oraz na jego absorpcje˛ i retencje˛ pozorna˛ u szczuro´w dos´wiadczalnych.
MATERIAŁ I METODY
Badania przeprowadzono na szczurach rasy Wistar o s´redniej pocza˛tkowej masie ciała 100 g. Zwierze˛ta podzielono na 6 grup po 10 szt. w kaz˙dej, umieszczono w klatkach (po 5 szt.) w zwierze˛tarni z naturalnym os´wietleniem, temp. ok. 22°C i wilgotnos´ci ok. 60%. Szczury przez 28 dni karmiono naste˛puja˛cymi dietami: grupa 1 – dieta˛ kontrolna˛ bez skrobi opornej z dodatkiem 0,8% wapnia (K + 0,8% Ca); grupa 2 – dieta˛ zawieraja˛ca˛ 3% skrobi opornej RS4 z dodatkiem 0,8% wapnia (RS4 + 0,8% Ca); grupa 3 – dieta˛ kontrolna˛ bez skrobi opornej z dodatkiem 1,3% wapnia (K + 1,3% Ca); grupa 4 – dieta˛ zawieraja˛ca˛ 3% skrobi opornej RS4 z dodatkiem 1,3% wapnia (RS4 + 1,3% Ca). Diety dos´wiadczalne przygotowano wg AIN-93 (15), a ich szczego´łowy skład przedstawiono w tab. I. Zastosowana w dietach skrobia oporna była to skrobia ziemniaczana RS4 modyfikowana chemicznie przez estryfikacje˛ solami kwasu fosforowego. Skrobia ta była w 50% oporna na działanie amylazy i w 70% na działanie glukoamylazy. Została wytworzona w Katedrze Technologii Rolnej i Przechowal-nictwa Akademii Rolniczej we Wrocławiu (16). W dietach zastosowano dwa poziomy wapnia: 0,8% i 1,3%. Były to wartos´ci podwyz˙szone w stosunku do ilos´ci zalecanej w dietach dos´wiadczalnych dla szczuro´w tj. 0,5% (15).
Zwierze˛ta miały nieograniczony doste˛p do paszy i wody. Przyrosty masy ciała kontrolowano raz w tygodniu, a spoz˙ycie paszy i wody co drugi dzien´. Tydzien´ przed zakon´czeniem dos´wiadczenia z kaz˙dej grupy szczuro´w wybierano po 3 szt., umieszczano pojedynczo w klatkach metabolicznych i karmiono w dalszym cia˛gu w/w dietami. Po 3-dniowej adaptacji przez kolejne 3 dni zbierano od kaz˙dego szczura kał i mocz. Kaz˙dego dnia waz˙ono ilos´c´ spoz˙ytej paszy i wydalonego kału oraz mierzono ilos´c´ wydalonego moczu.
Po zakon´czeniu dos´wiadczenia z˙ywieniowego szczury usypiano bioketanem, pobierano krew z serca, a naste˛pnie wypreparowywano kos´ci udowe. Kos´ci oraz zebrany mocz i kał zamraz˙ano w temp. –20°C
T a b e l a I
Skład diet dos´wiadczalnych (g/kg) T a b l e I
Composition of experimental diets (g/kg)
Składniki diety Rodzaj diety
K + 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K + 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca Kazeina1 145 145 145 145 Skrobia pszenna 615,7 585,7 598,2 568,2 Skrobia oporna RS4 – 30 – 30 Sacharoza 100 100 100 100 Celuloza 50 50 50 50 Olej sojowy 40 40 40 40
Mix witamin stałych 5 5 5 5
Mix witamin płynnych 5 cm3 5 cm3 5 cm3 5 cm3
Mieszanka mineralna 35 35 35 35
CaCO3 – – 17,5 17,5
L-cystyna 1,8 1,8 1,8 1,8
Chlorek choliny 2,5 2,5 2,5 2,5
1– kazeina o zawartos´ci białka 83%.
do czasu oznaczania zawartos´ci wapnia. W pełnej krwi oznaczano zawartos´c´ hemoglobiny metoda˛ cyjanomethemoglobinowa˛ oraz hematokryt po wirowaniu. Krew pobrana˛ do probo´wek z heparyna˛ wirowano i w otrzymanym osoczu oznaczano zawartos´c´ wapnia testem Arsenazo III firmy Biosystems. Dokładnos´c´ metody sprawdzono na kontrolnej surowicy wołowej firmy Biosystems. S
´
redni odzysk wapnia wynosił 99%. Zawartos´c´ wapnia w dietach, kale, moczu i kos´ci udowej oznaczono metoda˛ emisyjnej spekrometrii atomowej (AES) za pomoca˛ spektrometru AAS-1N firmy Carl Zeiss Jena po uprzedniej mineralizacji na mokro (z uz˙yciem ste˛z˙. HNO3firmy J.T. Baker) 1 g badanego materiału w piecu mikrofalowym firmy Plazmatronika. Dokładnos´c´ metody sprawdzono na certyfikowanym materiale referencyjnym SRM 1400 (popio´ł kostny). S´
redni odzysk wapnia wynosił 101%.Uzyskane w pracy wyniki opracowano statystycznie obliczaja˛c za pomoca˛ programu komputerowego Statistica v. 6 s´rednia˛ arytmetyczna˛ i odchylenie standardowe (SD) oraz istotnos´c´ ro´z˙nic pomie˛dzy poszczego´lnymi grupami testem Tukeya przy p< 0,05.
Na przeprowadzenie badan´ uzyskano zgode˛ Lokalnej Komisji Etycznej ds. Dos´wiadczen´ na Zwierze˛tach.
WYNIKI I ICH OMO
´
WIENIESpoz˙ycie paszy, przyrosty masy ciała, zawartos´c´ hemoglobiny, wartos´c´ hematokrytu oraz zawartos´c´ wapnia w osoczu krwi i kos´ci udowej badanych szczuro´w przedstawiono w tab. II, a wyniki bilansu wapnia – w tab. III.
S
´
rednie spoz˙ycie paszy, przyrosty masy ciała, zawartos´c´ hemoglobiny oraz wartos´c´ hematokrytu nie ro´z˙niły sie˛ statystycznie istotnie mie˛dzy badanymi grupami zwierza˛t (tab. II), a zatem ani dodanie skrobi opornej do diet ani ilos´c´ wapnia w tych dietach nie wpływały znacza˛co na wzrost i rozwo´j szczuro´w.S
´
rednia zawartos´c´ wapnia w osoczu krwi szczuro´w mies´ciła sie˛ w zakresie od 2,2 do 2,66 mmol/dm3i była statystycznie istotnie wyz˙sza tylko w tych grupach, kto´re karmiono dietami z wyz˙sza˛ zawartos´cia˛ tego pierwiastka (tab. II). Ste˛z˙enie wapnia w osoczu szczuro´w karmionych dieta˛ K + 1,3% Ca było o ok. 16% wyz˙sze niz˙ u zwierza˛t otrzymuja˛cych diete˛ K + 0,8% Ca, a u karmionych dieta˛ RS4 + 1,3% Ca o ok. 10% wyz˙sze niz˙ u zwierza˛t otrzymuja˛cych diete˛ RS4 + 0,8% Ca. Zawartos´ci wapnia w osoczu szczuro´w karmionych dietami z dodatkiem skrobi opornej tj. dietami RS4 + 0,8% Ca i RS4 + 1,3% Ca nie ro´z˙niły sie˛ statystycznie istotnie od ilos´ci tego pierwiastka w osoczu zwierza˛t karmionych dietami kontrolnymi bez skrobi opornej tj. dietami K + 0,8% Ca i K + 1,3% Ca. Zatem dodanie do diet skrobi opornej nie
T a b e l a II
Wpływ diet dos´wiadczalnych na spoz˙ycie paszy, przyrost masy ciała, wskaz´niki hematologiczne oraz na zawartos´c´ wapnia w surowicy krwi i kos´ci udowej badanych szczuro´w (s´rednia± SD)
T a b l e II
Effect of experimental diets on food intake, body weight gain, hematological indices and on calcium content in blood plasma and femoral bone of test rats (mean± SD)
Badany parametr Rodzaj diety
K + 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K + 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca Spoz˙ycie paszy (g/dzien´/szczura) 13,8± 1,0 14,0± 2,9 14,2± 1,1 14,8± 2,4 Przyrost masy ciała (g) 22,0± 9,2 23,0± 11,6 17,0± 8,2 18,0± 8,2 Hemoglobina (mmol/dm3) 8,4± 0,5 8,1± 0,6 8,4± 0,6 8,1± 0,5 Hematokryt (%) 35,8± 0,9 36,4± 1,3 34,3± 1,2 35,6± 1,5 Zawartos´c´ Ca w osoczu (mmol/ldm3) 2,30± 0,08a 2,40± 0,13b 2,66a± 0,19 2,63± 0,18b
Zawartos´c´ Ca w kos´ci udowej (mg/g) 153,8± 25,4c 203,3± 21,2c 79,0± 20,6d 210,0± 27,1d a, b, c, d– ro´z˙nice statystyczne istotne mie˛dzy grupami oznaczonymi tymi samymi literami przy p< 0,05.
miało wpływu na ste˛z˙enie wapnia w osoczu badanych szczuro´w. Ste˛z˙enie to zalez˙ało jedynie od ilos´ci wapnia w dietach. Brak wpływu skrobi opornej, ale typu RS2, kukurydzianej i ziemniaczanej, na zawartos´c´ wapnia w surowicy krwi szczuro´w stwierdził takz˙e w swoich badaniach Younes i wspo´łpr. (11, 13).
Zawartos´c´ wapnia w kos´ci udowej szczuro´w karmionych dietami z dodatkiem skrobi opornej tj. dieta˛ RS4 + 0,8% Ca i RS4 + 1,3% Ca wynosiła s´rednio odpowiednio 203,3 mg/g oraz 210,0 mg/g i była statystycznie istotnie wyz˙sza niz˙ u zwierza˛t karmionych dietami kontrolnymi bez skrobi opornej tj. dieta˛ K + 0,8% Ca i K + 1,3% Ca, odpowiednio 153,8 mg/g i 179,0 mg/g (tab. II). Zatem skrobia oporna RS4 miała korzystny wpływ na kumulacje˛ wapnia w kos´ci udowej badanych szczuro´w. W pis´miennic-twie brak jest doniesien´ o wpływie skrobi opornej na zawartos´c´ wapnia w kos´ciach zwierza˛t dos´-wiadczalnych.
S
´
rednia ilos´c´ wapnia spoz˙ytego z dieta˛ przez badane szczury zalez˙ała jedynie od zawartos´ci tego pierwiastka w dietach. Była ona bowiem statystycznie istotnie wyz˙sza w grupach z˙ywionych dietami z 1,3% Ca niz˙ u z˙ywionych dietami z 0,8% Ca (tab. III). Zwierze˛ta karmione dietami: kontrolna˛ K + 1,3% Ca i ze skrobia˛ oporna˛ RS4 + 1,3% Ca spoz˙ywały statystycznie istotnie wyz˙sze ilos´ci wapnia, odpowiednio 193,1 i 219,5 mg/dzien´, niz˙ karmione dietami: kontrolna˛ K + 0,8% Ca i ze skrobia˛ oporna˛ RS4 + 0,8% Ca, odpowiednio 126,1 i 116,0 mg/dzien´. Dodanie skrobi opornej RS4 do diet nie miało istotnego wpływu na ilos´c´ wapnia spoz˙ywanego przez szczury (tab. III).T a b e l a III
Wpływ diet dos´wiadczalnych na bilans wapnia u badanych szczuro´w (s´rednia± SD) T a b l e III
Effect of experimental diets on calcium balance in test rats (mean± SD)
Badany parametr Rodzaj diety
K + 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K + 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca Ilos´c´ Ca spoz˙ytego z dieta˛ (mg/dzien´) 126,1± 15,8a 116,0± 13,4b 193,1± 28,3a 219,5± 33,2b
Ilos´c´ Ca wydalonego z kałem (mg/dzien´) 64,6± 12,7c 54,9± 8,2d 99,0± 17,9c 100,4± 23,4d
Ilos´c´ Ca wydalonego z moczem (mg/dzien´) 1,0± 0,4e 0,60± 0,2f 2,8± 1,6e 3,7± 1,45f
Absorpcja pozorna Ca (mg/dzien´)* 61,5± 8,1g 60,6± 11,2h 94,1± 13,4g,i 128,2± 40,6h,i
Retencja pozorna Ca (mg/dzien´)** 60,4± 7,9j 60,0± 11,2k 91,3± 13,6j,l 124,4± 39,9k,l
* – absorpcja pozorna Ca = ilos´c´ Ca spoz˙yta – ilos´c´ Ca wydalona z kałem (17).
** – retencja pozorna Ca = ilos´c´ Ca spoz˙yta – ilos´c´ Ca wydalona z kałem – ilos´c´ Ca wydalona z moczem (17).
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l– ro´z˙nice statystyczne istotne mie˛dzy grupami oznaczonymi tymi samymi literami przy p< 0,05.
S
´
rednie ilos´ci wapnia wydalonego z kałem i moczem u badanych zwierza˛t zalez˙ały takz˙e tylko od zawartos´ci wapnia w dietach i były one statystycznie istotnie wyz˙sze w grupach z˙ywionych dietami z 1,3% Ca niz˙ u z˙ywionych dietami z 0,8% Ca. Dodanie skrobi opornej RS4 do diet szczuro´w nie miało istotnego wpływu na ilos´c´ wapnia wydalanego z kałem i moczem (tab. III).Miernikami biodoste˛pnos´ci składniko´w mineralnych organizmie jest ich absorpcja i retencja. Absorpcja pozorna danego pierwiastka w przewodzie pokarmowym to ro´z˙nica mie˛dzy jego ilos´cia˛ spoz˙yta˛ a ilos´cia˛ wydalona˛ z kałem, natomiast retencja pozorna to ro´z˙nica mie˛dzy jego ilos´cia˛ spoz˙yta˛ a ilos´cia˛ wydalona˛ z kałem i moczem w okres´lonym czasie (17). U szczuro´w karmionych dietami: kontrolna˛ K + 0,8% Ca i ze skrobia˛ oporna˛ RS4 + 0,8% Ca s´rednia absorpcja pozorna wapnia była podobna i wynosiła odpowiednio: 61,5 i 60,6 mg/dzien´ (tab. III). U zwierza˛t karmionych dieta˛ ze skrobia˛ oporna˛ i 1,3% zawartos´cia˛ Ca (RS4 + 1,3% Ca) stwierdzono natomiast statystycznie istotnie wyz˙sza˛ absorpcje˛ pozorna˛ wapnia niz˙ u z˙ywionych dieta˛ kontrolna˛ K + 1,3% Ca (odpowiednio 128,2 i 94,1 mg/dzien´) (tab. III). Wskazuje to na korzystny wpływ skrobi opornej RS4 na wchłanianie wapnia przy wyz˙szej podaz˙y tego pierwiastka w diecie. Odmienne wyniki uzyskali Younes i wspo´łpr. (11), kto´rzy stwierdzili wie˛ksza˛ absorpcje˛ wapnia u szczuro´w karmionych dietami ze skrobia˛ oporna˛ kukurydziana˛ RS2 i z niz˙sza˛ zawartos´cia˛ tego pierwiastka. Autorzy ci sugeruja˛, z˙e absorpcja po-zorna wapnia nie zalez˙ała od jego ste˛z˙enia w jelicie, ale od tego w jakim stopniu skrobia oporna ulegała fermentacji. W dietach zastosowali oni skrobie˛ oporna˛ kukurydziana˛ RS2, a w niniejszym dos´wiadczeniu uz˙yto skrobie˛ ziemniaczana˛ RS4 i to mogło byc´ przyczyna˛ ro´z˙nicy w uzyskanych wynikach. Na absorpcje˛ pozorna˛ wapnia u badanych szczuro´w miała takz˙e istotny wpływ jego ilos´c´ w diecie. Stwierdzono, z˙e wie˛cej wapnia wchłaniało sie˛ u zwierza˛t karmionych dietami z wyz˙sza˛ zawartos´cia˛ tego pierwiastka, niezalez˙nie czy była to dieta ze skrobia˛ oporna˛ czy kontrolna bez skrobi (tab. III).
Retencja pozorna wapnia u szczuro´w karmionych dieta˛ kontrolna˛ K + 0,8% Ca wynosiła s´rednio 60,4 mg/dzien´, a karmionych dieta˛ ze skrobia˛ oporna˛ RS4 + 0,8% Ca – 60,0 mg/dzien´ (tab. III). Zatem skrobia RS4 przy 0,8% zawartos´ci Ca w diecie nie miała istotnego wpływu na zatrzymywanie tego pierwiastka w organizmie badanych szczuro´w. U zwierza˛t karmionych dieta˛ z dodatkiem skrobi opornej RS4 i 1,3% Ca stwierdzono natomiast statystycznie istotnie wyz˙sze zatrzymywanie wapnia w ich organizmie niz˙ u karmionych dieta˛ kontrolna˛ K + 1,3% Ca. Retencja pozorna tego pierwiastka wynosiła bowiem s´rednio 124,4 mg/dzien´ u szczuro´w otrzymuja˛cych diete˛ RS4 + 1,3% Ca, a u otrzymu-ja˛cych diete˛ K + 1,3% Ca – 91,3 mg/dzien´ (tab. III). Wskazuje to na pozytywny wpływ skrobi opornej RS4 na zatrzymywanie wapnia w organizmie badanych zwierza˛t, ale przy zwie˛kszonej jego podaz˙y z dieta˛.
WNIOSKI