© Borgis - Postępy Fitoterapii 1-2/2005, s. 7-14
Bogdan Kędzia1, Henry Ostrowski-Meissner2
Badanie podprzewlekłej toksyczności dwóch doustnych dawek Macy żelatynizowanej (Maca-GO) w 90-dniowym teście na szczurach obu płci
Investigation of the oral subchronic toxicity of ninety-days gelatinized Maca (Mmaca-GO)
1Instytut Roślin i Przetworów Zielarskich w Poznaniu Dyrektor Instytutu: doc. dr hab. n. med. Przemysław M. Mrozikiewicz
2Faculty of Health Studies, Charles Sturt University, Sydney, Australia
Summary
Roots of Maca (Lepidium peruvianum Chacon) for century have been used by natives of Peruvian Andes as an energizing vegetable and as medicinal plant. Amongst variety of displayed therapeutic functions, it has been recognized to help maintaining proper thyroid function, prevents osteoporosis, as well as through balancing effect on hormones, counteracts negative symptoms observed by women before menstruation and during their menopausal stage. The above properties were already utilized overseas in designing various dietary supplements and therapeutic preparations based on processed (gelatinized) Maca for use by men, pre- and post-menopausal women and youth.
Earlier, short-term study from his laboratory on rats receiving gelatinized Maca (Maca-GO) indicated a dose up to 7.5 g/kg body weight as a save and non-toxic level of administration to rats. However, there is no information as to both, lower dose of application and longer-term effect of administration on physiological responses and potential toxic effect on gelatinized Maca on laboratory animals in a model experimental design, results of which could be extrapolated to internationally-accepted therapeutic standards.
The aim of his study was to determine potential longer-term effect of administration of the two doses of gelatinized Maca to rats, in order to fulfil one of the required conditions determining registration of the gelatinized Maca as a marketable product in countries under the EU jurisdiction.
Sprague-Dowley male (30) and female (30) rats receiving two dietary levels of powder (0.75 g/kg and 7.5 g/kg body weight) were assessed against control during 90 days trials. Blood morphology, levels of sex hormones, lipid profile, and histology of internal organs were determined and homogenates of skeletal muscles and bones of rats were analysed.
Irrespective of the level of the inclusion level, after 90 days of Maca-GO application to male and female rats, there was a highly significant (p<0.001) reduction in weight gains (14,3-17,1% in males and 8,0% in females) as compared to control animals. There were no significant differences (p>0.05) recorded in blood morphology at both levels of Maca-GO administration which could be attributed to 0.75 g/kg or 7.5 g/kg long-term administration of Maca-GO to rats, as well as no abnormal changes in histology of internal organs were observed. There was a significant increase in blood glucose level (19%-26%) and progesterone in females (63%-93%) with simultaneous lowering in cortisol level (17%-36%) as compared to corresponding control groups of rats.
It may be concluded, that the pre-gelatinized Maca-GO as used in this study has low toxicity and appears to be safe for short-term and extended use as dietary supplement or in functional dietary preparations. Different responses observed in male and female rats to both different levels of Maca-GO intake and the length of its administration warrant further more detail study.
Maca ( Lepidium peruvianum Chacon) jest rośliną uprawianą w górskich rejonach Andów. Korzeń rośliny od dawna wykorzystywany jest przez miejscową ludność jako warzywo, a także produkt o właściwościach leczniczych. Działa tonizująco, reguluje czynność wydzielniczą tarczycy, zapobiega osteoporozie oraz łagodzi objawy związane z miesiączkowaniem i menopauzą (1). Z tego względu sproszkowany i poddany żelatynizacji na drodze fizycznej surowiec znalazł zastosowanie jako produkt leczniczy, m.in. do produkcji preparatu stosowanego u kobiet w okresie wczesnej menopauzy (2).
Wcześniejsze badania własne wykazały, że Maca żelatynizowana w dawce maksymalnej 7,5 g/kg masy ciała, jaką udało się podać szczurom (produkt pęcznieje w środowisku wodnym), nie wywiera działania toksycznego. Stąd zaistniała potrzeba wyjaśnienia, czy Maca żelatynizowana podawana przez dłuższy okres czasu w tej dawce, a także w dawce 10-krotnie mniejszej, odznacza się działaniem toksycznym.
Celem badań było określenie toksyczności podprzewlekłej Macy żelatynizowanej na potrzeby rejestracyjne preparatów otrzymywanych z tego produktu.
MATERIAŁ I METODY
Preparat użyty do badań
Do badań toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej użyto preparatu w postaci sproszkowanej pod nazwą Maca żelatynizowana (Maca-GO), dostarczonego przez firmę TTD International Pty Ltd (Sydney, Australia).
Zwierzęta doświadczalne
W badaniach użyto 60 szczurów rasy Sprague-Dowley: 30 samic o masie ciała (mc.) w granicach 240-250 g oraz 30 samców o mc. w granicach 340-350 g.
Przeprowadzenie badań
Określenie korzeń toksyczności podprzewlekłej doustnej Macy GO prowadzono w oparciu o wytyczne OECD (3). Szczurom obojga płci w pozycji pionowej, unieruchomionym przez podającego, wprowadzano do żołądka za pomocą sondy preparat Maca GO zawieszony w wodzie destylowanej w dawce 0,75 g/kg mc. i 7,5 g/kg mc. (najwyższa dawka jaką udało się podać zwierzętom). Preparat podawano pięć razy w tygodniu przez 90 dni. W grupie kontrolnej zwierzętom podawano odpowiednią ilość wody destylowanej.
Użyto 3 grupy zwierząt: kontrolną i dwie badane (0,75 i 7,5 g/kg mc.), po 20 zwierząt w grupie. Podczas całego doświadczenia zwierzęta karmione były paszą standardową Muligran z nieograniczonym dostępem do wody. Szczury przed doświadczeniem i po 90 dniach doświadczenia ważono. Po zakończeniu badań szczury skrwawiano w narkozie thiopentalowej, celem pobrania krwi do badań biochemicznych, a następnie przeprowadzano sekcję zwierząt i pobierano narządy wewnętrzne do badań histopatologicznych oraz mięśnie szkieletowe i kości do badań chemicznych.
W ramach badań biochemicznych określano morfologię krwi oraz zawartość w surowicy krwi: glukozy, cholesterolu całkowitego, HDL i LDL, triglicerydów, sodu, potasu, żelaza, hormonów: kortyzolu, ACTH, TSH, progesteronu, estradiolu i LH.
Badania histopatologiczne obejmowały wątrobę, śledzionę, trzustkę, nerki i moczowody, a także macicę (samice) oraz stercz, nasieniowody i jądra (samce).
Badania chemiczne uwzględniały oznaczanie w homogenacie mięśni i kości szczurów zawartości suchej masy, popiołu, białka całkowitego, lipidów całkowitych, wapnia i fosforu. Do tego celu używano obu tylnych kończyn zwierząt doświadczalnych obojga płci.
WYNIKI BADAŃ
Badania toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej w dawce 0,75 g/kg mc.
Wyniki badań zebrane w tabeli 1 wskazują, że w okresie 90-dniowego podawania preparatu Maca-GO w dawce 0,75 g/kg m.c., zarówno w grupach kontrolnych, jak i badanych samców i samic, obserwowano statystycznie znamienny wzrost masy ciała zwierząt, przy czym był on zdecydowanie wyższy w grupach kontrolnych w porównaniu do grup badanych. Szczególnie wyraźnie można to zaobserwować w przypadku samic otrzymujących długotrwale badany preparat.
Tabela 1. Zmiana masy ciała szczurów w okresie 90-dniowego podawania preparatu Maca-GO w dawce 0,75 g/kg m.c.
| Grupa zwierząt | Masa ciała początkowa (g/kg) | Masa ciała po okresie podawania (g/kg) | Zmiana masy ciała (%) | Stopień istotności |
Samce
grupa kontrolna
grupa badana
Samice
grupa kontrolna
grupa badana |
350 ? 8,0
350 ? 8,3
240 ? 6,4
250 ? 5,9 |
420 ? 8,9
410 ? 4,9
300 ? 8,8
270 ? 5,8 |
+ 20,0
+ 17,1
+ 25,0
+ 8,0 |
p < 0,001
p < 0,001
p < 0,001
p < 0,002 |
Badania elementów morfotycznych krwi (tab. 2), ujęte dla całej populacji badanych zwierząt, bez podziału na samce i samice, wykazały tylko nieznaczny spadek zawartości hemoglobiny w grupie zwierząt otrzymujących preparat Maca-GO. Pozostałe elementy morfotyczne krwi oznaczane u zwierząt badanych nie różniły się w żaden istotny sposób w porównaniu do grupy zwierząt kontrolnych.
Tabela 2. Elementy morfotyczne krwi oznaczone w ramach toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej preparatu Maca-GO podawanego szczurom w dawce 0,75 g/kg mc.
| Elementy morfotyczne krwi | Grupa kontrolna | Grupa badana | Stopień istotności |
| Liczba krwinek białych WBC (w 1 ?l) | 6,1 ? 2,2 | 6,5 ? 3,6 | p = 0,66 |
| Liczba krwinek czerwonych RBC (w 1 ?l) | 6,5 ? 0,8 | 6,1 ? 1,3 | p = 0,29 |
| Zawartość hemoglobiny HGB (g/dl) | 13,4 ? 0,9 | 12,3 ? 2,3 | p = 0,07 |
| Hematokryt HCT (%) | 35,2 ? 2,9 | 33,2 ? 3,9 | p = 0,11 |
| Średnia objętość krwinki czerwonej MCV (fl) | 54,8 ? 4,8 | 56,3 ? 7,9 | p = 0,52 |
| Średnia masa hemoglobiny w krwince czerwonej MCH (pg) | 20,9 ? 1,8 | 20,4 ? 1,8 | p = 0,42 |
| Średnie stężenie hemoglobiny w krwince czerwonej MCHC (g/dl) | 38,2 ? 1,8 | 36,7 ? 4,4 | p = 0,22 |
| Liczba krwinek płytkowych PLT (w 1 ?l) | 778 ? 86 | 730 ? 123 | p = 0,22 |
| Liczba limfocytów LYMPH% (%) | 76,3 ? 10,7 | 73,1 ? 3,72 | p = 0,29 |
| Liczba limfocytów LYMPH (w 1 ?l) | 4,5 ? 1,4 | 4,8 ? 2,6 | p = 0,74 |
| Miara rozkładu krwinek czerwonych RDW-CV (%) | 15,2 ? 2,7 | 16,3 ? 3,1 | p = 0,29 |
| Wskaźnik krwinek płytkowych PDW (fl) | 17,4 ? 0,9 | 17,5 ? 0,9 | p = 0,72 |
| Średnia wielkość krwinek płytkowych MPV (fl) | 6,5 ? 0,6 | 6,3 ? 0,7 | p = 0,46 |
Natomiast badania biochemiczne surowicy krwi zwierząt otrzymujących doustnie przez 90-dni preparat Maca-GO w dawce 0,75 g/kg mc., przedstawione w tabeli 3, wykazały w porównaniu do zwierząt kontrolnych istotne zmiany w przypadku kortyzolu oraz na granicy istotności w przypadku glukozy, cholesterolu LDL i żelaza. W przypadku kortyzolu i cholesterolu LDL obserwowano obniżenie zawartości tych parametrów, natomiast w przypadku glukozy i żelaza wzrost zawartości tych parametrów w surowicy krwi. Pozostałe parametry biochemiczne krwi nie wykazywały w trakcie podawania badanego preparatu wyraźnych zmian.
Tabela 3. Badania biochemiczne w surowicy krwi oznaczane w ramach toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej preparatu Maca-GO podawanego szczurom w dawce 0,75 g/kg mc.
| Cechy biochemiczne surowicy krwi | Grupa kontrolna | Grupa badana | Stopień istotności |
| Glukoza (mg/dl) | 89 ? 30 | 106 ? 19 | p = 0,08 |
| Cholesterol całkowity (mg/dl) | 77 ? 15 | 75 ? 15 | p = 0,75 |
| Cholesterol HDL (mg/dl) | 32 ? 6 | 32 ? 7 | p = 0,87 |
| Cholesterol LDL (mg/dl) | 14 ? 4 | 12 ? 3 | p = 0,06 |
| Triglicerydy (mg/dl) | 59 ? 22 | 61 ? 15 | p = 0,78 |
| Sód (mmol/l) | 138 ? 4 | 136 ? 3 | p = 0,15 |
| Potas (mmol/l) | 4,8 ? 0,9 | 4,3 ? 0,8 | p = 0,13 |
| Żelazo (?g/dl) | 113 ? 23 | 136 ? 42 | p = 0,08 |
| Kortyzol (nmol/l) | 4.7 ? 2,1 | 3,0 ? 1,8 | p < 0,03 |
| ACTH (pg/ml) | 108 ? 105 | 71 ? 85 | p = 0,31 |
| Hormon TSH (?IU/ml) | 0,23 ? 0,1 | 0,19 ? 0,1 | p = 0,35 |
| Progesteron (ng/ml) - samice | 5,6 ? 3,1 | 9,1 ? 8,3 | p = 0,33 |
| Estradiol (pg/ml) - samice | 51,5 ? 20,9 | 50,3 ? 17,2 | p = 0,91 |
| Hormon LH (mIU/ml) - samice | 0,10 ? 0,01 | 0,11 ? 0,03 | p = 0,61 |
Badania histopatologiczne wątroby, trzustki, śledziony, nerek oraz narządów płciowych po 90-dniowym podawaniu doustnym preparatu Maca-GO w dawce 0,75 g/kg mc. (tab. 4), nie wykazały żadnych istotnych zmian w budowie w porównaniu do narządów zwierząt kontrolnych.
Tabela 4. Obraz histopatologiczny narządów wewnętrznych szczurów kontrolnych oraz szczurów po 90-dniowym doustnym podawaniu preparatu Maca-GO w dawce 0,75 g/kg mc.
| Badany narząd | Obraz histopatologiczny |
Szczury kontrolne
Samce
wątroba
trzustka
śledziona
nerki
jądra
Samice
wątroba
trzustka
śledziona
macica
Szczury badane
Samce
wątroba
trzustka
śledziona
nerki
jądra
Samice
wątroba
trzustka
nerki
macica |
pojedyncze, drobne śródzrazikowe ogniska zapalne złożone z limfocytów oraz wylewy krwi; prawidłowe utkanie wątroby
prawidłowe utkanie trzustki
z cechami świeżego przekrwienia biernego i złogami hemosyderyny
pojedyncze drobne nacieki limfocytarne w warstwie korowej oraz ogniskowe torbielowate poszerzenie światła cewek krętych i zbiorczych z obecnością homogennej, eozynochłonnej substancji
niezmienione utkanie
pojedyncze nacieki zapalne i śródzrazikowe o niewielkim nasileniu; prawidłowe utkanie wątroby
prawidłowe utkanie trzustki
przekrwienie znacznego stopnia z obecnością obfitych złogów hemosyderyny
na granicy szyjki i trzonu macicy obecny ropień śródścienny
obecne drobne, pojedyncze śródzrazikowe skupiska limfocytów
obraz przeciętnej normy
utkanie z cechami świeżego przekrwienia
ogniskowo światło cewek krętych i zbiorczych torbielowato poszerzone z zastojem homogennej eozynochłonnej treści
prawidłowe utkanie gonady
prawidłowe utkanie wątroby
budowa prawidłowa
ogniskowo światło cewek krętych i zbiorczych torbielowato poszerzone z zastojem homogennej eozynochłonnej treści
brak utkania gonady |
Badania toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej w dawce 7,5 g/kg mc.
Wyniki badań zebrane w tabeli 5 wskazują, że w okresie 90-dniowego podawania preparatu Maca-GO w dawce 7,5 g/kg mc., zarówno w grupach kontrolnych, jak i badanych samców i samic, obserwowano statystycznie znamienny wzrost masy ciała zwierząt, przy czym był on zdecydowanie wyższy w grupach kontrolnych w porównaniu do grup badanych. W przypadku samców wzrost masy ciała po długotrwałym podawaniu badanego preparatu wzrósł średnio w grupie kontrolnej o 20%, a w grupie badanej o 14,3%. Natomiast w przypadku samic wartości te kształtowały się odpowiednio na poziomie 25 i 8%.
Tabela 5. Zmiana masy ciała szczurów w okresie 90-dniowego podawania preparatu Maca-GO w dawce 7,5 g/kg mc.
| Grupa zwierząt | Masa ciała początkowa (g/kg) | Masa ciała po okresie podawania (g/kg) | Zmiana masy ciała (%) | Stopień istotności |
Samce
grupa kontrolna
grupa badana
Samice
grupa kontrolna
grupa badana |
350 ? 8,0
350 ? 7,5
240 ? 6,4
250 ? 5,8 |
420 ? 8,9
400 ? 2,6
300 ? 8,8
270 ? 6,1 |
+ 20,0
+ 14,3
+ 25,0
+ 8,0 |
p < 0,001
p < 0,001
p < 0,001
p < 0,002 |
Badania elementów morfotycznych krwi (tabela 6), ujęte dla całej populacji badanych zwierząt, bez podziału na samce i samice, nie wykazały żadnych istotnych różnic pomiędzy zwierzętami kontrolnymi i otrzymującymi długotrwale w dużej dawce preparat Maca-GO.
Tabela 6. Elementy morfotyczne krwi oznaczone w ramach toksyczności podprzewlekłej doustnej 90-dniowej preparatu Maca-GO podawanego szczurom w dawce 7,5 g/kg mc.
| Elementy morfotyczne krwi | Grupa kontrolna | Grupa badana | Stopień istotności |
| Liczba krwinek białych WBC (w 1 ?l) | 6,1 ? 2,2 | 5,9 ? 2,2 | p = 0,85 |
| Liczba krwinek czerwonych RBC (w 1 ?l) | 6,5 ? 0,8 | 6,2 ? 0,8 | p = 0,35 |
| Zawartość hemoglobiny HGB (g/dl) | 13,4 ? 0,9 | 12,9 ? 1,3 | p = 0,15 |
| Hematokryt HCT (%) | 35,2 ? 2,9 | 34,1 ? 3,6 | p = 0,34 |
| Średnia objętość krwinki czerwonej MCV (fl) | 54,8 ? 4,2 | 55,2 ? 2,8 | p = 0,77 |
| Średnia masa hemoglobiny w krwince czerwonej MCH (pg) | 20,9 ? 1,8 | 20,9 ? 1,6 | p = 0,93 |
| Średnie stężenie hemoglobiny w krwince czerwonej MCHC (g/dl) | 38,2 ? 1,8 | 37,8 ? 1,9 | p = 0,55 |
| Liczba krwinek płytkowych PLT (w 1 ?l) | 778 ? 86 | 721 ? 135 | p = 0,17 |
| Liczba limfocytów LYMPH% (%) | 76,3 ? 10,7 | 74,4 ? 4,44 | p = 0,51 |
| Liczba limfocytów LYMPH (w 1 ?l) | 4,5 ? 1,4 | 4,4 ? 1,4 | p = 0,74 |
| Miara rozkładu krwinek czerwonych RDW-CV (%) | 15,2 ? 2,7 | 14,6 ? 1,8 | p = 0,51 |
| Wskaźnik krwinek płytkowych PDW (fl) | 17,4 ? 0,9 | 17,9 ? 1,1 | p = 0,17 |
| Średnia wielkość krwinek płytkowych MPV (fl) | 6,5 ? 0,6 | 6,8 ? 0,9 | p = 0,26 |
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Lutomski J.: Maca – żywność energetyzująca czy lek? Post. Fitoter. 2001, Nr 2-3, 15. 2.Ostrowski-Meissner H., Kapczyński W. i wsp.: Próba zastosowania Maca ( Lepidium peruvianum) u kobiet w okresie wczesnej menopauzy. Post. Fitoter. 2003, Nr 1, 19. 3.Wytyczna 408 OECD. Toksyczność podprzewlekła doustna – gryzoń: badanie 90-dniowe. Wyd. Inst. Med. Pracy i Zdrowia Środowisk., Tom II, Sosnowiec 1997.
