Экспериментальная модель метаболического синдрома у крыс на основе высокожировой и высокоуглеводной диеты

Цель. Разработать экспериментальную модель метаболического синдрома (МС) у крыс на основе высокожировой и высокоуглеводной диеты.

Материалы и методы. Исследование выполнено на 20 самцах крыс линии Вистар, которые были распределены на контрольную и опытную группы. Крысы контрольной группы находились на стандартной диете. Крысы опытной группы в течение 12 нед получали высокожировую и высокоуглеводную диету, содержащую животный жир (17%), фруктозу (17%) и 20%-й раствор фруктозы вместо питьевой воды. В конце исследования у животных измеряли массу тела, артериальное давление (АД), проводили глюкозотолерантный (ГТТ) и инсулинотолерантный (ИТТ) тесты. В плазме крови определяли отдельные показатели липидного обмена, в печени – содержание триацилглицеролов (ТАГ) и холестерина (ХС).

Результаты. Содержание животных на высокожировой и высокоуглеводной диете в течение 12 нед приводило к повышению АД, увеличению удельной массы висцеральной жировой ткани. Выполнение ГТТ и ИТТ позволило выявить у крыс с МС гипергликемию, нарушение толерантности к глюкозе и инсулинорезистентность. Было обнаружено увеличение концентрации ТАГ в плазме крови крыс опытной группы, при этом уровень общего ХС не отличался от контроля. У крыс с МС наблюдалось увеличение удельной массы печени, а также содержания в ней ТАГ и ХС.

Заключение. Полученная экспериментальная модель диет-индуцированного метаболического синдрома воспроизводит большинство типичных признаков МС у человека и может быть полезна в изучении патофизиологических основ развития МС и методов его профилактики и лечения. 

1. Alberti K.G., Zimmet P., Shaw J. Metabolic syndrome-a new world-wide definition. A consensus statement from the International Diabetes Federation. Diabet. Med. 2006; 23 (5): 469–480. DOI: 10.1111/j.1464-5491.2006.01858.x.

2. Saklayen M.G. The global epidemic of the metabolic syndrome. Curr. Hypertens. Rep. 2018; 20 (2): 12. DOI: 10.1007/s11906-018-0812-z.

3. Aydin S., Aksoy A., Aydin S., Kalayci M., Yilmaz M., Kuloglu T., Citil C., Catak Z. Today’s and yesterday’s of pathophysiology: Biochemistry of metabolic syndrome and animal models. Nutrition. 2014; 30 (1): 1–9. DOI: 10.1016/j.nut.2013.05.013.

4. Potenza M.V., Mechanick J.I. The metabolic syndrome: definition, global impact, and pathophysiology. Nutr. Clin. Pract. 2009; 24 (5): 560–577. DOI: 10.1177/0884533609342436.

5. Fowler M.J. Microvascular and macrovascular complications of diabetes. Clinical Diabetes. 2008; 26 (2): 77–82. DOI: 10.2337/diaclin.26.2.77.

6. Ройтберг Г.Е. Метаболический синдром. М.: МЕД-М54 пресс-информ, 2007: 224.

7. Кравчук Е.Н., Галагудза М.М. Экспериментальные модели метаболического синдрома. Артериальная гипертензия. 2014; 20 (5): 377–383. DOI: 10.18705/1607-419X-2014-20-5-377-383.

8. 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.

9. Kwitek A.E. Rat models of metabolic syndrome. Methods Mol. Biol. 2019; 2018: 269–285. DOI: 10.1007/978-1-4939-9581-3_13.

10. Panchal S.K., Brown L. Rodent models for metabolic syndrome research. J. Biomed. Biotechnol. 2011; 2011: 351982. DOI: 10.1155/2011/351982.

11. Gancheva S., Zhelyazkova-Savova M., Galunska B., Chervenkov T. Experimental models of metabolic syndrome in rats. Scripta Scientifica Medica. 2015; 47 (2): 23–30. DOI: 10.14748/ssm.v47i2.1145.

12. Moreno-Fernández S., Garcés-Rimón M., Vera G., Astier J., Landrier J.F., Miguel M. High fat/high glucose diet induces

13. metabolic syndrome in an experimental rat model. Nutrients. 2018; 10 (10): 1502. DOI: 10.3390/nu10101502.

14. Lim J.S., Mietus-Snyder M., Valente A., Schwarz J.M., Lustig R.H. The role of fructose in the pathogenesis of NAFLD and the metabolic syndrome. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2010; 7: 251–264. DOI: 10.1038/nrgastro.2010.41.

15. Panchal S.K., Poudyal H., Iyer A., Nazer R., Alam A., Diwan V., Kauter K., Sernia C., Campbell F., Ward L., Gobe G., Fenning A., Brown L. High-carbohydrate high-fat diet-induced metabolic syndrome and cardiovascular remodeling in rats. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2011; 57 (5): 611–624. DOI: 10.1097/FJC.0b013e31821b1379.

16. Sadowska J., Bruszkowska M. Comparing the effects of sucrose and high-fructose corn syrup on lipid metabolism and the risk of cardiovascular disease in male rats. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment. 2017; 16 (2): 231–240. DOI: 10.17306/J.AFS.0482.

17. Dupas J., Feray A. Goanvec C., Guernec A., Samson N., Bougaran P., Guerrero F., Mansourati J. Metabolic syndrome and hypertension resulting from fructose enriched diet in Wistar rats. Biomed. Res. Int. 2017; 2017: 2494067. DOI: 10.1155/2017/2494067.

18. Patarrao R.S., Lautt W.W., Macedo M.P. Assessment of methods and indexes of insulin sensitivity. Rev. Port. Endocrinol. Diabetes Metab. 2014; 9 (1): 65–73. DOI: 10.1016/j.rpedm.2013.10.004.

19. Folch J., Lees M., Sloane-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. J. Biol. Chem. 1957; 226 (1): 497–509.

20. Dobiásová M., Frohlich J. The plasma parameter log (TG/HDL-C) as an atherogenic index: correlation with lipoprotein particle size and esterification rate in apoB- lipoprotein-depleted plasma (FER(HDL)). Clin. Biochem. 2001; 34 (7): 583–588. DOI: 10.1016/s0009-9120(01)00263-6.

21. Nagai Y., Yonemitsu S., Erion D.M., Iwasaki T., Stark R., Weismann D., Dong J., Zhang D., Jurczak M.J., Löffler M.G., Cresswell J., Yu X.X., Murray S., Bhanot S., Monia B.P., Bogan J.S., Samuel V., Shulman G.I. The role of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 beta in the pathogenesis of fructose-induced insulin resistance. Cell Metab. 2009; 9 (3): 252–264. DOI: 10.1016/j.cmet.2009.01.011.

22. Dos Santos Lacerda D., Garbin de Almeida M., Teixeira C., De Jesus A., Da Silva Pereira J.E., Martins Bock P., Pegas Henriques J.A., Gomez R., Dani C., Funchal C. Biochemical and physiological parameters in rats fed with high-fat diet: the protective effect of chronic treatment with purple grape juice (Bordo Variety). Beverages. 2018; 4 (4): 100. DOI: 10.3390/beverages4040100.

23. Ткачук В.А., Воротников А.В. Молекулярные механизмы развития резистентности к инсулину. Сахарный диабет. 2014; 2: 29–40. DOI: 10.14341/DM2014229-40.

24. Schaefer E.J., Gleason J.A., Dansinger M.L. Dietary fructose and glucose differentially affect lipid and glucose homeostasis. J. Nutr. 2009; 139 (6): 1257–1262. DOI: 10.3945/jn.108.098186.

25. Alam M.A., Kauter K., Brown L. Naringin improves diet- induced cardiovascular dysfunction and obesity in high carbohydrate, high fat diet-fed rats. Nutrients. 2013; 5 (3): 637–650. DOI: 10.3390/nu5030637.

26. Fernández-Macías J.C., Ochoa-Martínez A.C., Varela- Silva J.A., Pérez-Maldonado I.N. Atherogenic index of plasma: novel predictive biomarker for cardiovascular illnesses. Arch. Med. Res. 2019; 50 (5): 285–294. DOI: 10.1016/j.arcmed.2019.08.009.

27. Basaranoglu M., Basaranoglu G., Sabuncu T., Sentürk H. Fructose as a key player in the development of fatty liver disease. World J. Gastroenterol. 2013; 19 (8): 1166–1172. DOI: 10.3748/wjg.v19.i8.1166.