ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ АЛИМЕНТАРНОГО ОЖИРЕНИЯ У КРЫС

В. К. Байрашева; И. Ю. Пчелин; А. Э. Егорова; О. Н. Василькова; О. В. Корнюшин

doi:10.32415/jscientia.2019.09-10.02

Авторы

В. К. Байрашева Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
И. Ю. Пчелин Санкт-Петербургский государственный университет
А. Э. Егорова Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
О. Н. Василькова Гомельский государственный медицинский университет
О. В. Корнюшин Санкт-Петербургский государственный университет

https://doi.org/10.32415/jscientia.2019.09-10.02

Ключевые слова:

алиментарное ожирение, высокожировое питание, диета кафетерия, западная диета, метаболический синдром, крысы

Финансирование

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ). Проект № 17-75-30052. Работа выполнена в сотрудничестве с ресурсным центром «Развитие молекулярных и клеточных технологий» СПбГУ.

Аннотация

Среди генетических и негенетических моделей ожирения наиболее часто используемыми являются модели алиментарного ожирения у грызунов, поскольку они относительно легко воспроизводятся в эксперименте и наиболее близки по этиологии и механизмам развития к ожирению у человека. В обзоре рассмотрены различные варианты диет-индуцированного ожирения у крыс. Суммированы данные об основных достоинствах и недостатках применения высокожирового питания, комбинированного рациона с выбором жиров и сахаров, «диеты кафетерия» и «западной диеты» при индукции ожирения у крыс. Проанализированы потенциальные механизмы развития ожирения при использовании различных рационов питания. Сформулированы направления повышения воспроизводимости ожирения в эксперименте.

Библиографические ссылки

Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Шестакова М.В. и др. Национальные клинические рекомендации по лечению морбидного ожирения у взрослых. 3-й пересмотр (Лечение морбидного ожирения у взрослых) // Ожирение и метаболизм. 2018. Т. 15. № 1. C. 53-70. [Dedov II, Mel'nichenko GA, Shestakova MV, et al. Russian national clinical recommendations for morbid obesity treatment in adults. 3rd revision (Morbid obesity treatment in adults). Obesity and metabolism. 2018;15(1):53-70. (in Russ)]. DOI: 10.14341/omet2018153-70.

Huang T, Hu FB. Gene‐environment interactions and obesity: Recent developments and future directions. BMC Med Genomics. 2015;8(Suppl 1):S2. DOI: 10.1186/1755-8794-8-S1-S2.

Симаненков В.И., Тихонов С.В., Ильяшевич И.Г., и др. Эпидемиология, социальные аспекты и патогенез ожирения // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2017. Т. 9. № 1. С. 21-27. [Simanenkov VI. Tikhonov SV, Ilyashevich IG, et al. Epidemiology, social aspects and pathogenesis of obesity. Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2017;9(1):21-27. (in Russ)].

Кравчук Е.Н., Галагудза М.М. Экспериментальные модели метаболического синдрома. Артериальная гипертензия. 2014. Т. 20. № 5. С. 377-383. [Kravchuk EN, Galagudza MM. Experimental models of metabolic syndrome. Arterial Hypertension. 2014;20(5):377-383. (in Russ)]. DOI: 10.18705/1607-419X-2014-20-5-377-383.

Никоноров А.А., Тиньков А.А., Железнов Л.М., и др. Методический подход к изучению ожирения в эксперименте. Оренбург. 2013. 240 c. [Nikonorov AA, Tin'kov AA, Zheleznov LM, et al. Metodicheskii podkhod k izucheniyu ozhireniya v eksperimente. Orenburg. 2013. (in Russ)].

Speakman J, Hambly C, Mitchell S, et al. Animal models of obesity. Obes Rev. 2007;8 Suppl 1(1-2):55-61. DOI: 10.1111/j.1467-789X.2007.00319.x.

Bryda EC. The Mighty Mouse: the impact of rodents on advances in biomedical research. Mo Med. 2011;110 (3):207-211.

Байрашева В.К., Бабенко А.Ю., Дмитриев Ю.В. и др. Новая модель сахарного диабета 2 типа и диабетической нефропатии у крыс // Трансляционная медицина. 2016. № 3(4). С. 44-55. [Bayrasheva VK, Babenko AY, Dmitriev YV, et al. A novel model of type 2 diabetes and diabetic nephropathy in rats. Translational Medicine. 2016;3(4):44-55. (in Russ)]. DOI: 10.18705/2311-4495-2016-3-4-44-55.

Макарова М.Н., Макаров В.Г. Диет-индуцированные модели метаболических нарушений. Сообщение 2: экспериментальное ожирение. Лабораторные животные для научных исследований. 2018. № 2. С. 38-48. [Makarova MN, Makarov VG. Diet-Induced Models Of Metabolic Disturbances. Report 2: Experimental Obesity. Laboratory Animals for Science. 2018;2:38-48. (in Russ)]. DOI: 10.29296/2618723X-2018-02-05.

Thibault L. Animal models of dietary-induced obesity. In: Animal models for the study of human disease. Edited by: P.M. Conn. Academic Press, Elsevier Inc. 2013:277-303. DOI: 10.1016/C2011-0-05225-0.

Hariri N, Thibault L. High-fat diet-induced obesity in animal models. Nutr Res Rev. 2010;23(2):270-299. DOI: 10.1017/S0954422410000168.

Lutz T.A., Woods SC. Overview of animal models of obesity. In: Animal Models of Disease. Current Protocols in Pharmacology, 2012;58(1):5.61.1-5.61.18. DOI: 10.1002/0471141755.ph0561s58/

Оберган Т.Ю., Григорьева М.Е. Исследование параметров гемостаза, липидного и углеводного обмена у крыс с модифицированной моделью экспериментального метаболического синдрома // Современные технологии в медицине. 2016. Т. 8. № 4. С. 303-305. [Obergan TY, Grigorjeva ME. Evaluation of Hemostasis, Lipid and Carbohydrate Metabolism Parameters in Rats with modified model of Experimental Metabolic Syndrome. Modern Technologies in Medicine. 2016;8(4):303-305. (in Russ)].

Rosini TC, da Silva ASR, de Moraes C. Diet-induced obesity: rodent model for the study of obesity-related disorders. Rev Assoc Med Bras. 2012;58(3):383-387.

Жукова О.Б., Зайцев К.В., Степаненко Н. П., и др. Влияние экспериментального десинхроноза на липидный обмен у крыс при ожирении // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4(24). С. 145-151. [Zhukova OB, Zaitsev KV, Stepanenko NP., et al. Effect of experiment aldesynchronosis on lipid metabolism in rats with obesity. Tomsk State University Journal of Biology. 2013;4(24):145-151. (in Russ)].

Barrett P, Mercer JG, Morgan P.J. Preclinical models for obesity research. Dis Model Mech. 2016;9(11):1245-1255. DOI: 10.1242/dmm.026443.

Boggiano MM, Artiga AI, Pritchett CE, et al. High intake of palatable food predicts binge-eating independent of susceptibility to obesity: an animal model of lean vs obese binge-eating and obesity with and without binge-eating. Int J Obes. 2007;31(9):1357-1367. DOI: 10.1038/sj.ijo.0803614.

Ковалева М.А., Гущин Я.А., Макарова М.Н., и др. Сравнительное исследование использования высококалорийных диет, обогащенных разным количеством липидов, для моделирования метаболического синдрома. Лабораторные животные для научных исследований. 2019. № 1. С. 55-65. [Kovaleva M, Gushchin Ya, Makarova М, et al. Comparative Study Of The Use Of High-Calorie Diets Enriched By Different Number Of Lipids For Modeling Metabolic Syndrome. Laboratory Animals for Science. 2019;(1): 55-65. (in Russ)]. DOI: 10.29296/2618723X-2019-01-04.

Kubant R, Poon AN, Sánchez-Hernández D, et al. A comparison of effects of lard and hydrogenated vegetable shortening on the development of high-fat diet-induced obesity in rats. Nutr Diabetes. 2015;5(5):e188. DOI: 10.1038/nutd.2015.40.

Moreno-Fernandez S, Garces-Rimon M, Vera G, et al. High fat/high glucose diet induces metabolic syndrome in an experimental rat model. Nutrients 2018;10(10):E1502. DOI: 10.3390/nu10101502.

Караман Ю.К., Новгородцева Т.П., Гвозденко Т.А., и др. Способ моделирования полиорганной патологии у крыс. Патент на изобретение RUS 2453002 от 11.01.2011. [Karaman YuK., Novgorodtseva TP, Gvozdenko TA., et al. Method for modeling multiple organ pathology in rats. Patent for invention RUS 2453002 from 01/11/2011. (in Russ)].

Kwitek AE. Rat models of metabolic syndrome. Methods Mol Biol. 2019;2018:269-285. DOI: 10.1007/978-1-4939-9581-3_13.

Kleinert M, Clemmensen C, Hofmann SM, et al. Animal models of obesity and diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 2018;14(3):140-162. DOI: 10.1038/nrendo.2017.161.

Апрятин С.А., Мжельская К.В., Балакина А.С. и др. Линейные и гендерные различия в биохимических показателях и показателях обеспеченности жирорастворимыми витаминами у крыс на in vivo модели метаболического синдрома // Вопросы питания. 2018. Т. 87. № 1. С. 51-62. [Apryatin SA, Mzhelskaya KV, Balakina AS. et al. Sex and line differences in biochemical indices and fat soluble vitamins sufficiency in rats on in vivo model of metabolic syndrome. Problems of Nutrition. 2018;87(1):51-62. (in Russ)]. DOI: 10.24411/0042-8833-2018-10006.

Nascimento AF., Sugizaki MM., Leopoldo AS. et al. A hypercaloric pellet-diet cycle induces obesity and co-morbidities in Wistar rats. Arq Bras Endocrinol Metabol. 2008;52(6):968-974. DOI: 10.1590/s0004-27302008000600007.

Mercer JG, Archer ZA. Putting the diet back into diet-induced obesity: diet-induced hypothalamic gene expression. Eur J Pharmacol 2008;585:31-37. DOI: 10.1016/j.ejphar.2007.11.077.

Woods SC, Seeley RJ, Rushing PA, et al. A controlled high-fat diet induces an obese syndrome in rats. J Nutr 2003;133:1081-1087. DOI: 10.1093/jn/133.4.1081.

Bortolin RC, Vargas AR, Gasparotto J, et al. A new animal diet based on human Western diet is a robust diet-induced obesity model: comparison to high-fat and cafeteria diets in term of metabolic and gut microbiota disruption. Int J Obes (Lond). 2018;42(3):525-534. DOI: 10.1038/ijo.2017.225.

Fisler JS, Lupien JR, Wood RD, et al. Brown fat thermogenesis in a rat model of dietary obesity. Am J Physiol. 1987;253(5 Pt 2):R756-762. DOI: 10.1152/ajpregu.1987.253.5.R756.

Johnson AR, Wilkerson MD, Sampey BP, et al. Cafeteria diet-induced obesity causes oxidative damage in white adipose. Biochem Biophys Res Commun. 2016;473(2):545-550. DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.03.113.

Stranahan AM. Models and mechanisms for hippocampal dysfunction in obesity and diabetes. Neuroscience. 2015;19;309:125-39. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2015.04.045.

Sadowska J, Bruszkowska M. Comparing the effects of sucrose and high-fructose corn syrup on lipid metabolism and the risk of cardiovascular disease in male rats. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2017;16(2):231-240. DOI: 10.17306/J.AFS.0482.

Sheludiakova A, Rooney K, Boakes RA. Metabolic and behavioural effects of sucrose and fructose/glucose drinks in the rat. Eur J Nutr. 2012;51(4):445-454. DOI: 10.1007/s00394-011-0228-x.

la Fleur SE, Luijendijk MCM, van der Zwaal EM, et al. The snacking rat as model of human obesity: effects of a free-choice high-fat high-sugar diet on meal patterns. Int J Obes (Lond). 2014;38(5): 643-649. DOI: 10.1038/ijo.2013.159.

Чернышева М.Б., Цветков И.С., Диатроптов М.Е., и др. Морфологические изменения внутренних органов и метаболические нарушения при экспериментальном алиментарном ожирении // Клиническая и экспериментальная морфология. 2016. № 1(17). С. 44-51. [Chernysheva MB, Tsvetkov IS, Diatroptov ME, et al. Morphological changes in the internal organs and metabolic disorders during experimental alimentary obesity. Clinical and experimental morphology. 2016;1(17):44-51. (in Russ)].

Turton R, Chami R, Treasure J. Emotional eating, binge eating and animal models of binge-type eating disorders. Curr Obes Rep. 2017;6(2): 217-228. DOI: 10.1007/s13679-017-0265-8.

Bake T, Hellgren KT, Dickson SL. Acute ghrelin changes food preference from a high-fat diet to chow during binge-like eating in rodents. J Neuroendocrinol. 2017;29(4). DOI: 10.1111/jne.12463.

Вахмитров А.В. Нарушения пищевого поведения при церебральном ожирении (клинико-психологическое и электрофизиологическое исследование). Дисс. канд. мед. наук. М. ММА. 2002. 150 c. [Vakhmitrov AV. Eating disorders in cerebral obesity (clinical, psychological and electrophysiological studies). Diss. Сand. of medical sciences. Moscow, Moscow Medical Academy Sechenova. 2002. (in Russ)].

Тиньков А.А. Экспериментальное исследование влияния солей железа и меди на свободнорадикальное окисление и локальные механизмы регуляции метаболизма жировой ткани. Автореф. дисс. канд. мед. наук. Челябинск. 2014. 24 с. [Tinkov AA. An experimental study of the influence of iron and copper salts on free radical oxidation and local mechanisms of regulation of adipose tissue metabolism. Abstract. Diss. Сand. of medical sciences. Chelyabinsk. 2014. (in Russ)].

Baillie-Hamilton PF. Chemical toxins: a hypothesis to explain the global obesity epidemic. J Altern Complement Med. 2002.8(2):185-192. DOI: 10.1089/107555302317371479.