Влияние гиперкалорийного рациона и кверцетина на Полнотранскриптомный профиль ткани печени крыс линии Zucker

Материалы XVII Всероссийского конгресса с международным участием «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Лечебное, профилактическое и спортивное питание»

Результаты и обсуждение. В ходе исследований и анализа нутриентного статуса беременных женщин было выявлено, что среднее содержание белка в продуктах суточного рациона питания (57,19±5,63 г/сут) не соответствует нормативу, разработанному для регионов Сибири и Дальнего Востока. Среднесуточный уровень жиров (70,11± 8,74 г/сут) ниже оптимальной физиологической потребности в 1,3 раза. Несколько неожиданным был факт недостаточного содержания углеводов (167,71±16,28 г/сут) в исследуемых рационах беременных. Установленная неполноценность питания у обследованных беременных по макронутриентам сопровождалась нарушенным их соотношением в 77,3% случаев (белки : жиры) и 90,9% (белки : углеводы). Параллельно исследованию фактического питания получены результаты обследования всех наблюдаемых женщин. У беременных женщин по сравнению с показателями крови у небеременных отмечена тенденция к снижению общего белка, повышение общего холестерина в 1,3 раза, ВЛ-протеидов - в 1,6 раза, триглицеридов - в 2 раза, в содержании сахара - достоверных различий не выявлено. Количество ИКК со сниженным мембранным потенциалом оказалось достоверно выше у беременных женщин: лимфоцитов в 1,6 раз, гранулоцитов - в 3,2 раза, моноцитов - в 3 раза. Проведенный корреляционный анализ данных выявил достоверную связь между биохимическими показателями крови белкового, липидного обменов и энергетической обеспеченности ИКК по данным мембранного потенциала митохондрий. Функциональное энергетическое состояние лимфоцитов зависит от содержания общего белка (r=-0,4), холестерина (r= +0,3), гранулоцитов - от холестерина (r=+0,3). Большее число корреляционных взаимосвязей определено в энергообеспеченности моноцитов: с общим белком (r=-0,3), холестерином (r=+0,3), ВЛ-протеидами (r=+0,3), триглицеридами (r=+0,3), что свидетельствует о более выраженных нарушениях в данных клетках. В условиях несбалансированного питания организм беременной женщины способен отвечать на подобные нарушения различными метаболическими стратегиями адаптации. Анализ уровня интегральных показателей функционального отклика организма у беременных женщин показал, что соответствие региональным нормативам наблюдалось только у 18,2% беременных Приамурья. Большинство женщин составили группу, характеризующуюся функциональным напряжением организма (54,5%). Высокий риск формирования специфических адаптивных реакций отмечен у 13,6% беременных. Такой же процент выявлен у будущих матерей с ИПФО, находящемся в ранге более серьезных нарушений: формирования возможных дисфункциональных сдвигов.

На примере обследования женщин Приамурья показана комплексная оценка пищевого статуса в период гестации, выявлена неполная субстратно-энергетическая недостаточность по белкам, жирам, углеводами их соотношению. Пищевая неадекватность у беременных подтверждена дисбалансом показателей крови, снижением энергообеспеченности ИКК и результатами интегрального показателя функционального отклика организма. Полученные данные являются обоснованием для раннего выявления нарушений фактического питания, диагностики доклинических проявлений и разработки рекомендаций по коррекции.

Трусов Н.В., Апрятин С.А., Мжельская К.В.

ВЛИЯНИЕ ГИПЕРКАЛОРИЙНОГО РАЦИОНА И КВЕРЦЕТИНА НА ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНЫЙ ПРОФИЛЬ ТКАНИ ПЕЧЕНИ КРЫС ЛИНИИ ZUCKER

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. Широко используемой in vivo моделью ожирения являются крысы Zucker, несущие в гомозиготе мутацию гена Lepr, делающую соответствующий рецептор нефункциональным. В результате у этих животных отсутствует влияние запасов жира на объем потребляемой пищи, что приводит к быстрому развитию ожирения даже при потреблении стандартного сбалансированного рациона, в то же время потребление несбалансированного рациона может по-другому повлиять на развитие ожирения у этой линии. Использование биологически активных веществ, например, кверцетина, является одним из перспективных направлений коррекции ожирения.

Цель исследования - изучение полнотранскриптомного профиля ткани печени крыс Zucker и влияния на него рациона с избыточной энергетической ценностью или/и добавки к рациону кверцетина с использованием ДНК-микрочипов.

Материал и методы. Исследования проведены на 24 самцах крыс линии Zucker (Z), полученных из питомника «Charles River» (Италия). Животные были разделены на 4 группы равной численности (n=6). В течение 65 сут животные 1-й группы (контроль) получали сбалансированный рацион по AIN93M, 2-й группы - такой же рацион с добавкой кверцетина в дозе 50 мг/кг массы тела, 3-й группы - высокожировой рацион (30% жиров по массе сухих веществ) и 20% фруктозы вместо воды (ВУВЖР), 4-й группы - ВУВЖР и такую же добавку кверцетина. Рацион и питьевую жидкость представляли животным в режиме неограниченного свободного доступа. Крыс содержали по 2 особи в клетках из поликарбоната при 12/12 часовом режиме освещенности и температуре воздуха 22±1 оС. Ежедневно фиксировали количество съеденного корма и выпитой жидкости и рассчитывали потребленную энергетическую ценность рациона. Массу тела определяли еженедельно на электронных весах с точностью ±1 г.

Результаты. Из общего числа генов, представленных на микрочипе, более чем 1,41-кратная по модулю дифференциальная экспрессия (llog2FCI >0,5) по сравнению с показателем для 1-й группы, вызванная потреблением кверцетина или/и ВУВЖР, в 2-й, 3-й и 4-й группах животных, выявлена в общей сложности для 1604 генов (5,35% от общего количества). Во 2-й группе (потребление контрольного рациона с добавкой кверцетина) выявлено 117 (7,3%) уникальных (свойственных только этой группе) генов из общего числа 1396 дифференциально экспрессированных

Физиология и биохимия питания

генов, в 3-й группе (потребление ВУВЖР) - 393 гена (24,5%), в 4-й группе (потребление ВУВЖР и кверцетина) - 391 ген (24,4%). Одновременно только в 2-й и 3-й группах отмечалась дифференциальная экспрессия 34 генов (2,1%), в 2-й и 4-й группах - 29 генов (1,8%), в 3-й и 4-й группах - 539 генов (33,6%). Сразу во всех экспериментальных группах животных дифференциально экспрессированным, в сравнении с 1-й группой был 101 ген (6,3%). Семь путей (метаболизм производных ретинола, биосинтез стероидных гормонов, метаболизм линолевой кислоты, секреция желчи, метаболизм лекарственных препаратов системой цитохромов Р45, метаболизм арахидоновой кислоты и метаболизм ксенобиотиков системой цитохромов Р450) из 23 метаболических путей (30,4%), которые показали дифференциальную экспрессию генов, были затронуты во всех трех опытных группах животных.

Обсуждение. Потребление кверцетина или/и ВУВЖР крысами Zucker с генетически нарушенной рецепцией лептина приводит к значимым изменениям в уровне транскрипции 1604 генов в ткани печени, из которых эффект со стороны собственно кверцетина проявляется для 1396 генов. Наибольшее сходство между собой проявляют профили дифференциальной экспрессии генов в группах животных, получавших ВУВЖР и такой же рацион с добавкой кверцетина. Качественные изменения в транскриптоме ткани печени крыс Zucker, получавших ВУВЖР, оказываются значительно более выраженными, чем у получавших добавку кверцетина на фоне стандартного рациона.

Вывод. Анализ полнотранскриптомных профилей ткани выявил 23 метаболических пути, являющихся мишенями воздействия применяемых экспериментальных рационов. Качественные изменения в транскриптоме ткани печени крыс Zucker FA, получавших ВУВЖР, оказываются значительно более выраженными, чем у получавших добавку кверцетина на фоне стандартного рациона.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 17-16-01043 «Поиск эффекторных звеньев метаболизма, регулируемых алиментарными факторами при ожирении,

для разработки инновационных специализированных пищевых продуктов».

Трусов Н.В., Апрятин С.А., Мжельская К.В.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНОГО ПРОФИЛЯ ПЕЧЕНОЧНОЙ ТКАНИ КРЫС WISTAR НА РАЦИОНАХ С ИЗБЫТОЧНЫМИ КВОТАМИ ЖИРОВ И УГЛЕВОДОВ

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. В настоящее время перспективен поиск генетических маркеров заболеваний различной природы, в том числе вызванных дисбалансом питательных веществ. Алиментарная гиперлипидемия является начальной стадией и необходимым условием для развития метаболического синдрома, болезни, считающейся пандемией XXI в.

Цель - изучить и сравнить дифференциальную экспрессию генов печени крыс самок аутбредной линии Wistar на моделях гиперлипидемии методом полнотранскриптомного профилирования на мультивалентных ДНК-микрочипах с последующим анализом полученных данных биоинформатическими методами в среде «R».

Материал и методы. Эксперимент по воспроизведению модели алиментарной дислипидемии проводили на крысах самках Вистар со средней массой тела 122 г. Животных разделили на 4 группы равной численности (п=8). В течение 2 мес крысы 1-й группы (контрольной) получали основной рацион, 2-й группы - модифицированный высокожировой рацион; 3-й - основной рацион с добавлением 20% раствора фруктозы вместо воды, 4-й группы -модифицированный рацион с повышенным содержанием холестерина (0,5% по массе сухого корма). Животные получали жидкость в режиме свободного доступа и рацион - изначально из расчета 15 г на крысу сухого корма в сутки. Для достижения изокалорийности рационов, а также удовлетворения изменяющейся с возрастом физиологической потребности животных в нутриентах и энергии в ходе эксперимента производили коррекцию количественного состава рационов с частотой 1 раз в неделю.

Результаты. В данном исследовании у животных опытных групп с использованием технологии ДНК-микрочипов исследована экспрессия в печени в общей сложности 30 003 генов, из которых дифференциальная экспрессия на уровне llog2FCI >0,5 (в сторону как усиления, так и ослабления по сравнению с показателями для 1-й группы), вызванная потреблением экспериментальных диет во 2-й, 3-й и 4-й группах животных, установлена в общей сложности для 255 генов (0,85% от общего количества). Во 2-й группе выявлено 126 (49,4%) уникальных (свойственных только этой группе) генов из общего числа 255 дифференциально экспрессированных генов, в 3-й группе -46 (18%) генов, в 5-й группе- 57 (22,4%)генов. Выявлены метаболические пути, являющиеся мишенями патологических изменений при экспериментальной алиментарной дислипидемии.

Обсуждение. Во 2-й, 3-й и 4-й группах высокозначимыми были изменения в экспрессии генов обмена стероидов в печени, что указывает на универсальность данного механизма в развитии нарушений обмена при гиперлипидемии. Профиль дифференциальной экспрессии генов в 3-й группе, получавших фруктозу, показал достоверное изменение экспрессии генов метаболических путей, связанных с внутриклеточным катаболизмом белка (эндоцитоз, фагосомы, протеасомы, процессинг белка в эндоплазматическом ретикулуме), плотными и межклеточными контактами, молекулами адгезии, внутриклеточным транспортом РНК, что может отражать наблюда-