The influence of freeze-dried animal-derived products on hematological parameters in nonlinear laboratory animals (Mus musculus)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

One of the approaches to creating metabolically targeted functional foods involves the use of freeze-drying technology in their production. This method extends the shelf life of products without the need for preservatives and allows the products to quickly regain their properties upon rehydration. Freeze-drying employs a gentle dehydration process, preserving the taste and aroma of the products while maintaining high levels of protein, vitamins, and trace elements. Optimizing this technology can enable the development of specialized functional foods with targeted metabolic effects. This study presents a comparative assessment of the effects of freeze-dried minced meat, fish, non-fish aquatic products, and poultry – previously prepared using the sous-vide method – on changes in glutathione, testosterone, hemoglobin, and cholesterol levels in the blood of outbred white male laboratory mice. The selected evaluation parameters were based on the influence of the composition of functional freeze-dried samples on biochemical processes of metabolic adaptation linked with oxygen transport, lipid metabolism, hormonal balance, and antioxidant defense, in response to dietary changes. In addition to a standard vivarium diet, animals from each group (except the control group) received a freeze-dried product added to water for six weeks. A significant increase in hemoglobin levels was observed in the group fed turkey meat (+7.3 %, p < 0.05). Elevated cholesterol levels were noted in groups supplemented with beef (+24.4 %, p < 0.05) and shrimp meat (+45.9 %, p < 0.01), which can be attributed to the high cholesterol content in these products, as supported by literature data. Increased glutathione levels were detected in groups fed reindeer meat (+48.9 %, p < 0.05), tuna fillet (+62 %, p < 0.05), cod fillet (+79.3 %, p < 0.01), shrimp meat (+159.7 %, p < 0.01), and squid fillet (+126 %, p < 0.01). Testosterone levels decreased in groups consuming shrimp meat (-22.8 %, p < 0.01), squid fillet (-20.6 %, p < 0.05), and reindeer meat (-22.6 %, p < 0.01). Similar changes in testosterone levels may also occur in humans consuming moderate to high amounts of protein (more than 2.5 g/kg/day and 3.4 g/kg/day, respectively). The findings suggest that the studied freeze-dried products may contribute to improved consumer health by modulating metabolic parameters.

About the authors

A. A. Riabchenkova

LLC ATG Service Gene

Email: riabchenkova@service-gene.ru
Russian Federation

E. L. Chirak

LLC ATG Service Gene

Email: chirak.evgenii@service-gene.ru
Russian Federation

E. R. Chirak

LLC ATG Service Gene

Email: chirak.elizaveta@service-gene.ru
Russian Federation

V. V. Kopat

LLC ATG Service Gene

Email: kopat@service-gene.ru
Russian Federation

I. V. Dukhovlinov

LLC ATG Service Gene

Email: atg@service-gene.ru
Russian Federation

E. V. Babkin

LLC ALBA

Author for correspondence.
Email: evgenibabki@yandex.ru
Russian Federation

References

  1. Драпкина, О. М. Алиментарно-зависимые факторы риска хронических неинфекционных заболеваний и привычки питания: диетологическая коррекция в рамках профилактического консультирования. Методические рекомендации / О. М. Драпкина, Н. С. Карамнова, А. В. Концевая, Б. Э. Горный, В. А. Дадаева, Л. Ю. Дроздова и др. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2021. – Т. 20. – № 5. – С. 273–334. doi: 10.15829/1728-8800-2021-2952. Drapkina, O. M. Alimentary-dependent risk factors for chronic non-communicable diseases and eating habits: dietary correction within the framework of preventive counseling. Methodological Guidelines / O. M. Drapkina, N. S. Karamnova, A. V. Kontsevaya, B. E. Gorny, V. A. Dadaeva, L. Yu. Drozdova et al. // Cardiovascular Therapy and Prevention. – 2021. – V. 20. – № 5. – P. 273–334. doi: 10.15829/1728-8800-2021-2952
  2. Kobylińska, M. Malnutrition in obesity: is it possible? / M. Kobylińska, K. Antosik, A. Decyk, K. Kurowska // Obesity Facts. – 2021. – V. 15. – № 1. – P. 19–25. doi: 10.1159/000519503
  3. Hue, J. J. Patient-centered weight tracking as an early cancer detection strategy / J. J. Hue, S. C. Markt, G. Rao, J. M. Winter // Journal of Cancer Prevention. – 2020. – V. 25. – № 3. – P. 181–188. doi: 10.15430/JCP.2020.25.3.181
  4. Matthews, L. S. Screening, assessment and management of perioperative malnutrition: a survey of UK practice / L. S. Matthews, S. A. Wootton, S. J. Davies, D. Z. H. Levett // Perioperative Medicine. – 2021. – V. 10. – № 1. – Article 30. doi: 10.1186/s13741-021-00196-2
  5. Ding, P. Relationship between nutritional status and clinical outcome in patients with gastrointestinal stromal tumor after surgical resection / P. Ding, H. Guo, C. Sun, P. Yang, Y. Tian, Y. Liu et al. // Frontiers in Nutrition. – 2022. – V 9. – Article 818246. doi: 10.3389/FNUT.2022.818246
  6. Gazouli, A. Perioperative nutritional assessment and management of patients undergoing gastrointestinal surgery / A. Gazouli, K. Georgiou, M. Frountzas, G. Tsourouflis, N. Boyanov, N. Nikiteas et al. // Annals of Gastroenterology. – 2024. – V. 37. – P. 142–154. doi: 10.20524/aog.2024.0867
  7. van Gassel, R. J. J. Postprandial rise of essential amino acids is impaired during critical illness and unrelated to small-intestinal function / R. J. J. van Gassel, M. C. G. van de Poll, F. G. Schaap, M. Plummer, A. Deane, S. W. M. Olde Damink // Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. – 2022. – V. 46. – № 1. – P. 114–122. doi: 10.1002/JPEN.2103
  8. Cobilinschi, C. Optimizing nutrient uptake in the critically ill: insights into malabsorption management / C. Cobilinschi, L. Mirea // The Journal of Critical Care Medicine. – 2024.– V. 10. – № 1. – P. 3–6. doi: 10.2478/JCCM-2024-0012
  9. Thompson, S. Impact of fasting on patients with cancer: an integrative review / S. Thompson, L. T. Madsen, A. Bazzell // Journal of the Advanced Practitioner in Oncology. – 2023. – V. 14. – № 7. – P. 608–619. doi: 10.6004/jadpro.2023.14.7.5
  10. Muscaritoli, M. ESPEN practical guideline: clinical nutrition in cancer /M. Muscaritoli, J. Arends, P. Bachmann, V. Baracos, N. Barthelemy, H. Bertz et al. // Clinical Nutrition. – 2021.– V. 40. – № 5. – P. 2898-2913. doi: 10.1016/j.clnu.2021.02.005
  11. Kang, M. K. Impact of malnutrition and nutritional support after gastrectomy in patients with gastric cancer / M. K. Kang, H.- J. Lee // Annals of Gastroenterological Surgery. – 2024.– V. 8. – № 4. – P. 534–552. doi: 10.1002/ags3.12788
  12. Emanuel, A. Effects of parenteral nutrition + best supportive nutritional care vs. best supportive nutritional care alone on quality of life in patients with pancreatic cancer – a secondary analysis of PANUSCO / A. Emanuel, F. Rosenberger, J. Krampitz, C. Decker-Baumann, A. Märten, D. Jäger et al. // Supportive Care in Cancer. – 2024. – V. 32. – № 7. Article 466. doi: 10.1007/s00520-024-08666-1
  13. Chow, R. Enteral and parenteral nutrition in cancer patients, a comparison of complication rates: an updated systematic review and (cumulative) meta-analysis /R. Chow, E. Bruera, J. Arends, D. Walsh, F. Strasser, E. Isenring et al. // Supportive Care in Cancer. – 2020. – V. 28. – № 3. – P. 979–1010. doi: 10.1007/s00520-019-05145-w
  14. Guizar-Heredia, R. A new approach to personalized nutrition: postprandial glycemic response and its relationship to gut microbiota / R. Guizar-Heredia, L. G. Noriega, A. L. Rivera, O. Resendis-Antonio, M. Guevara-Cruz, N. Torres et al. // Archives of Medical Research. – 2023. – V. 54. – № 3. – P. 176–188. doi: 10.1016/j.arcmed.2023.02.007
  15. Liu, F. Changes in the digestion properties and protein conformation of sturgeon myofibrillar protein treated by low temperature vacuum heating during in vitro digestion / F. Liu, X. Dong, S. Shen, Y. Shi, Y. Ou, W. Cai et al. // Food & function. – 2021. – V. 12. – № 15. – P. 6981-6991. doi: 10.1039/d0fo03247f
  16. Nutrient requirements of laboratory animals: fourth revised edition // Washington: National Academies Press, 1995. – 192 p. doi: 10.17226/4758
  17. Директива 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях // СПб.: Объединение специалистов по работе с лабораторными животными, 2012. – 48 с. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council on the protection of animals used for scientific purposes // Sankt-Petersburg: Rus-LASA, 2012. – 48 p.
  18. Горячева, М. А. Особенности проведения глюкозотолерантного теста у мелких лабораторных грызунов (мыши и крысы) / М. А. Горячева, М. Н. Макарова // Международный вестник ветеринарии. – 2016. – № 3. –С. 155–159. Goryacheva, M. A. Peculiarities of performing glucose tolerance test in small laboratory rodents (mice and rats) / M. A. Goryacheva, M. N. Makarova // Inertnational Bulletin of Veterinary Medicine. – 2016. – № 3. – С. 155–159.
  19. Kumar, D. Correlation of HbA1c with serum iron & transferrin saturation in non-diabetic patients with iron deficiency / D. Kumar, T. Rasheed, B. F. Zuberi, R. Sadaf, F. S. Ali // Pakistan Journal of Medical Sciences. – 2023. – V. 39. – № 4. P. 956–960. doi: 10.12669/pjms.39.4.6964
  20. Alzahrani, B. A. The effect of different types of anemia on HbA1c levels in non-diabetics / B. A. Alzahrani, H. K. Salamatullah, F. S. Alsharm, J. M. Baljoon, A. O. Abukhodair, M. E. Ahmed et al. // BMC Endocrine Disorders. – 2023. – V. 23. – № 1. – Article 24. doi: 10.1186/s12902-023-01280-y
  21. Pirabe, A. Age-dependent surface receptor expression patterns in immature versus mature platelets in mouse models of regenerative thrombocytopenia / A. Pirabe, S. Frühwirth, L. Brunnthaler, H. Hackl, A. Schmuckenschlager, W. C. Schrottmaier et al. // Cells. – 2023. – V. 12. – № 19. – Article 2419. doi: 10.3390/cells12192419
  22. Liu, F. Changes in the digestion properties and protein conformation of sturgeon myofibrillar protein treated by low temperature vacuum heating during in vitro digestion / F. Liu, X. Dong, S. Shen, Y. Shi, Y. Ou, W. Cai et al. // Food & function. – 2021. – V. 12. – № 15. – P. 6981–6991. doi: 10.1039/d0fo03247f
  23. Yu, Y. A U-shaped association between the LDL-cholesterol to HDL-cholesterol ratio and all-cause mortality in elderly hypertensive patients: a prospective cohort study / Y. Yu, M. Li, X. Huang, W. Zhou, T. Wang, L. Zhu et al. // Lipids in health and disease. – 2020. – V. 19. – № 1. – Article 238. doi: 10.1186/s12944-020-01413-5
  24. Klossner, R. Steroid hormone bioavailability is controlled by the lymphatic system / R. Klossner, M. Groessl, N. Schumacher, M. Fux, G. Escher, S. Verouti et al. // Scientific Reports. – 2021. – V. 11. № 1. – Article 9666. doi: 10.1038/s41598-021-88508-w
  25. Kasprzyk, A. Comparison of lipid properties and cadmium and lead content in red deer (Cervus elaphus) meat from three feeding grounds / A. Kasprzyk, J. Kilar, A. Walenia, B. Kusz // Animals. – 2022. – V. 12. – № 20. – Article 2859. doi: 10.3390/ani12202859
  26. King, B. Testosterone assays / B. King, C. Natale, W. J. G. Hellstrom // Urologic Clinics of North America. – 2022. – V. 49. – № 4. – P. 665–677. doi: 10.1016/j.ucl.2022.07.009
  27. Averill-Bates, D. A. The antioxidant glutathione / D. A. Averill-Bates // Vitamins and Hormones. – 2023. – V. 121. – P. 109–141. doi: 10.1016/bs.vh.2022.09.002
  28. Macho-González, A. Can meat and meat-products induce oxidative stress? / A. Macho-González, A. Garcimartín, M. E. López-Oliva, S. Bastida, J. Benedí, G. Ros et al. // Antioxidants. – 2020. – V. 9. – № 7. – Article 638. DOI. 10.3390/antiox9070638
  29. Macho-González, A. Functional meat products as oxidative stress modulators: a review / A. Macho-González, S. Bastida, A. Garcimartín, M. E. López-Oliva, P. González, J. Benedí et al. // Advances in Nutrition. – 2021. – V. 12. – № 4. – P. 1514–1539. doi: 10.1093/advances/nmaa182
  30. Iskusnykh, I. Y. Glutathione in brain disorders and aging / I. Y. Iskusnykh, A. A. Zakharova, D. Pathak // Molecules. – 2022. – V. 27. – № 1. – Article 324. doi: 10.3390/molecules27010324

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».