Влияние пектина пижмы Tanacetum vulgare L. на тревожность и избыточное потребление мышами сладкой и жирной пищи при моделировании переедания Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Для корреспонденции

Падерин Никита Михайлович - младший научный сотрудник отдела молекулярной иммунологии и биотехнологии ИФ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Адрес: 167982, Российская Федерация, г. Сыктывкар, ГСП-2,

ул. Первомайская, д. 50

Телефон: (8212) 24-10-01

E-mail: [email protected]

https://orcid.org/0000-0001-5313-7105

Падерин Н.М., Савельев Н.Ю., Попов С.В.

Влияние пектина пижмы Tanacetum vulgare L. на тревожность и избыточное потребление мышами сладкой и жирной пищи при моделировании переедания

Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», 167982, г. Сыктывкар, Российская Федерация

Institute of Physiology of Кони Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Federal Research Centre "Коти Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences", 167982, Syktyvkar, Russian Federation

Психогенное переедание - регулярное потребление сладкой и жирной пищи в течение небольшого промежутка времени. Пищевые волокна, в том числе пектины, значительно снижают субъективное чувство голода и количество съедаемой пищи. В исследованиях, показывающих влияние пищевых волокон на сытость, используются соки или йогурты, в которые добавлены пищевые волокна или киселеобразная пища. При этом недостаточно данных о влиянии пищевых волокон на переедание сладкой и жирной пищи.

Цель работы - определить влияние пектина пижмы на тревожность и переедание мышами сладкой и жирной пищи.

Материал и методы. В исследовании были использованы белые беспородные мыши (n=64) с исходной массой тела 33,3±0,6 г, разделенные на 2 группы. У 40 мышей 1-й группы вызывали переедание предъявлением подсолнечной халвы (ПХ) в дополнение к стандартному корму на 1 сут/нед. Определяли энергетическую ценность съеденной пищи и раздельно потребление корма

Финансирование. Исследование было поддержано грантом Уральского отделения Российской академии наук (№ 18-7-8-29). Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Падерин Н.М., Савельев Н.Ю., Попов С.В. Влияние пектина пижмы Tanacetum vulgare L. на тревожность и избыточное потребление мышами сладкой и жирной пищи при моделировании переедания // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 6. С. 14-22. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10074

Статья поступила в редакцию 30.06.2020. Принята в печать 20.11.2020.

Funding. The study was supported by a grant from the Urals Branch of the Russian Academy of Sciences (grant 18-7-8-29). Conflict of interest. The authors have declared no conflict of interest.

For citation: Paderin N.M., Saveliev N.Yu., Popov S.V. The effect of pectin of tansy, Tanacetum vulgare L., on anxiety and overeating food rich in fats and sugars in mice in modelling binge eating. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (6): 14-22. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10074 (in Russian)

Received 30.06.2020. Accepted 20.11.2020.

The effect of pectin of tansy, Tanacetum vulgare L., on anxiety and overeating food rich in fats and sugars in mice in modelling binge eating

Paderin N.M., Saveliev N.Yu., Popov S.V.

и ПХ. Пектин пижмы в виде водного раствора вводили однократно перорально при помощи пластикового зонда в дозе 50 мг на 1 кг массы тела перед последним предъявлением ПХ. Кровь брали при помощи кардиопункции в конце последнего периода предъявления ПХ. В плазме крови определяли концентрацию инсулина и грелина иммуноферментным методом. У животных 2-й группы, через 24 ч после введения пектина определяли уровень тревожности и депрессии в тестах «открытое поле», «темно-светлая камера», «приподнятый крестообразный лабиринт» и «принудительное плавание». В качестве отрицательного контроля использовали воду, в качестве положительного - имипрамин в дозе 20 мг/кг. Результаты. Мыши, получившие пектин пижмы, съели в 2,6 раза меньше ПХ в течение 3 ч и в 1,4 раза меньше в течение суток после его перорального введения по сравнению с контролем (введение воды). Пектин пижмы не оказал влияния на количество съеденного стандартного корма ни в течение 3 ч, ни в течение 24 ч после перорального введения. Энергетическая ценность съеденной в течение 3 ч мышами пищи (ПХ и корм) была в 1,9 раза меньше, чем в контроле, однако в течение суток потребление пищи статистически значимо не различалось. Уровень инсулина в крови мышей, получивших пектин пижмы, был в 2,5 раза меньше, а уровень грелина на 25% больше, чем в контроле. У мышей, получивших пектин пижмы, уровень тревожности был ниже: время, проведенное в центральной части открытого поля, в светлой части темно-светлой камеры и в открытых рукавах в приподнятом крестообразном лабиринте было соответственно на 87, 31 и 22% больше, чем в контроле.

Заключение. Однократное введение пектина пижмы уменьшает переедание сладкой и жирной пищи, что приводит к снижению концентрации инсулина. Уровень грелина в крови мышей, получивших пектин пижмы, повышен в конце суток потребления сладкой и жирной пищи. Пектин пижмы уменьшает уровень тревожности у мышей. Ключевые слова: переедание, сладкая и жирная пища, тревожность, пектин пижмы, инсулин, грелин

Binge eating is repeated episodes of eating large amounts of sweet and fatty food in short periods. Dietary fibers, including pectin, significantly reduce the subjective ratings of hunger, and the amount of food eaten. However, studies showing the effect of dietary fibers on satiety use juices or yoghurts with added dietary fiber, or a kissel-like food. Thus, there is a lack of data on the effect of dietary fibres on binge eating of palatable food.

The aim of the study was to assess the effect of tansy pectin on anxiety and the binge eating of palatable food in mice. Material and methods. 64 mice weighing 33.3±0.6 g were divided into two groups. Binge eating was induced in forty mice of the first group by consumption of sunflower halva (SH) in addition to regular chow for 24 h once a week. The total energy intake and separately the consumption of regular chow (RC) and SH were monitored. Tansy pectin in the form of an aqueous solution was administered to the mice using a gastric feeding tube (50 mg/kg body weight) before the last presentation of SH. Blood was obtained by cardiac puncture at the end of the last 24 h SH access period. The concentration of insulin and ghrelin in plasma samples were determined by the enzyme immunoassay. In animals of the second group, 24 hours after the administration of pectin, the level of anxiety and depression of mice was assayed with an open field test, a light-dark box test, an elevated plus-maze test, and a forced swim test. Throughout the study, water was used as a negative control, and imipramine at a dose of 20 mg/kg was used as a positive control. Results. Mice treated with tansy pectin ate 2.6 fold less SH within 3 h and 1.4 fold less within 24 h after oral administration of tansy pectin compared to control (water administration). Consumption of RC did not differ within 3 or 24 h. The total energy intake was 1.9 fold lower within 3 h in mice treated with tansy pectin. Within 24 h after pectin oral administration the total energy intake did not differ from control. Insulin plasma level was 2.5 fold lower and ghrelin plasma concentration was 25% higher in the mice that received pectin compared to control, at the end of the 24 h SH access period. The administration of tansy pectin was found to decrease anxiety-related behaviour in mice. Its administration significantly increased the time spent in the central sector of the open field apparatus by 87%, the time spent in the light area of the light-dark box by 31%, and the time spent on the open arms of the elevated plus maze by 22% compared with the control.

Conclusion. Overall, tansy pectin reduced the binge eating of SH representing highly palatable, sweet, and fatty food. Reduced intake SH lead to a decrease in insulin concentration. Blood level of ghrelin was increased in mice treated with tansy pectin at the end of the sweet and fatty food presentation period. Tansy pectin reduced the level of anxiety in mice. Keywords: binge-like eating, sweet, and fatty food, anxiety, tansy pectin, insulin, ghrelin

Психогенное переедание - регулярное потребление избыточного количества пищи в течение небольшого промежутка времени, в отсутствие интенсивных физических нагрузок [1]. При психогенном переедании, как правило, потребляется еда с высоким содержанием сахара и жиров [2, 3]. Антидепрессанты показали эффективность в снижении частоты приступов переедания у людей, страдающих психогенным перееданием [4].

Представляет интерес поиск пищевых продуктов, способных изменять пищевое поведение. Известно, что на пищевое поведение может оказывать влияние прием пищевых волокон. Пищевые волокна, в том числе пектины, значительно снижают субъективное чувство голода, а также повышают чувство наполненности желудка

[5]. Считается, что насыщающее действие пищевых волокон обусловлено их способностью образовывать вязкие растворы. Так, показано, что способны вызывать чувство сытости у добровольцев пектины, вязкость которых увеличивается в среде, имитирующей среду желудка [6]. В ряде исследований продемонстрировано влияние пищевых волокон на сытость при их добавлении в соки, йогурты или кисели [7-9]. Ранее нами было обнаружено, что пектин пижмы, формирующий вязкий раствор в среде, имитирующей среду желудка, снижает потребление корма лабораторными мышами [10].

В то же время известно, что пектины оказывают анти-депрессантный эффект. Ранее была показана способность пектина женьшеня [11] и цитрусовых пектинов,

Таблица 1. Химическая характеристика пектина пижмы и вязкость его 0,5% водного раствора Table 1. Chemical characteristics of tansy pectin and the viscosity of its 0.5% aqueous solution

Показатель/Indicator Значение/Value

Содержание, % Content, % Галактуроновая кислота/Galacturonic acid 61

Рамноза/Rhamnose 3,7

Арабиноза/Arabinose 14,7

Ксилоза/Xylose 0,4

Глюкоза/Glucose 0,5

Галактоза/Galactose 10,2

Степень метилэтерификации, %/Degree of methyl-esterification, % 7

Молекулярная масса, кДа/Molecular weight, kDa 525

Кажущаяся вязкость раствора при 10 с-1 (napp), мПахс Apparent viscosity of the solution at 10 s-1 (napp), mPaxs Вода/Water 6,2

Среда, имитирующая желудок (после инкубации в течение 2 ч при 37 °C) Simulated gastric medium (after incubation for 2 hours at 37 °C) 134,7

Среда, имитирующая тонкую кишку (после последующей инкубации в течение 6 ч при 37 °C) Simulated intestinal medium (after subsequent incubation for 6 hours at 37 °C) 4,3

независимо от степени этерификации [12], снижать уровень депрессии у мышей. Следовательно, можно сформулировать гипотезу: пектины в дополнение к насыщающему эффекту, опосредованному увеличением вязкости пищевого комка, способны снижать количество съедаемой пищи посредством уменьшения уровня тревожности и депрессии. Мы предположили, что такой со-четанный эффект будет проявляться в отношении пищи, способной вызывать психогенное переедание.

Таблица 2. Пищевая ценность стандартного корма для грызунов и подсолнечной халвы

Table 2. Nutritional value of regular chow for rodents and sunflower halva

Цель работы - определить влияние пектина пижмы на тревожность, уровень депрессии и переедание мышами сладкой и жирной пищи.

Материал и методы

В исследовании были использованы белые беспородные мыши (n=64) с исходной массой тела 33,3±0,6 г, которые содержались в пластиковых клетках по 8 особей и имели свободный доступ к пище и питьевой воде. Животные были получены из питомника экспериментальных животных Института биологии Коми НЦ УрО РАН и включены в исследование после 14-дневного карантина. В комнате содержания поддерживалась постоянная температура (25±2 °C) и влажность (55%) при 12-часовом световом периоде (8:00-20:00). Исследование было одобрено комитетом по биоэтике при Институте физиологии Коми НЦ УрО РАН. Все экспериментальные процедуры проводили с 9:00 до 13:00 ч.

Химическая характеристика пектина пижмы Tanacetum vulgare L. была получена ранее [10, 13] и обобщена в табл. 1.

Дизайн исследования. Исследование выполнено в 2 этапа. У части животных вызывали переедание, а у части определяли поведенческие реакции. Водный раствор пектина пижмы (5 мг/см3) объемом 0,300,38 см3, в соответствии с массой животных, вводили перорально при помощи пластикового зонда, таким образом, мыши получили пектин в дозе 50 мг на 1 кг массы тела. В качестве отрицательного контроля использовали воду (вводимый объем 0,29-0,42 см3), в качестве положительного контроля - имипрамин в дозе 20 мг/кг (концентрация 3 мг/см3, вводимый объем 0,18-0,21 см3).

Индукция переедания. Для индукции переедания использовали ранее разработанный протокол [1]. Схема индукции переедания показана на рис. 1. Животные в дополнение к стандартному корму на 48 ч получали подсолнечную халву (ПХ). Пищевая ценность стандарт-

Нутриент Содержание/Content

Nutrient стандартный корм regular chow подсолнечная халва sunflower halva

Энергетическая ценность, ккал/г Energy value, kcal/g 3,3 5,7

Белок, %/Protein, % 14,6 13,0

Жиры, %/Fats, % 2,8 37,0

Углеводы, %/Carbohydrates, % 59,0 43,0

Витамины, мг/100 г Vitamins, mg/100 g

Никотиновая кислота/ Nicotinic acid 3,0 6,4

Токоферол/Tocopherol 5,0 17,8

Тиамин/Thiamine 0,5 0,9

Рибофлавин/Riboflavin 0,6 0,1

Ретинол/Retinol 0,1 0,1

Минеральные вещества, мг/100 г Mineral substances, mg/100 g

Калий/Potassium 360 352

Магний/Magnesium 51 189

Кальций/Calcium 500 311

Фосфор/Phosphorus 300 298

Натрий/Sodium 103 89

Железо/Iron 4,5 31,2

48 ч Ad libitum ПХ + корм

5 дней только корм

24 ч Ad libitum ПХ + корм

6 дней только корм

48 h Ad libitum SH + RC

5 days only RC

2 раза

24 h Ad libitum SH + RC

6 days only RC

Случайное распределение по группам

Пероральное введение пектина или имипрамина

24 ч Ad libitum ПХ + корм

Random distribution groups

Oral administration of tansy pectin or imipramine

24 h Ad libitum SH + RC

2 times

Рис. 1. Схема индукции переедания подсолнечной халвы (ПХ) у мышей Fig. 1. The scheme of induction of overeating of sunflower halva (SH) in mice RC - regular chow.

ного корма и ПХ показана в табл. 2. Следующие 5 дней мыши получали только корм. Затем на 24 ч мыши снова получали ПХ, в дополнение к стандартному корму, а следующие 6 дней животные получали только корм. Последние 2 шага повторяли. Перед последним предъявлением ПХ животных случайным образом разделили на экспериментальные группы (п=8 в каждой). Животным в 1-й группе перорально вводили воду, во 2-й группе -пектин пижмы и в 3-й группе - имипрамин. Для контроля развития переедания ПХ присутствовали еще 2 группы мышей: мыши 4-й группы на протяжении всего эксперимента получали только стандартный корм, а у животных 5-й группы ПХ присутствовала на протяжении всего эксперимента в дополнение к корму. Общее потребление пищи, потребление стандартного корма или ПХ выражали в килокалориях на 1 г массы тела. Все животные получали неограниченный доступ к питьевой воде и пище.

Кровь забирали при помощи кардиопункции в конце последнего 24-часового периода предъявления ПХ. Плазму крови отделяли центрифугированием при 500g и 4 °C в течение 10 мин. Образцы плазмы хранили при -40 °C до определения содержания инсулина и гре-лина. Концентрацию гормонов определяли при помощи иммуноферментного анализа с использованием наборов реактивов mouse Ins1/Insulin ELISA Kit и Ghrelin EIA Kit (Sigma-Aldrich, США).

Определение поведенческих реакций. Поведенческие реакции мышей (3 группы, п=8 в каждой) определяли в тестах «открытое поле» (ОП), «темно-светлая камера» (ТСК), «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) и «принудительное плавание» (ПП) (рис. 2). Пектин вводили за 24 ч до тестирования. В качестве отрицательного контроля использовали воду. В качестве положительного контроля использовали имипрамин.

Определение уровня тревожности. Тест ОП проводили по методике, описанной ранее [12]. Животное помещали в центр арены и производили видеозапись его поведения в течение 4 мин. Подсчитывали количество пройденных секторов и время, проведенное в центре арены.

Тест ПКЛ проводили по описанной ранее методике [14]. Установка представляет собой крестообразную платформу. Два противоположных рукава платформы с трех сторон окружены стенками высотой 20 см. Два других рукава имеют по краю бортик высотой 0,5 см для предотвращения падения мыши. Определяли количество выходов в открытые рукава платформы и общую продолжительность нахождения в открытых рукавах.

Тест ТСК проводили по ранее описанной методике [14]. Тестирование проводили в прямоугольной арене, состоящей из 2 частей: светлой части, не имеющей крышки, и темной части, закрывающейся крышкой, и разде-

Случайное распределение по группам

Пероральное введение пектина пижмы

24 ч

- Открытое поле, темно-светлая камера, приподнятый крестообразный лабиринт

- Принудительное плавание

Random distribution to groups

Oral administration of tansy pectin

24 h

- Open field test, dark-light box, elevated plus maze

- Forced swim test

Рис. 2. Схема оценки влияния пектина пижмы на уровень тревожности и депрессии у мышей Fig. 2. The design for assessing the effect of the tansy pectin on the level of anxiety and depression in mice

А/А

Б/В

100

80

^ -с

— S? о ^ га "Ез Е й

Ей

»г iS

60

5E-S

at cr

ч:

О

40

20

ПХ предъявлена SH added

ПХ предъявлена

a6/ab

—•— 4-я группа/4й group --□-- 5-я группа/5й group

1, 2, 3-я группы/1st, 2nd, 3rdgroups

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Дни/Days

б/b

б/b

1-й день 1st day

2-й день 2nd day

Тренировка Pre-exposion

5-я группа 5th group

1, 2, 3-я

группы

1st, 2nd, 3rd

groups

5-я группа 5th group

б/b

1, 2, 3-я

группы

1st, 2nd, 3rd

groups

Вода/Water

5-я группа 5th group

Вода/Water

1-я группа 1st group

■ Тренировка/ Pre-exposion □ 2-е предъявление nx/2nd presentation of the SH

□ 1-е предъявление nx/1st presentation of the SH 0 3-е предъявление nx/3rd presentation of the SH

0

Рис. 3. Энергетическая ценность потребляемой ежесуточно пищи в течение эксперимента (А) и потребление подсолнечной халвы (ПХ) в дни предъявления (Б) (М±т, п=8)

Перед последним предъявлением ПХ мышам 1, 4 и 5-й групп перорально вводили воду. Статистически значимые отличия (р<0,05): а - по сравнению с мышами, получавшими только стандартный корм (4-я группа); б - по сравнению с мышами, имевшими постоянный доступ к ПХ (5-я группа).

Fig. 3. Daily energy intake (A) and consumption of sunflower halva (SH) (B) on the days of it presentation (M±m, n=8)

Water was orally administered immediately prior to the last presentation of SH (groups 1st, 4th and 5th): a - p<0.05 compared with mice fed only regular chow (RC; 4th group); b - p<0.05 compared with mice with continuous access to SH (5th group).

А/А

Б/В

CD

ÎZ-H

.Л CD

О ^

Я

Ü ° \ -Q

V

5 m

His

о . S iE "g

о

0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00

3 ч/3 h

*

* *

гШ * 1

|[±1 fil - 1

Контроль Control

Пектин пижмы Tansy pectin

Имипрамин Imipramine

CD !=■& О ^

Ü ° -t -О

V

5 m

i-s

о . S 5 -о

о

0,60 0,50 0,40 0,20 0,20 0,10 0,00

24 ч/24 h

Контроль Control

Пектин пижмы Tansy pectin

Имипрамин Imipramine

■ ПХ/SH □ Корм/Regular chow ■ Всего пищи/Total intake

Рис. 4. Потребление пищи после перорального введения пектина пижмы (2-я группа) в течение 3 ч (А) и 24 ч (Б) в день предъявления подсолнечной халвы (ПХ) (M±m, n=8)

* - статистически значимое отличие (p<0,05) от контроля (1-я группа). Положительный контроль - имипрамин (3-я группа).

Fig. 4. Energy intake 3 h (А) and 24 h (B) after the oral administration of tansy pectin (2nd group) at the day of sunflower halva (SH) presentation (M±m, n=8)

* - p<0.05 compared with the control (1st group). Imlpramlne was used as a positive control (3rd group).

*

*

ленных перегородкой с отверстием для прохода мыши между частями арены. Животное на 5 мин помещали в светлую часть арены, головой в направлении прохода в темную часть. Определяли количество выходов в светлую часть арены и общую продолжительность нахождения в светлой части.

Тесты проводили при освещении 85 люкс. Видеоданные обрабатывали при помощи программного обеспечения ЯеаПтег 1.2 (ООО «НПК Открытая Наука», РФ). Подсчитывали количество пройденных секторов и время, проведенное в центре арены. После каждого теста пол арены протирали 80% этанолом для удаления запаховых меток.

Определение уровня депрессии. Тест ПП проводили по ранее описанной методике [15]. Тестирование проводили в 2-литровых химических стаканах (диаметр -12 см, высота - 24 см), в которые наливали воду температурой 22±1 °С до глубины в 17 см. Тест проводили в течение 6 мин, со 2-й по 6-ю минуту теста поведение мышей записывали на видеокамеру. Воду меняли после каждого тестирования. Обрабатывали данные при помощи программного обеспечения ЯеаПтег 1.2 (ООО «НПК Открытая Наука», РФ). Определяли продолжительность неподвижности животного во время теста. Животное определялось как неподвижное, если было неподвижно или совершало минимальные движения для удерживания на поверхности воды.

Статистическую обработку результатов осуществляли при помощи У-критерия Манна-Уитни, данные выражали как среднее арифметическое ± стандартная ошибка среднего.

Результаты

Влияние пектина пижмы на переедание мышами подсолнечной халвы

До перорального введения животные 1, 2, 3-й групп, у которых индуцировали переедание, съедали на 30% (р<0,05) больше пищи в дни предъявления ПХ (рис. 3А) по сравнению как с мышами, которые получали только стандартный корм (4-я группа), так и с животными, имевшими постоянный доступ к ПХ (5-я группа). Животные, которым предъявляли ПХ 1 день в неделю (1, 2 и 3-я группы), съедали в среднем в 3 раза больше ПХ (р<0,05), чем животные 5-й группы, имевшие постоянный доступ к ПХ (рис. 3Б). Пероральное введение воды не изменило пищевое поведение мышей по сравнению с предыдущими измерениями.

В течение 3 ч после перорального введения мыши 2-й группы, получившие пектин пижмы, съели в 2,6 раза меньше ПХ (р<0,05) по сравнению с мышами 1-й группы, получившими воду (рис. 4А). Энергетическая ценность съеденной пищи (ПХ и корм) была в 1,9 раза меньше во 2-й группе по сравнению с таковой у животных 1-й группы. Животные, получившие имипрамин (3-я группа), съели в 8 раз меньше ПХ (р<0,05). Пектин пижмы и имипрамин не влияли на количество съеденного стандартного корма в течение 3 ч после перорального введения.

В течение 24 ч после перорального введения пектина пижмы мыши 2-й группы съели в 1,4 раза меньше ПХ (рис. 4Б; р<0,05). На количество съеденного за сутки стандартного корма пектин пижмы влияния не оказал. Мыши 3-й группы, получившие имипрамин, съели

в 2,4 раза меньше ПХ ^<0,05) и в 2 раза больше стандартного корма ^<0,05) в сравнении с контролем. Энергетическая ценность съеденной за сутки пищи (халва и корм) не отличается от контроля.

Концентрация гормонов инсулина и грелина

Содержание инсулина и грелина в крови определяли по завершении 24-часового доступа мышей к ПХ. Концентрация инсулина в крови мышей 2-й группы, получивших пектин пижмы, была в 2,5 раза меньше ^<0,05), а в крови мышей 3-й группы, получивших имипрамин, -в 3,7 раза меньше ^<0,05) по сравнению с мышами 1-й группы, получившими воду (рис. 5А). Концентрация грелина (рис. 5Б) в крови животных, получивших пектин пижмы, была на 25% выше ^<0,05), в конце 24-часового периода доступа к ПХ, чем в контроле. Перораль-ное введение имипрамина не изменило концентрацию грелина в крови мышей в конце 24-часового периода доступа к ПХ.

Влияние пектина пижмы на поведенческие реакции мышей

Для определения влияния пектина пижмы на уровень тревожности у мышей были проведены тесты ОП, ПКЛ и ТСК (табл. 3). Мыши, получившие пектин пижмы, на 87% ^<0,05) больше времени проводили в центральной части ОП, на 22% ^<0,05) больше времени проводили в открытых рукавах ПКЛ и на 31% ^<0,05) больше времени проводили в светлой части ТСК в сравнении с животными, получившими воду. Пероральное введение имипрамина (положительный контроль) увеличило на 53% ^<0,05) время, которое мыши проводили в центре ОП, на 22% ^<0,05) время, которое мыши проводят в открытых рукавах ПКЛ, и на 37% ^<0,05) увеличило время, которое мыши проводят в светлой части ТСК в сравнении с контрольными животными.

Для определения влияния пектина пижмы на уровень депрессии у мышей был проведен тест ПП. Пероральное введение пектина пижмы не изменило продолжительность пассивного дрейфа мышей на поверхности воды (179,6±17,9 с) при сравнении с контролем (159,0±11,4 с). Время пассивного дрейфа мышей, получивших имипрамин, было меньше (125,4±8,8 с, p<0,05), чем в контроле.

Обсуждение

Цель данного исследования - определить влияние пектина пижмы на тревожность, уровень депрессии и переедание мышами сладкой и жирной пищи.

Результаты оценки влияния пектина пижмы на потребление ПХ в течение 3 ч после его введения согласуются с ранее полученными данными. Было показано, что в течение 1 ч мыши съедают меньше корма и проводят меньше времени за его потреблением через 2 ч после пе-рорального введения раствора пектина пижмы [10]. Таким образом, повышение вязкости химуса может предотвратить первоначальное переедание сладкой и жирной пищи. Однако затруднительно объяснить снижение количества съеденной ПХ в течение 24 ч после перорального введения пектина пижмы влиянием его физико-химических свойств. Известно, что время транзита пектина пижмы по желудочно-кишечному тракту мышей не превышает 4 ч [10]. Кроме того, мыши, получившие пектин, как в начальные 3 ч, так и в течение суток не изменили потребление стандартного корма, только количество ПХ было уменьшено. Вероятно, желание есть сладкую и жирную пищу было изменено у мышей, получивших пектин.

Психогенное переедание мотивировано получением удовольствия, а не метаболическими потребностями [16]. Известно, что чрезмерное потребление сладкой и жирной пищи связано с потребностью получения

А/А 2,0

1,5

. с

£5

= .5

1,0

0,5

0,0

I ■

Контроль Пектин пижмы Имипрамин Control Tansy pectin Imipramine

Б/В 8

с а

:л с

.с 4 и li л re

<х> >

Контроль Пектин пижмы Имипрамин Control Tansy pectin Imipramine

Рис. 5. Концентрация инсулина (А) и грелина (Б) в крови мышей в конце дня предъявления подсолнечной халвы (ПХ) (M±m, n=8)

* - статистически значимое отличие (p<0,05) от контроля (1-я группа). Положительный контроль - имипрамин (3-я группа).

Fig. 5. Blood concentrations of insulin (A) and ghrelin (B) in the mice at the end of the sunflower halva (SH) access period (M±m, n=8)

* - p<0.05 compared with the control (group 1st). Imipramine was used as a positive control (group 3rd).

6

*

2

0

Таблица 3. Влияние пектина пижмы на уровень тревожности у мышей (M±m, n=8) Table 3. Influence of tansy pectin on the level of anxiety in mice (M±m, n=8)

Показатель/Indicator Группа животных/Group of animals

контроль control пектин пижмы tansy pectin имипрамин imlpramlne

Время в центре «открытого поля», с Time in the center of the open field, s 4,6±0,5 8,6±2,0* 7,0±1,4*

Время в открытых рукавах «приподнятого крестообразного лабиринта», с Time in the open arms of the elevated plus maze, s 146,5±5,2 179,4±18,0* 178,7±12,1 *

Время в светлой части «темно-светлой камеры», с Time in the light part of the light-dark box, s 137,7±13,0 179,9±9,3* 188,0±16,6*

П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (p<0,05) от контроля (вода). Положительный контроль - имипрамин. N o t e. * - p<0.05 compared with the control (water). Imlpramlne was used as a positive control.

эмоционального удовлетворения или при переживании негативных эмоций [2, 3, 17]. Показано, что ингибиторы обратного захвата серотонина и норадрена-лина эффективны при лечении психогенного переедания у людей [4], а также в подавлении переедания у грызунов [18]. Имипрамин, использованный в исследовании в качестве положительного контроля, является ингибитором обратного захвата серотонина и норадре-налина [19]. У мышей, получивших имипрамин, уровень тревожности и депрессии ниже, чем в контроле, что привело к уменьшению потребления ПХ. Таким образом, было ожидаемо, что имипрамин (антидепрессант) значительно снизит гедоническую ценность ПХ. Пектин пижмы в нашем исследовании оказал влияние только на уровень тревожности у мышей, но не изменил уровень депрессии, что, вероятно, и привело к несколько менее сильному влиянию на потребление ПХ.

Снижение концентрации инсулина в крови мышей, получивших пектин или имипрамин, являлось следствием сниженного потребления ПХ. Мы не определяли концентрацию глюкозы в крови, так как для этого необходимо взятие крови натощак, а по условию эксперимента животные не ограничивались в потреблении корма и ПХ. Тем не менее уровень инсулина, по-видимому, отражает концентрацию глюкозы в крови.

Высокая концентрация грелина при уменьшенном потреблении ПХ в крови мышей, получивших пектин, не была неожиданным результатом. Показано, что пище-

Сведения об авторах

вые волокна могут увеличивать уровень грелина, что, однако, не приводит к повышению потребления пищи и не зависит от физико-химических свойств пищевых волокон [20]. Также показано, что уровень грелина у больных анорексией женщин повышен по сравнению с показателями как здоровых женщин, так и пациентов, страдающих булемией или психогенным перееданием [21]. Известно, что лекарственные препараты с анти-депрессантным действием эффективны в снижении частоты приступов переедания у людей, страдающих психогенным перееданием [4]. Таким образом, мы предполагаем, что уменьшение количества съеденной ПХ в течение 24 ч можно объяснить снижением тревожности у мышей. Ранее была показана способность пектинов изменять поведенческие реакции мышей: улучшать запоминание новой информации и снижать уровень депрессии [11, 12].

Заключение

Пектин пижмы снижает переедание сладкой и жирной пищи, что, по-видимому, связано с его способностью снижать уровень тревожности у мышей. Уменьшение потребления сладкой и жирной пищи приводит к уменьшению концентрации инсулина в крови. Уровень грелина в крови мышей, получивших пектин пижмы, повышен в конце суток потребления сладкой и жирной пищи.

ИФ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, Российская Федерация):

Падерин Никита Михайлович (Nikita M. Paderin) - младший научный сотрудник отдела молекулярной иммунологии

и биотехнологии

E-mail: [email protected]

https://orcid.org/0000-0001-5313-7105

Савельев Никита Юрьевич (Nikita Yu. Saveliev) - старший лаборант отдела молекулярной иммунологии и биотехнологии

E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5536-5846

Попов Сергей Владимирович (Sergey V. Popov) - доктор биологических наук, доцент, заведующий отделом молекулярной иммунологии и биотехнологии E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-1763-8898

flMTepaTypa/References

1. Newmyer B.A., Whindleton C.M., Srinivasa N., et al. Genetic 11. variation affects binge feeding behavior in female inbred mouse strains. Sci Rep. 2019; 9: 15709. DOI: https://doi.org/10.1038/ s41598-019-51874-7 12.

2. Moss R.H., Conner M., O'Connor D.B. Exploring the effects of positive and negative emotions on eating behaviours in children and young adults. Psychol Health Med. 2020. DOI: https://doi.org/ 10.1080/13548506.2020.1761553 13.

3. Nightingale B.A., Cassin S.E. Disordered Eating Among Individuals with Excess Weight: a review of recent research. Curr Obes Rep. 2019; 8: 112-27. DOI: https://doi.org/10.1007/s13679-019-00333-5 14.

4. Milano W., Capasso A. Psychopharmacological options in the multidisciplinary and multidimensional treatment of eating disorders. Open Neurol J. 2019; 13: 22-31. DOI: https://doi. org/10.2174/1874205X01913010022 15.

5. Wanders A.J., Feskens E.J.M., Jonathan M.C., et al. Pectin is not pectin: A randomized trial on the effect of different physico-chemical properties of dietary fiber on appetite and energy intake. Physiol Behav. 2014; 128: 212-9. DOI: https://doi.org/10.1016/ 16. j.physbeh.2014.02.007

6. Logan K., Wright A.J., Goff H.D. Correlating the structure and in vitro digestion viscosities of different pectin fibers to in vivo human satiety. Food Funct. 2015; 6: 62-70. DOI: https://doi.org/10.1039/ 17. c4fo00543k

7. Marciani L., Gowland P.A., Spiller R.C., et al. Effect of meal viscosity and nutrients on satiety, intragastric dilution, and emptying assessed by MRI. Am J Physiol Gastrointest Liver 18. Physiol. 2001; 280: G1227-33. DOI: https://doi.org/10.1152/ ajpgi.2001.280.6.G1227

8. Perrigue M.M., Monsivais P., Drewnowski A. Added soluble fiber enhances the satiating power of low-energy-density liquid 19. yogurts. J Am Diet Assoc. 2009; 109: 1862-8. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jada.2009.08.018

9. Wanders A.J., Mars M., Borgonjen-van den Berg K.J., et al. Satiety 20. and energy intake after single and repeated exposure to gel-forming dietary fiber: post-ingestive effects. Int J Obes. 2014; 38: 794-800. DOI: https://doi.org/10.1038/yo.2013.176

10. Paderin N.M., Vityazev F.V., Saveliev N.Yu., et al. Effect of pectin 21. of tansy, Tanacetum vulgare L., on feeding behaviour and food intake in mice. J Func Foods. 2018; 47: 66-71. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jff.2018.05.040

Wang N., Wang X., He M., et al. Ginseng polysaccharides: a potential neuroprotective agent. J Ginseng Res. 2020. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jgr.2020.09.002

Paderin N.M., Popov S.V. The effect of dietary pectins on object recognition memory, depression-like behaviour, and IL-6 in mouse hippocampi. J Funct Food. 2018; 43: 131-8. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jff.2018.02.015

Popov S.V., Markov P.A., Patova O.A., et al. In vitro gastrointestinal-resistant pectin hydrogel particles for p-glucuronidase adsorption. J Biomater Sci Polym Ed. 2017; 28: 293-311. DOI: https://doi. org/10.1080/09205063.2016.1268461

Fajemiroye J.O., Galdino P.M., De Paula J.A.M., et al. Anxiolytic and antidepressant like effects of natural food flavour (E)-methyl isoeugenol. Food Funct. 2014; 5: 1819-28. DOI: https://doi. org/10.1039/c4fo00109e

Wang J., Flaisher-Grinberg S., Li S., et al. Antidepressant-like effects of the active acidic polysaccharide portion of ginseng in mice. J Ethnopharmacol. 2010; 132: 65-9. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jep.2010.07.042

Espinosa-Carrasco J., Burokas A., Fructuoso M., et al. Time-course and dynamics of obesity-related behavioral changes induced by energy-dense foods in mice. Addict Biol. 2018; 23 (2): 531-43. DOI: https://doi.org/10.1111/adb.12595

Camilleri G.M., Mejean C., Kesse-Guyot E., et al. The associations between emotional eating and consumption of energy-dense snack foods are modified by sex and depressive symptomatology. J Nutr. 2014; 144 (8): 1264-73. DOI: https://doi.org/10.3945/jn.114.193177 Xu P., He Y., Cao X., et al. Activation of serotonin 2C receptors in dopamine neurons inhibits binge-like eating in mice. Biol Psychiatry. 2017; 81: 737-47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bio-psych.2016.06.005

Gillman P.K. Tricyclic antidepressant pharmacology and therapeutic drug interactions updated. Br J Pharmacol. 2007; 151: 737-48. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0707253 Willis H.J., Thomas W., Eldridge A.L., et al. Increasing doses of fiber do not influence short-term satiety or food intake and are inconsistently linked to gut hormone levels. Food Nutr Res. 2010; 54: 5135. DOI: https://doi.org/10.3402/fnr.v54i0.5135 Troisi A., Di Lorenzo G., Lega I., et al. Plasma ghrelin in anorexia, bulimia, and binge-eating disorder: relations with eating patterns and circulating concentrations of cortisol and thyroid hormones. Neuroendo-crinology. 2005; 81: 259-66. DOI: https://doi.org/10.1159/000087923