Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ЖИРОВОЙ ТИП ПИТАНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩАЯ КОРРЕКЦИЯ БИОТИКАМИ МИКРОБИОЦЕНОЗА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У КРЫС ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА

Линецкая О.И. 1 Нургалеева Е.А. 1 Эткина Э.И. 1 Фазылова А.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Башкирский Государственный медицинский университет» Минздрава России
Проведен анализ взаимосвязи характера питания с преимущественным потреблением жиров (свыше 51% жиров в рационе) с биохимическими показателями сыворотки крови крыс препубертатного возраста до и после коррекции препаратом «Нормобакт». Установлено, что в группе крыс с «жировым» типом питания до коррекции микрофлоры препаратом «Нормобакт» достоверно превышали значения контроля следующие биохимические показатели крови: общий белок (на 8,9%), глюкоза (на 43,7%), общий холестерин (на 37,1%) и АЛТ (на 10,5%). Превышали значения контроля также триглицериды и ЛПНП (на 12% и 10,5% соответственно) на фоне относительно низкого содержания ЛПВП. Использование препарата «Нормобакт» достоверно приводило к снижению содержания триглицеридов, ЛПВП, ЛПНП, Апо-А1 протеина. Показатели общего белка и глюкозы соответствовали аналогичным параметрам контрольной группы
крысы
пребиотики
пробиотики
липидный профиль
жировая диета
1. A mouse model of metabolic syndrome: insulin resistance, fatty liver and non-alcoholic fatty pancreas disease (NAFPD) in C57BL/6 mice fed a high fat diet / J.C. Fraulob, R. Ogg-Diamantino, C. Fernandes-Santos et al. // J. Clin. Biochem. Nutrition. - 2010. - Vol. 46. – P. 212–223.
2. Bone density and hyperlipidemia: the T-lymphocyte connection / L.S. Graham, Y. Tintut, F. Parhami et al. // J. Bone Miner. Res. – 2010. - Vol. 25. – P. 2460–2469.
3. Bray G.A. Dietary fat intake does affect obesity / G.A. Bray, B.M. Popkin // Am. J. Clin. Nutrition. – 1998. - Vol. 68. – P. 1157–1173.
4. Comparative analysis of human gut microbiota by barcoded pyrosequencing / A.F. Andersson, M. Lindberg, H. Jakobsson et al. // Plos One. – 2008. - Vol. 3, № 7. – P. e2836. doi:org/10.1371/journal.pone.0002836.
5. Enterotypes of the human gut microbiome / M. Arumugam, J. Raes, E. Pelletier et al. // Nature. - 2011. - Vol. 473. – P. 174–180. doi: 10.1038 / nature09944.
6. Everard A. Diabetes, obesity and gut microbiota / A. Everard, P.D. Cani // Best Pract. Res. Clin.l Gastroenterol. – 2013. - Vol. 27. – P. 73–83. doi: 10.1016/j.bpg.2013.03.007.
7. Ghibaudi L.J. Fat intake affects adiposity, comorbidity factors, and energy metabolism of sprague-dawley rats / L.J. Ghibaudi, C.F. Cook // Obes. Res. – 2002. - Vol. 10. – P. 956–963.
8. Interplay between weight loss and gut microbiota composition in overweight adolescents / A. Santacruz, A. Marcos, J. Warnberg et al. // Obesity (Silver Spring). – 2009. - Vol. 17. – P. 1906–1915. doi: 10.1038/oby.2009.112. pmid:19390523.
9. Intestinal microbiota, diet and health / S.E. Power, P.W. O'Toole, C. Stanton et al. // Brit. J. Nutrition. - 2014. - Vol. 111(3). – P. 387-402. doi: 10.1017/S0007114513002560.
10. Management of metabolic syndrome through probiotic and prebiotic interventions / H.M. Rashmi, N. Rokana, R.K. Duary et al. // Ind. J. Endocrinol. Metab. – 2012. - Vol. 16 (1). – P. 20–27.
11. Metabolic syndrome exacerbates inflammation and bone loss in periodontitis / Y. Li, Z. Lu, X. Zhang et al. // J. Dent. Res. – 2015. - Vol. 94. – P. 362–370.
12. Michael A.C. The Impact of Diet and Lifestyle on Gut Microbiota and Human Health / A.C. Michael, R. Anthony // Nutrients. – 2015. - Vol. 7, № 1. – P. 17–44. doi: 10.3390/nu7010017.
13. Strong Parent–Offspring Association of Metabolic Syndrome in Korean Families / E.G. Yoo, S.S. Park, S.W. Oh et al. // Diabetes Care. – 2012. - Vol. 35. – P. 293–295.
14. The relation of childhood BMI to adult adiposity: the Bogalusa Heart Study / D.S. Freedman, L.K. Khan, M.K. Serdula et al. // Pediatrics. – 2005. - Vol. 115. - P.22-27.
15. Willett W.C. Is dietary fat a major determinant of body fat // Am. J. Clin. Nutrition. – 1998. - Vol. 67 (3). – P. 556–562.

Одной из серьезных проблем, стоящих перед общественным здравоохранением в XXI веке, является детское ожирение. В мире, среди детей в период с 1980 по 2013 г., распространенность ожирения и избыточного веса выросла на 47%, причем во многих странах этот показатель стабилизировался на высоком уровне [9]. У детей с ожирением высок риск развития сопутствующих заболеваний, таких как метаболический синдром, безалкогольная жировая болезнь печени, сахарный диабет 2 типа и сердечно-сосудистые заболевания [13], они склонны к ожирению во взрослом возрасте, особенно если имеют высокий индекс массы тела или ожирением страдают их родители. В частности, у ребенка риск развития метаболического синдрома в 4 раза ниже, если родители не имеют его признаков заболевания, и в 9 раз выше при его наличии у обоих родителей. Есть свидетельства того, что среди детей с ожирением, чьи родители не страдают избыточной массой тела, распространенность этого состояния составляет 18,2%, если же один или оба родителя имеют в анамнезе проявления метаболического синдрома, частота этого патологического состояния возрастает от 29,2% до 53,9% [14].

По мнению Everard A. (2013), помимо влияния факторов наследственности и окружающей среды, в развитии метаболических нарушений и ожирения важная роль принадлежит кишечной микробиоте [6]. Как краткосрочное, так и долгосрочное изменение рациона питания может влиять на микробные профили, а детское питание может иметь пожизненные последствия в результате бактериальной модуляции иммунной системы [12]. Избыточный вес и ожирение, а также связанные с ними болезни, в значительной степени предотвратимы, в том числе коррекция веса возможна за счет нормализации микробиоты желудочно-кишечного тракта. В литературных источниках есть сведения, что нарушение микробиоты приводит к изменениям биохимических показателей крови и последующему развитию ожирения, но данные весьма ограничены и противоречивы. Изменения метаболического профиля в подростковом периоде при избыточном потреблении пищевых жиров и коррекции жирового баланса при помощи про- и пребиотиков недостаточно изучены, хотя на отечественном рынке представлено очень большое количество их лекарственных форм. Необходимость получения дополнительных знаний о возможных механизмах действия про- и пребиотиков для развития диетических стратегий управления метаболическим синдромом является актуальной задачей фундаментальной медицины.

Целью данной работы явилось исследование биохимических показателей сыворотки крови крыс препубертатного периода в зависимости от характера питания и коррекции биотиками.

Материал и методы исследования

Для создания «семейной» модели ожирения использовались лабораторные крысы линии Вистар, получавшие пищу, богатую жирами животного происхождения (51% от общего рациона). После появления потомства крысята были разделены на 2 группы (грудное вскармливание лабораторных крыс продолжалось 14-16 дней). Первая группа получала пищу, богатую жирами животного происхождения, а во второй группе на фоне такого же питания проводилась коррекция препаратом «Нормобакт», включающим как про-, так и пребиотики. В его состав входят штаммы живых бактерий Lactobacillus acidophilus LA-5 и Bifidobacterium BB-12Y в соотношении 1:1. Контрольная группа животных того же возраста находилась на сбалансированном типе питания. В каждой группе содержалось по 10 крыс.

Исследования проводились в соответствии с требованиями правил проведения работ с экспериментальными животными, с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/EEC) и Хельсинкской декларации. Выведение крыс из эксперимента производилось при достижении ими препубертатного периода (6-7 недель) путем декапитации под эфирным наркозом. Для оценки уровня биохимических показателей в сыворотке крови использовался автоматический биохимический анализатор СА-400 (производство FURUNO ELECTRIC CO., LTD, Япония) с жидкими стабильными диагностическими наборами (Diasys, Германия) для определения общего белка, глюкозы, общего холестерина, аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ), триглицеридов (ТГ), липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), Апо-А1-протеина (АпоА1П), Апо-В1-протеина (АпоВ2П). Высчитывался коэффициент атерогенности (КА).

Статистическая обработка проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. Рассчитывались показатели описательной статистики (стандартные отклонения и средние значения), а также медиана (Me) и межквартильные интервалы [25%; 75%]. Достоверность межгрупповых различий средних величин оценивали, используя U-критерий Манна-Уитни. Критической величиной уровня значимости считали 0,05.

Результаты исследования. Использование диеты с избытком жира преимущественно животного происхождения привело к значительному изменению показателей крови в сравнении с аналогичными значениями группы контроля (таблица). Так, общий белок увеличился на 9,04% (p ≤ 0,05), а уровень глюкозы - на 43% (p ≤ 0,001). Динамика показателей АЛТ и АСТ, характеризующих функциональное состояние печеночных клеток, показала, что значения АСТ не имели значимых отличий от нормы. Содержание АЛТ превысило контроль на 10,5% (p ≤ 0,01) в группе с жировым типом питания, однако находилось в пределах референсных значений.

Биохимические показатели крови крыс с различным типом питания и коррекцией препаратом «Нормобакт» (Me [25; 75])

Показатель

Контроль

Жиры

Жиры нормобакт

Р1*

Р2**

Р3***

Общий белок, г/л

63,05

[61,80; 63,60]

68,75

[63,40; 70,40]

63,10

[62,90; 63,80]

0,0412

0,0376

0,7623

Глюкоза, ммоль/л

6,99

[6,70; 7,10]

10,05

[8,80; 10,70]

6,90

[6,80; 7,20]

0,0004

0,0003

0,7623

Общий холестерин ммоль/л

1,75

[1,60; 2,10]

2,40

[2,30; 2,50]

2,39

[2,30; 2,50]

0,8798

0,0002

0,0002

АСТ, Ед/л

172,0

[166,0; 189,0]

155,50

[112,0; 250,0]

154,50

[127,0; 180,0]

0,6501

0,5453

0,1124

АЛТ, Ед/л

47,50

[45,0; 50,0]

52,50

[50,0; 56,0]

53,50

[50,0; 56,0]

0,9698

0,0065

0,0101

*P1 – достоверность различий по показателям в группах жиры-коррекция препаратом «Нормобакт»;

**Р2 - достоверность различий по показателям в группах контроль-жиры;

***Р3 – достоверность различий по показателям в группах контроль-коррекция препаратом «Нормобакт».

Анализ липидного профиля в группе подопытных крыс с преимущественно жировым типом питания позволил выявить отклонения в жировом обмене организма подопытных животных. Так, уровень холестерина превысил аналогичный показатель контрольной группы на 37,1% (p ≤ 0,001), показатель триглицеридов оказался достоверно выше значений контроля на 12% (p ≤ 0,001), в то время как ЛПВП снизились на 12,9% (p ≤ 0,01) (таблица, рисунок).

Показатели липидного профиля крыс с различным типом питания и коррекцией препаратом «Нормобакт»

*достоверность различий по показателям, в сравнении с группой контроля (* р ≤ 0,05; ** р ≤ 0,01; *** р ≤ 0,001);

^достоверность различий в группах жиры, коррекция препаратом «Нормобакт» (^ р ≤ 0,05; ^^≤ 0,01)

Апо-А1-протеин (основной белок, входящий в состав липопротеидов высокой плотности) снизился на 33,4% (p ≤ 0,05), что свидетельствует о замедлении элиминации холестерола из сосудов и, соответственно, заметно увеличивает риск развития атеросклеротического поражения. Значения ЛПНП, являющиеся наиболее атерогенными липопротеинами, превысили показатели контроля на 10,5% (p ≤ 0,001), а значения Апо-В1-протеина не показали достоверно значимых различий. Коэффициент атерогенности превысил норму на 14,28%, что, однако, не явилось достоверно значимым. Таким образом, применение диеты с высоким содержанием жиров животного происхождения вызывает существенные изменения липидного профиля крови и выраженное повышение уровня глюкозы.

Последующая коррекция выявленных нарушений препаратом «Нормобакт» привела к тому, что показатели общего белка и глюкозы крови практически приблизились к значениям группы контроля (таблица). Уровень АСТ показал тенденцию к снижению и составил 89,8% от контрольной группы, а АЛТ достоверно повысился на 12,6% (р ≤ 0,01). В значениях липидного профиля (рисунок) после коррекции препаратом «Нормобакт» произошло повышение показателя Апо-А1-протеина на 11,1% в сравнении с контролем, уровень Апо-В1-протеина практически не изменился, а ЛПВП остались ниже на 4% контрольных значений (p ≤ 0,001). После проведенной коррекции питания показатель общего холестерина практически не изменился, превышая показатели контрольной группы на 36,5% (p ≤ 0,001). Содержание триглицеридов снизилось на 5% (p ≤ 0,001), но оставалось достоверно выше значений контроля. Уровень значения ЛПНП пришел в норму.

Следовательно, применение препарата «Нормобакт» с целью нормализации микробиоты оказывало положительное влияние на биохимические показатели крови.

Обсуждение

Диета с высоким содержанием жира является основным фактором, приводящим к ожирению. Экспериментальные и клинические исследования дают убедительные доказательства в поддержку этой гипотезы [3]. Однако долгосрочные рандомизированные клинические исследования, показавшие, что потребление жира в пределах от 18-40% от общего каллоража оказывает незначительное влияние на массу тела, выдвинутую гипотезу поставили под сомнение [15]. Опираясь на данные исследования, в настоящей работе использовалась диета с преимущественным потребление жиров из расчета 51% на общую долю рациона.

Всестороннее исследование Ghibaudi с соавт. (2002) продемонстрировало изменения обмена веществ и набора массы тела крыс в зависимости от процентного содержания жиров в диете (10, 32 и 45%) [6]. Результаты приведенной работы показали, что увеличение массы тела, показателей глюкозы плазмы, общего холестерина, триглицеридов, свободных жирных кислот увеличилось дозозависимо, с увеличением доли пищевых жиров. В исследовании, где в рационе питания мышей процентное содержание жира составляло 60%, выявлено значительное увеличение массы тела, триглицеридов плазмы, общего холестерина и уровня ЛПНП [1]. В результате чрезмерного потребления жиров повышался уровень ЛПОНП, за счет которых осуществляется транспортировка триглицеридов. Высокий уровень общего холестерина, липопротеинов очень низкой плотности может привести к ожирению, дислипидемии и отложению холестерина в стенках артерий. Накопленные в печени триглицериды способны привести к инсулинорезистентности [11]. Экспериментальная модель животных показала, что при использовании диеты с высоким содержанием жиров повышается уровень общего холестерина, ЛПНП и неэстерифицированного холестерина [2]. Другое недавнее исследование показало, что у мышей с преобладанием жиров в питании значительно увеличивалась масса тела, оказались повышенными липиды плазмы и инсулин в сравнении с характеристиками контрольной группы [11]. В нашем исследовании также отмечено, что диета с высоким содержанием жиров приводит к значительному повышению уровня глюкозы плазмы крови, а также общего холестерина, триглицеридов и ЛПНП, в свою очередь снижается уровень ЛПВП, Апо-А1-протеина.

Rashmi H. Mallappa с соавт. (2012) установили роль про- и пребиотиков в управлении весом с возможными механизмами повышения баланса микробиоты, снижения потребления пищи и степени абдоминального ожирения, а также улучшения морфофункциональной целостности слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта со снижением уровня воспалительной активности [10].

В толстом кишечнике человека находится наиболее значимое разнообразие и количество микроорганизмов, а именно до 1012 микроорганизмов в одном миллилитре содержимого. Это, безусловно, самая высокая плотность, найденная в организме человека [4]. Подавляющее большинство микроорганизмов относится к типам Firmicutes, Bacteroidetes [5].

Известно, что диета с высоким содержанием жиров может приводить к уменьшению количества Firmicutes у крыс. По данным Power S.E. с соавт. (2013), это происходит в основном за счет резкого снижения количества Lactobacillus intestinalis. Содержание Lactobacillus intestinalis отрицательно коррелирует с изменением массы тела и уровнем лептина, доказывая связь снижения данного параметра с ожирением [9]. Исследования X. Zhao с соавт. (2011) показали, что количество Lactobacillus Spp. в дистальном отделе пищевода крыс, потреблявших пищу с высоким содержанием жира, уменьшается. В этой связи представляют интерес факты, полученные в работе Santacruz A. с соавт. (2009), обнаруживших значительное снижение уровня Lactobacillus в микробиоте подростков, имеющих избыточный вес [8]. Большинство исследований демонстрирует, что диета, особенно с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием жира («западная диета»), резко негативно воздействует на микробный состав и функцию кишечника пациентов с метаболическим синдромом. Данные исследования указывают на необходимость дальнейшего изучения предполагаемых механизмов действия пробиотиков и пребиотиков для создания диетической стратегии управления метаболическим синдромом.

В нашей работе с целью коррекции выявленных нарушений применен препарат, содержащий в своем составе Lactobacillus acidophilus LA-5 и Bifidobacterium BB-12Y. После двухнедельного его применения уровень глюкозы, ЛПНП и коэффициент атерогенности достигли показателей группы контроля. Определилась тенденция к снижению уровня триглицеридов, в то время как показатели ЛПВП и Апо-А1-протеина возросли, что характеризует позитивные направления в обмене веществ.

Заключение. Диета с высоким содержанием жиров животного происхождения существенно изменяет биохимические показатели крови по сравнению со значениями группы контроля, в частности статистически значимо повышаются уровни триглицеридов и ЛПНП при снижении значений ЛПВП. Использование препарата «Нормобакт» приводит к нормализации основных показателей липидного профиля: ЛПВП, ЛПНП, Апо-А1, Апо-В1 протеинов, коэффициента атерогенности. Нормализация количественного и качественного состава микробиоты желудочно-кишечного тракта является одним из ключевых направлений в профилактике метаболических расстройств, вызванных чрезмерным употреблением пищи с высоким содержанием жиров животного происхождения.


Библиографическая ссылка

Линецкая О.И., Нургалеева Е.А., Эткина Э.И., Фазылова А.А. ЖИРОВОЙ ТИП ПИТАНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩАЯ КОРРЕКЦИЯ БИОТИКАМИ МИКРОБИОЦЕНОЗА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У КРЫС ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25993 (дата обращения: 27.02.2020).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074