Fd Cosmet. ToxicoL Vol. 3, pp. 769-774. Pergamon Press 1965. Printed in Great Britain
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Effet du M6thylorange dans les Etats de D6pl6tion et de R6pl6tion du Rat PH. MANCHON, M. LAVAU et R. LowY Laboratoire de Nutrition Humaine de l'Institut National d'Hygidne et de rEcole Pratique des ttautes-Etudes, tt6pital Bichat, 170 Boulevard Ney, Paris-18¢, France
(Recu&llJum 1964) Rrsumr---L'ingestion de mrthylorange pendant 10 mois,/t raison d'environ 60 mg/rat/mois, ne modifie pas la croissance du rat. Lorsque les animaux sont soumis/l des restrictions alimentaires prriodiques de 75 %, pendant 9 jours, avec un rrgime convenablement 6quilibr6 en protrines, l'addition de mrthylorange au rrgime,/t raison d'environ 650 mg/rat/mois, produit un retard trrs net sur les prises de poids des rats quand ils s'alimentent ad lib., et un 16ger effet d'rpargne au cours des restrictions, ainsi qu'une hypertrophic des surrrnales et un amaigrissement plus prononc6 de la carcasse. Les m~mes phrnomrnes peuvent s'observer quand on applique la mrme mrthode de restrictions prriodiques b. des animaux recevant un rrgime hypoprotidique. La mrthode de drplrtion-rrplrtion est doric susceptible de mettre en 6videnee un effet physiologique I/t oh les 6tudes habituelles de croissance ne montrent rich.
INTRODUCTION Les colorants azoiques hydrosolubles sont mrtabolisrs in vitro en anarrobiose. Darts le cas du Jaune Soleil, nous avons observ6 sur l'animal entier certa.ins phrnomrnes que nous avons pu relier/l cette mrtabolisation in vitro (Manchon et Lowy, 1964). Ce travail 6tudie le cas du mrthylorange. Nous n'avons pas constat6 d'action sur la croissance des rats lorsque nous dormons ce colorant en ingestion prolongre/t la dose de 2 mg/jour. Nous avons alors administr6 aux animaux une dose plus 61evre (environ 22 mg/jour). Nous les avons soumis, d'autre part,/t des restrictions alimentaires prriodiques. Les rrsultats obtenus par cette mrthode, montrent que le catabolisme du mrthylorange peut avoir des rrpercussions physiologiques sur l'organisme entier. Ils apportent, par ailleurs, une contribution/L l'rtude des 6tats successifs de drplrtion et de rrplrtion chez le rat: cette technique permet de rdvrler des modifications qui n'apparaissent pas dans les conditions habituelles de nutrition. METHODES EXPERIMENTALES Rdgimes I (a, b). Des rats n~les, Wistar, souche Gif, regoivent dans l'rxprrienee d'ingestion prolongre, 0,0 (Ia) ou 0,2 g (Ib) m&hylorange/1000 ml de leur boisson contient aussi 5 g de chlorure de Na et 5 g de saccharose. Ils sont nourris avec un rrgime commercial qui est fourni aux animaux ad lib. et avec un supplrment bi-hebdomadaire de carottes et de salade 6pluchees et lavres. La composition (p. cent) du r r o m e commercial est: humidit6 13; glucides assimilables (de mais, orge, avoine, blr, arachide et soja) 5, matirres ceUulosiques 6; protriques digestibles 14; grasses 3; minrrales 9; La composition du mrlange vitaminique pour 1 kg du rrgime commercial est: vitamine A 550 UI; vitamine B2 3 mg; vitamine D 550 UI; vitamine E 10 mg; vitamine K 10 #g; acide nicotinique 10 mg; pantothrnate de Ca 0,4 mg; chlorure de choline 360 rag. Rdgimes H (a,b,c). Les rats soumis /t l'exprrience de rrpl&ion--drpl&ion reqoivent de
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reau pure pour boisson ad lib. et un rrgime comportant 18 % de protrines avec m&hylorange 0 Clla), 0,2 (IIb), ou 0,8 % (IIc). La composition (p. cent) est: farine de bl6 76,9; son 2,9; casrine 11,8; huile d'arachide 0,99; beurre 5,35; citrate de Na 0,4; citrate de K 0,28; phosphate dipotassique 0,61; phosphate tricalcique 0,26; carbonate de Ca 0,47; sulfate de Mg 0,05; carbonate de Mg 0,07. R~gflnes 111 (a,b,c). Le troisirme lot reqoi un rrgime comportant 9 % de prot~ines et contenant 0 (Ilia), 0,2 0Ib), ou 0,8 ~o (IIIc) de mrthylorange. La composition (p. cent) de ce r~gime hypoprotidique est: farine de bl~ 90,8; son 2,88; huile d'arachide 0,99; beurre 3,2; minrraux--la mEme composition que les rrgimes IIa--c. Experience de r~pl~tion-d~pl~tion. Dans cette exprrience, les animaux sont soumis ~ une restriction alimentaire prriodique. Des rats d'un poids moyen de 125 g, rrpartis en 4 lots de 8 rats, re~;oivent le rrgime IIa pendant 10 joffrs et atteignent un poids d'environ 155 g. Le premier lot continue alors ~t recevoir le r r ~ m e IIa tandis que le troisirme re~;oit le rrgime hypoprotidique IIIa. Ce sont les lots trmoins. Le second lot re~oit le r~gime IIb et le quatrirme le rrgime IIIb. Aprrs une prriode d'alimentation ad lib. (11 jours, avec ces rrgimes, dite p~riode d'adaptation R o) les rats re~oivent pendant 9 jours le quart des aliments qu'ils ont ingrrrs au dernier jour de Ro: c'est la premirre p&iode de d~plrtion D 1. On r~limente ensuite ad lib. pendant 9 jours: c'est la premirre prriode de rrplrtion R 1. On recommence ensuite les oprrations de 9 jours en 9 jours, jusqu'b~ la p~riode R 3. Au 676me jour d'exprrience, on sacrifie les animaux. On prse leurs organes. On peut r6sumer le drroulement de cette exprrience par le Tableau 1. Tableau 1. Appellation et dur~e
des p~.riodes(jours)...
Ddroulement de l'expdrience de rdpldtion-ddpldtion
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D1
R1
Dl
R2
D3
R3
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(9)
(9)
(9)
(9)
(9)
(11)
Ila (3.5) Ilc (3,25) Ilia (3,25) IIIc (3,0)
IIa (ad lib.) lib (ad lib.) IIIa (ad lib.) IIIb (ad lib.)
Groupe ler lot, t~moins 2~me lota, recevant du colorant 36me lot, carenc~s 4~me lot*, carenc~s recevant du colorant
Rrgimes rex;uset quantitrs (g/jour/rat) IIa (ad lib.) IIb (ad lib.) Ilia (ad lib.) IIIb (ad lib.)
IIa (3,25) IIc (3,0) IHa (3,25) IIIc (3,14)
IIa (ad lib.) IIb (ad lib.) IIIa (ad lib.) IIIb (ad lib.)
IIa (3,5) IIc (3,25) IIIa (3,25) IIIc (3,0)
IIa (ad lib.) IIb (ad lib.) Ilia (ad lib.) IIIb (ad lib.)
aGr~ce b. l'altemance des r(~gimes ~. 2 et 8 p. mille de colorant, l'ingestion de mrthylorange est pratiquement constante pendant toute la durre de l'exprrience (environ 650 mg/rat/mois).
RESULTATS
Alimentation continue Nous avons suivi, pendant 10 mois, la croissance de rats rrpartis en lots de 8, nourds au r r ~ m e I e t recevant 0 ou 0,2~o de mrthylorange dans leur boisson. I1 n'y a pas de diffrrences significatives entre le lot ingrrant environ 60 mg/rat/mois de mrthylorange, et le lot trmoin. L'examen histologique des foies et des rates n'a pas rrvr16 d'anomalies.
Restrictions alimentaires pdriodiques Les r~sultats apparaissent dans les graphiques de la Fig. 1.
EFFET DU I~rI'HYLOKANGE DkNS LES BTATS DI] D ~ P L ~ T I O N - - I ~ I ~ O N
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FIO. I. Exl~rienc¢ de r~pl6tion-d6pl~tion. Ro=pcriod6 d'adaptation; R.z, R=, Re=p#,riodes do r6pl6tion; Dz, Ds, Ds=l~riodcs do d6pl~tion. L.igne,s 1, rats t6moins; ligncs 2, rats rcccvant du m6thylorang¢; lights 3, rats t6moins ca~nc#.s en prot~incs; lignes 4, rats carenc~s rcc~vant du colorant.
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Variations de poids (Fig. la). On peut noter un retard de croissance dfi au m6thylorange d6s la pgriode R0, qui se r6p~te nettement lors des r6plgtions R t et R 2, aussi bien chez les rats recevant le r6gime IIa convenablement 6quilibr6 en prot6ines que chez les rats recevant le r6gime hypoprotidique IIIa. Dans ce dernier cas, le ph6nom6ne s'gtend ~t R 3. Gains de poids et pertes de poids cumulus (Fig. le et b). On voit avec plus de prgcision l'effet du colorant sur les prises de poids (Fig. le): il provoque bien un retard de croissance; ce retard s'accentue au fur et ~t mesure, sauf pour la p6riode R 3 dans le cas des rats nourris au r6gime IIb. Les courbes de pertes cumul6es (Fig. Ib) montrent que le colorant entraine une 16g6re diminution des pertes, moins marqu6e dans le cas du rggime hypoprotidique IIa. Variations relatives cumul~es (Fig. I f et g). L'examen de ces courbes confirme bien le ph6nom6ne de ~etard sur les gains de poids (Fig. If). En revanche, on voit moins bien l'effet de r6duction des pertes dfi au colorant (Fig. lc). On pourrait done dire que ce dernier effet est n6gligeable si l'on tient compte du poids des rats. Cependant, l'examen de la Fig. ld oh sont port6s les niveaux successifs des taux de pertes des poids au cours des d6pl6tions, nous permet de voir qu'elles sont constamment inf6rieures ~t celles des t6moins. Gains de poids relatifs quotidiens et ingesta relatifs quotidiens (Fig. 1 g et h). La Fig. 1 g montre le niveau des taux de croissance de ehacun des lots de rats au cours des p6riodes Ro, Rt, R2 et R 3. Ces taux sont h l'image des variations de poids pendant la p6riode R o, mais ils s'616vent apr6s la premi6re p6riode de dgpl6tion et ils s'abaissent apr6s les autres p6riodes de dgplgtion, sauf dans le cas du deuxi6me lot au tours de la p6riode R 3. La Fig. lh indique le niveau de l'app&it au cours de la p6riode d'adaptation et des p6riodes de r6pl&ion, en tenant compte du poids des individus. On voit que l'app6tit est diminu6 par l'introduction du colorant dans les deux r6gimes, h la troisi~me r6pl6tion pr6s. T o u s l e s rats mangent nettement plus apr6s la premi6re p6riode de restriction et moins apr6s la seeonde, ce n'est qu'apr6s la troisi6me qu'ils reprennent plus ~t manger, sauf pour les animaux recevant le r6gime hypoprotidique contenant du colorant (IIIb et IIIc). Rendements alimentaires (Fig. li). Le rendement alimentaire est globalement diminu6 par l'introduction du colorant dans le rggime. La premi6re dgpl6tion l'augmente consid6rablement, la seconde l'augmente encore pour les seuls t6moins, tandis qu'eUe les diminue pour les autres lots. Toutefois on observe une inversion de ce ph6nom6ne pour la p6riode R 3, dans le cas du deuxi6me lot. Poids des organes. L'examen des pourcentages de variation de poids de divers organes, sous l'effet du colorant, montre (Tableau 2) une augmentation du poids relatif du foie dans Tableau 2. Pourcentagede variation de poids des organes de rats soumis d la ddpl~tion-rdpl#tion, sous l'effet du mdthylorange Pourcentage de variation de poids Organes
R6gime Ilb,c (18~o de prot6ines)
R6gime IIIb,c (9~o de prot6ines)
Foie Coeur Reins Surr6nales Testicules V6sicules s6minales
+ 18 NS + 1! + 67 + 8 -- 27
+ 7,7 - 17 NS NS -43 - 46
NS=Variation non significative.
EI=FETDU M~fHYLORANGE DANS LES ETATS DE DEPLETION-REPLETION
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les deux rrgimes, une augmentation du poids des reins chez les rats soumis au rrgime normal et une diminution nette du poids du coeur chez les rats re$evant le rrgime hypoprotidique. Les poids relatifs des surrrnales sont 6levds par le colorant lorsque le r6gime est normal, tandis que celui des vrsicules s6minales est rrduit. DISCUSSION L'effet du mrthylorange ne peut ~tre mis en 6vidence que par l'emploi d'une mrthode d'alimentation particuli~re. Nous avons 6tudid les courbes de croissance et de rendement alimentaire de divers lots de rats soumis/1 des d6plrtions et des rdplrtions successives. A la fin de la prriode de rdplrtion R 2, les trmoins ont grossi de 24,5% de leur poids initial, tandis que les rats reqevant du colorant n'ont pris que 5,5% du poids en drbut d'exprrience. A ce moment, la diff6rence de poids entre les rats reqevant du colorant et leurs trmoins correspondants est de 29 g dans le cas du rrgime normal, et de 21 g darts le cas du rrgime carencd. L'effet du colorant est done net, et comparable dans les deux cas. L'effet du colorant parait double: d'une part, il r6duit l'app&it, mais il agit 6galement sur les rendements alimentaires (Fig. li) qu'il abaisse au cours des p6riodes R 0, R 1 et R 2. Si l'on rapporte le poids des visc~res h 100 g de rat vif au jour du sacrifice, on note une augmentation par le colorant du poids relatif du foie et des reins. Ceci implique une moindre croissance pondrrale des carcasses sous Hnfluence du mrthylorange. De plus, l'augmentation importante du poids des surrrnales sous l'effet du colorant chez les rats soumis au rrgime normal, n'est pas visible chez les rats carencrs, car la carence protrique produit elle-m~me un stress, ayant pour consrquence une hypertrophie de ces glandes. Le colorant serait 6galement responsable d'une involution du tractus grnital, beaucoup plus prononc6 dans le cas d'une carence protrique. Le mrthylorange est mrtabolis6 in vivo par le syst~me de l'azorrductase. Le fonctionnement de cette voie mrtabolique ne parait pas retentir sur la croissance du rat, lorsqu'on l'appr~cie dans les conditions habituelles. Des successions de d6plrtions et de rrplrtions permettent de mettre en 6vidence les effets physiologiques du colorant, notamment dans les reprises de poids apr~s restriction alimentaire. I1 parait done nd.cessaire de prrciser les conditions pratiques darts lesquelles on 6tudie les effets 6ventuels d'une substance aUmentaire. CONCLUSIONS Le m&hylorange n'a pas d'effet sur la croissance du rat en administration prolong~e de petites quantitrs. En revanche, au cours d'une alimentation alternativement r~duite de 75%, pendant 9 jours, et reprise ad lib. on observe que: (1) le mrthylorange rrduit ~t la lois l'apprtit des animaux et les rendements alimentaires. Mais il ne rrduit que de fa~on h peine sensible leurs pertes de poids au cours des prriodes de restriction, (2); le m&hylorange provoque essentiellement une rrduction de gain de poids, portant surtout sur la carcasse; cette rdduction est accompagnre d'un drsrquilibre se traduisant par une hypertrophie des surrrnales et une involution du tractus g6nital. REFERENCES Manchon, Ph. et Lowy, R. (1964). Effet "pseudo-vitaminique" du Jaune Soleil sur la croissance du rat. Fd Cosmet. Toxicol. 2, 453.
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Effect of methylorange on a state of feeding-starvation in rats Abstract--The ingestion of methylorange for 10 months at a level of about 60 mg/rat/month has no effect on the growth of rats. When the animals are placed on a diet restricted to 75 ~ of normal intake for 9 days alternating with a suitably-balanced protein diet the addition of methylorange to the diet at levels of 650 mg/rat/month produces a very clear reduction in rat growth during unrestricted feeding and a slight sparing effect during restricted feeding as well as suprarenal hypertrophy and a most pronounced emaciation. Similar phenomena are observed when the same method of periodical restricted feeding is applied to animals receiving a low-protein diet. The technique of alternating feeding-starvation can therefore demons trate the existence of a physiological effect not revealed by conventional growth studies.
Der Einfluss von Methylorange auf den Erniihrungszustand der Ratte Zusammenfassung--Die 10monatige Verfiatterung von etwa 60 mg/Monat Methylorange je Ratte verursachte keine )~nderung des Wachsturns der Tiere. Wenn die Ratten periodisch jeweils 9 Tage lang einer Futterverminderung yon 75~o bei hinreichend ausgeglichenem Proteinanteil unterworfen wurden, bewirkte die Verabreichung yon etwa 650 mg/Monat Methylorange je Ratte eine signifikante Verminderung der Gewichtsabnahme gegeniaber der, wenn die Tiere nach Belieben fressen konnten, und im Verlauf der Futtereinschr~inkung einen leichten Spareffekt sowie eine Hypertrophic der Nebennieren und eine deutlichere Abmagerung des Rumpfes. Die gleichen Erscheinungen lieflen sich beobachten, wenn bei Tieren, die proteinarmes Futter erhielten, die gleichen periodischen Futtereinschr~inkungen erfolgten. Die periodische )knderung der Futtermenge kann mithin einen physiologischen Effekt in Erscheihung treten lassen, wo die Wachstumsuntersuchungen herk6mmlicher Art nichts zeigen.