Micronucleus and carcinogenicity study of steviol in hamsters

Abstract

Stevioside, a diterpene glycoside, is the principle sweet constituent in Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Steviol, an acidic aglycone, is a product of enzymatic hydrolysis of stevioside. Steviol was subjected to investigate the chronic/carcinogenicity study in hamsters while the micronucleus study of stevioside and steviol was examined in mice and rats. Long term consumption of steviol was investigated in hamsters to proove its chronic toxicity and carcinogenicity. Groups of 55 male and 55 female Syrian Golden hamsters were given diet containing steviol at 0, 100 and 500 mg/kg diet for 22 months in the males and 18 months in the females. After 6,12 months and 22 months in males or 18 months in females which it was the end of lifespan, hamsters from each group were sacrificed for urinalysis, hematological and biochemical examinations as well as necropsy. Growth, relative food consumption and utilization, general appearance and mortality were similar in steviol-treated and control groups. No treatment related changes were observed in haematological, urinary or clinical biochemical values at any stage of the study. Mortality at the end of the study in hamsters given steviol was not significantly different from that in the controls. The incidence and severity of non-neoplastic and neoplastic changes were unrelated to the level of steviol in the diet. The mutagenic activity of stevioside and steviol was also examined in mice and rats using the micronucleus study. Mice and rats were orally administered with stevioside or steviol at a dose of 10 or 8 g/kg BW, respectively. After 24,30,48 and 72 hours of treatment, bone marrow samples were obtained and scored for MNPCEs. The results found that there was no significant increase in the frequency of MNPCEs in those animals received stevioside or steviol at all post treatment sampling times.

สตีวิโอไซด์ (stevioside) เป็นสารหวานที่สำคัญและ มีปริมาณสูงที่สกัดได้จากใบหญ้าหวาน (Stevia rebaudiana Bertoni) มีโครงสร้างเป็นสารประเภทดีเทอร์ปิน-ไกลโคโซด์ สตีวิออล (Steviol) เป็นสารที่ได้จากการเปลี่ยนแปลงสตีวิโอไซด์ โดยเอ็นไซม์ สตีวิออลถูกใช้ทดสอบถึงพิษเรื้อรังและฤทธิ์ในการ ก่อมะเร็งในหนูแฮมสเตอร์ การศึกษาถึงพิษเรื้อรังและฤทธิ์ก่อมะเร็งของสารสตีวิออล ในหนูแฮมสเตอร์ที่ได้รับสารนี้ติดต่อกันเป็นระยะเวลานานๆ โดย แบ่งสัตว์ทดลองออกเป็น 3 กลุ่มๆ ละ 55 ตัวในแต่ละเพศ แต่ ละกลุ่มจะได้รับอาหารที่มีสตีวิออลในระดับต่างๆ กันคือ 0,100 และ 500 มิลลิกรัมต่อน้ำหนักอาหาร 1 กิโลกรัม เป็นระยะเวลา 22 เดือนในตัวผู้และ 18 เดือนในตัวเมีย หลังจากสัตว์ ทดลองได้รับสารสตีวิออลนาน 6, 12 เดือนและ 22 เดือนใน ตัวผู้หรือ 18 เดือนในตัวเมีย ซึ่งเป็นจุดสุดท้ายของช่วงชีวิต หนูแฮมสเตอร์จากแต่ละกลุ่มจะถูกนำมาเพื่อทำการตรวจวิเคราะห์ สารประกอบในปัสสาวะ, ทำการศึกษาด้านโลหิตวิทยา การตรวจ วิเคราะห์สารชีวเคมีในเลือด และการตรวจทางจุลพยาธิ ผลจาก การทดลองพบว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างกลุ่มที่ได้รับสารสตีวิออล และกลุ่มควบคุมในด้านการเจริญเติบโต, การกินอาหารและการ นำอาหารไปใช้เสริมสร้างร่างกายรวมถึงอัตราการตาย นอกจากนี้ ยังไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างขนาดปริมาณที่ได้รับสารสตีวิออล กับผลการตรวจทางด้านโลหิตวิทยา, การตรวจสารทางชีวเคมี ในเลือด, การตรวจวิเคราะห์ปัสสาวะและอุบัติการของการเกิด พยาธิสภาพต่างๆ และมะเร็งชนิดต่างๆ นอกจากนี้ยังได้ทดสอบฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ของสตีวิโอไซด์ และสตีวิออล โดยใช้วิธีไมโครนิวเคลียส (Micronucleus test) ในหนูถีบจักร (mice) และหนูพุกขาว (Wistar rats) ซึ่งเป็น การทดสอบเพื่อดูความเสียหายที่เกิดขึ้นกับโครโมโซม โดยการ ป้อนหนูถีบจักรและหนูพุกขาวด้วยสารสตีวิโอไซด์หรือสตีวิออลด้วย ขนาด 10 และ 8 กรัมต่อน้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัมตามลำดับ แล้ว นำไขกระดูก (bone marrow) จากกระดูกต้นขา (femur) ของ สัตว์ทดลองหลังจากให้สารเข้าไปที่ 24, 30, 48 และ 72 ชั่วโมง มาตรวจนับจำนวน polychromatic erythrocyte (PCE) ที่มี ไมโครนิวเคลียสใน 1,000 PCEs ผลการทดลองพบว่าสารสตีวิโอไซด์ และสารสตีวิออลไม่มีผลทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทาง สถิติของจำนวน PCE ที่มีไมโครนิวเคลียสเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม ในทุกระยะเวลาที่ทำการศึกษา