Стандартизація моделі для стимулювання ожиріння у щурів

викликає

Стандартизація моделі для стимулювання ожиріння у щурів

Гіпсіс Суарес Роман, Альфредо Хесус Перера Кальдерін, Соня Клапес Ернандес, Таммі Фернандес Ромеро, Естебан Еганья Моралес

Інститут фундаментальних та доклінічних наук Вікторія де Гірон, Ла-Гавана, Ла-Гавана, Куба

Ключові слова: щури Вістар, глутамат натрію, тваринні моделі, ожиріння.

Ключові слова: щури Вістар, глутамат натрію, моделі, тварини, ожиріння.

ВСТУП

Ожиріння стало серйозною проблемою охорони здоров’я через все більшу поширеність у всьому світі. Це основний фактор ризику розвитку багатьох незаразних хронічних захворювань, таких як цукровий діабет 2 типу, серцево-судинні та цереброваскулярні захворювання, високий кров'яний тиск, дисліпідемії та деякі види раку. 1

Завдяки великій подібності та гомології між геномами гризунів та людини, ці тваринні моделі є фундаментальним інструментом для вивчення захворювань, які впливають на людину. Ожиріння у тварин може бути спричинене генетичними або дієтичними маніпуляціями або індукцією нейроендокринних змін. Найбільш широко використовувані моделі для стимулювання ожиріння у щурів - це пошкодження вентрамедіального відділу гіпоталамусу, введення глутамату натрію (MSG) або прямі електричні травми, оофоректомія, годування гіперкалорійними дієтами або генетичні маніпуляції. 2 Ці останні методи дуже дорогі.

GMS - це натрієва сіль L-глутамінової кислоти, L-альфа-амінокислоти. Він використовується як добавка в їжу для посилення смаку. 3 Введення щурам у період новонародженості спричиняє руйнування дугоподібного ядра гіпоталамусу, що призводить до нейроендокринної та метаболічної дисфункції. У щурів, які отримували MSG, спостерігається гіперадипозитність, порушення толерантності до глюкози, гіперінсулінемія та затримка росту, які виявляються приблизно у віці 12 тижнів. Фактичний механізм, за якого пошкодження гіпоталамуса, спричинене MSG, призводить до центрального ожиріння, невідоме. Відомо, що це не через збільшення споживання їжі. Накопичення жиру може бути частково обумовлене посиленням парасимпатичної активності. 2,4-8

Іншими змінами через відсутність контролю осі гіпоталамус-гіпофіз-наднирники є: гіпоактивність, підвищена дратівливість, зменшення маси яєчників, затримка статевого дозрівання та підвищений рівень глюкокортикоїдів у сироватці крові. 2,5-8 Вони також мають гіперлептинемію, і спостерігається зниження експресії рецептора лептину в мозку та інших тканинах, таких як наднирники. 9

GMS - це дешевий реагент. Один кілограм продукту не перевищує 150 доларів США, що може спричинити ожиріння більш ніж у 1000 тварин. Цю речовину можна вводити підшкірно або внутрішньочеревно, у дозі 2-4 мг/г маси тіла протягом неонатального періоду. Щоб викликати ожиріння, потрібно від 4 до 10 доз. 2 Ця робота спрямована на вибір відповідної схеми лікування для індукування ожиріння MSG у щурів Winstar в неонатальний період.

МЕТОДИ

Дослідження проводилось у дослідницьких лабораторіях відділу біохімії Інституту основних та доклінічних наук Вікторії де Гірон. Глютамат натрію вводили щурам Wistar у неонатальному періоді, дотримуючись трьох різних схем лікування (з п’ятьма, семи та десятьма дозами), по 4 мг/г/добу, та двома шляхами введення: підшкірним та внутрішньочеревним. Контроль вводили 0,9% хлориду натрію. Для діагностики ожиріння через 90 днів оцінювали такі змінні: вага, довжина морди та заднього проходу та індекс Лі. День народження вважався нульовим днем. Для введення MSG та NaCL внутрішньочеревно були сформовані такі групи:

Щури, які отримували MSG з першого по п'ятий день (D5A-MSG) = 12
Щури, які отримували NaCL з 1 по 5 день (D5A-C) = 10
Щури, які отримували MSG на другий, четвертий, шостий, восьмий і десятий день (D5B-MSG) = 12
Щури, які отримували NaCL на другий, четвертий, шостий, восьмий і десятий дні (D5B-C) = 10
Щури, які отримували MSG з першого по сьомий день (D7A-MSG) = 13
Щури, які отримували NaCL з першого по сьомий день (D7A-C) = 10
Щури, які отримували MSG з другого по восьмий день (D7B-MSG) = 13
Щури, які отримували NaCL з другого по восьмий день (D7B-C) = 10
Щури, які отримували MSG з 1 по 10 день (D10-MSG) = 8
Щури, які отримували NaCL з першого по десятий день (D10-C) = 6

На другому етапі, згідно з результатами, отриманими при внутрішньоочеревинному введенні MSG, було сформовано чотири групи для введення MSG підшкірно у вищезазначеній дозі:

Щури, які отримували MSG на другий, четвертий, шостий, восьмий і десятий дні (D5-MSG) = 8
Щури, які отримували NaCL на другий, четвертий, шостий, восьмий і десятий дні (D5-C) = 8
Щури, які отримували MSG з другого по восьмий день (D7-MSG) = 8
Щури, які отримували NaCL з другого по восьмий день (D7-C) = 8

Після відлучення щурів поміщали в число чотири-п’ять на коробку. Їх утримували в контрольованих умовах температури (22 ± 3 ° C), світла (12 годин циклів світло/темрява) та відносної вологості (60 ± 5%). Їжа та вода постачалися на замовлення. Для їх догляду дотримувались принципів керівництва з догляду та використання тварин для експериментів. Комітет з етики досліджень затвердив процедури, проведені для цього дослідження.

Ожиріння оцінювали через 90 днів з використанням індексу Лі, розрахованого за допомогою кубового кореня маси тіла (г), поділеного на довжину морди та заднього проходу (LHA) (см). 10 Значення, що дорівнює або менше 0,300, вважалося нормальним; більше 0,300, щури класифікувались як ожиріння. Були визначені інші змінні, такі як: вага та довжина морди та заднього проходу та смертність новонароджених. Результати виражають середнє значення та стандартну помилку (SE) для різних змінних. Вага, LHA та індекс Лі були статистично проаналізовані за допомогою непараметричного U-критерію Манна-Уітні. Рівень статистичної значущості враховували, коли с

РЕЗУЛЬТАТИ

Частота новонароджених смертей становила понад 50%, коли МСГ вводили внутрішньочеревно, дотримуючись схеми дозування 5, 7 та 10. В останньому випадку (10 доз) це було 100%.

Коли лікування ГМС (внутрішньочеревно) було розпочато в перший день після народження, сталося більше смертей (D5A-GMS = 83,33%; D7A-GMS = 100%). Щодо початку на другий день після народження, кількість смертей зменшилась (D5B-GMS = 66,67%; D7A-GMS = 61,54%). (Таблиця 1). Відсоток смертей був нижчим, коли MSG вводили підшкірно, і був меншим при застосуванні 5 та 7 доз (Таблиця 2).

Статистично значущих відмінностей між масою щурів, які отримували GMS, та вагою щурів, яким вводили NaCl 0,9% (контроль), не спостерігалося. Довжина морди та заднього проходу статистично відрізнялася між групою, яка отримувала ГМС, та контролем, з усіма випробуваними схемами лікування. Також індекс Лі відрізнявся між групою, яка отримувала MSG, і контрольною групою. 100% лікуваних MSG щурів, які досягли зрілого віку, ожиріли. У 13,72% контролів розвинулось ожиріння за індексом Лі. (Таблиці 1 і 2). Не було значних відмінностей ні інтраперитонеально, ні підшкірно щодо індексу Лі при застосуванні 5 та 7 доз.

ОБГОВОРЕННЯ

Смерть новонароджених, яка сталася в групі, яка отримувала МСГ, пов’язана з тим, що ця речовина здатна перетнути гематоенцефалічний бар’єр (який у цей період ще не повністю розвинений), спричиняючи виснаження запасів енергії та загибель клітин, впливаючи тим самим інші життєво важливі функції. Все це заважає правильному розвитку новонароджених. 11 Ймовірність пошкодження життєво важливих органів більша за внутрішньочеревний шлях, що пояснює, що відсоток смертей був високим при введенні MSG цим шляхом.

Той факт, що немає суттєвих відмінностей між вагою щурів, яким вводили MSG, та вагою контрольних груп, пов'язаний з тим, що глутамат натрію не збільшує споживання їжі.

Кажуть, що у цих тварин розвивається гіпофагія. 2 Afifi M та співавт., Не виявили суттєвих відмінностей між вагою щурів із ожирінням, спричиненим MSG, вагітних та контролів. 9

Було виявлено, що щури, оброблені GMS, були меншими, ніж контролі. У літературі повідомляється, що цей продукт руйнує нейрони дугоподібного ядра, на рівні яких виробляється фактор вивільнення гормону росту. У своєму дослідженні Лусіней отримав, що щури, які отримували ГМС, мали зменшення на 9,5% відносно довжини тіла порівняно з контролем. 4

У людей, коли обидва батьки страждають ожирінням, ризик ожиріння у їхніх нащадків становить 80%. Якщо ожирінням є лише один із батьків, ризик знижується до 40%.

Коли у обох батьків нормальна вага, ризик ожиріння становить 10%. 12 Це можна застосувати до щурів, що виправдовує появу ожиріння у деяких контрольних групах.

Беручи до уваги, що ожиріння розвинене у 100% щурів, з меншим відсотком смертей, меншими маніпуляціями та що значущих відмінностей в індексі Лі не було отримано, робиться висновок, що найбільш підходящою моделлю є введення MSG до співвідношення 4 мг/г у п’яти дозах, підшкірно, через день, починаючи з другого дня після дня народження.

1. Alfonso JP, Blanco MF, Nassif A, Fernández-Brito JE, Carrasco B, Buergo MA, et al. Епідемія ожиріння XXI століття. Гавана: Науково-технічна редакція; 2008 рік

2. Von Diemen V, Trindade EN, Trindade MR. Експериментальна модель для стимулювання ожиріння у щурів. Act Cir Bras. 2006; 21 (6): 425-29

3. Ву X, Cie CY, Інь Y, Ден ZY. Результати деяких досліджень за участю тваринних моделей ожиріння, спричинених глутаматом натрію, не є остаточними. Eur J Clin Nutr. 2013; 67 (2): 228

4. Balbo SL, Grassiolli S, Ribeiro RA, Bonfleur ML, Gravena C, Brito Mdo N, et al. Зберігання жиру частково залежить від вагусної активності та секреції інсуліну гіпоталамічного ожирілого щура. Ендокринна. 2007; 31 (2): 142-48

5. Морено Г., Перелло М., Каміхорт Г., Луна Г., Консоль G, Гейяр RC та ін. Вплив транзиторної корекції підвищеної адренокортикальної активності у здивованих гіператаламових самок щурів. Int J Obes (Лонд). 2006; 30 (1): 73-82

6. Ferreira LB, Cesaretti ML, Voltera AF, Ginoza M, Kohlmann O. Ефекти накладання експериментальної моделі нейроендокринного ожиріння на артеріальну гіпертензію під артеріальним тиском, масою тіла та метаболічними та нирковими показниками у щурів. J Бюстгальтери Нефрол. 2011; 33 (3): 338-44

7. Konrad SP, Farah V, Rodrigues B, Wichi RB, Machado UF, Lopes HF, et al. Лікування новонароджених глутаматом натрію викликає зміни вегетативної функції серцево-судинної системи у гризунів. Клініки (Сан-Паулу). 2012; 67 (10): 1209-14

8. Morrison JF, Shehab S, Sheen R, Dhanasekaran S, Shaffiullah M, Mensah-Brown E. Сенсорні та вегетативні нервові зміни у щурів, оброблених глутаматом натрію: модель діабету II типу. Досвід Фізіол. 2008; 93 (2): 213-22

9. Афіфі М.М., Аббас А.М. Глутамат натрію проти ожиріння, спричинене ожирінням у вагітних щурів та їхніх нащадків. Acta Physiol Hung. 2011; 98 (2): 177-88

10. Бернардіс Л.Л., Паттерсон Б.Д. Співвідношення між індексом Лі та вмістом жиру в тушці у відлучених і дорослих самок щурів з ураженням гіпоталамуса J Ендокринол. 1968; 40 (4): 527-8

11. De Campos KE, Volpato G, Clderon I, Rudge M, Damasceno DC. Вплив ожиріння на розмноження щурів та розвиток їх дорослого потомства. Braz J Med Biol Res.2008; 41 (2): 122-5

12. De Campos KE, Sinzato YK, Pimenta WP, Rudge M, Damasceno DC. Вплив ожиріння матері на розвиток діабету у дорослих нащадків щурів. Life Sci.2007; 81 (19-20): 1473-8

Отримано: 18 квітня 2013 р.
Затверджено: 28 серпня 2013 року.

Гіпсіс Суарес Роман. I ступінь спеціаліста з клінічної біохімії. Доцент електронної пошти: [email protected]

Весь вміст цього журналу, крім випадків, коли він ідентифікований, підпадає під ліцензію Creative Commons