《Toxicology Reports》:Safety assessment of a proprietary fenugreek mucilage composition (FenuMat?): Acute and subchronic toxicity studies
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本研究针对专利葫芦巴半乳甘露聚糖制剂FenuMat?,遵循OECD指南开展急性(14天)和亚慢性(90天重复给药)口服毒性研究。结果表明,单次口服2000 mg/kg剂量下未观察到不良反应,LD50>2000 mg/kg;90天重复给药(250/500/1000 mg/kg)未引起血液学、生化参数异常及组织病理学改变,确定NOAEL为1000 mg/kg。Ames试验显示无致突变性。该研究为FenuMat?作为安全的功能性食品成分和营养制剂的应用提供了科学依据。
在全球功能性食品和营养保健品市场快速发展的背景下,天然植物提取物的安全性评估成为监管科学和产业应用的核心环节。葫芦巴(Trigonella foenum-graecum)作为一种传统药食同源植物,其种子和提取物已被美国食品药品监督管理局(FDA)和欧洲食品安全局(EFSA)认定为普遍安全(GRAS)物质。葫芦巴种子中约一半成分为膳食纤维,其中可溶性纤维主要为半乳甘露聚糖(galactomannan),这种成分具有显著的凝胶形成能力、预生物(prebiotic)潜力以及调节葡萄糖代谢和血脂的生理功能。然而,尽管葫芦巴种子本身的安全性已有充分记录,但其特定提取物或专利配方(如经过特殊处理的葫芦巴胶)仍需进行系统的毒理学评价,以满足法规要求并确保人类食用安全。
在此背景下,由CARe KERALAM LTD(印度喀拉拉邦)的研究团队开展了一项针对专利葫芦巴胶配方FenuMat?(商品名)的安全性评估研究,研究成果发表在《Toxicology Reports》上。FenuMat?是一种经过脱苦处理的葫芦巴胶成分,具有独特的自乳化水凝胶特性,能够提高疏水性植物营养素(如姜黄素)的溶解性、稳定性和生物利用度,已被应用于营养素递送系统和混合水凝胶设计。然而,其独特加工工艺和功能特性使得专门的安全性评估尤为必要。
为全面评估FenuMat?的安全性,研究人员按照经济合作与发展组织(OECD)的测试指南,在Wistar大鼠中进行了急性口服毒性试验(OECD 423)、90天亚慢性口服毒性试验(OECD 408)以及体外致突变性评估(Ames试验)。研究旨在确定其半数致死剂量(LD50)、未观察到有害作用水平(NOAEL),并检测其潜在的遗传毒性。
本研究采用的关键技术方法包括:1. 动物实验:使用成年Wistar大鼠(雌雄各半,体重200-250克),进行急性(单次给药2000 mg/kg,观察14天)和亚慢性(250、500、1000 mg/kg剂量,连续灌胃90天)毒性试验,设置对照组和恢复期组(高剂量组停药观察28天);2. 安全性指标检测:定期监测动物体重、摄食量、摄水量,实验终点进行血液学分析(红细胞、白细胞、血小板计数等)、血清生化分析(肝功能指标如ALT、AST、ALP,肾功能指标如尿素、肌酐,血脂谱和血糖等)以及主要器官(肝、肾、心、脾、肺、脑、卵巢/睾丸)的相对重量测定和组织病理学检查(苏木精-伊红染色);3. 致突变性检测:采用Ames试验(细菌回复突变试验),使用四种鼠伤寒沙门氏菌菌株(TA98, TA100, TA1535, TA102),在有和无代谢活化系统(S9 mix)的条件下,测试FenuMat?(0.128-5 mg/皿)的致突变潜力。
3.1. FGS-002P的急性毒性研究(14天)
口服给予FGS-002P(FenuMat?的实验代码)2000 mg/kg体重的限量剂量后,在14天的观察期内,所有雌性Wistar大鼠均未出现死亡或不良反应,也未观察到异常的临床症状。动物体重和食物消耗量与未处理的对照组相比无显著变化。研究结束时进行的尸检未发现任何大体病理学异常。结果表明,FGS-002P在2000 mg/kg/天的剂量下对Wistar大鼠是安全的,其LD50大于2000 mg/kg体重。
3.2. FGS-002P的亚慢性毒性研究(90天)
在整个90天的研究期间,各剂量组(250、500、1000 mg/kg)的动物均未死亡,所有动物在整个研究期间保持活跃和健康状态。
3.2.1. 对体重的影响
对照组和FGS-002P处理组(250、500和1000 mg/kg体重)的雄性和雌性动物均表现出正常的体重增长趋势。高剂量恢复组(HD-R)动物在28天的恢复观察期内,与对照组相比,未出现异常临床症状或死亡,体重也无显著差异。
3.2.2. 对食物和水消耗量的影响
给予FGS-002P(250、500、1000 mg/kg体重)后,雄性和雌性大鼠的食物消耗量与未处理组相比无显著差异。FGS-002P处理动物的饮水量也与未处理对照组基本一致。高剂量恢复组的动物在28天观察期后,其食物和水的消耗量与对照恢复组相比也无实质性差异。
3.2.3. 尸检和器官重量
FGS-002P处理动物的相对器官重量(肝、肾、心、脾、肺、脑、卵巢和睾丸)与未处理对照组相比无显著变化。处理动物尸检显示器官和组织外观正常。
3.2.4. 血液学参数
FGS-002P各处理组(两性)的血液学参数均未出现显著变化。血红蛋白、白细胞计数、红细胞计数和血小板计数等参数均在正常范围内,与对照组相当。高剂量恢复组动物的血液学参数也未出现显著改变。
3.2.5. 血清生化参数
FGS-002P给药动物的生化参数与对照组相比未引起显著变化。肝功能标志物(如AST/SGOT、ALT/SGPT、ALP、总胆红素、直接胆红素、总蛋白、白蛋白)和C反应蛋白(CRP)在两性中均保持稳定。血脂谱(总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇水平)在雄性和雌性大鼠中均未显示显著变异,与未处理对照组相当。然而,在500 mg/kg和1000 mg/kg体重剂量处理的动物中,观察到血糖水平呈下降趋势(分别达到p < 0.05 和 p < 0.001的显著性)。此外,在最高剂量(1000 mg/kg体重)的雄性大鼠中观察到低密度脂蛋白胆固醇水平显著下降(p < 0.05)。高剂量恢复组动物的生化参数与未处理对照组相比也无显著变化。肾功能参数(如尿素、肌酐和尿酸)在处理组和对照组动物中具有可比性。
3.2.6. 组织病理学分析
对肝脏、心脏、肺、脑、肾脏、脾、胃肠道、卵巢和睾丸等多个重要器官进行的全面大体和组织学检查表明,在90天给药期后,FGS-002P未产生不良影响或任何具有病理学重要性的组织形态学或结构改变。处理组的发现与对照组在治疗阶段和随后的恢复期内的结果相当。这表明长期接触FGS-002P不会在所检查的组织中诱发器官毒性或组织病理学损伤。
3.3. 致突变性
F-GM(FenuMat?的半乳甘露聚糖)在浓度高达5 mg/皿时,无论是否存在代谢活化(S9混合液),均未在任何测试的鼠伤寒沙门氏菌菌株(TA98, TA100, TA1535, TA102)中引起回复突变菌落数量的显著增加。相比之下,已知致突变物组成的阳性对照在所有菌株中均诱导了回复突变菌落平均数量的显著增加。结果表明F-GM不引起剂量依赖的致突变性。
本研究通过系统的毒理学评估,证实了专利葫芦巴胶FenuMat?具有良好的安全性。急性毒性试验确定其LD50大于2000 mg/kg体重,属于全球化学品统一分类和标签制度(GHS)的第5类(低毒性)。90天亚慢性毒性试验表明,在高达1000 mg/kg/天的剂量下,FenuMat?未引起与治疗相关的死亡率、临床异常症状、血液学及生化参数的毒性改变,也未导致主要器官的组织病理学损伤,从而确定了其未观察到有害作用水平(NOAEL)为1000 mg/kg体重。根据此NOAEL计算,其人体等效剂量(HED)约为162 mg/kg体重。此外,Ames试验结果证实FenuMat?无致突变性,消除了其遗传毒性担忧。
值得注意的是,研究中观察到的血糖(在500和1000 mg/kg剂量下)和LDL胆固醇(在1000 mg/kg剂量下雄性大鼠)的显著降低,并非毒性反应,而是反映了葫芦巴半乳甘露聚糖已知的生理功能,如延缓胃排空和葡萄糖吸收、抑制胆固醇和胆汁盐吸收等,这进一步支持了FenuMat?作为功能性食品成分的潜在健康益处。其高粘附性(mucoadhesive)可能延长其在作用部位的滞留时间,从而增强这些效应。
综上所述,本研究为FenuMat?作为一种安全的天然功能性食品成分、营养保健品和药物递送系统辅料的应用提供了坚实的科学依据。其安全性特征与先前对其他来源(如瓜尔胶)半乳甘露聚糖的研究结果一致。未来研究可进一步探讨其生殖毒性、发育毒性、慢性毒性和致癌性潜力,以完善其全面安全性档案。当前数据强烈支持FenuMat?在人类消费和医疗保健产品开发中的潜力。