Изучение токсичности мышьяксодержащих соединений, выделенных из бурой водоросли Saccharina japonica, на лабораторных животных

Способность различных морских организмов, в особенности водорослей и беспозвоночных, к накоплению мышьяка в высоких концентрациях может представлять угрозу для здоровья населения при употреблении их в пищу. Из литературных данных известно, что неорганические соединения мышьяка (арсениты и арсенаты) являются наиболее токсичными, по сравнению с метилированными формами элемента, и тем более с комплексными органическими соединениями (арсенобетаином, арсенохолином, тетраметиларсоний йоном, арсенорибозами), считающимися нетоксичными для живых организмов. На основе данных мониторинга показателей безопасности установлено, что для водорослей характерно превышение содержания общего мышьяка. Согласно ТР ТС 021/2011 максимально допустимый уровень мышьяка в водорослях составляет 5 мг/кг и установленная норма без разделения на органические и неорганические соединения мышьяка создаёт барьер для рационального использования сырья. В связи с этим определение содержания неорганических соединений мышьяка в водорослях, а также оценка их токсичности является весьма актуальной проблемой. При исследовании коммерческой бурой водоросли Saccharina (=Laminaria) japonica и фракций, полученных при её обработке, с помощью методов ИСП-МС, ВЭЖХ-МС-ИСП выявлено превышение предельно допустимого уровня мышьяка, однако наиболее токсичные неорганические формы составили от 6 до 14% от общего количества мышьяка в сырье. В опытах на лабораторных животных (крысах) изучена острая токсичность и показано отсутствие токсических эффектов при пероральном введении суспензии, содержавшей фракцию с большой концентрацией соединений мышьяка. В исследованиях возможной хронической токсичности ламинарии при продолжительном введении тех же субстанций лабораторным мышам линии CD-1 обнаружено, что даже многократное превышение дозы мышьяксодержащих соединений, выделенных из водоросли, не оказывает токсического действия.

водоросли, неорганические соединения мышьяка, острая токсичность, хроническая токсичность, лабораторные животные

1. Аминина Н.М. 2011. Мышьяк в бурых водорослях // Рыбное хозяйство. № 6. С. 65-68.

2. Аминина Н.М., Якуш Е.В., Блинов Ю.Г. 2015. О методах определения мышьяка в морских организмах // Рыбное хозяйство. № 5. С. 38-39.

3. Вафина Л.Х., Подкорытова А.В. 2009. Новые продукты функционального питания на основе биоактивных компонентов бурых водорослей // Известия ТИНРО. Т. 156. С. 348-356.

4. Гуськова Т.А. 2010. Доклиническое токсикологическое изучение лекарственных средств как гарантия безопасности проведения их клинических исследований // Токсикологический вестник. № 5 (104). С. 2-6.

5. Круглякова У. С., Багрянцева О.В., Евстратова А.Д., Малинкин А.Д., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. 2018. Раздельное количественное определение органических и неорганических форм мышьяка в морепродуктах // Анализ риска здоровью. № 2. С. 112-118.

6. Петруханова А.В., Гершунская В.В., Абрамова Л. С. 2012. Мониторинг содержания мышьяка в водных биологических ресурсах и продукции из них // Рыбная промышленность. № 1. С. 8-9.

7. Щукин В.М., Кузьмина Н.Е., Ерина А. А., Яшкир В.А., Меркулов В.А. 2018. Сравнительный анализ содержания тяжёлых металлов, алюминия и мышьяка в бурых водорослях различного происхождения // Химико-фармацевтический журнал. Т. 52. № 7. С. 30-36.

8. Щукин В.М., Ерина А.А., Лисман Е.С., Ваганова О.А. 2019. Проблемы нормирования мышьяка в бурых водорослях и лекарственных препаратах на их основе // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. Т. 9. № 3. С. 167-172.

9. Andrewes P., Demarini D.M., Funasaka K., Wallace K., Lai V W.M., Sun H.S., Cullen W. R., Kitchin K. T. 2004. Do arsenosugars pose a risk to human health? The comparative toxicities of a trivalent and pentavalent arsenosugar // Environ. Sci. Technol. 38 (15). 4140-4148.

10. Gomez-Zavaglia A., Prieto Lage., M.A, Jimenez-Lopez C., Mejuto J. C., Simal-Gandara J. 2019. The Potential of Seaweeds as a Source of Functional Ingredients of Prebiotic and Antioxidant Value // Antioxidants. V.8. P. 406.

11. EFSA. 2009. Scientific opinion on arsenic in food. EFSA panel on contaminants in the food chain. EFSA J. 7, 198.

12. EFSA. 2014. Dietary exposure to inorganic arsenic in the European population. EFSA J. 12, 68.

13. Hsieh Y.J., Jiang S.J. 2012. Application of HPLC-ICP-MS and HPLC-ESI-MS procedures for arsenic speciation in seaweeds // J. of Agricultural and Food Chemistry, V. 60. № 9. P. 2083-2089.

14. JECFA. 2010. Summary and conclusions of the seventy-second meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). P. 1-16. Accessible via: https://www.who.int/foodsafety/ chem/summary72_rev.pdf. 30.06.2020.

15. Kumari B., Kumar V, Sinha A. K., Ahsan J., Ghosh A. K., Wang H., DeBoeck G. 2017. Toxicology of arsenic in fish and aquatic systems // Environ Chem Lett. V.15. P. 43-64.

16. Llorente-Mirandes T., Ruiz-Chancho M.J., Barbero M., Rubio R., Lopez-Sanchez J.F. 2011. Determination of water-soluble arsenic compounds in commercial edible seaweed by LC-ICPMS // J. Agric. Food Chem. 59 (24), 12963-12968.

17. Ma Z., Lin L., Wu M., Yu H., Shang T., Zhang T., Zhao M. 2018. Total and inorganic arsenic contents in seaweeds: Absorption, accumulation, transformation and toxicity // Aquaculture. V. 497. P. 49-55.

18. Reis V.A.T., Duarte A. C. 2018. Analytical methodologies for arsenic speciation in macroalgae: a critical review // Trends Anal. Chem. V.102. P. 170-184.

19. Rose M, Lewis J, Langford N, Baxter M, Origgi S, Barber M. 2007. Arsenic in seaweeds - forms, concentration, and dietary exposure // Food Chem Toxicol. V. 45 P. 1263-1267.

20. Sakurai T, Kaise T, Ochi T, Saitoh T, Matsubara C. 1997. Study of in vitro cytotoxicity of a water-soluble organic arsenic compound, arsenosugar, in seaweed // Toxicology. 122(3):205-12.

21. Salgado S.G., Quijano Nieto M.A., Bonilla Simon M.M. 2006. Optimisation of sample treatment for arsenic speciation in alga samples by focussed sonication and ultrafiltration // Talanta. V.68. №.5. P. 15221527.

22. Taylor V., Goodale B., Raab A., Schwerdtle T., Reimer K., Conklin S., Karagas M.R, Francesconi K.A. 2017. Human exposure to organic arsenic species from seafood // Science of The Total Environment. V. 580. P. 266-282.

23. Tukai R., Maher W.A., McNaught I.J., Ellwood M.J. 2002. Measurement of arsenic species in marine macroalgae by microwave-assisted extractionand high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry // Anal. Chim. Acta 457 (2), 173-185.

24. Twaddle N.C., Vanlandingham M., Beland F. A., Doerge D.R. 2019. Metabolism and disposition of arsenic species from controlled dosing with dimethylarsinic acid (DMAV) in adult female CD-1 mice. V. Toxicokinetic studies following oral and intravenous administration // Food and Chemical Toxicology. V. 130. P. 22-31.

25. Van Hulle M., Zhang C., Zhang X., Cornelis R. 2002. Arsenic speciation in chinese seaweeds using HPLC-ICP-MS and HPLC-ES-MS. // Analyst. V. 127. № 5. P. 634-640.

26. Zhao Y., Shang D., Ning J., Zhai Y. 2012. Arsenic and cadmium in the marine macroalgae (Porphyra yezoensis and Laminaria japonica) - forms and concentrations // Chem. Speciat. Bioavailab. 24, 197-203.