toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.36946/0869-7922-2020-4-49-55toxreview-324Research ArticleЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯECOLOGICAL TOXICOLOGYИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЛИПОФИЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ БЕЛОМОРСКИХ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ – ФУКУСА ПУЗЫРЧАТОГО И ЛАМИНАРИИ САХАРИСТОЙ НА МОДЕЛИ DAPHNIA MAGNA STRAUSSTUDY OF TOXICITY AND SAFETY OF LIPOPHILIC EXTRACTS OF THE WHITE SEA BROWN ALGAE – FUCUS VESICULOSUS AND LAMINARIA SACCHARINA ON THE DAPHNIA MAGNA STRAUS MODELПодосиновиковаН. П.PodosinovikovaN. P.

Подосиновикова Нина Павловна

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории фармацевтической и токсикологической диагностики

192019, Санкт-Петербург

Podosinovikova Nina Pavlovna

192019, Saint Petersburg

institute@toxicology.ruКрасновК. А.KrasnovK. A.

Краснов Константин Андреевич

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник

192019, Санкт-Петербург

Krasnov Konstantin Andrejevich

192019, Saint Petersburg

krasnov_tox@mail.ruБондаренкоА. А.BondarenkoA. A.

Бондаренко Анастасия Александровна

192019, Санкт-Петербург

Bondarenko Anastasiya Aleksandrovna

192019, Saint Petersburg

bondarenko-nastua@yandex.ruАлександроваМ. Л.AlexandrovaM. L.

Александрова Марина Леонидовна

андидат химических наук, заведующая лабораторией фармацевтической и токсикологической диагностики

192019, Санкт-Петербург

Alexandrova Marina Leonidovna

192019, Saint Petersburg

analekt@mail.ruЗайцеваМ. А.ZaytsevaM. A.

Зайцева Мария Анатольевна

кандидат медицинских наук, заведующий лаборатории лекарственной токсикологии

192019, Санкт-Петербург

Zaytseva Maria Anatolevna

192019, Saint Petersburg

alpha-2@mail.ruХаламанВ. В.KhalamanV. V.

Халаман Вячеслав Вячеславович

199034, Санкт-Петербург

Khalaman Vyacheslav Vyacheslavovich

199034, Saint Petersburg

vkhalaman@gmail.comФГБУН «Институт токсикологии Федерального медико-биологического агентства»РоссияInstitute of Toxicology of the Federal Medical Biological AgencyRussian FederationЗоологический институт РАНРоссияWhite Sea Biological Station, Zoological Institute of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202031072020044955Copyright © Подосиновикова Н.П., Краснов К.А., Бондаренко А.А., Александрова М.Л., Зайцева М.А., Халаман В.В., 20202020Подосиновикова Н.П., Краснов К.А., Бондаренко А.А., Александрова М.Л., Зайцева М.А., Халаман В.В.Podosinovikova N.P., Krasnov K.A., Bondarenko A.A., Alexandrova M.L., Zaytseva M.A., Khalaman V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/324

В работе проведена оценка острой токсичности, безопасности и биологической активности экстрактов липофильных веществ бурых водорослей Белого моря – ламинарии сахаристой (S. latissima) и фукуса пузырчатого (F. vesiculosus) на модели зоогидробионтов Daphnia magna Straus.

Апробировано два способа получения сухого липидного концентрата ламинарии и фукуса. Показано, что острая токсичность липидного экстракта ламинарии не зависит от способа его получения и составляет порядка 200 мг/л. Острая токсичность экстракта фукуса зависит от метода получения. Она составляет около 100 мг/л при «холодном» способе экстрагирования и повышается на порядок при «горячем» методе получения экстракта. Для исследования биологической активности использовались образцы бурых водорослей, полученные методом «холодной экстракции».

В хронических экспериментах препараты бурых водорослей использовали в концентрации 8,0 мг/л, которая составляла менее 0,1 ЛК50 величины острой токсичности фукуса и не вызывала токсических эффектов. На протяжении 24 суток препараты вносили в среду с дафниями дважды в неделю. В дальнейшем контрольные и опытные гидробионты содержались в одинаковых условиях до гибели последних особей. Показано, что препараты ламинарии и фукуса в предложенной концентрации на 20-30% увеличивали продолжительность жизни дафний в условиях нормального содержания и на 50-60% в экстремальных условиях, стимулируя при этом в 3-4 раза репродуктивную активность гидробионтов. Полученные результаты позволяют предполагать наличие у исследованных препаратов выраженных адаптогенных и цитопротекторных свойств.

Assessment of the acute toxicity, safety and biological activity of lipophilic extracts of the White Sea brown algae“– S. latissima and F. vesiculosus– on the model of zoohydrobionts Daphnia magna Straus has been performed.

Two methods of obtaining dry lipid concentrate of kelp and fucus were tested. It has been shown that the acute toxicity of the lipid extract of kelp does not depend on the method of its preparation and is about 200 mg/L. The acute toxicity of fucus extract depends on the method of preparation. It is about 100 mg/L in the «cold» method of extraction and increases by an order of magnitude in the «hot» method. To study the biological activity, samples of brown algae obtained by «cold» extraction were used.

In chronic experiments, preparations of brown algae were used in a concentration of 8.0 mg/L, which was less than 0,1 LC50 of the acute toxicity of fucus and did not cause toxic effects.

For 24 days, the preparations were introduced in contact with Daphnia twice a week. Subsequently, the control and experimental hydrobionts were kept under the same conditions until the death of the last individuals. It has been shown that the preparations of S. latissima and F. vesiculosus in the proposed concentration by 20-30% increased the lifespan of Daphnia in normal conditions and by 50-60% in extreme conditions, while stimulating the reproductive activity of aquatic organisms by 3-4 times. The results obtained suggest that the studied drugs have pronounced adaptogenic and cytoprotective effects.

бурые водорослиF. vesiculosusS. latissimaлипидытоксичностьпродолжительность жизнирепродуктивная активностьDaphnia magna Strausbrown algaeF. vesiculosusS. latissimalipidstoxicitylifespanreproductive activityDaphnia magna StrausReferencesБоголицин К.Г., Каплицын П.А., Ульяновский Н.В., Пронина О.А. Комплексное исследование химического состава бурых водорослей Белого моря // Химия растительного сырья. 2012. №4. С. 153-160.Bogolitsin K.G., Kaplitsyn P.A., Ul’yanovskiy N.V., Pronina O.A. Comprehensive study of the chemical composition of the White Sea brown algae. Chemistry of plant raw materials. 2012. – Vol. 4. – Pp. 153-160 (in Russian).Stengel D.B, Connan S., Popper Z.A. Algal chemodiversity and bioactivity: sources of natural variability and implications for commercial application. Biotechnol. Adv. 2011 29(5): 483-501.Stengel D.B, Connan S., Popper Z.A. Algal chemodiversity and bioactivity: sources of natural variability and implications for commercial application. Biotechnol. Adv. 2011.- Vol. 29(5). – Pp. 483-501.Рябушко В.И., Мусатенко Л.И., Войтенко Л.В., Попова Е.В., Нехорошев М.В. Функциональная роль фукоксантина и фитогормонов из морских бурых водорослей. Альгология, 2014, 24(1): 20-33.Ryabushko V.I., Musatenko L.I., Voytenko L.V., Popova E.V., Nekhoroshev M.V. Functional role of fucoxanthin and phytohormones from marine brown algae. Algology. 2014. – Vol. 24(1). – Pp. 20-33 (in Russian).Vadalà M., Palmieri B. From algae to “functional foods”. Clin. Ter. 2015;166(4): 281-300.Vadalà M., Palmieri B. From algae to “functional foods”. Clin Ter. 2015. – Vol. – 166(4). – Pp. 281-300.Gammone M.A., Riccioni G., D’Orazio N. Marine Carotenoids against Oxidative Stress: Effects on Human Health. // Mar. Drugs. 2015, 13(10): 6226-46.Gammone MA., Riccioni G., D’Orazio N. Marine Carotenoids against Oxidative Stress: Effects on Human Health. Mar. Drugs. 2015. – Vol. 13(10). – Pp. 6226-46.Martin L.J. Fucoxanthin and Its Metabolite Fucoxanthinol in Cancer Prevention and Treatment. Mar. Drugs. 2015, 13(8): 4784-98.Martin L.J. Fucoxanthin and Its Metabolite Fucoxanthinol in Cancer Prevention and Treatment. Mar. Drugs. 2015. – Vol. -13(8). – Pp. 4784-98.Maeda H. Nutraceutical effects of fucoxanthin for obesity and diabetes therapy: a review // J. Oleo Sci. 2015, 64(2): 125-32.Maeda H. Nutra ceutical effects of fucoxanthin for obesity and diabetes therapy: a review. J. Oleo Sci. 2015. – Vol. 64(2). – Pp. 125-32.Abidov M., et al. The effects of Xanthigen in the weight management of obese premenopausal women with non-alcoholic fatty liver disease and normal liver fat. // Diabetes Obes Metab. (2010)Abidov M., et al. The effects of Xanthigen in the weight management of obese premenopausal women with non-alcoholic fatty liver disease and normal liver fat. Diabetes Obes Metab. 2010.Stengel D.B., Connan S., Popper Z.A. Algal chemodiversity and bioactivity: sources of natural variability and implications for commercial application. Biotechnol. Adv. 2011,29(5): 483-501.Stengel D.B., Connan S., Popper Z.A. Algal chemodiversity and bioactivity: sources of natural variability and implications for commercial application. Biotechnol. Adv. 2011.- Vol. 29(5). – Pp. 483-501.Delbrut A., Albina P., Lapierre T., et al. Fucoxanthin and Polyunsaturated Fatty Acids Co-Extraction by a Green Process // Molecules. 2018 Apr 11; 23(4).Delbrut A., Albina P., Lapierre T., et al. Fucoxanthin and Polyunsaturated Fatty Acids Co-Extraction by a Green Process. Molecules. 2018.- Vol. 23(4).Муравьева Е.А. Комплексная технология получения экстрактивных БАВ из бурых водорослей белого моря – Рыбпром. № 3, 2010, С. 54-57.Murav’eva E.A. Complex technology for producing extractive BAS from white sea brown algae. Rybprom. – 2010. – Vol. 3. – Pp. 54-57 (in Russian).Podolskaya E.P., Gladchuk A.S., Keltsieva O.A., et al. The film chemical deposition technoloques as a tool for fingerprinting of free fatty acids by MALDITOF-MS // Analytical Chemistry. DOI: 10.1021/acs.analchem.8b05296. Publ. date (Web) 11 Dec. 2018.Podolskaya E.P., Gladchuk A.S., Keltsieva O.A., et al. The film chemical deposition technoloques as a tool for fingerprinting of free fatty acids by MALDI-TOF-MS. Analytical Chemistry. DOI: 10.1021/acs.analchem.8b05296. Publ. date (Web) 11 Dec. 2018.ФР.1.39.2007.003222, «Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний». М. «АКВАРОС» 2007.FR.1.39.2007.003222, “Methods for determining the toxicity of water and water extracts from the soil, sewage sludge, waste from mortality and changes in the fertility of Daphnia”. M. «AKVAROS» 2007 (in Russian).ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06, 16.1:2:2.3:3.9-06. «Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета». М. 2014.PND FT 14.1:2:3:4.12-06, 16.1:2:2.3:3.9-06. “Methods of measuring the quantity of Daphnia magna Straus to determine the toxicity of drinking, fresh natural and waste waters, water extracts from soils, sewage sludge, production and consumption wastes by direct counting method”. M. 2014 (in Russian).Межгосударственный стандарт 12.1.007-76-2007. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Москва: Стандартинформ, 2007.Interstate standard 12.1.007-76- 2007. Occupational safety standards system. Noxious substances. Classification and general safety requirements. M: Standartinform, 2007 (in Russian).Lashmanova E., Proshkina E., Zhikrivetskaya S., et al. Fucoxanthin increases lifespan of Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans. Pharmacol Res. 2015, 100, P. 228-41.Lashmanova E., Proshkina E., Zhikrivetskaya S., et al. Fucoxanthin increases lifespan of Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans. Pharmacol Res. 2015. – Vol. 100. – Pp. 228-41.Mann H.B., Whitney D.R. On a test of whether one of two random variables are stochastically larger than the other. Annals of Mathematical Statistics. 1947; № 18. Р.50-60.Mann H.B., Whitney D.R. On a test of whether one of two random variables are stochastically larger than the other. Annals of Mathematical Statistics. 1947.- Vol. 18. – Pp. 50-60.Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях; Л. 1973Gubler E.V., Genkin A.A. Application of non-parametric test for statistics in biomedical research; L. 1973 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.