/02. Способ определения суммарной антиоксидантной активности [Текст] / Т. Г. Цюпко, З. А. Темердашев, О. Б. Воронова, Н. В. Храпко - № 2004138188/13; заявл. 27.12.2004; опубл. 27. 08. 2006, Бюл. № 24.

Научный руководитель: д.т.н. Глотова Ирина Анатольевна