Динамический анализ формирования ожирения у крыс, содержавшихся на высокожировой диете

   Эпидемия ожирения ставит вопросы о выявлении экзогенных и эндогенных факторов риска и расшифровке механизмов его развития, причем, по мнению специалистов, критическим фактором, определяющим здоровье и болезни человека, является избыточное питание, обусловленное нарастанием потребления насыщенных жиров и простых углеводов. Для решения этих вопросов используют экспериментальные подходы, когда лабораторных животных содержат на высококалорийном рационе длительное время, что позволяет получить модель алиментарного ожирения.

   Целью работы было провести сравнительный динамический анализ формирования ожирения у крыс, содержавшихся в течение 4 и 7 недель на высокожировой диете (ВЖД).

   Материал и методы. В работе использовали половозрелых самцов крыс Вистар. Контрольных животных содержали на диете, в которой жир составлял 10–11 %, опытных – на ВЖД, в которой жир составлял 36 % калорийности суточного рациона за счет добавления к пище топленого свиного сала. Измеряли массу органов и жировой ткани, содержание триглицеридов, общего и холестерина липопротеидов высокой и низкой плотности, активности АлАТ и АсАТ в сыворотке крови. Для оценки относительной численности клеток Купфера срезы печени окрашивали гематоксилином и эозином. Для иммуногистохимического исследования срезов применяли непрямой стрептавидин-пероксидазный метод.

   Результаты и их обсуждение. У крыс, содержавшихся на ВЖД в течение 4 недель, увеличились по сравнению с контрольными животными масса тела (на 21 %), массовый индекс забрюшинного, эпидимального и межлопаточного бурого жира (на 56, 33 и 52 % соответственно), содержание триглицеридов в сыворотке (в 2,3 раза), численная плотность клеток Купфера (в 2,1 раза), экспрессия матриксной металлопротеиназы 9 в печени (в 2,8 раза). Через 7 недель ВЖД активность АлАТ в сыворотке повысилась на 20 %, численная плотность клеток Купфера сохранилась увеличенной в 2,1 раза, уровень экспрессии матриксной металлопротеиназы 9 вырос в 5 раз относительно контрольных крыс.

   Заключение. Через 4 недели содержания на ВЖД у крыс сформировался фенотип ожирения, сопровождающийся негативными сдвигами структурно-функционального состояния печени; через 7 недель эти негативные изменения усугубились, что позволяет рассматривать использованную модель ожирения у крыс как инструмент для изучения эффективности подходов к нормализации ожирения и сопутствующих заболеваний.

1. Bray G.A., Kim K.K., Wilding J.P.H.; World Obesity Federation. Obesity: a chonic relapsing progressive disease process. A position statement of the World Obesity Federation. Obes. Rev. 2017;18(7):715–723. doi: 10.1111/obr.12551

2. Muller M.J., Gaetjens I., Bosy-Westphal A. Prevention of obesity. In: Handbook of Eating Disosders and Obesity. Eds. S. Herpertz, M. de Zwaan, S. Zipfel. Springer, 2024. P. 509–517. doi: 10.1007/978-3-662-67662-2_68

3. Dasrbre P.D. Endocrine disruptors and obesity. Curr. Obes. Rep. 2017;6(1):18–27. doi: 10.1007/s13679-017-0240-4

4. Покида А.Н., Зыбуновская Н.В. Культура питания российского населения (по результатам социологического исследования). Здоровье населения и среда обитания. 2022;30(2):13–22. doi: 10.35627/2219-5238/2022-30-2-13-22

5. Brondel L., Quilliot D., Mouillot T., Khan N.A., Bastable P., Boggio V., Leloup C., Pénicaud L. Taste of fat and obesity: different hypotheses and our point of view. Nutrients. 2022;14(3):555. doi: 10.3390/nu14030555

6. Драпкина О.М., Елиашевич С.О., Шепель Р.Н. Ожирение как фактор риска хронических неинфекционных заболеваний. Рос. кардиол. ж. 2016;21(6):73–79. doi: 10.15829/1560-4071-2016-6-73-79

7. Андреев Д.Н., Кучерявый Ю.А. Ожирение как фактор риска заболеваний пищеварительной системы. Терапевт. aрх. 2021;93(8):954–962. doi: 10.26442/00403660.2021.08.200983

8. Салухов В.В., Кадин Д.В. Ожирение как фактор онкологического риска. Обзор литературы. Мед. сов. 2019;(4):94–102. doi: 10.21518/2079-701X-2019-4-94-102

9. West D.B., York B. Dietary fat, genetic predisposition, and obesity: lesons from animal models. Am. J. Clin. Nutr. 1996;67(3 suppl):505S–512S. doi: 10.1093/ajcn/67.3.505S

10. Doulberis M., Papaefthymiou A., Polyzos S.A., Katsinelos P., Grigoriadis N., Srivastava D.S., Kountouras J. Rodent models of obesity. Minerva Endocrinol. 2020;45(3):243–263. doi: 10.23736/S0391-1977.19.03058-X

11. Preguiça I., Alves A., Nunes S., Fernandes R., Gomes P., Viana S.D., Reis F. Diet-induced rodent models of obesity-related metabolic disorders - A guide to a translational perspective. Obes. Rev. 2020;21(12):e13081. doi: 10.1111/obr.13081

12. Байрашева В.К., Пчелин И.Ю., Егорова А.Э., Василькова О.Н., Корнюшин О.В. Экспериментальные модели алиментарного ожирения у крыс. Juvenis Scientia. 2019;(9-10):8–13. doi: 10.32415/jscientia.2019.09-10.02

13. Лещенко Д.В., Костюк Н.В., Белякова М.Б., Егорова Е.Н., Миняев М.В., Петрова М.Б. Диетически индуцированные животные модели метаболического синдрома (oбзор литературы). Верхневолжский медицинский журнал. 2015;14(2):34–39.

14. Buettner R., Schölmerich J., Bollheimer L.C. High-fat diets: modeling the metabolic disorders of human obesity in rodents. Obesity (Silver Spring). 2007;15(4):798–808. doi: 10.1038/oby.2007.608

15. Bortolin R., Vargas A., Gasparotto J., Chaves P.R., Schnorr C.E., Martinello Kd.B., Silveira A.K., Rabelo T.K., Gelain D.P., Moreira J.C.F. A new animal diet based on human Western diet is a robust diet-induced obesity model: comparison to high-fat and cafeteria diets in term of metabolic and gut microbiota disruption. Int. J. Obes. (Lond). 2018;42(3):525–534. doi: 10.1038/ijo.2017.225

16. Kotzé-Hörstmann L., Cois A., Johnson R., Mabasa L., Shabalala S., van Jaarsveld P.J., Sadie-Van Gijsen H. Characterization and comparison of the divergent metabolic consequences of high-sugar and high-fat diets in male Wistar rats. Front. Physiol. 2022;13:904366. doi: 10.3389/fphys.2022.904366

17. Krishna K.B., Stefanovic-Racic M., Dedousis N., Sipula I., O’Doherty R.M. Similar degrees of obesity induced by diet or aging cause strikingly diferente immunologic and metabolic outcomes. Physiol. Rep. 2016;4(6):e12708. doi: 10.14814/phy2.12708

18. Salinero A.E., Anderson B.M., Zuloaga K.L. Sex differences in the metabolic effects of diet-induced obesity vary by age of onset. Int. J. Obes. (Lond). 2018;42(5):1088–1091. doi: 10.1038/s41366-018-0023-3

19. de Moura E Dias M., Dos Reis S.A., da Conceição L.L., Sediyama C.M.N.O., Pereira S.S., de Oliveira L.L., Gouveia Peluzio M.D.C., Martinez J.A., Milagro F.I. Diet-induced obesity in animal models: points to consider and influence on metabolic markers. Diabetol. Metab. Syndr. 2021;13(1):32. doi: 10.1186/s13098-021-00647-2

20. Бочарова Н.В., Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Ковалевский Д.А. Моделирование неалкогольной жировой болезни поджелудочной железы у крыс линии Вистар. Вестн. нов. мед. технол. 2022;16(3):67–72. doi: 10.24412/2075-4094-2022-3-3-1

21. Matias A.M., Estevam W.M., Coelho P.M., Haese D., Kobi J.B.B.S., Lima-Leopoldo A.P., Leopoldo A.S. Differential effects of high sugar, high lard or a combination of both on nutritional, hormonal and cardiovascular metabolic profiles of rodents. Nutrients. 2018;10(8):1071. doi: 10.3390/nu10081071

22. Yang H., Youm Y.H., Vandanmagsar B., Rood J., Kumar K.G., Butler A.A., Dixit V.D. Obesity accelerates thymic aging. Blood. 2009;114(18):3803–3812. doi: 10.1182/blood-2009-03-213595

23. Gollisch K.S., Brandauer J., Jessen N., Toyoda T., Nayer A., Hirshman M.F., Goodyear L.J. Effects of exercise training on subcutaneous and visceral adipose tissue in normal- and high-fat diet-fed rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2009;297(2):E495–504. doi: 10.1152/ajpendo.90424.2008

24. Ciapaite J., van den Broek N.M., Te Brinke H., Nicolay K., Jeneson J.A., Houten S.M., Prompers J.J. Differential effects of short- and long-term high-fat diet feeding on hepatic fatty acid metabolism in rats. Biochim. Biophys. Acta. 2011;1811(7-8):441–451. doi: 10.1016/j.bbalip.2011.05.005

25. Son H.K., Shin H.W., Jang E.S., Moon B.S., Lee C.H., Lee J.J. Comparison of antiobesity effects between gochujangs produced using different koji products and tabasco hot sauce in rats fed a high-fat diet. J. Med. Food. 2018;21(3):233–243. doi: 10.1089/jmf.2017.4007

26. Krishna K.B., Stefanovic-Racic M., Dedousis N., Sipula I., O’Doherty R.M. Similar degrees of obesity induced by diet or aging cause strikingly different immunologic and metabolic outcomes. Physiol. Rep. 2016;4(6):e12708. doi: 10.14814/phy2.12708

27. Mercer J.G., Archer Z.A. Putting the diet back into diet-induced obesity: diet-induced hypothalamic gene expression. Eur. J. Pharmacol. 2008;585(1):31–37. doi: 10.1016/j.ejphar.2007.11.077

28. Шишкина В.В., Антакова Л.Н., Золотарева С.Н., Атякшин Д.А. Матриксные металлопротеиназы в ремоделировании внеклеточного матрикса: молекулярные, клеточные и тканевые аспекты. Ж. анатомии и гистопатол. 2022;11(3):93–108. doi: 10.18499/2225-7357-2022-11-3-93-108

29. Ягода А.В., Корой П.В., Дудов Т.Р. Матриксные металлопротеиназы и морфологическая картина при хронических заболеваниях печени. Эксперим. и клин. гастроэнтерол. 2023;218(10):153–159. [In Russian]. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-218-10-153-159

30. Чернышева М.Б., Макарова М.А., Цветков И.С. Морфологические изменения внутренних органов у крыс при длительном избыточном потреблении углеводов и жиров. Морфол. ведомости. 2014;(3):74–78. doi: 10.20340/mv-mn.2014.0(3):74-78

31. Yabluchanskiy A., Ma Y., Iyer R.P., Hall M.E., Lindsey M.L. Matrix metalloproteinase-9: many shades of function in cardiovascular disease. Physiology (Bethesda). 2013;28(6):391–403. doi: 10.1152/physiol.00029.2013