CC BY
15
ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ, ЦИТОЛОГИЯ, ГИСТОЛОГИЯ
УДК 616.01 DOI: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2020.4(120).22-25
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОЖИРЕНИЕ В ПАТОГЕНЕЗЕ ДИСФУНКЦИИ КИШЕЧНИКА У КРОЛИКОВ
С.М.Абдуллоев, Н.Н.Максимюк*, Е.К.Овчинникова***, Е.Н.Федотова**, К.Н.Бейсеев* EXPERIMENTAL OBESITY IN THE PATHOGENESIS OF INTESTINAL DYSFUNCTION IN RABBITS
S.M.Abdulloev, N.N.Maksimyuk*, E.K.Ovchinnikova***, E.N.Fedotova**, K.N.Beiseev*
Таджикский государственный медицинский университет имени Абуали ибни Сино, Республика Таджикистан
*Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, nnm93@ya.ru
**Городская ветеринарная клиника, Великий Новгород
Проведены экспериментальные исследования влияния экспериментального алиментарного ожирения на перистальтическую активность кишечника на 10 кроликах-самках. Критерием для анализа являлась динамика показателей фоноэнтерографического исследования, выполненного до начала эксперимента и на фоне моделирования экспериментального алиментарного ожирения. Экспериментальные исследования осуществлялись в соответствии с «Правилами проведения исследований с использованием экспериментальных животных» МЗ РФ. Моделирование ожирения проводили при создании животным режима гиподинамии. За 10 минут до каждого кормления производили инъекционное введение инсулина в дозе 0,05 ЕД на 1 кг массы тела животного. Кормление осуществляли 6 раз в сутки с разделением на равные порции суточного объема сбалансированного корма. После этого дополнительно давали без ограничения корм с высоким содержанием растительных жиров. Это обеспечило в течение 1-1,5 месяцев увеличение массы тела кроликов более чем на 25%. Сравнительный анализ динамики количества и амплитуды перистальтических волн показал, что на фоне общей тенденции к уменьшению исследуемых показателей снижение амплитуды перистальтических волн происходило достоверно быстрее, чем уменьшение их количества. Учитывая, что проведенные нами ранее исследования позволили выявить системное снижение периферического кровообращения, что подтверждалось результатами оксиметрии, закономерным является снижение двигательной активности пищеварительного тракта на фоне дефицита кислорода. Более того, снижение перистальтической активности кишечника на фоне периферической гипоксии создает предпосылки для частичного перехода на анаэробный катаболизм, а тенденция к застою химуса в кишечнике может привести к развитию внутрипросветной гипертензии и гиперколонизации просвета пищеварительного тракта микрофлорой. Целесообразно продолжить и расширить исследования в этом направлении.
Ключевые слова: метаболический синдром, экспериментальное ожирение, фоноэнтерография, пищеварительный тракт, перистальтика кишечника
Experimental studies were performed on 10 female rabbits on the effect of experimental alimentary obesity on intestinal peristaltic activity. The criterion for analysis was the dynamics of the phonoenterographic study conducted before the experiment and on the background of modeling experimental alimentary obesity. Experimental studies were carried out in accordance with the "Rules for conducting research using experimental animals" of the Ministry of Health of the Russian Federation. Modeling of obesity was performed when the animals created a regime of physical inactivity. 10 minutes before each feeding, injected insulin is administered in a dose of 0.05 U per 1 kg of animal body weight. Feeding is carried out 6 times a day, divided into equal portions of the daily volume of balanced feed. After that, they are additionally fed without restriction with a feed high in vegetable fats. This ensured an increase in body weight of rabbits by more than 25% within 1 -1.5 months. A comparative analysis of the dynamics of the number and amplitude of peristaltic waves showed that, against the background of a general tendency to a decrease in the studied parameters, the decrease in the amplitude of peristaltic waves was significantly faster than their decrease quantity. Considering that our previous studies revealed a systemic decrease in peripheral blood circulation, which was confirmed by the results of oximetry, it is natural to decrease the digestive tract motor activity against the background of oxygen deficiency. Moreover, a decrease in intestinal peristaltic activity against the background of peripheral hypoxia creates the prerequisites for a partial transition to anaerobic catabolism, and the tendency to stagnation of the chyme in the intestine can lead to the development of intraluminal hypertension and hypercolonization of the lumen of the digestive tract with microflora. It is advisable to continue and expand research in this direction.
Keywords: metabolic syndrome, experimental obesity, phonoenterography, digestive tract, intestinal motility
Модификация образа жизни, нарастание эмоциональной напряженности и лавинообразное увеличение потока информации, изменение пищевого поведения и качества продуктов питания в совокупности с социальной иммобилизацией привели к появлению патологии, которую обозначили как «болезни образа жизни» [1-4]. В том числе к ним относятся алиментарное ожирение, сахарный диабет 2 типа, артериальная гипертензия и другие заболевания сердечно-сосудистой системы, жировой гепатоз, психологические, неврологические и психические заболевания, а также ряд других патологических состояний, число которых неуклонно растет [5-7].
Критерии отнесения патологии к «болезням образа жизни» до настоящего времени не конкретизированы. При этом существует мнение, что основными характеристиками, позволяющими отнести патологию к данной группе заболеваний, являются неуклонный рост и ее повсеместная распространенность, а главное омоложение. Именно развитие патологии в более раннем возрасте свидетельствует о снижении резистентности организма к воздействию новых внешних факторов, появившихся в современной жизни человека [8].
Наиболее распространенные заболевания современности прямо или опосредовано связаны с метаболическим дисбалансом на органном и системном уровне, нарушениями регуляции функционального состояния организма в целом. Более того, большинство болезней органов жизни связано с алиментарным ожирением, а ассоциированный с ним метаболический синдром следует рассматривать не как совокупность самостоятельных заболеваний, а патогенетически связанные между собой этапы единого патологического процесса [1,6,8].
Особого внимания заслуживает развитие периферической гипоксии, развивающейся на фоне про-грессирования ожирения [9], что создает предпосылки для системного нарушения функционального состояния органов, в том числе и пищеварительного тракта.
Следует отметить, что до настоящего времени влиянию алиментарного ожирения на перистальтическую активность кишечника должного внимания не уделялось.
Соответственно, исследования, посвященные изучению патогенеза нарушений перистальтической активности кишечника на фоне развития экспериментального ожирения, представляют не только теоретический, но и практический интерес, поскольку позволяют оценить и обосновать необходимость коррекции моторной и эвакуаторной дисфункции кишечника у пациентов с избыточным весом.
Цель работы: изучить влияние экспериментального ожирения на перистальтическую активность кишечника.
Материалы и методы исследования
В эксперименте на 10 взрослых кроликах-самках были изучены особенности изменения показателей фоноэнтерографического исследования (ФЭГИ) на фоне моделирования экспериментального алиментарного ожирения (ЭАО).
Экспериментальные исследования проводились на базе Института медицинского образования Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого и при участии врачей городской ветеринарной клиники (Великий Новгород) в соответствии с «Правилами проведения исследований с использованием экспериментальных животных» МЗ РФ.
В течение всего времени проведения исследований животные содержались в стандартных условиях вивария, с соблюдением «Правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в Российской Федерации», соответствующих ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96, и Приказа МЗ РФ №267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики» (GLP), а также международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях.
Моделирование ЭАО проводили в соответствии с разработанной нами методики, защищенной патентом РФ № 2709781 [10].
Способ моделирования ожирения у травоядных животных основан на том, что на фоне ограничения подвижности кроликам обеспечивали порционное питание 6 раз в течение суток равными объемами пищи. Перед приемом пищи за 10 минут внутримышечно вводили инсулин из расчета 0,05 Ед препарата на 1 кг веса животного, что обеспечивало активизацию пищевого поведения. При этом порции состояли из необходимого количества сбалансированного корма, содержащего необходимые для данного вида и веса животного нутриенты, витамины и микроэлементы, в сочетании с последующим приемом без ограничения пищи с высоким содержанием растительных жиров.
Такой пищевой рацион в сочетании с режимом ограниченной подвижности и введением инсулина перед каждым кормлением обеспечивал увеличение в течение 1-1,5 месяцев массы тела животного на 25% и более. Кроме того, эта методика представляет собой сочетание гиподинамии, чрезмерный прием жирной и богатой углеводами пищи с увеличением кратности приема пищи, которые являются характерными для образа жизни современного человека.
Следует отметить, что на фоне развития и прогрессирования ожирения, увеличения абсолютного объема циркулирующей крови при уменьшении ее относительного объема на единицу массы тела, в соответствии с принципом доминанты А.А.Ухтомского, происходит перераспределение кровотока с приоритетным кровообращением жизненно важных органов и синдромом обкрадывания периферических тканей [11], в том числе и пищеварительного тракта.
Учитывая, что пассаж химуса по пищеварительному тракту обеспечивается автоматизмом его энергозатратной перистальтики, снижение периферического кровообращение и образование на этом фоне дефицита кислорода и питательных ресурсов создает предпосылки для снижения двигательной активности кишечника.
Для оценки перистальтической активности кишечника мы провели ФЭГИ до начала, а затем на фоне прогрессирования ЭАО через 7, 14, 21 и 30 суток после начала эксперимента.
Критериями для анализа являлись изменения амплитуды и количества перистальтических волн на фоне моделирования ЭАО по отношению к индивидуальному стандарту для каждого животного, за который принимали результаты ФЭГИ до начала эксперимента. Результаты на фоне моделирования ЭАО выражали в процентах по отношению с показателями до начала эксперимента (100%).
ФЭГИ проводили утром, через 10 минут после приема постного капустного бульона вместо воды из расчета 10 мл на 1 кг веса животного. Критериями для анализа являлись количество зубцов на графике, отражающее количественные показатели перистальтических волн, а их высота являлась их амплитудой. Регистрацию производили в течение 3 минут при скорости ленты 10 см в 1 минуту и амплитудой силы тока 2,5 мА. При статистической обработке рассчитывали среднюю арифметическую, ошибки средней арифметической, после чего оценивали достоверность различий по формуле и таблице Стьюдента с нормальными показателями до начала эксперимента.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ динамики показателей ФЭГИ продемонстрировал, что на фоне развития и прогрессиро-вания ЭАО наметилась общая тенденция к постепенному снижению количества и амплитуды перистальтических волн (см. табл.).
Так, на фоне развития ЭАО через 7 и 14 суток после начала эксперимента отмечалось недостоверное снижение количества перистальтических волн (Р>0,05), что свидетельствовало о компенсированной моторной дисфункции кишечника.
Динамика показателей ФЭГИ на фоне моделирования ЭАО
Время Количество Амплитуда
исследования перистальтических перистальтических
волн волн
До начала 100% 100%
эксперимента
7 сут. 98,1±1,2 96,9±1,3
14 сут. 97,4±1,1 95,2±1,1*
21 сут. 96,5±1,1* 92,7±1,2*
28 сут. 93,1±0,9* 90,3±1,2*
* Достоверность различий с показателями до начала эксперимента
Однако, начиная с 21 суток на фоне прогресси-рования ЭАО, параллельно отмечалось и уменьшение количества перистальтических волн. При этом различия через 21 и 28 суток достоверно уменьшились, по сравнению с результатами, зарегистрированными до начала эксперимента (Р<0,05).
Параллельно проведенная оценка динамики амплитуды перистальтических волн показала, что через 7 суток после начала эксперимента высота перистальтических волн недостоверно уменьшилась (Р>0,05).
В то же время, начиная с 14 суток после начала эксперимента и в более поздние сроки, на фоне прогрессивного снижения амплитуды перистальтических волн различия с показателями до моделирования ЭАО стали достоверными (^<0,05).
Сравнительный анализ динамики количества и амплитуды перистальтических волн показал, что на фоне общей тенденции к уменьшению исследуемых показателей снижение амплитуды перистальтических волн происходило быстрее, чем уменьшение их количества.
Учитывая, что ранее проведенные нами исследования позволили выявить системное снижение периферического кровообращения, что подтверждалось результатами оксиметрии, закономерным является снижение двигательной активности пищеварительного тракта на фоне дефицита кислорода.
Более того, снижение перистальтической активности кишечника на фоне периферической гипоксии создает предпосылки для частичного перехода на анаэробный катаболизм, а тенденция к застою химуса в кишечнике может привести к развитию внутри-просветной гипертензии и гиперколонизации просвета пищеварительного тракта микрофлорой.
Таким образом, перспективным представляется продолжить и расширить исследования в изменении функционального состояния пищеварительного тракта на фоне развития и прогрессирования ЭАО.
1. Салехов С.А. Психоэмоциональна информационно-энергетическая теория ожирения. В.Новгород — Алматы, 2014. 180 с.
2. Borell A.-L., Leblanc X., Alméras N. et al. Sleep apnoea attenuates the effects of a lifestyle intervention programme in men with visceral obesity // Thorax. 2012. V.67. P.735-741.
3. Hollingworth W., Hawkins J., Lawlor D.A. et al. Economic evaluation of lifestyle interventions to treat overweight or obesity in children // Int J. Obes. 2012. V.36. P.559-566. Doi:10.1038/ijo.2011.272
4. Howes F., Warnecke E., Nelson M. Barriers to lifestyle risk factor assessment and management in hypertension: a qualitative study of Australian general practitioners // Journal. of Human Hypertension. 2013. Vol.27. P.474-478. Doi:10.1038/jhh.2013.9/
5. Вебер В.Р., Копина М.Н. Ожирение (этиология, патогенез, клинические рекомендации). В.Новгород, 2011. 203 с.
6. Reaven G.M. Insulin resistance, hyperinsulinemia, hypertriglyceridemia, and hypertension. Parallels between human disease and rodent models // Diabetes Care. 1991. V.14. P.195-202.
7. Salekhov S., Igimbaeva G., Salekhova M. et al. Pathogenetical Peculiarities of Arterial Hypertension with Weight Increasing on Psychological Stress Background // Advances in Health Sciences Research. 2019. V.16. P.114-119.
8. Салехов С.А., Салехова М.П. Патогенетичекие особенности метаболического синдрома при ожирении // Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2016. Т.18. №1. С.271-276.
9. Максимюк Н.Н., Попова А.В., Овчинникова Е.К. и др. Влияние экспериментального ожирения на периферическое кровообращение у кроликов // Вестник НовГУ. Сер.: Медицинские науки. 2020. №1 (117). С.57-60.
10. Патент РФ №2709781. Способ моделирования ожирения у травоядных животных / С.А.Салехов В.Н.Цыган, Н.Н.Максимюк и соавт. Бюл. №35. Опубл. 20.12.2019.
11. Ухтомский А.А. Доминанта как рабочий принцип нервных центров // Русский физиологический журнал. 1923. T.VI. Вып.1-3. С.31-45.
References
1. Salekhov S.A. Psikhoemotsional'naia informatsionnoener-geticheskaia teoriia ozhireniia [Psycho-emotional information-energetic theory of obesity]. Veliky Novgorod, Almaty, 2014. 180 p.
2. Borell A.-L., Leblanc X., Alméras N. et al. Sleep apnoea attenuates the effects of a lifestyle intervention programme in men with visceral obesity. Thorax, 2012, vol.67, pp.735-741.
3. Hollingworth W., Hawkins J., Lawlor D.A. et al. Economic evaluation of lifestyle interventions to treat overweight or obesity in children. Int J. Obes., 2012, vol.36, pp.559-566. Doi:10.1038/ijo.2011.272
4. Howes F., Warnecke E., Nelson M. Barriers to lifestyle risk factor assessment and management in hypertension: a qualitative study of Australian general practitioners. J. of Human Hypertension, 2013, vol.27, pp.474-478. Doi:10.1038/jhh.2013.9/
5. Veber V.R., Kopina M.N. Ozhirenie (etiologiia, patogenez, klinicheskie rekomendatsii [Obesity (etiology, pathogenesis, clinical guidelines)]. Veliky Novgorod, 2011. 203 p.
6. Reaven G.M. Insulin resistance, hyperinsulinemia, hyper-triglyceridemia, and hypertension. Parallels between human
disease and rodent models. Diabetes Care, 1991, vol.14, pp.195-202.
7. Salekhov S., Igimbaeva G., Salekhova M. et al. Pathoge-netical Peculiarities of Arterial Hypertension with Weight Increasing on Psychological Stress Background. Advances in Health Sciences Research, 2019, vol.16, pp. 114-119.
8. Salekhov S.A., Salekhova M.P. Patogenetichekie osobennosti metabolicheskogo sindroma pri ozhirenii [Pathogenetic features of metabolic syndrome in obesity]. Zdorov'e i obra-zovanie v XXI veke, 2016, vol.18, no.1, pp.271-276.
9. Maksimyuk N.N., Popova A.V., Ovchinnikova E.K. i dr. Vliyanie eksperimental'nogo ozhireniya na perifericheskoe krovoobrashchenie u krolikov [Impact of experimental obesity on peripheral blood circulation in rabbits]. Vestnik NovSU, 2020, no.1 (117), pp.57-60.
10. Salekhov S.A., Tsygan V.N. Sposob modelirovaniya oz-hireniya u travoyadnykh zhivotnykh [Obesity simulation method in herbivores]. Patent RF, no. 2709781, 2019.
11. Ukhtomsky A.A. Dominanta kak rabochii printsip nervnykh tsentrov [The dominant as operating principle of nerve centers]. Russkii fiziologicheskii zhurnal im. I.M. Sechenova, 1923, vol.6, no. 1-3, pp.31-45.
