CC BY
21
Scientific Research of the Union of Scientists in Bulgaria - Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol. XVII, ISSN 1311-9427, International Conference of Young Scientists, 11 - 13 June 2015, Plovdiv
ВЛИЯНИЕ НА ХИПОКАЛОРИЧНАТА ДИЕТА И СУБМАКСИ-МАЛНАТА ТРЕНИРОВКА ВЪРХУ ПОКАЗАТЕЛИ НА ЛИПИДНИЯ ПРОФИЛ НА ПЛЪХОВЕ СЪС ЗАТЛЪСТЯВАНЕ Ангелова Пенка1, Хрисчев Петьр^Терзиева Дора2' Бояджиев Николай1, Георгиева Катерина1 и Атанасова Пепа3
1. Катедра по Физиология, Медицински Факултет, Медицински Университет-Пловдив
2. Катедра по Клинична лаборатория, Фармацевтичен факултет, Медицински Университет-Пловдив
3. Катедра по Анатомия, хистология и ембриология, Медицински Факултет, Медицински Университет-Пловдив
Abstract
The obesity is a socially important issue which has drawn the attention of many researchers. The aim of the study was to investigate opportunities for improvement of the lipid profile in rats with obesity after eight weeks of nonpharmacological treatment.Male Wistar rats (n=70) with initial body mass of 160-180 g were used. For the inducement of obesity the rats were initially divided into two groups: a healthy control group, and a dietary manipulated group (group D, for the inducement of obesity). On the 16th week the rats of group D were divided into four groups: a group with obesity without treatment (Ob, n=10); hypocaloric group (HC, n=10); training group (T, n=10); and a complex treatment group (THC, n=10). The most significant improvement in lipid profile was achieved by a complex therapy with dietary regimen and training.
Key words: obesity; hypocaloric diet; training; rats
УВОД
Заглъстяването и метаболитният синдром са световен здравен проблем заради високата честота и съществената социална значимост. Поради това за тях има разработени различни модели при експериментални животни (1; 2; 3; 4). Прилагането на комбинирана високо липидна и високо въглехидратна диета с цел индуцирането на затлъстяване и метаболитен синдром ( МетС) при плъхове води до сигнификантно нарастване на нивото на кръвната захар на гладно, повишаване на нивото на триглецеридите и намаляване на концентрацията на HDL-холестерола (5).
Лечението на затлъстяването и метаболитния синдром е комплексно. То включва медикаментозна и немедикаментозна терапия. Основните акценти на немедикаментозната терапия се обединяват в три категории - редуциране на телесната маса, повишена физическа активност и диета, намаляваща риска от атеросклеротични съдови заболявания (6; 7; 8; 9; 10).
ЦЕЛ
Целта на настоящото проучване беше да изследваме основни показатели на липидния профил при плъхове с диетично индуцирано затлъстяване и възможностите на хипокалоричната диета и субмаксималната тренировка за подобряване на мастните показатели.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ
В експеримента се използваха мъжки плъхове, порода Wistar (n=70) с начална телесна маса 160-180 g, които бяха взети от вивариума на МУ - Пловдив. Плъховете имаха достъп до храна и вода ad libitum. Те бяха отглеждани при температура 20°C ± 1 °C, контролирана влажност и 12:12 h светло-тъмен фото-период. Целият експериментален протокол беше одобрен от Комисията по научна етика към Медицински Университет-Пловдив и от Комисията по етика към животните, Българска агенция по безопасност на храните. Плъховете бяха отглеждани и всички експериментални процедури бяха извършени съобразно препоръките на Европейската комисия за защита и хуманно отношение към лабораторните животни.
С оглед индуциране на затлъстяване, начално плъховете бяха разделени на две експериментални групи - здрава контролна група (ЗК, n=20, приемаща стандартна храна, Протеини: Мазнини: Въглехидрати - 18.5: 10.5: 71 En%, енергийно съдържание 2908 kcal/kg) и диетично манипулирана (Д, n=50, приемаща комбинирана високо липидна високо захарозна диета (ВЛВЗД), Протеини: Мазнини: Въглехидрати - 12.51: 30.15: 57.34 En%, енергийно съдържание 4298 kcal/kg) за индуциране на затлъстяване. На 16та експериментална седмица определихме телесната маса, BMI (BMI = телесна маса (g) / (назоаналното разстояние (cm))2 , [g/cm2]) (11; 12) и обиколка на корема на всички животни.
За проучване на възможността за подобряване на някои клинично-химични показатели при плъхове със затлъстяване чрез немедикаментозна терапия, на 16та експериментална седмица група Д беше разделена на четири подгрупи: група с нелекувано затлъстяване (ЗА, n=10, продължи да приема ВЛВЗД); хипокалорична група (ХК, n=10, на 16та седмица премина към хипокалорична храна, с 30% намалено енергийно съдържание за сметка на фибри - 2035.6 kcal/kg, произведена по поръчка от "Амико А" ООД (България); тренировъчна група (Т, n=10, на 16та седмица започна субмаксимално физическо натоварване (40 min дневно на тредмил (Columbus Instruments, Columbus, Ohio, USA) и премина към стандартна лабораторна храна) и група с комбиниран хранителен и двигателен режим (ТХК, n=10, на 16та седмица започна системно физическо натоварване и премина към хипокалорична храна).
Липиден профил
За събирането на кръвта животните бяха декапитирани под наркоза с 30 mg/kg ThiopenM i.p. с гилотина за малки опитни животни (HUGO SACHS ELECTRONIC D-79232 March F.R. Germany), 12 часа след последния хранителен прием. Веднага след декапитацията събраната кръв беше центрофугирана и серумните концентрации на холестерола, триглицеридите, LDL-холестерола, HDL-холестерола бяха определени с реактиви на Fortress Diagnostics (UK) с клинично-химичен анализатор Konelab 60 i (Thermophisher Scientific, USA).
Статистическа обработка
Резултатите са представени като X±SEM. Данните от експеримента бяха анализирани с one-way ANOVA за определяне на междугрупови различия. Използвахме статистическа програма SPSS v. 13.0. За сигнификантна се прие разликата при Р<0.05.
резултати и обсъждане
На 16та експериментална седмица животните, хранени с ВЛВЗД, бяха с по-висока телесна маса (394.86±17.62 vs. 327.75±8.60 g, P<0.01), по-висок BMI (0.75±0.022 vs. 0.65±0.013 g/cm2, P<0.01), и по-голяма обиколка на корема спрямо здравата контролна група, (16.65±0.48 vs. 13.25±0.14 cm, P<0.05).
Триглицеридите при хипокалоричната група бяха по-ниски спрямо ЗА (P<0.001) и
съизмерими със стойностите при ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). При определянето на нивото на HDL-холестеролът на групи НС и ЗК не установихме сигнификантни разлики (Р>0.05). HDL-холестеролът беше по-висок при групата, подложената на хипокалорична диета, в сравнение със ЗА (Р<0.01). Стойностите на LDL-холестерола в серума на хипокалоричната група бяха по-ниски спрямо ЗА (Р<0.001) и аналогични на група ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). Общият холестерол на НС беше по-нисък в сравнение с нелекуваните плъхове (Р<0.05), но по-висок спрямо здравите контролни животни (Р>0.05), (Таблица 1).
Таблица 1. Показатели на липидния профил (тто1/1) в края на експеримента (X±SEM), п=8 за всички вариационни редове.
Общ холестерол Триглицериди ИБЬ- холестерол ЬБЬ- холестерол
ЗК 1.16±0.06 0.40±0.04 1.15±0.04 0.03±0.003
ЗА 1.56±0.05 0.90±0.07 0.88±0.05 0.34±0.031
ХК 1.51±0.15 0.42±0.05 1.42±0.14 0.05±0.014
Т 1.24±0.10 0.41±0.07 1.18±0.08 0.08±0.018
ТХК 1.21±0.04 0.39±0.04 1.14±0.04 0.04±0.007
Статистическата значимост на резултатите е описана в текста.
Общият холестерол на Т беше по-нисък в сравнение със ЗА (Р<0.05) и без сигнификантна разлика спрямо ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). Триглицеридите при Т група бяха по-ниски спрямо МС (Р<0.001) и съизмерими с нивата на ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). При обработване на стойностите, които получихме при изследване на HDL-холестеролът на групи Т и ЗК не установихме сигнификантни разлики (Р>0.05). Нивото на HDL-холестеролът при плъховете, подложени на системно физическо натоварване. беше по-висок в сравнение с МС (Р<0.01), (Таблица 1). Стойностите на LDL-холестерола в серума на група Т бяха по-ниски спрямо ЗА (Р<0.001) и по-високи в сравнение с група ЗК (Р<0.05), (Таблица 1).
Серумното ниво на общия холестерол на ТНС беше по-ниско от ЗА (Р<0.05) и без статистическа разлика с ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). Триглицеридите на ТНС бяха сходни с ЗК (Р>0.05) и по-ниски спрямо ЗА (Р<0.001), (Таблица 1). HDL-холестеролът беше по-нисък при ЗА спрямо ТНС (Р Р<0.05) и без разлика между ЗК и ТНС (Р>0.05), (Таблица 1). Серумното ниво на LDL-холестерол на ТНС беше по-ниско от ЗА (Р<0.001) и без статистическа разлика с ЗК (Р>0.05), (Таблица 1). В настоящото проучване потвърдихме, че нерационалния хранителен режим е пряко свързан с развитието на затлъстяване.
Хипокалоричната диета, системната тренировка и комбинирания хранителен и двигателен режим при плъхове със затлъстяване оказаха положително въздействие върху някои от показателите на липидния профил. Това съответства на данни от други авторски колективи (13; 14; 15; 16).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ИЗВОДИ
При детайлното разглеждане на получените резултати можем да направим извода, че и трите приложени немедикаментозни програми за лечение на затлъстяване оказват положителен ефект върху основни показатели на липидния профил, което съответства на намален сърдечно-съдов риск. Общият холестерол при групата, приемала хипокалорична диета беше съизмерим с нивото при нелекуваните животни и по-висок от това на здравите. Атерогенният LDL-холестерол при групата, подложена на системно физическо натоварване и стандартна храна без ограничение на количеството беше сигнификантно по-висок спрямо здравите животни. Показателите на мастния профил бяха най-добри при плъховете, преминали осем седмична комбинирана програма с диетичен и двигателен режим.
Благодарности
Проучването е подкрепено от Медицински Университет - Пловдив, по вътреуниверситетски проект НО - 37 / 2012.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Deng J., Huang J., Lu L. and Huang Li-Man . Impairment of cardiac insulin signalingand myocardial contractile performance in high-cholesterol/fructose-fed rats. American Journal of Physiology - Hearth and Circulatory Physiology, 2007, 293: H978-H987
2. Huang C., Lin Y., Chen G., Huang H., Chuang s. and Chao P. Upregulation of lipogenesis and protein tyrosine phosphatase-1 B expression in the liver of Wistar rats with metabolic syndrome chronically induced by drinking sucrose water. Annuals of Nutrition and Metabolism, 2010, 57 : 169-176.
3. Panchal S. K., Poudyal H., Iyer A., Nazer A., Alam A., Diwan V., Kauter K., Serina C., Campbell F., Ward L., Gobe G., Fenning A. and Brown L. High-carbohydrate high-fat diet - induced metabolic syndrome and cardiovascular remodeling in rats. Journal of Cardiovascular Pharmacology, 2011, 57 (1): 51-64.
4. Lene N. A., Pedersen J., Petersen J., Holstein-Rathloh N. H. and Kjolbye A. Metabolic and cardiac changes in cholesterol-fructose-fed rats. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods, 2010, 61: 292-296.
5. Angelova P., Boyadjiev N., Georgieva K., Terzieva D., Atanassova P. and Hrischev P. Effects of the application of a high-fat-carbohydrate diet without additional cholesterol for the inducement of metabolic syndrome in rats. American International Journal of Contemporary Research. 2013, 3 (9), 42-50.
6. Lopez-Legarrea P., de la Iglesia R., Abete I., Boudia-Pons I., Navas-Garretero S., Forgal L., Martinez J. A. and Zulet M. A. Short-term role of tthe dietary total antioxidant capacity in two hypocaloric regimens on obese with metabolic syndrome symptoms: the RESMENA randomized controlled trial. Nutrition & Metabolism, 2013, 10 (22).
7. Fung J., Rexrode U., Mantzoros Ch., Manson J., Willett W. and Hu F. Mediterranean Diet and Incidence of and Mortality From Coronary Hearth Disease and Stroke in Women. Circulation, 2009, 119: 1093-1100.
8. Christov Vl, Gocheva N, Petkova M, Zacharieva S, Tankova Tz, Orbetzova M et al. A consensus of the Bulgaran Institute Metabolic Syndrome on the metabolic syndrome. Nauka Endocrinologia. 2010; 2: 53-70 (in Bulgarian) (Христов Вл, Гочева Н, Петкова М, Захариева С, Орбецова М и съавт. Консенсус на Българския институт „Метаболитен синдром" за поведение при метаболитен синдром. Наука Ендокринология 2010; 2: 53-70).
9. Христов В. Еволюция на познанието за метаболитен синдром - от "синдром Х" до съвременната дефиниция. Профилактика, диагностика, терапия - актуални проблеми, 2012; 444-455.
10. Христов В., Гочева Н., Петкова М., et al. Консенсус на Българския институт "Метаболитен синдром" за поведение при метаболитен синдром. Наука Ендокринология; Брой 2 / 2012.
11. Wu-peng X. S., Chua S., Okada N., Liu S., Nicolson M. and Leibel R. Phenotype of the obese Koletsky (f) rat due ot Tyr763Stip mutation in the extracellular domain of the leptin receptor (lepr). Diabetes, 1997, 46: 513-518.
12. Novelli E., Diniz Y., Galhardi C., Ebaid G., Rodrigues H., Mani F. Et al. Antropometrical parametes and markers of obesity in rats. Laboratory Animals. 2007, 41, 111-119.
13. Lira F.S., Rosa J., Pimentel G., Tarini V., Arida R., Fallopa F., Alves E., do Nascimento C., Oyama L., Seelaender M., Mello M. and Santos R. Inflammation and adipose tissue: effects of progressive load training in rats. Lipid Health and Disease, 2010, 9:109.
14. Uebanso T., Taketani Y., Fukaya M., Sato K., Takei Y., Sato T., Sawada N., Amo K., Harada N., Arai H., Yamamoto H. and Takeda E. Hypocaloric high-protein diet improves fatty liver and hypertriglyceridemia in sucrose-fed rats via two pathways. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism, 2009, 297: E76-E84.
15. Yamashita A., Lira F.S., Rosa J., Paulina E., Brum P., Negrao C., Santos R., Batista M., do Nascimento C., Oyama L. and Seelaender M. Depot-specific modulation of adipokine levels in rat adipose tissue by diet-indused obesity: The effect of aerobic training and energy restriction. Cytokine, 2010, 25(3): 168-174.
16. Galisteo M., Duarte J. and Zarzuelo A. Effect of dietary fibers on disturbances clustered in the metabolic syndrome. Journal of Nutritional Biochemistry, 2008, 19: 71-84.
