CC BY
50
отличий. Также в отношении выживших мышей был проведен однофакторный дисперсионный анализ при изучении реверсии коэффициента ММФП. Установлено, что между выжившими мышами сравниваемых групп коэффициенты ММФП не имели достоверных отличий. При сравнении со средним арифметическим коэффициентом ММФП, полученным для системы 1-1, коэффициенты анализируемых групп имели достоверное отличие. Таким образом, после острого токсического воздействия с использованием в качестве токсиканта СС14 было доказано условие однозначной интерпретации присутствующего патологического воздействия, если нарушен принцип стабильности коэффициента (табл. 2).
Таблица 1. Коэффициенты модифицированной математической модели Ферхюльста-Пирла для самцов и самок мышей линии ЮЯ-1 первого этапа эксперимента
Пол Режим голодания
Система 1-1 *103 Система 1-1-2 *103 Система 1-2 *103
Самцы 8,44±0,20 8,30±0,21 11,69±0,461,2,3,4
Самки 8,52±0,25 8,43±0,22 11,29±0,411,2,З,4
П р и м е ч а н и е.1 - достоверное отличие при использовании Ь-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с системой 1-1; 2 - Достоверное отличие при использовании F-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с системой 1-1;3 - достоверное отличие при использовании Ь-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с системой 1-1-2; 4 - достоверное отличие при использовании Ь-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с системой 1-1-2.
Таблица 2. Анализ выживаемости и реверсии коэффициента модифицированной математической модели Ферхюльста-Пирла второго этапа эксперимента
Выживаемость Анализируемые группы
контрольная опытная 1-я опытная 2-я 12
Живые 13 10 3
Мертвые 12 15 20
Анализ реверсии коэффициента ММФП
Коэффициент А Контрольная*103 Опытная 1*103 Опытная 2*103
8,42±0,22 10,97±0,11а 10,94±0,23а 11,14±0,17а
П р и м е ч а н и е. 1 - достоверное отличие при использовании х2-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с контрольной группой; 2 - достоверное отличие при использовании х2-критерия (уровень значимости 0,05) при сравнении с группой; а - достоверное отличие при использовании t-критерия с поправкой Бонферрони (уровень значимости 0,05) коэффициентов ММФП испытуемых групп от среднестатистического коэффициента А.
Заключение. Анализ выживаемости мышей линии ICR-1 при биомоделировании голодания с использованием в качестве токсиканта четыреххлористого углерода подтверждает эффективность данной методологии при организации медико-биологического эксперимента.
Тимонин А.Н., Никитин Н.С., Апрятин С.А., Требух М.Д.
АПРОБАЦИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФЕРХЮЛЬСТА-ПИРЛА В СИСТЕМЕ «AD LIBITUM/ГОЛОД» В ЭКСПЕРИМЕНТЕ IN VIVO
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Актуальность. Для большинства исследований в медико-биологической области аппарат математической статистики является ведущим и зачастую единственным методом анализа данных. Поэтому одним из ключевых вопросов повышения информативности экспериментального исследования, для которого статистические методы -о единственный объективный метод анализа данных, является согласование статистических выводов со значимыми медико-биологическими результатами исследования. Сочетание методов биомоделирования и статистики представляется перспективным направлением для успешного решения этой проблемы. Например, широко известная и апробированная математическая модель Ферхюльста-Пирла, разработанная для исследования динамики популяции, может быть взята за основу модели, описывающей механизмы регуляции некоторых особенностей питания лабораторных животных по принципу отрицательной обратной связи на примере аппетита.
Цель - апробация модифицированной математической модели Ферхюльста-Пирла при биомоделировании голодания мышей аутбредной линии ICR-1 в качестве перспективного аналитического метода в теории планировании медико-биологического эксперимента.
Материал и методы. Эксперимент длительностью 170 дней проводили на самцах и самках мышей аутбредной линии ICR-^ исходной массой тела 25±2 г. Животные были произвольно разделены на 4 группы (по 10 самцов и 10 самок в каждой группе): мыши контрольной группы (К-группа) получали стандартизированный сбалансированный лабораторный корм для грызунов производства фирмы ООО «Лабораторкорм» (Россия) ad libitum. 1-й опытной
Часть I. Нутрициология и диетология
группе (О-1-группа) корм давали по схеме: 1-е сутки- корм ad libitum, 2-е сутки - голодание (система кормления 1-1), 2-й опытной группе (О-2-группа) корм давали по схеме: 1-е сутки - корм ad libitum, 2-е сутки - голодание, 3-и сутки -корм ad libitum, затем - 2 сут голодания (система 1-1-2), 3-й опытной группе (О-3-группа) корм давали по схеме: 1-е сутки - корм ad libitum, 2-е и 3-и сутки - 2 сут голодания (система 1-2). Далее в соответствии с модифицированной моделью Ферхюльста-Пирла (ММФП) рассчитывались коэффициенты аппетита А (коэффициенты ММФП). Статистическую обработку данных проводили по единому плану с использованием пакета приложений MsExcel. За основу математического моделирования отрицательной обратной связи на примере аппетита лабораторных животных брали использование математической модели Ферхюльста-Пирла.
Результаты и обсуждение. Для вычисления коэффициента ММФП была разработана следующая формула: А = m2-(k-eAt-1)/(eAt-1), где k - (mo/m)2, At - продолжительность голодания, m - удельное потребление корма животным в сутки после голодания известной продолжительности, m0 - удельное потребление корма животным в сутки при кормлении ad libitum. При сравнении коэффициентов ММФП между самцами и самками мышей линии ICR-1 статистически не установлено достоверных отличий между соответствующими группами сравнения. Следовательно, влияние пола на значение коэффициента ММФП несущественно в рамках данной модели. При сравнительном анализе коэффициентов ММФП с использованием t- и F-критерия было установлено, что между режимами голодания системы 1-1 и 1-1-2 достоверных отличий нет, но между режимами голодания системы 1-2 наблюдаются достоверные отличия как для системы 1-1, так и для системы 1-1-2. Следовательно, было подтверждено условие принципа стабильности коэффициента и его нарушение.
Заключение. При апробации ММФП были доказаны условие стабильности коэффициента ММФП и однозначная интерпретация при нарушении этого условия как присутствующее патологическое воздействие. Следовательно, данная модель является перспективным аналитическим методом в теории планировании большинства медико-биологических экспериментов, позволяющим математическим путем определить степень патологического воздействия (токсикант, режим питания и т.п.) на испытуемое животное в эксперименте in vivo.
Шипелин В.А., Кирбаева Н.В., Малинкин А.Д.
ПРОТЕОМНЫЕ МАРКЕРЫ РАЗВИТИЯ АЛИМЕНТАРНОЙ ГИПЕРЛИПИДЕМИИ IN VIVO
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Актуальность. В структуре заболеваемости населения РФ одно из ведущих мест среди алиментарно-зависимых заболеваний занимают гиперлипидемия и ожирение. Характерными для гиперлипидемии являются повышение уровня триглицеридов, снижение уровня липопротеинов высокой плотности и аномальный состав липопротеинов низкой плотности. Нарушение обмена липидов и липопротеинов, в свою очередь, - важный фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. С учетом внешней (образ жизни, пищевой дисбаланс) и внутренней (генетическая предрасположенность и как следствие изменение активности метаболических путей) компонент, вносящих вклад в развитие алиментарно-зависимых заболеваний, требуется системный подход к разработке методов диагностики, лечения и профилактики гиперлипидемии и ожирения.
Цель - поиск специфичных протеомных маркеров, характеризующих индивидуальные особенности патологического процесса при алиментарной гиперлипидемии с использованием экспериментальных in vivo моделей.
Материал и методы. Эксперимент проводили на 40 крысах самках Вистар. Крысы были разделены на 5 групп равной численности по 8 животных. В течение 63 дней животные 1-й группы (контроль) получали сбалансированный полусинтетический рацион (ПСР) по AIN93M, 2-й группы - модифицированный ПСР с повышенным содержанием общих жиров (30% массы сухого корма) за счет снижения содержания крахмала; 3-й группы - ПСР и 20% раствор фруктозы вместо воды, 4-й группы - модифицированный ПСР с повышенным содержанием общих жиров (30%) и 20% фруктозы вместо воды, 5-й группы - модифицированный ПСР с повышенным содержанием холестерина (0,5% массы сухого корма) за счет снижения количества жира. Животным предоставляли воду (группы 1, 2 и 5) или раствор фруктозы (группы 3 и 4) в режиме свободного доступа и рацион - изначально из расчета 15 г сухого корма на крысу в сутки. Методом двумерного электрофореза с последующей масс-спектрометрической идентификацией изучали протеом микросомальной фракции печени экспериментальных животных. Окраску белковых пятен в гелях осуществляли азотнокислым серебром.
Результаты. По результатам оценки электрофореграмм для последующего масс-спектрометрического анализа было отобрано 4 белка-кандидата, вариабельно экспрессирующихся в разных группах. После проведенной идентификации, 3 белка-кандидата из 4 были исключены из дальнейшего исследования по причине невысоких значений показателя Score, низких процентов покрытия аминокислотной последовательности и показателя emPAI, отражающего количественную оценку доли полипептидной последовательности белка, перекрываемой выявленными на масс-спектрограммах пептидами. Однако с высокой достоверностью был идентифицирован белок Peroxiredoxin-1 (Rattus norvegicus, ген Prdx1). Максимальная экспрессия данного белка наблюдалась в группе 5, получавшей модифицированный ПСР с повышенным содержанием холестерина.
Обсуждение. Белок Peroxiredoxin-1 принимает участие в регуляции окислительно-восстановительного равновесия в клетке и уменьшает количество перекисей, образующихся через систему тиоредоксина. Peroxiredoxin-1 может
играть важную роль в устранении пероксидов, образующихся в процессах метаболизма, и участвовать в сигнальных каскадах факторов роста и фактора некроза опухоли-альфа, регулируя внутриклеточные концентрации Н202. Также известно, что Регох1гес1ох1п-1 через восстановление дисульфидных связей в глицерофосфодиэфирном фос-фодиэстеразном домене снижает активность моторных нейронов, таким образом внося свой вклад в регуляцию двигательной активности, что впоследствии может влиять на энергетический обмен и пищевое поведение. Кроме того, показано ингибирующее действие белка Регох1геСох1п-1 в ASK1-индуцированном апоптозе, что также указывает на участие данного белка в компенсаторных механизмах регуляции окислительного стресса.
Заключение. Таким образом, Регох1геСох1п-1 может рассматриваться как специфический маркер патологического влияния избытка холестерина в рационе на печень. При поиске методов диетической коррекции гиперлипидеми-ческих состояний целесообразным является его мониторирование в эксперименте, в том числе в других субстратах (плазма, сыворотка крови) для возможности трансляции данного маркера в практику клинических исследований.
Работа выполнена при финансовой поддержке государственного задания ФАНО № 0529-2015-0006 «Поиск новых молекулярных маркеров алиментарно-зависимых заболеваний: геномный и постгеномный анализ».
