Исследование токсического и генотоксических эффектов синтетических пищевых красителей методом Allium test (стр. 2 из 2)
Рис. 1. Нарушение ахроматинного веретена на стадии метафазы после воздействия красителями Зеленый S и Бриллиантовый Голубой FCF (а - норма, б - патология)
Данные по средней длине корешков, значению митотического и фазных индексов в контроле и при различных концентрациях экстракта H. sosnowskyi
Таблица 1
| Вариант опыта | Ср. длина, мм | MI, % | ПИ, % | МИ, % | АИ, % | ТИ, % |
| Контроль | ||||||
| Контроль | 26,9±0,5 | 10,6±0,4 | 65,8±2,3 | 19,8±1,6 | 9,8±1,8 | 10,7±0,5 |
| Сахароза | 28,1±1,1 | 11,3±0,3 | 63,5±2,2 | 16,9±1,3 | 9,5±0,7 | 10,1±1,3 |
| Концентрация драже 0,2 % | ||||||
| Оранжевый | *17,5±0,5 | *9,2±0,8 | 60,5±1,6 | *28,8±2,9 | 12,6±0,8 | 15,6±1,4 |
| Желтый | *17,9±0,3 | *7,6±0,3 | *57,8±1,5 | *29,1±1,9 | 14,8±1,7 | *13,1±1,1 |
| Красный | *19,9±0,8 | 10,4±0,4 | 65,1±1,4 | 22,9±1,2 | 10,0±1,6 | 12,0±0,8 |
| Зеленый | *13,6±0,6 | *7,7±0,7 | *44,0±3,5 | *42,7±3,2 | 13,9±1,5 | *13,3±0,6 |
| Белый | *18,3±0,9 | *7,0±0,4 | *57,9±2,7 | *31,1±2,7 | 11,6±0,9 | 11,0±1,5 |
| Синий | *13,3±0,7 | *5,9±0,3 | *58,2±2,4 | *30,9±2,0 | 10,7±1,4 | 10,8±1,6 |
| Концентрация драже 1 % | ||||||
| Оранжевый | *10,8±0,7 | *6,3±0,8 | *53,4±2,5 | *28,5±2,7 | 15,2±2,6 | *18,1±2,7 |
| Желтый | *16,4±0,1 | *6,2±0,6 | *58,2±3,3 | *28,9±2,3 | 17,1±3,5 | 12,9±2,4 |
| Красный | *11,6±0,6 | *5,3±0,2 | 57,7±3,1 | 21,8±2,0 | *18,6±2,4 | *20,6±2,2 |
| Зеленый | *9,2±0,4 | *5,2±0,5 | *43,9±2,8 | *48,3±4,4 | 11,9±1,6 | 7,8±2,1 |
| Белый | *7,7±0,7 | *3,9±0,4 | *50,1±1,1 | *25,2±0,6 | *12,5±0,1 | *15,3±1,4 |
| Синий | *5,9±0,1 | *2,0±0,3 | *29,5±1,3 | *50,4±3,6 | 10,4±0,6 | 12,4±3,0 |
Мутагеный эффект пищевых красителей
При концентрации пищевых красителей 1 % во всех опытных вариантах зарегистрировано достоверное увеличение частоты хромосомных аберраций и отставаний по сравнению с контрольным уровнем (табл. 2). При концентрации 0,2 % достоверного увеличения частоты хромосомных аберраций и отставаний не отмечается только в варианте с красным красителем. Среди всех шести опытных вариантов с красителями наи-
более резко выделялись мутагенной активно- леный S, E142), желтого (Тартразин, E102) и сине- стью при любых концентрациях три варианта, го цвета (Бриллиантовый Голубой FCF, E133). в которых использовалось драже зеленого (Зе-
Таблица 2
Данные по частоте хромосомных аберраций и отставаний (Еотс.+ХА, %) и уровням мутагенного эффекта
| Вариант опыта | Еотс.+ХА,% | ВМЭ, балл | Уровень МЭ |
| Контроль | |||
| контроль | 0,7±0,3 | ||
| сахароза | 0,7±0,1* | 1 | © отсутствие |
| Концентрация драже 0,2 % | |||
| Оранжевый | 2,6±0,6* | 4 | © слабый |
| Желтый | 4,6±0,5* | 7 | © средний |
| Красный | 1,1±0,2 | 2 | © отсутствие |
| Зеленый | 4,9±0,7* | 7 | © средний |
| Белый | 2,5±0,5* | 4 | © слабый |
| Синий | 3,5±0,9* | 5 | © средний |
| Концентрация драже 1 % | |||
| Оранжевый | 3,9±0,9* | 6 | © средний |
| Желтый | 10,9±2,5* | 16 | % сильный |
| Красный | 2,9±0,5* | 4 | © слабый |
| Зеленый | 11,4±1,6* | 16 | % сильный |
| Белый | 4±0,6* | 6 | © средний |
| Синий | 6,7±2,1* | 10 | % сильный |
Условные обозначения: © - отсутствие мутагенного эффекта, © - слабый мутагенный эффект, © - средний мутагенный эффект, Ж - сильный мутагенный эффект.
Наиболее характерные типы хромосомных аберраций, которые наблюдались после воздействия красителей Бриллиантовый Голубой FCF, Зеленый S и Тартразин, представлены на рис. 1, 2, 3 и 4 в сравнении с контролем. Справа в анафазе видно грубое нарушение структуры хромосом, которое выделяется наличием сразу нескольких мостов, образовавшихся в результате таких хромосомных мутаций, как транслокации и делеции (рис. 2-б). А слева в телофазе наблюдается двойной фрагмент (рис. 2-б). В варианте с зеленым драже (Зеленый S), помимо хромосомных аберраций и отставаний хромосом была зарегистрирована деструкция интерфазного хроматина (рис. 4), что свидетельствует о повреждении не делящихся клеток. Кроме того, после воздействия Тартразина и Зеленого S отмечалось появление микроядерных мутаций (рис. 3).
Микроядра являются предвестниками онкологических болезней и клеточной смерти. Если такие клетки не апоптируют, то могут переродиться в раковые [9].
В данном эксперименте оценивалась суммарная мутагенная активность всех компонентов сахарного драже. Как видно в табл. 2, различия в мутагенной активности обусловлены видом синтетического красителя, входящего в состав сахарного драже (все остальные компоненты одинаковы).
При этом, вероятно, мутагенный эффект продукта обусловлен не только самими красителями, но и их совместным или синергетическим действием с другими компонентами драже (ароматизатор, консервант, стабилизатор).
Таким образом, все исследованные варианты детского сахарного драже проявляют токсическое, митотоксическое и мутагенное действие в данной тест-системе. Характер и величина эффектов зависят от типа красителя и концентрации.
Рис. 2. Характерные типы хромосомных аберраций для красителей: б - множественные мосты и забегания хромосом, индуцированные Зеленым S (E142), и г - фрагментация хромосом, вызванная Тартразином (E102);
а и в - норма (анафаза и телофаза соответственно)
Рис. 3. Появление сестринских микроядер (в двух центральных клетках) после воздействия на меристему пищевых красителей Зеленый S (E142) и Тартразин (E102)
Рис. 4. Деструкция интерфазного хроматина в виде выпячиваний содержимого ядра “nuclear budding” после воздействия пищевым красителем Зеленый S (E142)
Выводы
Проведено исследование токсического, ми- тозмодифицирующего и мутагенного действия детского набора сахарного драже с игрушкой, содержащего различные синтетические красители: Красный Очаровательный АС (E129), Желтый «Солнечный закат» (E110), Тартразин (E102), Зеленый S (E142), Бриллиантовый Голубой FCF (E133), Диоксид титана (E171). Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
1. Все изученные виды синтетических пищевых красителей угнетают прирост корешков у A. oepa, что свидетельствует о токсической активности всех исследованных красителей.
2. Все исследованные виды синтетических пищевых красителей снижают митотический индекс до 2,0±0,27 % при контрольном уровне 10,6±0,56 %, что свидетельствует о митоток- сической активности данных красителей.
3. Все исследованные виды синтетических пищевых красителей вызывают хромосомные мутации или обладают мутагенной активностью: увеличивают частоту хромосомных аберраций и отставаний до 11,4±1,63 %, что превышает контрольный уровень (0,7±0,31 %) в 16 раз. Уровень мутагенного эффекта классифицируется как сильный.
4. Уровень наблюдаемых эффектов возрастает при увеличении концентрации красителей в растворе - эффект зависит от дозы.
5. Исследованные красители обладают токсической и генотоксической активностью, а следовательно, продукты с такой добавкой могут представлять опасность для здоровья человека, и особенно детей. Наиболее высокую генотоксическую опасность представляют красители: желтый - Тартразин (E102), зеленый - Зеленый S (E142) и синий - Бриллиантовый Голубой FCF (E133).
Allium test может быть рекомендован для оценки токсического, митозмодифицирующего и мутагенного потенциала пищевых добавок и синтетических красителей.
Список литературы
1. Булдаков, А. С. Пищевые добавки. Справочник оз. Неро [Текст] / И. М. Прохорова и др. - М. : Наука, [Текст] / А. С. Булдаков. - СПб. : «Ut», 1996. - 240 с.2008. - 59 с.
2. Прохорова, И. М. Пространственная и3. САНПИН2.3.2.1293-03 (с изменениями от временная динамика мутагенной активности воды 26.05.2008 и 27.04.2009). URL : http://www.alphavit.ru//regulations/additives/2_3_2_1293 _03.pdf или http://goo.gl/IUaTx
4. Amin K.A., Abdel Hameid II H., Abd Elsttar A.H. Effect of food azo dyes tartrazine and carmoisine on biochemical parameters related to renal, hepatic function and oxidative stress biomarkers in young male rats / K.A. Amin et al. // Food and Chemical Toxicology. - 2010. - Vol. 48. - P. 2994-2999.
5. Barberrio A., Voltolini J. C., Mello M. L. S. Standardization of bulb and root sample sizes for the Allium test / A. Barberrio, J. C. Voltolini, M. L. S. Mello // Ecotoxicology. - 2011. - Vol. 20. - P. 927-935.
6. Fiskesjo G. The Allium test as a standard in environmental monitoring / G. Fiskesjo // Hereditas. - 1985. - Vol. 102. - P. 99-112.
7. Levan A. The influence on chromosomes and mitosis of chemicals, as studied by the Allium test / A. Levan // Hereditas. - 1949. - Vol. 35. - P. 325-337.
8. Roychoudhury A., Giri A. K. Effects of certain food dyes on chromosomes of Allium cepa // Mutat. Res. - 1989. - Vol. 223. - P. 313-319.
9. Turkoglu S. Evaluation of genotoxic effects of sodium propionate, calcium propionate and potassium propionate on the root meristem cells of Allium cepa [Text] / S. Turkoglu // Food and Chem. Toxicol. - 2008. - Vol. 46. - P. 2035-2041.