Вплив біомаси дріжджів Phaffia rhodozyma на стан антиоксидантної системи в тканинах білих щурів за щодобового введення афлатоксину В1

Abstract

У статті наведено дані про вплив біомаси дріжджів Phaffia rhodozyma на активність ензимів антиоксидантної системи в тканинах органів (печінка, головний мозок, нирки, серце) білих щурів за умов інтоксикації тварин афлатоксином В1 (AFB1). Установлено, що на 14-ту добу введення Phaffia rhodozyma (1,5 г/кг маси тіла щодоби) на тлі AFB1-інтоксикації в тканинах досліджуваних органів тварин відбувається нормалізація активності ензимів антиоксидантної системи (супероксиддисмутази, глутатіонредуктази, глутатіонпероксидази, глутатіонтрансферази) та вмісту відновленого глутатіону (GSH). Водночас активність цих ензимів і вміст GSH зростають порівняно зі значеннями, встановленими у тварин, яким вводили лише AFB1. Отримані результати доводять, що введення в раціон тварин біомаси дріжджів P. rhodozyma виявляє коригувальний ефект за умов надходження в організм афлатоксину B1, оскільки зменшує рівень розвитку оксидативного стресу, спричиненого прооксидантною дією цього мікотоксину; В статье представлены результаты исследований о влиянии биомассы дрожжей Phaffia rhodozyma на активность ферментов антиоксидантной системы в тканях органов (печень, головной мозг, почки, сердце) белых крыс в условиях интоксикации животных афлатоксином В1 (AFB1). Установлено, что на 14-е сутки введения Phaffia rhodozyma (1,5 г/кг массы тела ежесуточно) на фоне AFB1-интоксикации в тканях исследуемых органов животных происходит нормализация активности энзимов антиоксидантной системы (супероксиддисмутазы, глутатион-редуктазы, глутатионпероксидазы, глутатионтрансферазы) и концентрации восстановленного глутатиона (GSH). В то же время активность этих энзимов и концентрация GSH увеличиваются по сравнению со значениями, установленными у животных, которым вводили лишь AFB1. Полученные результаты свидетельствуют, что введение в рацион животных биомассы дрожжей P. rhodozyma оказывает корректирующий эффект в условиях поступления в организм афлатоксина B1, поскольку уменьшает уровень развития оксидативного стресса, вызванного прооксидантным действием этого микотоксина; Aflatoxin B1 (AFB1), a dangerous mycotoxin produced by several species of moulds of the genus Aspergillus, can enter the organism of animals and humans with contaminated feeds and foods. The toxin causes a wide range of adverse health effects and can exhibit potent carcinogenic action. AFB1 poisoning was shown to increase lipid peroxidation (LPO) and to inhibit the activities of antioxidant system enzymes in animal cells. Thus using the antioxidants could be helpful in prevention and correction of intracellular metabolic lesions caused by AFB1. Basidiomicetous yeast Phaffia rhodozyma is known as microorganism able to synthesize a carotenoid astaxanthin – a potent natural antioxidant. The aim of this study was to research the corrective action of yeast Phaffia rhodozyma biomass application in the conditions of aflatoxin B1 toxicity in albino rats. Оbject and methods. Adult male albino rats (180-200 g body weight) were used in the experiments. Animals were randomly divided into seven groups: control (n=10) and six experimental groups (E1–E6, n=5). The rats of groups E1 and E2 were exposed to aflatoxin by intragastric introducing of AFB1 (dissolved in olive oil) in a dose 0.025 mg/kg body weight daily during 7 and 14 days respectively. The rats of groups E3 and E4 were treated with AFB1 by the same route; besides that a preparation of yeast Phaffia rhodozyma biomass was introduced to animals intragastrically in a dose 1.5 g were/kg body weight daily during 7 and 14 days respectively. The rats of groups E5 and E6 were exposed to a preparation of yeast Phaffia rhodozyma biomass only, introduced by the same route. Animals of control group were treated with an equivalent volume of olive oil by intragastric administration for the same period. Fresh organs (liver, kidney, brain and cardiac muscle) were removed from euthanatized animals, and prepared homogenates were used for analysis. Superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase, glutathione reductase and glutathione transferase activities, as well as concentration of the reduced glutathione (GSH) were determined by using the standard methods. The results, processed as means ± S.D. were analyzed using Student’s test to determine the significance level. Results and discussion. According to experimental data, exposure to AFB1 leads to inhibition of functional activity of antioxidant system in all analyzed tissues. Introducing of yeast Phaffia rhodozyma biomass to the rats that were treated with AFB1 contributes to normalization of functional state of antioxidant system in liver, kidney, brain and myocardium. At the same time the activities of SOD, glutathione peroxidase, glutathione reductase and glutathione transferase, and GSH content increased significantly compared to the levels observed in the tissues of rats treated with AFB1 only. The effectiveness of yeast Phaffia rhodozyma biomass in reducing the harmful effects of AFB1 towards the activities of antioxidant system enzymes can be explained by the following features: 1) the structural components of yeast cell wall are directly involved in the binding of mycotoxins, thus yeast biomass can adsorb AFB1 in the gastric tract; 2) a cellular metabolite astaxanthin produced by yeast Phaffia rhodozyma is potent antioxidant able to improve antioxidant status of the cells and to facilitate the detoxification of aflatoxin B1 in the gastrointestinal tract. Conclusions. Application of the yeast Phaffia rhodozyma biomass in the animal feeding can reduce aflatoxin B1 toxicity by way of normalization of functional activity of antioxidant system in the liver, kidney, brain and myocardium cells. Besides, yeast biomass can adsorb AFB1 in the gastrointestinal tract.