Спосіб моделювання постменопаузального метаболічного синдрому

Спосіб моделювання постменопаузального метаболічного синдрому шляхом ініціації інсулінорезистентності дексаметазоном, який відрізняється тим, що тримісячним самицям щурів проводять оваріоектомію і через 2 тижні призначають високожирову дієту протягом 12 тижнів, а останні 5 діб вводять інтраперитонеально дексаметазон у дозі 1 мг/кг маси тіла. (19) (21) u201109237 (22) 25.07.2011 (24) 10.02.2012 (46) 10.02.2012, Бюл.№ 3, 2012 р. (72) ГОРБЕНКО НАТАЛІЯ ІВАНІВНА, КОЗАР ВАЛЕНТИНА ВІКТОРІВНА, ТАРАН КАТЕРИНА ВІКТОРІВНА, БОРИКОВ ОЛЕКСІЙ ЮРІЙОВИЧ, ІВАНОВА ОЛЬГА ВОЛОДИМИРІВНА, ЗВЯГІНА ТЕТЯНА СЕРГІЇВНА (73) ДЕРЖАВНА УСТАНОВА "ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЕНДОКРИННОЇ ПАТОЛОГІЇ ІМ. В.Я. ДАНИ 3 67278 ності. Недоліками вказаних способів моделювання є недостатньо виражені порушення з боку ліпідного обміну, які є характерними для МС. Найбільш близьким по суті і результату до способу, що заявляється, є процес експериментального моделювання метаболічних порушень дексаметазоном, який вводили статевозрілим щурам лінії Вістар без МС в концентраціях 0,1 мг/кг, 0,5 мг/кг та 1,0 мг/кг протягом 5 днів [11]. Було показано, що розвиток інсулінорезистентності корелював з концентрацією дексаметазону і, лише при введенні дози 1,0 мг/кг, були зафіксовані порушення толерантності до вуглеводів та дисліпідемія. Але в цьому способі не був відтворений саме постменопаузальний МС. Задача корисної моделі - створення патогенетичного способу моделювання постменопаузального метаболічного синдрому. Поставлена задача вирішується тим, що тримісячних оваріоектомованих щурів-самиць лінії Вістар утримують на високожировій дієті протягом 12 тижнів, наприкінці дослідження експериментальним тваринам вводять інтраперитонеально дексаметазон у дозі 1 мг/кг маси тіла протягом 5 діб. Технічний результат - підвищення адекватності відтворення метаболічних порушень, характерних для постменопаузального МС, що дозволяє використовувати модель для вивчення патофізіологічних механізмів розвитку серцево-судинних ускладнень за умов дефіциту естрогенів. Даний спосіб моделювання полягає в тому, що МС викликали у щурів-самиць шляхом комбінованої дії - дефіциту естрогенів, довготривалої високожирової дієти (ВЖД) та ініціатора інсулінової недостатності дексаметазону. Введення дексаметазону протягом 5 днів дозволяє посилити метаболічні порушення, індуковані ВЖД, в вуглеводному та ліпідному обміні, які характерні для МС, без суттєвого зниження маси тіла щурів внаслідок стимуляції катаболічних процесів глюкокортикоїдом. Для здійснення способу, що заявляється, у тримісячних щурів-самиць гіпоестрогенію відтворювали шляхом двосторонньої оваріоектомії під легким ефірним наркозом. Індукцію МС розпочинали через 2 тижні після хірургічного втручання. Як контроль використовували псевдооперованих щу 4 рів, які за допомогою зонда отримували плацебо та знаходилися на стандартній дієті. Метаболічний синдром індукували 12 тижневим утриманням оваріоектомованих тварин на ВЖД, у якій білки, вуглеводи та жири складали 4,9; 26,4; 68,8 % відповідно від загальних калорій. Контрольні тварини знаходилися на стандартній дієті, яка складалася із білків, вуглеводів, жирів (15,0, 81,1, 3,9 % відповідно від загальних калорій) [12]. Для розвитку відносної інсулінової недостатності наприкінці дослідження експериментальним тваринам вводили інтраперитонеально дексаметазон у дозі 1 мг/кг маси тіла протягом 5 діб. Розвиток МС оцінювали за показниками маси тіла, загального вісцерального жиру, який розраховували як суму епігонадального, епінефрального та мезентерального жиру, рівня тригліцеридів, загального холестерину, концентрації неетерифікованих жирних кислот (НЕЖК), стану глюкозного гомеостазу, який оцінювали за показниками базальної глікемії та під час внутрішньочеревного тесту толерантності до глюкози (ВЧТТГ) (3 г/кг маси тіла). Розвиток інсулінової недостатності оцінювали за допомогою короткого інсулінового тесту (0,5 Од/кг маси тіла) [13]. Для оцінки комбінованого впливу на серцевосудинну систему досліджували стан антиоксидантної системи захисту і ПОЛ мітохондрій кардіоміоцитів (за вмістом глутатіону, гідроперекисів, активності ключових ферментів - СОД, каталази, глутатіонпероксидази і цитохром-С-оксидази), та проводили визначення функціонального стану серцево-судинної системи експериментальних тварин методом електрокардіографії (ЕКГ). Було встановлено, що утримання експериментальних тварин на високожировій дієті викликає розвиток порушеної толерантності до глюкози, інсулінорезистентність та ожиріння. Наступне п'ятиразове введення високих доз дексаметазону поглиблює метаболічні порушення, індуковані високожировою дієтою, та призводить до розвитку відносної інсулінової недостатності, що підтверджується наявністю базальної гіперглікемії, порушеннями ліпідного обміну, ожирінням (табл.1) та розвитком оксидативного стресу в мітохондріях кардіоміоцитів у експериментальних тварин (табл.2). Таблиця 1 Показники глюкозного гомеостазу та ліпідного обміну у щурів із модельованим постменопаузальним МС, (X±Sх, n=6) Показник Базальна глікемія, ммоль/л Площа під глікемічною кривою, ммоль/л·хв Коефіцієнт чутливості до інсуліну, % НЕЖК, ммоль/л Тригліцериди, ммоль/л Відносна маса загального вісцерального жиру, % 1) Інтактний контроль 5,2±0,4 Модель 1) 8,2±0,2 783,7±28,5 1096,2±108,6 44,7±1,3 0,29±0,05 1,31±0,14 26,7±3,2 1) 0,71±0,09 1) 2,10±0,22 2,49±0,44 5,63±0,68 1) 1) 1) Статистично значущі відмінності у порівнянні з даними для групи "інтактний контроль", р≤0,05 5 67278 6 Таблиця 2 Показники оксидантного статусу в мітохондріях серця щурів із модельованим постменопаузальним МС, (X±Sх, n=6) Показник Вміст відновленого глутатіону, нмоль/мг білка Активність глутатіонпероксидази, нмоль/хв/мг білка Вміст гідроперекисів, нмоль/мг білка 1) Інтактний контроль Модель 12,04±1,34 8,5 8±1,68 14,74±1,66 11,52±1,06 1) 6,90±0,58 10,54±1,03 1) 1) Статистично значущі відмінності у порівнянні з даними для групи "інтактний контроль", р≤0,05 Метаболічні порушення у оваріоектомованих щурів, індуковані ВЖД та дексаметазоном, супроводжуються функціональними змінами з боку серцево-судинної системи, що підтверджується, зок рема, змінами у серцевому ритмі, електричних процесах у шлуночках та тривалості систолічної фази (табл.3). Таблиця 3 Показники функціонального стану серцево-судинної системи у щурів із модельованим постменопаузальним МС, (X±Sх, n=6) Параметри ЕКГ R-R, сек. Систолічний показник, % ЧСС, уд/хв S-T, ceк. R, mV, II Т, mV, II S, mV, III 1) Інтактний контроль 0,118±0,002 60,63±2,04 509,68+10,03 0,026±0,004 0,580±0,053 0,195±0,015 0,096+0,026 Модель 1 0,090±0,012 1) 84,71±8,5 1) 673,96+25,72 1) 0,06610,005 1} 0,248±0,018 1) 0,362±0,032 1} 0,513±0,048 Статистично значущі відмінності у порівнянні з даними для групи "інтактний контроль", р≤0,05 Таким чином, запропонований спосіб є адекватним методом моделювання постменопаузального МС на тлі інсулінової недостатності, який дозволяє відтворити такі складові постменопаузального МС, як інтолерантність до вуглеводів, ожиріння, дисліпідемію, інсулінову недостатність, мітохондріальну дисфункцію, що дозволяє підвищити інформативність отриманих результатів стосовно кардіометаболічних порушень за умов дефіциту естрогенів. Джерела інформації: 1. Wong N.D. Metabolic syndrome: cardiovascular risk assessment and management // Аmук. J. Cardiovasc. Drugs. - 2007. - Vol. 7, N. 4. - P. 259-272. 2. Natali A., Pucci G., Boldrini В., Schillaci G.J. Metabolic syndrome: at the crossroads of cardiorenal risk // Nephrol. - 2009. - Vol. 22, N. 1. - P. 29-38. 3. Kim H.C, Greenland P., Rossouw J.E. et al. Multimarker Prediction of Coronary Heart Disease Risk: The Women's Health Initiative // J. Am. Coll. Cardiol. - 2010. - V. 55, N. 19. - P. 2080-2091. 4. Johnston T.P., Goldberg I.J. Inhibition of pancreatic lipase by poloxamer 407 may provide an adjunct treatment strategy for weight loss // J. Pharm. Pharmacol. - 2006. - Vol. 58, N. 8. - P. 1099-1105. 5. Noda K., Melhorn M.I., Zandi S. et al. An animal model of spontaneous metabolic syndrome: Nile grass rat // FASEB J. - 2010. - Vol. 24, N. 7. - P. 2443-2453. 6. Sakoda H., Ogihara Т., Anai M. et al. Dexamethasone-induced insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes is due to inhibition of glucose transport rather than insulin signal transduction // Diabetes. 2000. - Vol. 49, N. 10. - P. 1700-1708. 7. Adcock I.M., Caramori G., Ito K. New insights into the molecular mechanisms of corticosteroids actions // Curr. Drug Targets. - 2006. - Vol. 7, N. 6. P. 649-660. 8. Perry C.G., Spiers A., Cleland S.J. et al. Glucocorticoids and insulin sensitivity: dissociation of insulin's metabolic and vascular actions // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2003. - Vol. 88, N. 12. - P. 60086014. 9. Buren J., Lai Y.C., Lundgren M. et al. Insulin action and signalling in fat and muscle from dexamethasone-treated rats // Arch. Biochem. Biophys. - 2008. - Vol. 47, N. 4(1). - H. 91-101. 10. Полторак В.В., Горбенко Н.И. Экспериментальное изучение новых гипогликемических средств / В кн. Доклинические исследования лекарственных средств / Под ред. А.В. Стефанова. 2002. - С. 429-430. 11. Rafacho A., Giozzet V.A., Boschero A.C., Bosqueiro J.R. Functional alterations in endocrine pancreas of rats with different degrees of 7 dexamethasone-induced insulin resistance // Pancreas. - 2008 - Vol. 36, N. 3. - P. 284-293. 12. Song S., Andrikopoulos S., Filippis C. et al. Mechanism of fat-induced hepatic gluconeogenesis: effect of metformin // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. - 2001. - Vol. 281, N. 2. - H. 275-82. Комп’ютерна верстка А. Рябко 67278 8 13. Akinmokun A., Selby P.L., Ramaiya K., Alberti K.G. The short insulin tolerance test for determination of insulin sensitivity: a comparison with the euglycaemic clamp // Diabet. Med. - 1992. - Vol. 9, N.5. - P. 432-437. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601