В статье приведены результаты показателей эндогенной интоксикации у крыс с алиментарным ожирением. При оценке состояния эндогенной интоксикации установлено, увеличение через 28 суток общего уровня веществ низкой и средней молекулярной массы в плазме крови (в 2,0 раза), общего уровня веществ низкой и средней молекулярной массы эритроцитов (в 1,7 раза), катаболического пула в плазме крови (в 2,4 раза), катаболического пула плазмы в % от общего пула (в 1,2 раза), относительно контроля (р<0,05). Подытожено, что в условии алиментарного ожирения развивается эндогенная интоксикация, которая характеризуется количественным нарастанием и качественным перераспределением веществ низкой и средней молекулярной массы между плазмой крови и эритроцитами преимущественно катаболического происхождения, что негативно влияет на их элиминацию почками.
Ключевые слова: эндогенная интоксикация, ожирение, эксперимент.
Стремительный рост числа больных с алиментарным ожирением обусловливает большой интерес современной науки к изучению данной проблемы. Многие исследования последних лет были сосредоточены на идентификации молекулярных основ, нейронных взаимосвязей и метаболических путей, участвующих в контроле массы тела и регулировании приема пищи [1, 2]. В этой статье мы рассмотрим выраженность эндогенной интоксикации в условиях алиментарного ожирения, поскольку мнения ученых расходятся относительно данного механизма. Так, Rauchhaus M. и соавт. доводят тесную связь холестерола и уровня эндогенной интоксикации, при этом отмечая, что циркулирующие липопротеиды, обогащенные холестеролом, являются естественными неспецифическими ингибиторами эндотоксикоза [3]. Pim van der Harst и соавт. показали, что при снижении уровня холестерола крови на 1 ммоль/л смертность возрастает на 25 % [4]. С другой стороны, Ушакова Т. Ю. утверждает, что синдром алиментарного ожирения сопровождается значительным эндотоксикозом [5].
Поэтому, целью нашей работы было исследовать интенсивность эндогенной интоксикации у крыс с алиментарным ожирением.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводили на половозрелых нелинейных белых крысах-самцах массой 160,0–200,0 г в соответствии с Женевской конвенцией «International Guiding principles for Biochemical research involving animals» (Geneva, 1990) и в соответствии с Общими принципами экспериментов на животных, одобренными на Национальном конгрессе по биоэтике (Киев, Украина, 2001). Крысы находились в надлежащих санитарно-гигиенических условиях вивария ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет имени И. Я. Горбачевского МЗО Украины».
Экспериментальная модель алиментарного ожирения воспроизводилась путем применения индуктора пищевого влечения — натриевой соли глутаминовой кислоты в соотношении 0,6:100,0 и высококалорийной диеты, которая состоит из стандартной пищи (47 %), сладкого концентрированного молока (44 %), кукурузного масла (8 %) и растительного крахмала (1 %). Контроль воспроизведения алиментарного ожирения осуществляли путем взвешивания животных, измерения назально-анальной длины и расчета индекса массы тела (ИМТ) (деления массы тела в килограммах на длину в метрах в квадрате) [6].
Животных разделили на три группы: контрольная группа — интактные животные (6 крыс); первая опытная группа — срок наблюдения через 14 дней после начала эксперимента при ИМТ > 25 (12 крыс); вторая опытная группа — через 28 дней после начала эксперимента при ИМТ > 30 (12 крыс).
Животных декапитировали под легким эфирным наркозом. Синдром эндогенной интоксикации оценивали по уровню веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНиСММ) в плазме крови, эритроцитах и моче экстракционно-спектрофотометрическим методом [5]. Забор венозной крови и мочи проводили до начала эксперимента (контроль), через 14 (первая опытная группа) и 28 суток (вторая опытная группа) после начала эксперимента. Методика определения ВНиСММ следующая: крупномолекулярные частицы плазмы крови, эритроцитов и мочи осаждали 15 % раствором трихлоруксусной кислоты. Трихлоруксусные экстракты плазмы крови и эритроцитов замеряли на спектрофотометре СФ-200 на длинах волн 242, 254 и 282 нм, трихлоруксусные экстракты мочи — на длинах волн 236, 254 и 282 нм. Полученные результаты выражали в условных единицах оптической плотности (ус.ед.). На основе полученных данных рассчитывали показатели, которые помогают оценить интенсивность эндогенной интоксикации:
Ко — общий пул ВНиСММ в плазме Ко=(е242 + Е254 + Е282) × 40 ум.од.;
Кк — величина катаболического пула ВНиСММ плазмы:
Кк=(е242 + Е254) × 12 ус.ед.;
Кк % — катаболический пул плазмы: кк % = кк / Кз × 100 %;
ИКП — интенсивность катаболических процессов в плазме
ИКП=(е242 + Е254) / (Е254 + Е282), ус.ед.;
К1 — показатель распределения РНиСММ между белками плазмы крови и гликокаликса эритроцитов: К1=(е242 + Е254 + Е282) пл./(е242 + Е254 + Е282) эр., ус.ед.;
К2 — характеристика процесса элиминации, что указывает на способность почек к выводу продуктов эндотоксикоза: К2=(Е236 + Е254 + Е282) моча/((е242 + Е254 + Е282) пл. + (Е242 + Е254 + Е282) эр.), ус.ед.
Статистическую обработку цифровых данных осуществляли с помощью программного обеспечения «Excel» (Microsoft, США) и «STATISTICA» 6.0. («Statsoft», США) с использованием непараметрических методов оценки полученных данных. Для всех показателей рассчитывали значение средней арифметической выборки (M), ее дисперсии и ошибки средней (m). Достоверность различий значений между независимыми количественными величинами определяли с помощью критерия Мана-Уитни.
Результаты исследования и их обсуждение. При условиях патологического процесса эндопатогенами выступают продукты перекисного окисления, которые ведут к образованию токсичных молекул средней массы [7]. При оценке состояния эндогенной интоксикации установлено, что при условии алиментарного ожирения активация свободнорадикального окисления вела к росту через 28 суток общего уровня ВНиСММ в плазме крови (в 2,0 раза), общего уровня ВНиСММ эритроцитов (в 1,7 раза), катаболического пула ВНиСММ в плазме крови (в 2,4 раза), катаболического пула плазмы в % от общего пула (в 1,2 раза), относительно контроля (р<0,05) (табл. 1, 2). Полученные данные свидетельствуют о несостоятельности печени выполнять в полном объеме детоксикационную функцию [8]. В то же время уровень ВНиСММ эритроцитов уже на 14-е сутки увеличивался в диапазоне волн 254–282 нм (табл. 1). Анализируя распределение ВНиСММ между белками плазмы крови и гликокаликса эритроцитов установлено, что через 14 дней эксперимента показатель К1 уменьшился на 15,1 % относительно контроля (р <0,05), что свидетельствует о возрастании количества метаболитов, сорбированных на гликокаликсе или находящихся внутри эритроцитов, что является компенсаторной реакцией. Результаты научных исследований свидетельствуют о том, что рецепторы плазматических мембран, специфически связывающих различные соединения, представляют собой важнейшие функциональные элементы клетки, поэтому нарушение мембранного связывания может вызвать изменения отдельных свойств плазматической мембраны и повлиять на метаболизм клетки в целом [9]. Через 28 суток опыта показатель К1 вырос на 18,9 % относительно данных контроля (р<0,05), что свидетельствует о повышенном выделении эритроцитами в плазму крови продуктов нарушенного метаболизма через пораженные клеточные мембраны, при этом структурно-функциональная дезорганизация двойного липидного слоя в мембранах связана с активацией липопероксидации.
Таблица 1
Показатели эндогенной интоксикации у крыс при условиях диет-индуцированного ожирения
|
Показатель |
контроль |
1-я опытная группа |
2-я опытная группа |
|
плазма крови |
|||
|
Е242 |
0,06±0,01 |
0,07±0,01 |
0,14±0,01; р1,2<0,05 |
|
Е254 |
0,15±0,01 |
0,17±0,01 |
0,37±0,02; р1,2<0,05 |
|
Е282 |
0,23±0,02 |
0,23±0,02 |
0,37±0,01; р1,2<0,05 |
|
|
эритроциты |
||
|
Е242 |
0,16±0,01 |
0,20±0,01 |
0,30±0,01; р1,2<0,05 |
|
Е254 |
0,46±0,02 |
0,56±0,02; р1<0,05 |
0,70±0,02; р1,2<0,05 |
|
Е282 |
0,20±0,02 |
0,29±0,02; р1<0,05 |
0,39±0,01; р1,2<0,05 |
|
|
моча |
||
|
Е236 |
0,48±0,02 |
0,49±0,02 |
0,47±0,01 |
|
Е254 |
0,44±0,02 |
0,45±0,01 |
0,43±0,01 |
|
Е282 |
0,40±0,03 |
0,41±0,03 |
0,38±0,02 |
Примечания. Здесь и в следующей таблице: р1 — разница достоверна относительно контроля, р2 — разница достоверна между опытными группами
Анализ показателя, характеризующего способность почек к выводу продуктов эндотоксикоза, свидетельствовал о том, что на фоне отсутствия изменений общего пула ВНиСММ в моче уже через 14 дней экспериментального алиментарного ожирения нарушались процессы элиминации токсинов (показатель К2 уменьшился на 16,0 % по отношению к норме). У второй опытной группе показатель К2 был ниже на 37,1 % по сравнению с данными первой группы и на 47,2 % — относительно контроля (р<0,05) (табл. 1, 2). Полученные данные указывают на низкую способность почек к выводу продуктов эндотоксикоза. Одной из причин низкой элиминации почек может быть нарушение их функции в условии алиментарного ожирения, что также отмечено в некоторых исследованиях [10].
Важность полученных результатов связана с тем, что выявленный нами рост веществ низкой и средней молекулярной массы при алиментарном ожирении может играть роль триггерного механизма в общей генерации патологического процесса.
Таблица 2
Показатели интенсивности эндогенной интоксикации у крыс при условиях диет-индуцированного ожирения
|
Показатель |
Контроль |
1-я опытная группа |
2-я опытная группа |
|
Ко плазма |
17,33±0,90 |
18,87±0,91 |
34,87±1,02; р1,2<0,05 |
|
Ко эритроциты |
32,63±0,78 |
42,07±0,91 |
55,50±0,96; р1,2<0,05 |
|
Ко моча |
52,70±1,74 |
53,70±1,26 |
50,73±1,20; р1,2<0,05 |
|
Кк |
2,50±0,20 |
2,85±0,13 |
6,05±0,29; р1,2<0,05 |
|
Кк, % |
14,54±0,84 |
15,22±0,73 |
17,30±0,47; р1,2<0,05 |
|
ІКп |
0,56±0,04 |
0,60±0,03; р1<0,05 |
0,69±0,02; р1,2<0,05 |
|
К1 |
0,53±0,02 |
0,45±0,02; р1<0,05 |
0,63±0,03; р1,2<0,05 |
|
К2 |
1,06±0,04 |
0,89±0,03; р1<0,05 |
0,56±0,02; р1,2<0,05 |
Выводы. В условии экспериментального алиментарного ожирения развивается эндогенная интоксикация, которая характеризуется количественным нарастанием и качественным перераспределением веществ низкой и средней молекулярной массы между плазмой крови и эритроцитами преимущественно катаболического происхождения, что негативно влияет на их элиминацию почками.
Литература:
1. Yanovski S. Z., Yanovski J. A. (2002) Obesity.N. Engl. J. Med., vol.346, pp. 591–602.
2. Cota D., Marsicano G., Lutz B. [et al.] (2003) Endogenous cannabinoid system as a modulator of food intake. International Journal of Obesity, vol. 27, pp.289–301.
3. Rauchhaus M., Clark A. L., Doehner W. [et al.] (2003) The relationship between cholesterol and survival in patients with chronic heart failure. J. Am. Coll. Cardiol., vol. 42, pp. 1933–1940.
4. Pim van der Harst,, Adriaan A. Voors, Wiek H. van Gilst, [et al.] (2006) Statins in the treatment of chronic heart failure. Biological and clinical considerations Cardiovascular Research, vol. 771, no 3, pp. 443–454.
5. Urakova T.YU., Lysenkova N. S. (2009) Endogennaya intoksikatsiya i adaptatsionnyye vozmozhnosti u patsiyentov s ozhireniyem. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy, no 5, pp. 39–45.
6. Jeyakumar S.M, Vajreswari A., Giridharan N. V. (2006) Chronic dietary vitamin A supplementation regulates obesity in an obese mutant WNIN/Ob rat model. Obesity, no14, pp. 52–59.
7. Dubinina Ye.Ye., Pustygina A. V. (2008) Okislitel'naya modifikatsiya proteinov, yeye rol' pri patologicheskikh sostoyaniyakh. Ukr. bíokhím. zhurn., no 6, pp. 5–18.
8. Karpishchenko A. I. (1999) Meditsinskiye laboratornyye tekhnologii: Spravochnik. SPb.: Intermedika, p. 636.
9. Semko G. O. (2004) Okisnyuval'na destruktsíya bílkív sirovatki kroví ta strukturno-funktsíonal'niy stan yeritrotsitív u khvorikh na psoríaz. Dosyagnennya bíologíí̈ ta meditsini, vol. 2, no 4, pp. 99–101.
10. Tumanyan S.S., Tumanyan S.V., Rymashevski A.N. (2015) Predictors of renal dysfunction and its correction in women with preeclampsia and alimentary obesity. Anesteziol. Reanimatol., vol. 60, no 1, pp. 42–44.
