[Investigation of the metabolic effects of selenium-modified Essentuki mineral water in the experiment]

Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult. 2019;96(6):37-45. doi: 10.17116/kurort20199606137.
[Article in Russian]

Abstract

Background: The urgent tasks of experimental balneology are to design and investigate of the action of native mineral waters (MW) enriched with essential trace elements in order to improve their therapeutic and prophylactic effects.

Objective: To investigate the mechanisms of direct action of the cycle intake of Essentuki MWs modified with selenium (Essentuki Novaya - MW1, Essentuki No. 4 - MW2) on healthy animals.

Material and methods: According to the experimental conditions, 102 male albino rats were divided into 7 groups using a simple randomization method. Group 1 (n=15) received only drinking water (DW) (a control group); Group 2 (n=13) used native MW1; Group 3 (n=13) took native MW2; Group 4 (n=15) had MW1 with selenium (MW1Se1 - 3 mcg/kg); Group 5 (n=15) received MW1Se2; Group 6 (n=15) had MW2Se1 - 300 mcg/kg; and Group 7 (n=16) used MW2Se2.

Results: After cycle drinking, the body weight of the animals in the experimental groups did not significantly differ from that in the control group and was determined within the normal species range. X-ray densitometry showed that the body fat composition in the rats was lower than the control values only after MW1Se1, MW1Se2, and MW2Se1 cycles. The rat lipid spectrum in different groups displayed differences: the atherogenic index was low after MW1, MW1Se1, and MW1Se2 cycles. The blood glucose levels increased in the rats after drinking native MWs (F=2.7; p=0.01). After selenium-modified MW cycles, the blood glucose levels corresponded to the control values. The blood of experimental and control animals showed no differences in bone mineral density (BMD), levels of hormones (insulin, thyroxine, dehydroepiandrosterone (DHEA) and end products of protein metabolism. Selenium-modified Essentuki No. 4 changed the orientation of functional relationships from negative to positive ones between glucose and BMD.

Conclusion: The findings suggest that cycle drinking with native and selenium-enriched Essentuki MWs differently affect the animals. The Essentuki Novaya MW (MW1, MW1Se1, and MW1Se2) drinking cycles predominantly affected in reducing blood atherogenic lipids. The volume of an animal fat component was lower after selenium-modified Essentuki Novaya and Essentuki No. 4 water (MW1Se1, MW1Se2, and MW2Se1) cycles. A direct relationship between DHEA and BMD was found in animals after using the selenium-enriched Essentuki No. 4 cycle.

Обоснование. Актуальными задачами экспериментальной бальнеологии являются разработка и изучение влияния обогащенных эссенциальными микроэлементами нативных минеральных вод (МВ) с целью улучшения их лечебно-профилактического действия. Цель исследования - изучение механизмов непосредственного действия курсового приема МВ Ессентукского типа, модифицированных селеном (Ессентуки Новая - МВ1, Ессентуки #4 - МВ2), на здоровых животных. Материал и методы. Согласно условиям эксперимента, 102 белых самцов крыс методом простой рандомизации распределили в семь групп. Животные 1-й (контроль) группы (n=15) получали только питьевую воду; 2-й (n=13) - нативную МВ1; 3-й (n=13) - нативную МВ2; 4-й (n=15) - МВ1 с селеном (МВ1Se1 3 мкг/кг); 5-й (n=15) - МВ1Se2 (300 мкг/кг); 6-й (n=15) - МВ2Se1; 7-й (n=16) - МВ2Se2. Результаты. После курсового поения масса тела животных опытных групп достоверно не отличалась от контрольной и определялась в пределах видовой нормы. Жировой состав тела крыс, по данным рентгеновской денситометрии, был ниже контрольных значений только после курсов МВ1Se1, МВ1Se2 и МВ2Se1. В липидном спектре крови крыс разных групп наблюдались различия: коэффициент атерогенности был низким после курсов МВ1, МВ1Se1, МВ1Se2. Содержание глюкозы в крови у крыс увеличилось после поения нативными МВ (F=2,7, р=0,01). После курсов модифицированной селеном МВ содержание глюкозы в крови соответствовало контрольным значениям. Минеральная плотность костной ткани (МПКТ), содержание гормонов (инсулин, тироксин, дегидроэпиандростерон - ДГЭАС), а также конечных продуктов белкового обмена в крови опытных и контрольной групп животных не различались. Модифицированная селеном Ессентуки #4 изменила направленность функциональных взаимосвязей с отрицательных на положительные между уровнем глюкозы и МПКТ. Заключение. Полученные данные свидетельствуют о различном влиянии курсового поения животных нативными и обогащенными селеном МВ Ессентукского типа. Преимущественное влияние на снижение атерогенных липидов в крови оказали курсы поения МВ Ессентуки Новая (МВ1, МВ1Se1, МВ1Se2). Объем жирового компонента у животных был ниже после курсов модифицированными селеном вод Ессентуки Новая и Ессентуки #4 (МВ1Se1, МВ1Se2 и МВ2Se1). После курса модифицированной селеном Ессентуки #4 определялась прямая связь между ДГЭАС и МПКТ животных.

Keywords: experiment; natural drinking mineral water; prevention; selenium.

MeSH terms

  • Animals
  • Balneology
  • Male
  • Metabolism / drug effects*
  • Mineral Waters / therapeutic use*
  • Random Allocation
  • Rats
  • Selenium / pharmacology*
  • Treatment Outcome

Substances

  • Mineral Waters
  • Selenium