Влияние кверцетина на экспрессию генов, кодирующих ключевые ферменты гликолиза (KHK, GCK, PKLR), у крыс, получавших высокоуглеводный рацион

Физиология и биохимия питания

относительные уровни экспрессии генов липогенеза ACACA, FASN, SCD-1 и транскрипционного фактора SREBF в печени крыс методом ПЦР в режиме реального времени.

Результаты. В условиях изокалорийности потребления рационов крысами Zucker происходило снижение массы тела животных, получавших ВЖВУД, по сравнению с контрольной группой и повышение массы тела животных, получавших ВЖВУД с кверцетином по сравнению с группой, получавшей ВУВЖД, на уровне тенденции (р=0,054 и р=0,078, соответственно).

Концентрация глюкозы в крови достоверно увеличивалась у животных, получавших ВУВЖД с кверцетином, по сравнению с животными, получавшими ВУВЖД без кверцетина. Концентрация триглицеридов в крови достоверно увеличивалась у животных, получавших ВУВЖД, по сравнению с контрольной группой.

Относительные уровни экспрессии мРНК FASN,ACACA, SCD-1 достоверно выше в 3,1, 2,9 и 1,9 раза, соответственно, у животных в группе ВЖВУД по сравнению с контролем (р<0,05). Относительный уровень экспрессии мРНК SREBF достоверно выше на 31% у животных, получавших ВЖВУД с добавкой кверцетина по сравнению с группой, получавшей контрольный рацион с кверцетином (р<0,05).

Обсуждение. В данном исследовании кверцетин не оказывал существенного влияния на метаболизм липидов или жировую массу у крыс Zucker, в то же время отмечено большее влияние состава диеты на физиологические, биохимические показатели и изменения уровней транскрипции исследуемых генов. Крысы линии Zucker(fa+/fa+) имеют мутациюв гене, кодирующем рецепторлептина, что затрудняеттранспортировку рецепторак поверхности клеткии снижает его сигнальную активность, и являются одной из генетических моделей ожирения. У крыс с этим нарушением увеличивается количество лептина и масса жировой ткани, при этом отсутствует влияние рациона на потребление энергии. Метаболические нарушения, в частности липидного обмена, также подтвердились на биохимическом уровне - повышение уровня глюкозы и триглицеридов в крови.

Гены FASN,ACACA, SCD-1 кодируют ключевые ферменты липогенеза. Повышение их экспрессии связано с потреблением ВЖВУД. При этом незначительное повышение транскрипционного фактора SREBF у животных 4-й группы по сравнению со 2-й группой также отражает влияние рациона, а не добавки исследуемого БАВ.

Заключение. Включение в рацион кверцетина (50 мг/кг м.т./сут) не оказывало существенного влияния на экспрессию генов основных ферментов липогенеза (ACACA, FASN, SCD-1) и транскрипционного фактора SREBF у крыс Zucker, в то время как изменение состава рациона (увеличение квоты жиров и углеводов) существенно влияло на изменение активности ключевых генов липогенеза.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 17-16-01043 «Поиск эффекторных единиц метаболизма, регулируемых пищевыми факторами в ожирении для развития инновационной специализированной пищи» и средств субсидии на выполнение государственного задания № 0529-2014-0051 «Изучение молекулярных механизмов действия биологически активных веществ пищи на модели метаболического синдрома у крыс»).

Мжельская К.В., Трусов Н.В., Гусева Г.В., Аксенов И.В.

ВЛИЯНИЕ КВЕРЦЕТИНА НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ КЛЮЧЕВЫЕ ФЕРМЕНТЫ ГЛИКОЛИЗА (KHK, GCK, PKLR), У КРЫС, ПОЛУЧАВШИХ ВЫСОКОУГЛЕВОДНЫЙ РАЦИОН

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. Ожирение - это состояние организма, характеризующееся чрезмерным увеличением массы тела и жировой ткани из-за хронического дисбаланса потребления энергии по сравнению с энерготратами. Увеличение потребления простых углеводов и/или жиров считается одним из основных факторов питания, предрасполагающих к ожирению и связанным с ним метаболическим нарушениям. Многочисленные исследования показали, что, помимо потребления высококалорийной диеты, существует генетическая предрасположенность к ожирению, способная в дальнейшем привести к развитию метаболического синдрома. В настоящее время считается перспективным изучение возможной роли биологически активных веществ, например, полифенолов, в коррекции нарушений, вызванных питанием.

Цель - изучить влияние кверцетина на экспрессию генов основных ферментов гликолиза (KHK, GCK, PKLR) у крыс линии Wistar, получавших высокоуглеводный рацион.

Материал и методы. Эксперимент проводили в течение 20 нед на 3 группах крыс самцов Wistar (п=8): 1-я (контрольная) группа получала полусинтетический (п/с) рацион и воду; 2-я группа - п/с рацион и 20% раствор фруктозы вместо воды; 3-я группа - п/с рацион с добавкой кверцетина (0,1% от массы корма) и 20% раствор фруктозы вместо воды. Животных содержали в клетках по 2 особи. В конце эксперимента оценивали среднесуточную калорийность потребленного рациона (корма и жидкости), массу тела, относительную массу общего жира, окружность тела по средней линии, определяли биохимические параметры крови (глюкоза, триглицериды) и относительные уровни экспрессии геновгликолиза (KHK, GCK, PKLR^ печени крыс методом ПЦР в режиме реального времени.

Результаты. Добавление фруктозы приводило к повышению среднесуточного потребления калорий в 1,5 раза крысами 2-й и 3-й групп (р<0,05), что впоследствии привело к достоверному увеличению массы тела на 12 и 13%

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

и окружности тела по средней линии на 10% и 15% во 2-й и в 3-й группах по сравнению с контролем, соответственно (р<0,05), относительная масса общего жира у животных недостоверно возрастала на 21 и 19% во 2-й и в 3-й группах относительно контроля.

Концентрация глюкозы в крови достоверно увеличивалась в 1,5 и 1,2 раза у животных, получавших фруктозу как с включением кверцетина, так и без него, по сравнению с контролем (р<0,05). Концентрация триглицеридов в крови не отличалась у животных всех групп.

Относительные уровни экспрессии мРНК KHK и PKLR были достоверно ниже - на 47% и 34%, соответственно, у животных 2-й группы по сравнению с контролем (р<0,05). При сравнении 3-й группы со 2-й относительные уровни экспрессии мРНК PKLR и KHK не отличались и были также ниже контроля. Изменений в уровне экспрессии гена GCK, кодирующего глюкокиназу, не наблюдалось.

Обсуждение. Потребление высокофруктозного рациона в течение длительного времени приводит к развитию у животных ожирения, о чем свидетельствует бульшая масса тела, увеличение окружности тела по средней линии и увеличение жировой массы.

Нарушения углеводного обмена также подтверждаются на биохимическом уровне - повышение уровня глюкозы в крови и снижение относительных уровней транскрипции геновKHK, PKLR, кодирующих ключевые ферменты гликолиза в печени, - кетогексокиназу и пируваткиназу. Полученные результаты могут указывать на то, что избыточное поступление субстрата (фруктозы) в клетку приводит к его накоплению выше допустимого уровня, что может оказывать ингибирующее действие на экспрессию гена фермента и его активность. Для уточнения этой потенциальной зависимости необходимы дополнительные исследования.

В данном исследовании кверцетин в количестве 0,1% от массы корма не оказывал существенного влияния на экспрессию генов ферментов гликолиза в печени у крыс Wistar, на изменения биохимических и соматометричес-ких показателей, вызванных высокофруктозным рационом.

Вывод. Изменение состава рациона (добавление фруктозы) значимо влияло на относительные уровни экспрессии генов основных ферментов гликолиза (KHK, PKLR) в печени у крыс Wistar, в то время как включение в рацион кверцетина (0,1% от массы корма) не оказывало существенного влияния на изменение их экспрессии, вызванное высокофруктозным рационом.

Мойсеенок А.Г.

КОФЕРМЕНТНАЯ ФОРМА ПАНТОТЕНОВОЙ КИСЛОТЫ - КОФЕРМЕНТ А ЯВЛЯЕТСЯ ВАЖНЕЙШИМ ФАКТОРОМ ПОСТТРАНСЛЯЦИОННОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ И ОТВЕТА ОРГАНИЗМА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС

ГП «Институт биохимии биологически активных соединений Национальной академии наук Беларуси», Гродно, Республика Беларусь

Актуальность работы определяется открытием ранее неизвестных функций коферментной формы пантотено-вой кислоты (ПК) - кофермента ацетилирования (КоА) и недостаточным транслированием полученных сведений в область практической витаминологии.

Цель публикации - ознакомление научного сообщества нутрициологов и, конкретно, витаминологов о расширении функций ПК как универсального фактора с эпигеномными и антиоксидантными свойствами, определяющими нейропротекторные, противоопухолевые детоксикационные функции организма.

Материал и методы. Обзор электронных ресурсов, важнейших публикаций и результатов собственных исследований по проблеме биотрансформации ПК в КоА и оценке биосинтеза кофермента как функциональной системы, обеспечивающей механизмы метаболической регуляции, участия в редокс-сигналировании и посттрансляционной модификации белков.

Результаты и обсуждение. В ранних исследованиях показано, что КоА-зависимые реакции ацетилирования холина и ариламинов в равной степени катализируются 4'-фосфопантетеином (ФПН), дефосфо-КоА и КоА, следовательно, кофермент ацетилирования гетерогенен. Предшественники КоА - 4'-фосфо-ПК, пантетин (ПТ), S-бензоил-ПН и ФПН эффективно аккумулируются в тканях, но в разной степени трансформируются в КоА. Это определяет их витаминную и фармакотерапевтическую активность. Независимыми исследованиями было показано, что инициирование биосинтеза КоА сопровождается ростом концентрации глутатиона в тканях и клеточных структурах и приводит к модуляции редокс-потенциала глутатиона и ответа на окислительный стресс (ОС). В экспериментах с радионуклидами установлено, что инициирование биосинтеза КоА при введении ПК, фосфо-ПК или ПТ приводит к их биотрансформации в ФПН и образованию ПК-белкового комплекса в цитозоле клеток печени, отличающегося от ФПН-протеидов.

Нами высказано предположение о том, что в условиях ОС инициация биосинтеза КоА может реализовываться не только по классическому пути, но вследствие свободнорадикального окисления сульфгидрильных групп белков -по альтернативному пути, основанному, вероятно, на ковалентном взаимодействии остатков цистеина с КоА, формируя белковый пул (наряду с небелковым) смешанных дисульфидов с коферментом. Более того, тиол-дисульфидные реакции характерны для большинства производных ПК, образуя беспрецедентное в биосинтетическом механизме