Влияние диеты, содержащей генетически модифицированную (ГМ) сою, на репродуктивные функции животных изучено недостаточно. Имеющиеся в литературе данные противоречивы. Так, Brake и Evenson [1] не выявили негативного воздействия наиболее распространенной ГМ-сои устойчивой к гербициду раундапу в результате внедрения трансгена EPSPS CP4 (RR, линия 40.3.2), на сперматогенез у потомства самцов мышей. В то же время в большинстве исследований указывалось на патологические изменения в семенниках и нарушение репродуктивных функций у мышей и крыс при добавлении в корм той же линии ГМ-сои [2-6]. В наших экспериментах ранее было выявлено негативное влияние кормления лабораторных крыс этой линии ГМ сои, на их плодовитость. При подкармливании самок крыс ГМ-соей было обнаружено уменьшение численности крысят в первом поколении и отсутствие второго поколения [3]. При подкармливании ГМ-соей не только самок, но и самцов не было получено потомство уже в первом поколении [6].

В настоящей работе сравнивали влияние диеты, содержащей ГМ-сою и обычную сою на репродуктивные функции и уровень тестостерона в крови хомячков Кэмпбелла и крыс линии Вистар. Два вида сои добавлялись к виварному корму хомячков в виде семян, к корму крыс – в виде шрота. Оба вида соевых семян или соевого шрота были протестированы на наличие трансгена EPSPS CP4 (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, from Agrobacterium sp., strain CP4), характерного для широко распространенной сои линии 40.3.2, устойчивой к раундапу. Трансген отсутствовал в сое 1 и был обнаружен в сое 2.

При проведении экспериментов по изучению влияния кормов, содержащих ГМ-сою, на физиологические показатели хомячков Кэмпбелла (Phodopus campbelli) было сформировано по 6 пар половозрелых животных в группах – «Контроль», «Соя 1» (немодифицированная соя) и «Соя 2» (генетически модифицированная соя). Основные параметры, по которым оценивалось влияние кормов: размер выводков, средняя масса тела детенышей в выводках, наличие 2-го потомства, динамика уровня тестостерона у самцов каждой группы. Концентрацию тестостерона определяли методом иммуноферментного анализа на твердых полистироловых пластинках с использованием готовых наборов реагентов ИФА-тестостерон и ИФА-кортизол компании «Иммунотех» (Москва).

Количество размножившихся пар в контроле было равно 5-ти (Табл.1), при кормлении нормальной соей – 6-ти, а при кормлении генетически модифицированной соей равно всего 3-м. (Табл.1).

Среднее число детенышей в Контроле и в группе Соя 1 также было выше, чем в группе Соя 2. Так, среднее число детенышей на выводок в группе Контроль – около 5-ти, при кормлении хомячков обычной соей – 4,3 детенышей, при кормлении генетически модифицированной соей среднее число детенышей в выводке снизилось до 3,5 (Табл. 1).

В группе Соя 2 в два раза уменьшилось и число родительских пар со вторым потомством: оно было равно всего одной паре из шести.

Средний вес детенышей в возрасте 1 месяц при кормлении хомячков Кэмпбелла ГМ-соей был снижен более, чем на 1 г., несмотря на наличие богатой белками соевой подкормки. Такое снижение могло иметь существенное значение для здоровья детенышей и свидетельствовать о наличии факторов, негативно влияющих на их развитие (Табл. 1).

Таблица.№1

Исследование влияния соевой диеты на физиологические показатели хомячков Кэмпбелла Ph.c.

Содержание тестостерона у животных обеих групп, получавших сою, как модифицированную, так и традиционную в течение 2-х месяцев эксперимента уменьшалось, в то время как в контрольной группе, наоборот, в основном, возрастало (Рис.1). По литературным данным известно, что кормление бобовыми снижает уровень тестостерона. В наших экспериментах при подкармливании животных соевыми семенами уменьшение концентрации тестостерона в крови было наиболее выраженным при добавлении в корм именно генетически модифицированных соевых семян (Рис.1). При этом снижение тестостерона в крови наблюдалось не только у взрослых животных, но и у детенышей в группе ГМ-соя.

Было произведено 4 забора крови. В «Контроле», когда животных кормили обычным лабораторным кормом, значения концентрации тестостерона в крови самцов варьировали в диапазоне от 2,49 до 8,15 нмоль/л. Наименьшая концентрация при этом была обнаружена после второй недели эксперимента. При кормлении животных обычной соей средние значения тестостерона в крови изменялись от 3,97 до 7,53 нмоль/л, и являлись наименьшими после 4-й недели кормления соей. Средние значения концентрации тестостерона в крови при кормлении хомячков Кэмпбелла ГМ-соей варьировало от 1,33 до 6,44 нмоль/л, и наименьшими были после третьей недели кормления ГМ–соей. Причем наименьшая и наибольшая величины в группе «ГМ-соя» были значительно ниже соответствующих значений в группах «Контроль» и «Соя 1».

Рис.1 Уровень тестостерона в крови самцов при содержании их вместе с самками (4 забора крови).

Таким образом, при кормлении хомячков Кэмпбелла генетически модифицированной соей было обнаружено снижение всех изучаемых параметров: уменьшение числа родительских пар, имеющих детенышей, количества детенышей в пометах и снижение числа родительских пар, родивших второй выводок. При этом наблюдалось также уменьшение массы тела детенышей и снижение концентрации тестостерона в крови самцов хомячков при кормлении генетически модифицированной соей.

Во второй серии экспериментов в корм 18 самцов и 18 самок крыс линии Вистар так же, как и в первой серии добавляли два вида сои в виде шрота: соя 1 – немодифицированная и соя 2 – генетически модифицированная. Исследования были проведены на трех группах крыс: по 6 самок и 6 самцов в каждой группе. В Контрольной группе животные получали только стандартный виварный корм. Самкам и самцам из группы "Соя 1" к виварному корму добавляли шрот, полученный из традиционной сои, из расчета 5г на одну крысу. В группе Соя 2 по той же схеме и в том же количестве добавляли генетически модифицированный соевый шрот (RR, линия 40.3.2). В обоих случаях соевый шрот предварительно замачивали в воде (20г х 40мл). После спаривания самок с самцами все шесть самок крыс из контрольной группы забеременели и дали потомство: 10, 9, 12, 8, 10, 11 крысят. Во второй группе "Соя 1" у пяти из шести крыс появились крысята, но в меньшем количестве, чем в Контроле: 6, 7, 6, 8, 8 крысят. В группе генетически модифицированной сои "Соя 2" только две крысы из шести смогли родить (4 и 12 крысят), а четыре крысы из этой группы потомство не дали. У всех самцов крыс брали кровь для определения уровня тестостерона. Проведенный анализ показал пониженный уровень тестостерона в соевых группах, наиболее выпаженный в группе ГМ-соя. Однако низкий уровень тестостерона в ГМ-соевой группе был статистически недостоверным по сравнению с группой Соя 1. Таким образом, соя, и особенно ГМ-соя, добавляемая к корму крыс линии Вистар, подавляла репродуктивные функции крыс и снижала уровень тестостерона в крови..

Таблица № 2.

Влияние сои на репродуктивность крыс

Проведенное изучение влияния традиционной (или обычной) сои и ГМ-сои на репродуктивные функции и гормональный статус хомячков Кэмпбелла и крыс линии Вистар выявило схожую картину их действия на грызунов. Так, при добавлении в корм хомячков и крыс генетически модифицированной сои (RR, линия 40.3.2) наблюдалось выраженное подавление репродуктивных функций и снижение уровня тестостерона в крови самцов.

Негативное воздействие ГМ-сои на животных может быть обусловлено нескольким причинами: мутагенным влиянием трансгена EPSPS CP4; повышенным уровнем фитоэстрогенов в ГМ-сое; следовым воздействием раундапа, который аккумулируется ГМ-растениями; попаданием и проникновением в клетки крови и разных органов животных плазмид (кольцевой ДНК), используемой для трансформации генов, и др. Полученные данные свидетельствуют об опасности, которую может представлять ГМ-соя для животных и их потомства. Необходимо тщательное изучение возможных причин отрицательного влияния ГМ-сои на животных и следующих поколений.

Авторы выражают благодарность сотрудникам Института проблем экологии и эволюции РАН доктору биологических наук А.В.Сурову и кандидату биологических наук М.В.Ушаковой за помощь в работе.

Экспериментальные данные в формате PDF (39Кб)

---

Литература.

1. Brake D.G. and Evenson D.P.//Food Chemistry and Toxicology. 2004. 42. P.29-36.

2. Ermakova I. // Epigenetics, Transgenic Plants and Risk Assessment. 2006. P.41-48.

3. Ermakova I.V.//Nature biotechnology. 2007. V.25. 12. P.1351-1354.

4. Vecchio L., Cisterna B., Malatesta M., Martin T.E., Biggiogera B.//Eur. J. Histochem, 2003, 48, P.449-453.

5. I.V. Ermakova, A.F. Nazarova. Proceedings of International Scientific-Practical Interdisciplinary Workshop “New Technology in Medicine and Experimental Biology”, Singapore-Bali (Indonesia), 07-19 March, 2008.

6. Малыгин А.Г.//Современные проблемы науки и образования - 2008.- №6. Приложение "Биологические науки". - C. 23.

* Институт проблем экологии и эволюции РАН, afnazar@yandex.ru,

** Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Ermak_I@mail.ru