resumen
El benzoato de sodio es un conservante de alimentos que inhibe el crecimiento microbiano. Se estudiaron los efectos del conservante de benzoato de sodio sobre la inducción de micronúcleos, la rotura cromosómica y la mutación del gen de la superóxido dismutasa Ala40Thr en linfocitos. Se trataron concentraciones de benzoato sódico de 0,5, 1,0, 1,5 y 2,0 mg/mL en la línea celular de linfocitos durante 24 y 48 horas, respectivamente., La prueba de micronúcleos, la técnica estándar de cultivo cromosómico, la PCR y la técnica de secuenciación automatizada se realizaron para detectar micronúcleos, rotura cromosómica y mutación genética. Los resultados mostraron que, a las 24 y 48 horas. el tiempo de incubación, las concentraciones de benzoato de sodio de 1.0, 1.5 y 2.0 mg/mL aumentaron la formación de micronúcleos en comparación con el grupo control (). A las 24 y 48 horas. el tiempo de incubación, las concentraciones de benzoato de sodio de 2,0 mg/mL aumentaron la rotura cromosómica en comparación con el grupo control (). El benzoato de sodio no causó Ala40Thr (GCGACG) en el gen de la superóxido dismutasa., El benzoato de sodio presentó toxicidad mutagénica y citotóxica en los linfocitos causada por la formación de micronúcleos y la rotura cromosómica.
1. Introducción
los conservantes son las sustancias que se añaden a los alimentos para evitar descomposiciones por crecimiento microbiano o cambios químicos indeseables. Hay muchos conservantes que se utilizan comúnmente en las industrias alimentarias, incluido el grupo benzoato, que se usa como bacteriostático y fungistático en alimentos y bebidas ácidos como vinagre, bebidas carbonatadas, mermeladas, jugos de frutas y condimentos. El benzoato de sodio se usa comúnmente en alimentos de todo el mundo., Hoy en día el consumo de alimentos y bebidas implican con estos conservantes, debido a casi productos incluso los alimentos frescos o secos siempre se añaden conservantes para prolongar la vida útil. La administración de alimentos y medicamentos (FDA) regula la cantidad de aditivos alimentarios permitidos en los alimentos u otros bienes para ayudar a garantizar la seguridad y reducir la posibilidad de consumo excesivo. Para usar el grupo de benzoato como el benzoato de sodio y el benzoato de potasio en productos lácteos como helados, pudines y yogur, la FDA permite usar benzoato de sodio a 300 mg/1 kg., Como resultado de la ingesta a largo plazo, a pesar de que es pequeña cantidad, los conservantes pueden causar daños a los consumidores dentro de alguna enfermedad y en el nivel de cromosomas. Los siguientes efectos adversos de los conservantes de alimentos son náuseas, vómitos, diarrea, rinitis, broncoespasmo, migraña, anafilaxia e hiperactividad en niños .
la prueba de micronúcleos (mn) es el sistema de prueba para la detección de sustancias químicas que inducen la formación de micronúcleos en el citoplasma de células binucleadas., Estos micronúcleos pueden originarse a partir de fragmentos cromosómicos o cromosomas enteros que no pueden migrar con el resto de los cromosomas durante la anafase de la división celular . Debido a la toxicidad del benzoato de sodio en humanos, el propósito de este estudio fue evaluar los posibles efectos genotóxicos del benzoato de sodio, que era uno de los conservantes de los alimentos en los linfocitos humanos.
la superóxido dismutasa extracelular (EC-SOD) es una enzima que en humanos es codificada por el gen SOD3. Este gen codifica a un miembro de la familia de proteínas superóxido dismutasa (SOD)., SODs son enzimas antioxidantes que catalizan la dismutación de dos radicales superóxido en peróxido de hidrógeno y oxígeno. Se cree que el producto de este gen protege el cerebro, los pulmones y otros tejidos del estrés oxidativo. La proteína es secretada en el espacio extracelular y forma un homotetrámero glicosilado que está anclado a la matriz extracelular (ECM) y las superficies celulares a través de una interacción con heparán sulfato, proteoglicano y colágeno., Una fracción de la proteína es escindida cerca del C-terminal antes de la secreción para generar tetrámeros circulantes que no interactúan con el ECM .
el estrés oxidativo ha sido implicado en el daño pancreático de las células β, La resistencia a la insulina y la función vascular en pacientes diabéticos. La mutación missense Ala40Thr (GCG ACG) del gen EC-SOD está asociada con la resistencia a la insulina y la susceptibilidad a la diabetes tipo 2 . En este estudio se investigó la toxicidad del benzoato de sodio implicado en la diabetes tipo 2 en la mutación CE-SOD.
2., Materiales y métodos
el estudio se realizó utilizando línea celular de linfocitos humanos (ATCC PCS-800-013).
2.1. Estudio de los efectos del benzoato de sodio en la prueba de micronúcleos y rotura cromosómica
la línea celular de linfocitos humanos (ATCC PCS-800-013) se cultivó en medio RPMI que contenía 10% de suero bovino fetal, antibióticos y fitohemaglutinina M. los cultivos de linfocitos humanos se incubaron en incubadora de CO2 al 5% a 37°C. Las concentraciones de benzoato de sodio fueron 0.5, 1.0, 1.5 y 2.,0 mg / mL y los tiempos de incubación para el tratamiento de linfocitos fueron de 24 y 48 horas, respectivamente, para la prueba de micronúcleos y el estudio cromosómico en este estudio. Para la prueba de micronúcleos, la preparación de micronúcleos se realizó de acuerdo con los procedimientos de Fenech y Palus et al. . Para el estudio cromosómico, se realizó un cultivo de linfocitos humanos estándar para el estudio cromosómico y se tiñeron los cromosomas con Giemsa . Se observaron micronúcleos y roturas cromosómicas al microscopio.
2.2., Estudio del efecto de la toxicidad del benzoato de sodio sobre la mutación del gen de la superóxido dismutasa Ala40Thr en linfocitos
Los linfocitos se trataron con una concentración de benzoato de sodio de 2,0 mg/mL durante 48 horas. Después de eso, se extrajo ADN de los linfocitos tratados con un kit de extracción de ADN seguido de PCR y secuenciación automatizada de ADN.
2.3. Análisis estadístico
las correlaciones entre las formaciones de micronúcleos, las concentraciones de benzoato de sodio y los tiempos de incubación fueron probadas por ANOVA a nivel.
3. Resultados y Discusión
3.1., Estudio de los efectos del benzoato de sodio en la prueba de micronúcleos y rotura cromosómica
para la formación de micronúcleos, los resultados mostraron que las células micronucleadas aumentaron cuando aumentó la concentración de benzoato de sodio. En tiempos de incubación de 24 y 48 horas, las concentraciones de benzoato de sodio de 1,0, 1,5 y 2,0 mg/mL aumentaron significativamente las células micronucleadas en comparación con el grupo control (), pero la concentración de benzoato de sodio de 0,5 mg / mL no aumentó significativamente las células micronucleadas en comparación con el grupo control () (Tabla 1 y Figura 1)., Micronucleated cells in each sodium benzoate concentration were shown in Figure 2.
para la rotura de cromosomas, a las 24 y 48 horas de incubación, la concentración de benzoato de sodio de 2,0 mg/mL causó separación de cromátidas hermanas y brecha en los cromosomas en comparación con el grupo de control (), pero las concentraciones de benzoato de sodio de 0,5, 1,0 y 1,5 mg / mL no causaron separación de cromátidas hermanas y brecha en los cromosomas en comparación con el grupo de control () (Figuras 3 y 4). La separación de las cromátidas hermanas y la brecha en los cromosomas se muestran en la Figura 5.,
3.2. Estudio del efecto de la toxicidad del benzoato de sodio sobre la mutación del gen de la superóxido dismutasa ala40thr en linfocitos
en este estudio no se encontró la mutación missense Ala40Thr del gen de la superóxido dismutasa en linfocitos. Por lo tanto, la toxicidad del benzoato de sodio no estuvo implicada en esta mutación y en la aparición de diabetes tipo 2.,
el benzoato de Sodio es un conservante. Como aditivo alimentario, el benzoato de sodio tiene el número E E211. Es bacteriostático y fungistático en condiciones ácidas. El mecanismo comienza con la absorción del ácido benzoico en la célula. Si el pH intracelular cae a 5 o menos, la fermentación anaeróbica de la glucosa a través de la fosfofructocinasa disminuye bruscamente, lo que inhibe el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos que causan el deterioro de los alimentos.
Ishidate et al. informó que el benzoato de sodio causó aberraciones cromosómicas en la línea celular de fibroblastos de hámster chino., En un estudio in vitro, la ornitina transcarbamilasa y la tirosina aminotransferasa, enzimas marcadores en las mitocondrias y el citosol de los hepatocitos hepáticos de rata, fueron claramente suprimidas por el benzoato de sodio a concentraciones superiores a 500 µg/mL e inhibieron la síntesis de ADN con 100 µg/mL. Oyanagi et al. y Mpountoukas et al. se ha estudiado in vitro el potencial genotóxico, citostático y citotóxico del benzoato de sodio en células sanguíneas periféricas humanas. Informaron que las concentraciones de benzoato de sodio de 2,0, 0,2 y 0,02 mM no causaron actividad citostática detectada y 4 y 8 mM causaron citostaticidad débil., Llegaron a la conclusión de que los conservantes pueden no ser genotóxicos a bajas concentraciones. Türkoǧlu y Zengin et al. se estudiaron los efectos del benzoato de sodio de 20 a 100 ppm durante 5, 10 y 20 horas en las puntas de las raíces de Allium cepa. En comparación con el control, los valores del índice mitótico disminuyeron y las aberraciones cromosómicas (puentes anafásicos, C-mitosis, micronúcleos, rezagos, pegajosidad, roturas y distribución desigual) aumentaron con el aumento de las concentraciones y el mayor período de tratamiento., La toxicidad del benzoato de sodio no causó la mutación missense Ala40Thr del gen de la superóxido dismutasa en los linfocitos y no se asoció con la aparición de diabetes tipo 2.
4. Conclusiones
según nuestro estudio, podrían ser las posibles razones del benzoato de sodio, el daño del ADN afectado., Los resultados observados en este estudio obtienen el conocimiento de progreso para prevenir enfermedades o disminuir los cambios de los cromosomas humanos causados por el consumo de aditivos alimentarios e insisten en una evaluación más amplia de la seguridad de los conservantes alimentarios para activar los departamentos gubernamentales responsables de la salud pública para estar preocupados por las desventajas de los aditivos alimentarios. Sin embargo, se requiere estudiar in vivo para llegar a una decisión completa sobre la genotoxicidad conservante y el mecanismo de acción del benzoato de sodio sobre el daño del ADN en humanos.,
Conflicto de Intereses
El autor declara que no existe conflicto de intereses con respecto a la publicación de este documento.
reconocimiento
Este trabajo fue apoyado por Thammasat University research grant, 2013.