Влияние высокоуглеводной высокожировой диеты на сетчатку молодых и старых крыс

Цель: изучить в эксперименте влияние высокоуглеводной высокожировой диеты на сетчатку в молодом и старческом возрасте.

Материалы и методы. Исследование проводили на самцах крыс линии Вистар в возрасте 60 и 450 сут в начале эксперимента. Животных распределяли на четыре группы: 1-я (n = 14) – интактные крысы в возрасте 150 сут на момент окончания исследования; 2-я (n = 14) – 150-суточые крысы на момент окончания 90 сут высокоуглеводной высокожировой диеты (ВУВЖД); 3-я (n = 14) – интактные крысы 540-суточного возраста на момент окончания исследования; 4-я (n = 14) – 540-суточные крысы после окончания 90 сут ВУВЖД. В работе использовали иммуноферментный и гистологический методы исследования.

Результаты. ВУВЖД приводила к повышению концентрации глюкозы у животных обеих возрастных групп, а у старых животных вызывала выраженное увеличение содержания инсулина, TGFβ и фибронектина в сыворотке крови, неоваскуляризацию наружных слоев сетчатки, кариопикноз и массовую гибель нейросенсорных клеток, влекущую за собой разрушение слоя палочек и колбочек, резкое истончение наружного ядерного и наружного сетчатого слоев. У молодых крыс, содержавшихся на ВУВЖД, не было отмечено выраженных гистологических нарушений сетчатки.

Заключение. ВУВЖД усиливает возрастные изменения сетчатки у старых (450-суточных) крыс.

1. Dai W., Dierschke S.K., Toro A.L., Dennis M.D. Consumption of a high fat diet promotes protein O-GlcNAcylation in mouse retina via NR4A1-dependent GFAT2 expression. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2018;1864(12):3568–3576. DOI: 10.1016/j.bbadis.2018.09.006.

2. Hammoum I., Mbarek S., Dellaa A., Dubus E., Baccouche B., Azaiz R. et alStudy of retinal alterations in a high fat diet-induced type ii diabetes rodent: Meriones shawi. Acta Histochem. 2017;119(1):1–9. DOI: 10.1016/j.acthis.2016.05.005.

3. Vidal E., Lalarme E., Maire M.-A., Febvret V., Grégoire S., Gambert S. et al. Early impairments in the retina of rats fed with high fructose/high fat diet are associated with glucose metabolism deregulation but not dyslipidaemia. Sci. Rep. 2019;9(1):5997. DOI: 10.1038/s41598-019-42528-9.

4. Lee K.S., Lin S., Copland D.A., Dick A.D., Liu J. Cellular senescence in the aging retina and developments of senotherapies for age-related macular degeneration. J. Neuroinflammation. 2021;18(1):32. DOI: 10.1186/s12974-021-02088-0.

5. Nag T.C., Wadhwa S. Ultrastructure of the human retina in aging and various pathological states. Micron. 2012;43(7):759– 781. DOI: 10.1016/j.micron.2012.01.011.

6. Kovács-Valasek A., Etelka Pöstyéni E., Dénes V., Mester A., Sétáló G.Jr., Gábriel R. Age-related alterations of proteins in albino Wistar rat retina. Cells Tissues Organs. 2021;210(2): 135–150. DOI: 10.1159/000515447.

7. Karaca C., Karaca Z. Beyond hyperglycemia, evidence for retinal neurodegeneration in metabolic syndrome. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2018;59(3):1360–1367. DOI: 10.1167/iovs.1723376.

8. Godisela K.K., Reddy S.S., Kumar C.U., Saravanan N., Reddy P.Y., Jablonski M.M. et al. Impact of obesity with impaired glucose tolerance on retinal degeneration in a rat model of metabolic syndrome. Mol. Vis. 2017;23:263–274.

9. Yau P.L., Kim M., Tirsi A., Convit A. Retinal vessel alterations and cerebral white matter microstructural damage in obese adolescents with metabolic syndrome. JAMA Pediatr. 2014;168(12):e142815. DOI: 10.1001/jamapediatrics.2014.2815.

10. Thierry M., Pasquis B., Buteau B., Fourgeux C., Dembele D., Leclere L. et al. Early adaptive response of the retina to a pro-diabetogenic diet: Impairment of cone response and gene expression changes in high-fructose fed rats. Exp. Eye. Res. 2015;135:37–46. DOI: 10.1016/j.exer.2015.04.012.

11. Paz M.C., Barcelona P.F., Subirada P.V., Ridano M.E., Chiabrando G.A., Castro C. et al. Metabolic syndrome triggered by fructose Diet impairs neuronal function and vascular integrity in ApoE-KO mouse retinas: Implications of autophagy deficient activation. Front. Cell Dev. Biol. 2020;8:573987. DOI: 10.3389/fcell.2020.573987.

12. Логвинов С.В., Потапов А.В. Структурные изменения сетчатки при комбинированном воздействии света и рентгеновских лучей. Морфология. 2000;117(1):19–23.

13. Tisi A., Parete G., Flati V., Maccarone R. Up-regulation of pro-angiogenic pathways and induction of neovascularization by an acute retinal light damage. Sci. Rep. 2020;10(1):6376. DOI: 10.1038/s41598-020-63449-y.

14. Toma C., De Cillà S., Palumbo A., Garhwal D.P., Grossini E. Oxidative and Nitrosative Stress in Age-Related Macular Degeneration: A Review of Their Role in Different Stages of Disease. Antioxidants (Basel). 2021;10(5):653. DOI: 10.3390/antiox10050653.

15. Rezzola S., Loda A., Corsini M., Semeraro F., Annese T., Presta M. et al. Angiogenesis-Inflammation Cross Talk in Diabetic Retinopathy: Novel Insights From the Chick Embryo Chorioallantoic Membrane/Human Vitreous Platform. Front. Immunol. 2020;11:581288. DOI: 10.3389/fimmu.2020.581288.

16. Бирулина Ю.Г., Иванов В.В., Буйко Е.Е., Tрубачева O.А., Петрова И.В., Гречишникова А.Ю. и др. Влияние высокожировой и высокоуглеводной диеты на клетки крови крыс. Бюллетень сибирской медицины. 2021;20(3):6–12. DOI: 10.20538/1682-0363-2021-3-6-12.

17. Wheeler S.E., Lee N.Y. Emerging roles of transforming growth factor β signaling in diabetic retinopathy. J. Cell. Physiol. 2017;232(3):486–489. DOI: 10.1002/jcp.25506.

18. Huang H. Pericyte-endothelial interactions in the retinal microvasculature. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(19):7413. DOI: 10.3390/ijms21197413.

19. Goumans M.-J., Valdimarsdottir G., Itoh S., Rosendahl A., Sideras P., Ten Dijke P. Balancing the activation state of the endothelium via two distinct TGF-beta type I receptors. EMBO J. 2002;21(7):1743–1753. DOI: 10.1093/emboj/21.7.1743.

20. Gacka M., Adamiec J. The role of transforming growth factor-beta in the pathogenesis of diabetic retinopathy. Przegl. Lek. 2006;63(5):296–298. (In Polish).

21. Van Geest R.J., Klaassen I., Vogels I.M., Van Noorden C.J., Schlingemann R.O. Differential TGF-{beta} signaling in retinal vascular cells: a role in diabetic retinopathy? Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2010;51(4):1857–1865. DOI: 10.1167/iovs.09-4181.

22. Chaqour B., Karrasch C. Eyeing the extracellular matrix in vascular development and microvascular diseases and bridging the divide between vascular mechanics and function. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(10):3487. DOI: 10.3390/ijms21103487.