CC BY
26УДК 615.874:616.613
DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.3267453
А. П. Левицкий1, В. Т. Степан2, И. П. Пустовойт3 СОСТОЯНИЕ ПОЧЕК ПРИ ВЫСОКОЖИРОВОМ ПИТАНИИ КРЫС
Государственное учреждение «Институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии НАМН Украины» (Украина, г. Одесса);
2Буковинский государственный медицинский университет (Украина, г. Черновцы);
3КУ «Одесская областная клиническая больница (Украина)
Summary. Levitskу A. P., Stepan V. T., Pustovoit I. P. STATE OF RAT KIDNEY AT
HIGH FATTY NUTRITION. - 1State Institution "Institute of Dentistry and Oral and Maxillofacial Surgery of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine" (Ukraine, Odessa); 2Bukovsky State Medical University; (Ukraine, Chernivtsi); 3Lviv National Medical University (Ukraine); e-mail: [email protected]. The objective: To determine state of kidney at high fatty nutrition. Methods: Rats received feeds with 20 % palm oil or 20 % butter in during 60 days. The content of triglyceride and cholesterol, the activities of elastase, urease, lysozyme, and the content of MDA were determined in serum. Those indices and the activity of catalase were determined in kidney. Results: The content of cholesterol, and the activity of elastase in serum, the acivity of elastase in kidney increased, but the activities of urease and lysozyme in kidney decreased in rats, received palm oil. The content of triglyceride and cholesterol, the activities of urease in serum, the activities of elastase and urease in kidney increased, but the content of MDA of in kidney decreased in rats, received butter. Conclusion: High fatty nutrition provoke the system inflammation and the inflammation in kidney. The butter act more aggressive than palm oil.
Key words: kidney, serum, high fatty nutrition, inflammation, dysbiosis.
Реферат. Левицкий А. П., Степан В. Т., Пустовойт И. П. СОСТОЯНИЕ ПОЧЕК ПРИ ВЫСОКОЖИРОВОМ ПИТАНИИ КРЫС. При кормлении крыс в течение 60 дней полусинтетическим рационом, содержащим 20 % пальмового либо 20 % сливочного масла установлено в обоих случаях развитие гиперхолестеринемии, генерализованного дисбиоза и системного воспаления, а в почках воспаления и снижение активности лизоцима. В отличие от пальмового масла сливочное масло вызывает гипертриглицеридемию, бактериемию, а также развитие дисбиоза в почках.
Ключевые слова: почки, сыворотка крови, жировое питание, воспаление, дисбиоз.
Реферат. Левицький А. П., Степан В. Т., Пустовойт I. П. СТАН НИРОК ЗА УМОВ ВИСОКОЖИРОВОГО ХАРЧУВАННЯ ЖИР1В. При годiвлi щурiв на протязi 60 дшв натвсинтетичним рацюном з вмютом 20 % пальмово! оли або 20 % вершкового масла встановлено в обох випадках розвиток гшерхолестеринемп, генералiзованого дисбюзу та системного запалення, а в нирках запалення та зниження активносп тзоцима. На ввдмшу ввд пальмово! оли, вершкове масло викликае гшертриглщеридемш, бактерieмiю, а також розвиток в нирках дисбюзу.
Ключовi слова: нирки, сироватка кров^ жирове харчування, запалення, дисбюз.
Питание современного человек в развитых странах характеризуется высоким уровнем потребления жиров, обеспечивающих 40-60 % потребности в энергии [1-3]. К сожалению, высокожировое питание (ВЖП), особенно при потреблении животных жиров с высоким уровнем насыщенных жирных кислот, а в последние десятилетия и широкое использование пальмового масла, содержащего до 50 % пальмитиновой кислоты, приводит
© Левицкий А. П., Степан В. Т., Пустовойт И. П
к негативным последствиям [4-6]. Эти негативные последствия ВЖП состоят в развитии ожирения, сахарного диабета 2 типа, метаболического синдрома, неалкогольного стеатогепатита. Как известно, патология печени влияет на развитие патологических процессов в почках (гепато-ренальный синдром) [7]. В нашей предыдущей работе [8] было показано, что в патогенезе гепато-ренального синдрома существенную роль может играть дисбиоз, возникающий за счет нарушения антимикробной функции печени [9].
Целью настоящего исследования стало определение состояния почек при высокожировом питании, используя пальмовое или сливочное масло.
Материалы и методы исследования
В работе использовали пальмовое масло (БикесБ КББ, Малайзия) и сливочное масло крестьянское 72,5 % жирности (ВКФ «Агромарш», Украина).
Жирнокислотный состав масел определяли газо-хроматографическим методом [10] (табл. 1).
Таблица 1
Жирнокислотный состав пальмового и сливочного масел (%)
Жирная кислота Краткая формула Пальмовое масло Сливочное масло
Каприловая С8:0 0 1,25
Каприновая Сю:0 0 2,67
Лауриновя С12:0 0,19 2,97
Миристиновая См:0 1,16 10,43
Пальмитиновая С16:0 42,02 27,88
Стеариновая С18:0 4,87 12,73
Олеиновая С18:1 40,93 26,61
Линолевая С18:2 9,49 3,08
Линоленовая С18:3 0,17 0,53
Арахиновая С20:0 0,47 0,28
Эйкзеновая С20:1 0,16 0,12
Арахидоновая С20:4 0 0,05
Бегеновая С22:0 0,13 0
Лигноцериновая С24:0 0,10 0
Опыты по кормлению осуществляли на белых крысах линии Вистар (самцы, 3-4 месяца, средняя живая масса 224±18 г), распределенных в 3 группы: 1-ая группа (8 крыс) получала безжировой рацион (БЖР), состав которого представлен в таблице 2. 2-ая группа (16 крыс) получала высокожировой рацион (ВЖР), содержащий 20 % пальмового масла, а 3-я группа (16 крыс) получала ВЖР, содержащий 20 % (по жирности) сливочного масла.
Кормление крыс продолжалось 60 дней. После эвтаназии животных под тиопенталовым наркозом (20 мг/кг) путем тотального кровопускания из сердца выделяли почки и получали сыворотку крови.
В сыворотке крови определяли содержание триглицеридов и общего холестерина ферментативными методами [12], активность уреазы [13], лизоцима [14], эластазы [15] и содержание малонового диальдегида (МДА) [16]. По соотношению относительных активностей уреазы и лизоцима рассчитывали степень дисбиоза по А. П. Левицкому [17].
В гомогенате почек определяли активность уреазы, лизоцима, эластазы, каталазы [18], содержание МДА. По соотношению активности каталазы и содержания МДА рассчитывали антиоксидантно-прооксидантный индекс АПИ [18], а по соотношению относительных активностей уреазы и лизоцима рассчитывали степень дисбиоза [17].
Результаты опытов подвергали стандартной статистической обработке [19].
Результаты исследования и их обсуждение
Из представленных в таблице 1 данных следует, что оба использованных в работе масла относятся к высокопальмитиновым с общин содержанием насыщенных жирных кислот 48 % в пальмовом и 54 % в сливочном.
Таблица 2
Состав (%) полусинтетических рационов для крыс [11]
Компонент 1 БЖР 2 Пальмовое масло 3 Сливочное масло
Крахмал маисовый 70 50 50
Соевый шрот 15 15 15
Овальбумин 5 5 5
Сахар 5 5 5
Жир <1 20 20
Минеральная смесь 4 4 4
Витаминная смесь 1 1 1
В таблице 3 представлены результаты определения в сыворотке крови содержания липидов (триглицеридов и общего холестерина). Видно, что пальмовое масло не увеличивает содержание триглицеридов, тогда как сливочное масло достоверно их увеличивает (на 22,6 %). В то же время содержание холестерина увеличивают оба масла: пальмовое на 32,0 %, сливочное - на 35,2 %.
Таблица 3
Влияние высокожирового питания на содержание триглицеридов и общего холестерина в сыворотке крови крыс
№№ пп Группы Триглицериды, ммоль/л Общий холестерин, ммоль/л
1 БЖР 0,53±0,03 1,22±0,08
2 Пальмовое масло 0,51±0,03 р>0,3 1,61±0,12 р<0,05
3 Сливочное масло 0,65±0,02 р<0,01; р1<0,01 1,65±0,09 р<0,05; р:>0,3
Примечания: р - в сравнении с гр. 1; р1 -в сравнении с гр. 2.
В таблице 4 показаны данные об уровне в сыворотке крови крыс, получавших ВЖР, уреазы и лизоцима. Видно, что сливочное масло, в отличие от пальмового, достоверно увеличивает в сыворотке крови активность уреазы (на 26,2 %), что свидетельствует о росте бактериемии. Активность лизоцима, напротив, достоверно снижается при действии обоих масел, что приводит к достоверному увеличению степени дисбиоза.
Таблица 4
Влияние высокожирового питания на активность уреазы, лизоцима и степень дисбиоза в сыворотке крови крыс
№№ пп Группы Уреаза, нкат/л Лизоцим, ед/л Степень дисбиоза
1 БЖР 2,90±0,14 90±9 1,00±0,16
2 Пальмовое масло 3,08±0,38 61±3 1,56±0,20
р>0,3 р<0,05 р<0,05
3 Сливочное масло 3,66±0,43 64±4 1,77±0,22
р<0,05; р:>0,3 р<0,05; р:>0,3 р<0,05; р:>0,3
Примечания: см. табл. 3.
В таблице 5 представлены результаты определения в сыворотке крови уровня биохимических маркеров воспаления - активность эластазы и содержание МДА. Последний показатель отражает также степень перекисного окисления липидов. Видно, что активность эластазы значительно возрастает при потреблении пальмового масла (на 84 %) и сливочного (на 56 %), что свидетельствует о развитии системного воспаления [20]. В отличие от активности эластазы, содержание МДА в сыворотке крови существенно не изменяется.
Таблица 5
Влияние высокожирового питания на уровень маркеров воспаления в сыворотке крови крыс
№№ пп Группы Эластаза, мк-кат/л МДА, ммоль/л
1 БЖР 86,2±10,1 1,17±0,06
2 Пальмовое масло 158±8,5 р<0,001 1,15±0,05 р>0,5
3 Сливочное масло 134,4±3,6 р<0,01; р:<0,05 1,07±0,05 р>0,3; р:>0,2
Примечания: см. табл. 3.
В таблице 6 представлены результаты определения в почках активности уреазы, лизоцима и степени дисбиоза. Видно, что оба масла ведут себя диаметрально противоположно в отношении активности уреазы: пальмовое масло снижает почти в 4 раза, тогда как сливочное почти в 1,5 раза повышает. Что же касается лизоцима, то его уровень достоверно снижается при действии как пальмового, так и сливочного масла. Различие в реакции уреазы на эти масла сказались и на степени дисбиоза в почках: пальмовое масло ее более чем в 2 раза снижает, тогда как сливочное ее почти в 2 раза увеличивает.
Таблица 6
Влияние высокожирового питания на активность уреазы, лизоцима и степень
дисбиоза в почках крыс
№№ пп Группы Уреаза, мк-кат/кг Лизоцим, ед/кг Степень дисбиоза
1 БЖР 0,44±0,03 4299±336 1,00±0,17
2 Пальмовое масло 0,12±0,06 2791±224 0,42±0,19
р<0,01 р<0,05 р<0,05
3 Сливочное масло 0,61±0,03 3043±290 1,96±0,38
р<0,01; р:<0,01 р<0,05; р:>0,3 р<0,05; р:<0,01
Примечания: см. табл. 3.
В таблице 7 представлены результаты определения в гомогенате почек уровня маркеров воспаления. Видно, что потребление пальмового масла достоверно увеличивает активность эластазы на 28 %, а сливочное - на 43 %. Содержание МДА в почках, напротив, достоверно снижается на 17 % у крыс, получавших сливочное масло.
Таблица 7
Влияние высокожирового питания на уровень маркеров воспаления в почках
крыс
№№ пп Группы Эластаза, мк-кат/кг МДА, ммоль/кг
1 БЖР 430±36 52,3±4,3
2 Пальмовое масло 550±45 р<0,05 49,6±2,1 р>0,3
3 Сливочное масло 613±47 р<0,05; р:>0,3 43,3±1,8 р<0,05; р:<0,050,2
Примечания: см. табл. 3.
В таблице 8 представлены результаты определения в почках активности антиоксидантного фермента каталазы и индекса АПИ. Видно, что у крыс, получавших пальмовое масло, активность каталазы снижается, тогда как у получавших сливочное масло она мало изменяется. В то же время индекс АПИ не изменяется у крыс, получавших пальмовое масло, однако достоверно возрастает у крыс, получавших сливочное масло.
Таблица 8
Влияние высокожирового питания на активность каталазы и индекс АПИ
в почках крыс
№№ пп Группы Каталаза, мкат/кг АПИ
1 БЖР 4,53±0,07 0,87±0,04
2 Пальмовое масло 4,28±0,09 р<0,05 0,86±0,05 р>0,5
3 Сливочное масло 4,44±0,05 р>0,2; р:>0,05 1,03±0,05 р<0,05; р:<0,05
Примечания: см. табл. 3.
Таким образом, проведенные нами исследования сыворотки крови показали, что ВЖП вызывает развитие гиперхолестиренемии, увеличение степени генерализованного дисбиоза и системного воспаления.
В почках крыс, получавших ВЖП, развивается воспаление, о чем свидетельствует достоверное увеличение активности эластазы и снижение активности лизоцима.
В отличие от пальмового масла, сливочное масло вызывает развитие гипертриглицеридемии, бактериемии, увеличение бактериального обсеменения почек и степени дисбиоза на фоне снижения в почках перекисного окисления липидов, о чем свидетельствует достоверное снижение уровня МДА.
Отличие в действии на почки пальмового и сливочного масел может заключаться в том, что сливочное масло содержит большее количество короткоцепочечных (С4-С6) и среднецепочечных (С8-См) жирных кислот: сливочное масло почти 25 %, тогда как пальмовое менее 1,5 %. Возможно, что именно эти кислоты и определяют различие в действии двух масел [21].
Выводы
1. Высокожировое питание с использованием пальмового масла вызывает гиперхолестеринемию, снижает активность лизоцима в сыворотке крови, вызывает системное воспаление и воспаление в почках, однако снижает степень дисбиоза и активность каталазы.
2. Высокожировое питание с использованием сливочного масла вызывает гиперлипидемию, бактериемию, увеличение степени дисбиоза и системного воспаления, развитие воспаления в почках, увеличение в почках степени дисбиоза и индекса АПИ.
3. Различие в действии двух пищевых жиров могут определяться наличием в составе сливочного масла большого количества короткоцепочечных и среднецепочечных жирных кислот.
Литература:
1. Левицкий А. П. Патофизиология высокожирового питания и пути профилактики его осложнений / А. П. Левицкий // Бюллетень XVII чтений им. В. В. Подвысоцкого. -Одесса, 2018. - С. 120-124.
2. Interaction between gut microbiota, hast genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice / C. Zhang, M. Zhang, S. Wang [et al.] // The ISME Journal. - 2010. - v. 4. - P. 232-241.
3. Lipotoxic heart disease in obese rats: implications for human obesity / Y.-T. Zhou, P. Grayburn, A. Karim [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2000. - v. 97. - P. 1784-1789.
4. Титов В. Н. Избыток пальмитиновой жирной кислоты в пище - основная причина липоидоза инсулинозависимых клеток: скелетних миоцитов, кардиомиоцитов, педипортальных гепатоципв, макрофагов Купфера и в-клеток поджелудочной железы / В. Н. Титов // Клиническая лабораторная диагностика. - 2016. - т. 61, № 2. - С. 68-77.
5. Левицкий А. П. Гиперлипидемическое и продисбиотическое действие сливочного масла / А. П. Левицкий, Е. М. Левченко, С. И. Конкин // Актуальные проблемы транспортной медицины. - 2014. - т. 2 (38-II), № 4. - С. 127-131.
6. Levitsky A. P. Influence of high fat diets with different composition of fatty acids on the
content of essential fatty acids in liver lipids / A. P. Levitsky, I. V. Khodakov, E. M. Levchenko // Journal of Education, Health and Sport. - 2015. - v. 5, № 12. - P. 598-607.
7. Маммаев С. Н. Гепаторенальный синдром 1-го и 2-го типа: современное состояние проблемы / С. Н. Маммаев, А. М. Каримова // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. - 2008. - № 6. - С. 4-13.
8. Ренопротекторное действие антидисбиотических средств при экспериментальном неалкогольном стеатогепатите / А. И. Гоженко, В. Т. Степан, М. Ф. Ярынич [и др.] // Фгготерашя. Часопис. - 2016. - № 2. - С. 25-28.
9. Левицкий А. П. Антимикробная функция печени / А. П. Левицкий, С. А. Демьяненко, Ю. В. Цисельский. - Одесса: КП ОГТ, 2011. - 141 с.
10. Левицкий А. П. Методы исследования жиров и масел / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, И. В. Ходаков. - Одесса: КП ОГТ, 2015. - 32 с.
11. Эггум Б. Методы оценки использования белка животными / Б. Эггум. - М.: Колос, 1977. - 190 с.
12. Тиц Н. У. (ред.). Энциклопедия клинических лабораторних тестов / Н. У. Тиц. -М.: Лабинформ, 1997. - С. 128, 459-460.
13. Гаврикова Л. М. Уреазная активность ротовой жидкости у больных с острой и одонтической инфекцией челюстно-лицевой области / Л. М. Гаврикова, И. Т. Сегень // Стоматология. - 1996. - Спецвыпуск. - С. 49-50.
14. Левицкий А. П. Лизоцим вместо антибиотиков / А. П. Левицкий. - Одесса: КП ОГТ, 2005. - 74 с.
15. Левицкий А. П. Методы определения активности эластазы и ее ингибиторов: методические рекомендации / А. П. Левицкий, А. В. Стефанов. - К.: ГФЦ, 2002. - 15 с.
16. Стальная И. Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / И. Д. Стальная, Т. Г. Гаришвили // Современные методы в биохимии (под редакцией Орехович В. Н.). - М.: Медицина, 1977. - С. 66-68.
17. Ферментативный метод определения дисбиоза полости рта для скрининга про- и пребиотиков / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, И. А. Селиванская [и др.]. - К.: ГФЦ, 2007. - 23 с.
18. Биохимические маркеры воспаления тканей ротовой полости: методические рекомендации / А. П. Левицкий, О. В. Деньга, О. А. Макаренко [и др.]. - Одесса, 2010. - 16 с.
19. Трухачева Н. В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica / Н. В. Трухачева. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 379 с.
20. Левицкий А. П. Дисбиотические аспекты патогенеза и антидисбиотическая профилактика профессиональных заболеваний / А. П. Левицкий // Вюник морсько! медицини. - 2016. - № 1(70). - С. 3-9.
21. Intake of medium-chain fatty acids induces myocardial oxidative stress and atrophy / Y. Miyagawa, T. Mori, K. Goto [et al.] // Lipids Health. Disease. - 2018. - v. 17. - P. 1-7.
References:
1. Levitsky A. P. The pathophysiology of high-fat diet and ways to prevent its complications. Biulleten XVII chtenii im. V. V. Podvysotskogoю Odessa, 2018: 120-124.
2. Zhang C., Zhang M., Wang S. [et al.]. Interaction between gut microbiota, hast genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice. The ISME Journal. 2010; 4: 232-241.
3. Zhou Y.-T., Grayburn P., Karim A. [et al.]. Lipotoxic heart disease in obese rats: implications for human obesity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000; 97: 1784-1789.
4. Titov V. N. Excess palmitic fatty acid in food is the main cause of lipidosis of insulin-dependent cells: skeletal myocytes, cardiomyocytes, pediportal hepatocytes, Kupffer macrophages and pancreatic p-cells. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2016; 61(2): 68-77.
5. Levitsky A. P., Levchenko E. M., Konkin S. I. Hyperlipidemic and prodysbiosis action of butter. Aktualnye problemy transportnoi meditsiny. 2014; 2(38-II)(4): 127-131.
6. Levitsky A. P., Khodakov I. V., Levchenko E. M. Influence of high fat diets with different composition of fatty acids on the content of essential fatty acids in liver lipids.Journal of Education, Health and Sport. 2015; 5(12): 598-607.
7. Mammaev S. N., Karimova A. M. Hepato-renale syndrome 1 and 2 types: modern situation of the problem. Rossiyskiy zhurnal gastroenterology gepatologii, koloproktologii. 2008; 18(6): 4-13.
8. Gozhenko A. I., Stepan V. T., Iarynich M. F. [et al.]. Renoprotective action of antidysbiotics formulations on experimental non-alcoholic steatohepatitis. Fitoterapiia. Chasopis. 2016; 2: 25-28.
9. Levitsky A. P., Demyanenko S. A., Tsiselskiy Yu. V. Antimikrobnaya funktsiya pecheni [The antimicrobic function of liver]. Оdеssа, KP OGT, 2011:141.
10. Levitsky A. P., Makarenko O. A., Khodakov I. V. Metody issledovaniya zhirov i masel [Methods to investigate fats and oils]. Odessa: KP OGT, 2015: 32.
11. Eggum B. Metody otsenki ispol'zovaniya belka zhivotnymi [Methods to evaluate utilization of proteins by animal]. Moskva: Kolos, 1977: 189.
12. Entsiklopediya klinicheskikh laboratornykh testov [The encyclopedia of clinical laboratoric tests]. Red. N. U. Tica. Moskva: Labinform, 1997: 128, 459-460.
13. Gavrikova L. M., Segen I. T. Urease activity of oral liquid in patients with acute odontogenic infection of maxillofacial part. Stomatologiya. 1996; The extra issue: 49-50.
14. Levitsky A. P. Lizotsym vmesto antibiotikov [Lysozyme instead of antibiotics]. Оdеssа, KP OGT, 2005: 74.
15. Levitsky A. P., Stefanov A. V. Metody opredeleniya aktivnosti elastazy i eye ingibitorov: metodicheskie rekomendatsii [The methods of the determination of the activity of elastase and its inhibitors: method guidelines]. Kiev, GFK, 2002: 15.
16. Stalnaya I. D., Garishvili T. G. Metod opredeleniya malonovogo dialdegida s pomoshchyu tiobarbiturovoy kisloty [The method of revelation of malonic dialdehyde with thiobarbituric acid]. Moskva, Meditsina, 1977: 66-68.
17. Levitsky A. P., Makarenko O. A., Selivanskaya I. A. [et al.]. Fermentativnyy metod opredeleniya disbioza polosti rta dlya skrininga pro- i prebiotikov: metodicheskie rekomendatsii [Enzymatic methods for determination of oral dysbiosis for screening pro- and prebiotics: method guidelines]. Mev, GFC, 2007: 23.
18. Levitsky A. P., Denga O. V., Makarenko O. A. i dr. Biokhimicheskie markery vospaleniya tkaney rotovoy polosti: metodicheskie rekomendatsii [Biochemical markers of inflammation of oral cavity tissue: method guidelines]. Оdеssа, KP OGT, 2010: 16.
19. Truhacheva N. V. Matematicheskaja statistika v mediko-biologicheskih issledovanijah s primeneniem paketa Statistica [Mathematical Statistics in biomedical research using application package Statistica]. Moskva, GJeOTAR-Media, 2012: 379.
20. Levitsky A. P. The dysbiotic aspects of the pathogenesis and antidysbiotic prevention of the professional diseases. Vestnik morskoy meditsiny. 2016; 1(70): 3-9.
21. Miyagawa Y., Mori T., Goto K. [et al.]. Intake of medium-chain fatty acids induces myocardial oxidative stress and atrophy. Lipids Health. Disease. 2018; 17: 1-7.
Робота надшшла до редакцп 18.04.2019 року.
Рекомендована до друку на заиданш редакцшно! колегп тсля рецензування.
