مطالعه اثرات پرتوتابی گاما بر خواص ترکیبات زیست فعال گرده زنبورعسل

چکیده مبسوطمقدمه و هدف: گرده زنبورعسل در تغذیه انسان و دام کاربرد دارد. گرده زنبورعسل سرشار از ترکیبات زیست‎فعال، مانند فلاونوئیدها و پلی‎فنول‎ها و دارای طیف وسیعی از خواص درمانی است و نقش مهمی در پیشگیری از بیماری‎های مرتبط با رادیکال‎های آزاد دارد. مصرف گرده زنبورعسل فراوری نشده در تغذیه انسان به‎لحاظ داشتن ترکیبات حساسیت‎زا و آلودگی محصول می‎تواند زیانبار باشد. گرده زنبورعسل یک محصول طبیعی است و امکان آلودگی‎های قارچی در هنگام جمع‎آوری توسط حشرات و یا نگهداری نامناسب وجود دارد. پرتوتابی گاما این قابلیت را دارد که آلودگی‎های میکروبی را حذف، زیست‎فراهمی پروتئین را افزایش و با تغییر ساختار عوامل حساسیت‎زا سبب تغییر عملکرد آن‎ها شده و برای فراوری گرده زنبورعسل مورد استفاده قرار گیرد. این پژوهش با هدف مطالعه اثرات پرتوتابی بر خواص ترکیبات زیست‎فعال شامل اثرات محافظت‎کنندگی از آسیب‎های بافتی، سلامت دستگاه گوارش، اثرات ضدالتهابی و ضدحساسیت گرده زنبورعسل پرتوفراوری شده انجام شد.مواد و روش‎ها: برای این‎منظور گرده زنبورعسل خام و پرتوفراوری شده با دز 25 کیلوگری پرتو گاما به‎مقدار 2 درصد جیره پایه در تغذیه 96 سر موش صحرایی ویستار بالغ نر استفاده شد. جیره‎های آزمایشی شامل 1- بدون استفاده از گرده 2- استفاده از گرده زنبورعسل خام 3- استفاده از گرده زنبورعسل پرتوفراوری شده با دز 25 کیلوگری بود. از سدیم فلوراید (1 گرم در کیلوگرم جیره) برای ایجاد مسمومیت و ایجاد آسیب‎های بافتی استفاده می‎شود و بعد از 42 روز با استفاده از مطالعات بافت‎شناسی و سنجش آنزیم‎های کبدی اثرات تغذیه گرده در جلوگیری از سمیت سدیم فلوراید مورد مطالعه قرار گرفت. با نمونه‎برداری از بافت و محتویات روده اثرات تغذیه گرده بر فلور میکروبی دستگاه گوارش و مورفولوژی روده و رشد پرزها مطالعه شد. سنجش اینترلوکین-4 برای مطالعه اثرات ضدحساسیت گرده به‎روش الایزا انجام شد. داده‎های آزمایشی در قالب طرح آزمایشی کاملاً تصادفی با استفاده از نرم‎افزار آماری sas آنالیز و مقایسه میانگین‌ها به‎روش دانکن در سطح 5 درصد انجام شد. یافته‎ها: مقدار پروتئین تام و مالون‎دی‎آلدئید در نمونه‎های پرتوتابی شده تفاوتی با نمونه شاهد نداشت (p>0/05). ولی استفاده از گرده زنبورعسل سبب کاهش آلانین ترانسفراز سرم خون شد (p<0/05). مقدار کاتیون‎های خون در گروه سدیم فلوراید تفاوت معنی‎دار داشت. استفاده از گرده زنبورعسل افزایش سطح سدیم و پتاسیم و کاهش فسفر در گروه سدیم فلوراید را بهبود بخشید (p<0/05). غلظت اینترلوکین-4 سرم خون در تیمارهای مختلف گرده خام و پرتوفراوری شده با دز 25 کیلوگری تفاوت معنی‎داری مشاهده نشد (p>0/05). نتایج سنجش خواص ضدمیکروبی گرده پرتوفراوری شده نشان داد که پرتوتابی تاثیری بر خواص ضدمیکروبی گرده زنبورعسل ندارد (p<0/05). طبق نتایج خواص ضدمیکروبی گرده زنبورعسل بر باکتری‎های گرم مثبت بیشتر از باکتری‎های گرم منفی است. گرده زنبورعسل فعالیت ضدمیکروبی بیشتری در برابر باکتری‎های گرم مثبت نسبت به باکتری‎های گرم منفی و قارچ دارد. گرده زنبور عسل باکتری‎های گرم مثبت و گرم منفی را از بین می‎برد اما حساسیت باکتری‎های گرم مثبت به‎دلیل ماهیت لایه غشای سلولی نسبت به باکتری‎های گرم منفی بیشتر است. استفاده از گرده سبب کاهش جمعیت باکتری‎های گرم مثبت و گرم منفی روده شد (0/05>p). کاهش جمعیت باکترهای روده می‎تواند به‎دلیل اثرات ضدمیکروبی گرده و یا تغییرات در مورفولوژی دیواره روده باشد. تغییرات مورفولوژی دیواره روده در اتصال و استقرار باکتری‎ها نقش دارد و از تخریب و آسیب سلول‎های اپیتلیال روده جلوگیری می‎کند.  نتایج بافت‎شناسی نشان داد که جیره حاوی گرده خام و گرده زنبورعسل پرتوتابی شده سبب کاهش آسیب‎های سدیم فلوراید شامل خونریزی بیضه‎ها و دستگاه گوارش، پرخونی و تورم هپاتوسیت‎ها و آسیب‎های کلیوی شد. مشخصه‎های مورفولوژیکی روده موش‎های تغذیه شده با گرده تفاوت معنی‎دار با موش‎های تغذیه شده با جیره بدون گرده داشت (0/05>p). در گروه آزمایشی گرده خام و گرده پرتوفراوری شده نسبت ارتفاع پرز به عمق کریپت و ارتفاع پرز در ددنوم، ژژنوم و ایلئوم افزایش یافت (0/05>p). جیره‎های حاوی سدیم فلوراید سبب کاهش طول پرز و عمق کریپت در طول روده شد ولی درصد کاهش در جیره‎های حاوی گرده کمتر بود. مشخصه‎های مورفولوژیکی روده موش‎های تغذیه شده با گرده خام و گرده پرتوفراوری شده تفاوت معنی‎دار داشت (0/05>p). در ددنوم و ژژنوم تاثیر گرده خام بیشتر بود ولی در ایلئوم گرده پرتوفراوری شده سبب طول پرز بیشتر شد ولی عمق کریپت ایلئومی تفاوتی نداشت (p>0/05). استفاده از گرده سبب افزایش حجم نسبی اپیتلیوم و کاهش بافت همبند ژژنوم شد و طول پرز و عمق کریپت ژژنوم افزایش پیدا کرد. این نتایج اثر محرک رشد گرده برای پرزهای روده را نشان می‎دهد. استفاده از گرده سبب افزایش ارتفاع پرز و عمق کریپت روده موش‎های مورد آزمایش شد. پرتوفراوری گرده نه‎تنها این خاصیت گرده را تغییر نداد بلکه در مواردی مثل طول پرز ایلئومی سبب عملکرد بهتر دستگاه گوارش شد.نتیجه‎گیری: با توجه به نتایج این پژوهش از دز 25 کیلوگری پرتو گاما بدون اثرات منفی بر خواص ترکیبات زیست‎ فعال گرده زنبورعسل می‎توان برای پرتوفراوری گرده زنبورعسل استفاده کرد. 

effects of gamma irradiation on the properties of bioactive compounds of bee pollen

extended abstractbackground: bee pollen is used in human and animal nutrition and is rich in bioactive compounds, such as flavonoids and polyphenols. it has a wide range of therapeutic properties and plays an important role in preventing diseases related to free radicals. the use of unprocessed bee pollen in human nutrition can be harmful due to the presence of allergenic compounds and contamination of the product. bee pollen is a natural product and fungal contamination is possible during collection by insects or improper storage. gamma irradiation can remove microbial contamination, increase protein bioavailability, change their function, and be used for bee pollen processing by changing the structure of allergenic compounds. this research aimed to study the effects of gamma irradiation on the properties of bioactive compounds, including protective effects against tissue damage, digestive system health, and anti-inflammatory and anti-allergenic effects of gamma-irradiated bee pollen.methods: raw and gamma-irradiated bee pollen with a dose of 25 kgy of gamma rays in 2% of the basic diet was fed to 96 adult male wistar rats. experimental diets included no use of pollen, using raw bee pollen, and using gamma-irradiated bee pollen with a dose of 25 kgy. sodium fluoride (1 g/kg of diet) was used to cause poisoning and tissue damage. after 42 days, the effects of pollen nutrition in preventing sodium fluoride toxicity were studied using histological studies and liver enzymes. the effects of pollen feeding on the microbial flora of the digestive tract, intestinal morphology, and villus growth were studied by sampling intestinal tissue and contents. interleukin-4 was measured to study the antiallergic effects of pollen by the elisa method. experimental data were analyzed in a completely randomized experimental design using sas statistical software.  means were compared with duncan’s test at the level of 5%.results: the total protein and malondialdehyde contents in the irradiated samples were not different from the control sample (p > 0.05), but using bee pollen caused a decrease in serum alanine transferase (p < 0.05). there was a significant difference in the amount of blood cations in the sodium fluoride group. the use of bee pollen improved the increase of sodium and potassium levels and the decrease of phosphorus in the sodium fluoride group (p < 0.05). no significant difference was observed in serum interleukin-4 concentration in different treatments of raw and radiation-processed pollen with a dose of 25 kgy (p > 0.05). the results of measuring the antimicrobial properties of gamma-irradiated pollen showed that irradiation did not affect the antimicrobial properties of bee pollen (p < 0.05). the antimicrobial properties of bee pollen on gram-positive bacteria are more than gram-negative bacteria. bee pollen has more antimicrobial activity against gram-positive bacteria than gram-negative bacteria and fungi. bee pollen destroys gram-positive and gram-negative bacteria, but the sensitivity of gram-positive bacteria is higher than that of gram-negative bacteria due to the nature of the cell membrane layer. the use of pollen decreased the population of gram-positive and gram-negative bacteria in the intestine (p < 0.05). the decrease in the population of intestinal bacteria can be due to the antimicrobial effects of pollen or changes in the morphology of the intestinal wall, which plays a role in bacterial attachment and establishment and prevents the destruction and damage of the intestinal epithelial cells. the histological results showed that the diet containing raw and irradiated bee pollen reduced sodium fluoride damage, including bleeding of  the testicles and digestive tract, hyperemia, and swelling of hepatocytes, and kidney damage. the morphological characteristics of the intestines of rats fed with pollen were significantly different from those fed with a pollen-free diet (p < 0.05). in the experimental group of raw and processed pollen, the ratio of villus height to crypt depth and villus height increased in the duodenum, jejunum, and ileum (p < 0.05). diets containing sodium fluoride caused a decrease in villus length and crypt depth along the intestine, but the reduction percentage was lower in pollen-containing diets. there was a significant difference in the intestinal morphological characteristics of rats fed with both raw and processed pollens (p < 0.05). the effect of raw pollen was greater in the duodenum and jejunum, but processed pollen increased the length of the villi in the ileum, though the depth of the ileal crypt was not different (p > 0.05). the use of pollen caused an increase in the relative volume of the epithelium and a decrease in the connective tissue of the jejunum, along with increases in the villi length and the jejunum crypt depth. these results show the growth-stimulating effect of pollen on intestinal villi. the use of pollen increased the height of the villi and the depth of the intestinal crypt of the tested rats. bee pollen gamma irradiation did not change this property of pollen, and it caused better functioning of the digestive system in cases such as the length of ileal villi.conclusion: according to the results of this research, a dose of 25 kgy of gamma radiation without negative effects on the properties of the bioactive compounds of bee pollen can be used for the radiation processing of bee pollen.