Научная статья на тему 'Влияние высокофруктозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс'

Влияние высокофруктозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
152
350
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вопросы питания
Scopus
ВАК
PubMed
Ключевые слова
ФИБРОНЕКТИН / ФРУКТОЗА / ГЛЮКОЗА / ИНСУЛИН / ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ / ЛИПОПРОТЕИНЫ / FIBRONECTIN / FRUCTOSE / GLUCOSE / INSULIN / INSULIN RESISTANCE / LIPOPROTEINS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Гилева О.Г., Бутолин Е.Г., Терещенко М.В., Оксузян А.В.

В течение последних лет резко увеличилось потребление рационов, содержащих большое количество фруктозы, что связывают с наблюдаемым ростом заболеваемости ожирением, сахарным диабетом, метаболическим синдромом, сердечно-сосудистыми заболеваниями. В частности изменения в липидном и углеводном обмене на фоне повышенного потребления фруктозы можно отнести к причинам деструктивных процессов в тканях и клетках организма, одним из маркеров которых может быть адгезивный и регуляторный белок межклеточного матрикса фибронектин. Цель работы изучение влияния высокофруктозной диеты на уровень фибро-нектина в сыворотке крови крыс. Материал и методы. Эксперимент проводили на 50 беспородных крысах-самцах в возрасте 5-6 мес. Крысы из контрольной группы (n=25) получали сбалансированную диету вивария. Животные опытной группы (n=25) в течение 35 дней получали диету, содержащую 60% фруктозы, 20% белка, 14% клетчатки, 6% жира. С 36-го по 60-й день все крысы находились на обычном рационе вивария. На 60-й день оценивали сформированность метаболических изменений в отдаленный период. Животных каждой группы взвешивали до начала и при выведении из эксперимента на 21, 35 и 60-й день. Из образцов крови, собранной при декапитации натощак под кратковременным эфирным наркозом, получали сыворотку, в которой определяли концентрацию холестерина, липопротеинов высокой и низкой плотности, триглицеридов, глюкозы, инсулина и фибронектина. Индекс атерогенности и индексы инсулинорезистентности рассчитывали по соответствующим формулам. Результаты и обсуждение. В результате эксперимента у животных опытной группы выявили статистически значимое увеличение концентрации глюкозы с 6,52+0,35 (в контроле) до 7,74+0,73, 7,97±1,91 и 7,87+0,65ммоль/л и инсулина с 1,6±0,6 до 2,3±0,4, 2,6±0,6 и 3,1±0,9 мкЕд/мл соответственно на 21, 35 и 60-й день эксперимента, что, возможно, связано с резким подъемом концентрации свободных жирных кислот вследствие особого метаболизма фруктозы и возникающим окислительным стрессом, который вызывает повреждение клеток и формирование инсулинорезистентности. Это отражают отличные от контроля индексы инсулинорезистентности: HOMA на 42,3, 49,2 и 81,3% выше, CARO на 13,3, 16,0 и 28,8% меньше контроля в динамике эксперимента. Отмечалась тенденция роста концентрации холестерина с достоверным увеличением на 35-й день эксперимента на 58,9% относительно контроля. Также наблюдали статистически значимое возрастание содержания липопротеинов низкой плотности на 158, 141 и 229% в сравнении с контролем по дням эксперимента. Такой подъем может быть связан как с усиленным образованием свободных жирных кислот, так и с липогенетической активностью инсулина. Кроме того, нами выявлено достоверное повышение содержания фибронектина на 21,35и 60-й день эксперимента соответственно с 56,5±2,8 (в контроле) до 74±8,1, 79±3,8 и 98±2,1 мкг/мл. Фибронектин играет значительную роль в процессах репарации тканей, обеспечивая миграцию и адгезию клеток. Его содержание в крови может коррелировать со степенью деструктивных и репаративных процессов в клетках печени и сосудистого эндотелия. Заключение. Высокофруктозная диета у крыс вызывает рост изучаемых биохимических показателей углеводного и липидного обмена, а также увеличение концентрации в крови основного регуляторного белка межклеточного матрикса фибронектина.In recent years, the consumption of diets containing a large amount of fructose has increased sharply, which is associated with the observed increase in the incidence of obesity, diabetes mellitus, metabolic syndrome, and cardiovascular diseases. Changes in lipid and carbohydrate metabolism due to increased consumption of fructose are one of the causes of destructive processes in the tissues and cells of the organism. Fibronectin, which is an adhesive and regulatory protein of the intercellular matrix, can serve as one of the markers of these processes. The aim of the research was to study the effect of a high-fructose diet on rat serum fibronectin level. Material and methods. The experiment was performed on 50 outbred male rats aged 5-6 months. Rats from the control group (n=25) received a balanced diet of vivarium. Animals of the experimental group (n=25) for 35 days were fed a diet containing 60% fructose, 20% protein, 14% fiber, 6% fat. From the 36th to the 60th day, all rats were fed usual vivarium diet. On the 60th day, the formation of metabolic changes in the long-term period was evaluated. The animals of each group were weighed before and when removed from the experiment on the 21st, 35th and 60th day. Serum was obtained from blood samples collected during decapitation on an empty stomach under short-term ether anesthesia. The concentration of cholesterol, high and low density lipoproteins, triglycerides, glucose, insulin and fibronectin were determined in serum. The atherogenic index and insulin resistance indices were calculated using the corresponding formulas. Results and discussion. The experiment revealed a significant increase in glucose concentration from 6.52±0.35 (in control) to 7.74±0.73, 7.97±1.91 and 7.87±0.65 mmol/l and in insulin level from 1.6±0.6 to 2.3±0.4,2.6±0.6 and 3.1±0.9 pU/ml on the 21nd, 35th and 60th days of the experiment, respectively, in animals of the experimental group, which is possibly associated with a sharp rise in the concentration of free fatty acids due to the special metabolism of fructose and the occurring oxidative stress, which causes cell damage and the formation of insulin resistance. This is reflected by insulin resistance indices that are different from the control: HOMA by 42.3, 49.2 and 81.3% higher, CARO by 13.3, 16.0 and 28.8% less than the control in the dynamics of the experiment. There was a tendency to an increase in cholesterol level with a significant rise on the 35th day of the experiment by 58.9% relative to the control. A statistically significant increase in the content of low-density lipoproteins was also observed by 158, 141 and229% compared with the control. Such a rise can be associated with both increased formation of free fatty acids and lipogenetic activity of insulin. In addition, we revealed a significant increase in the content of fibronectin on days 21,35 and 60 of the experiment, respectively, from 56.5±2.8 (in control) to 74±8.1, 79±3.8 and 98±2.1 pg/ml. Fibronectin plays a significant role in tissue repair processes, providing cell migration and adhesion. Its blood level can correlate with the degree of destructive and reparative processes in the cells of liver and vascular endothelium. Conclusion. A high-fructose diet in rats causes an increase in the studied biochemical parameters of carbohydrate and lipid metabolism, as well as an increase in blood level of the main regulatory protein of the intercellular matrix fibronectin.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Гилева О.Г., Бутолин Е.Г., Терещенко М.В., Оксузян А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние высокофруктозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс»

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ

Для корреспонденции

Гилева Ольга Георгиевна - аспирант кафедры

клинической биохимии и лабораторной диагностики факультета

повышения квалификации и профессиональной переподготовки

ФГБОУ ВО ИГМА Минздрава России

Адрес: 426034, Российская Федерация, г. Ижевск,

ул. Коммунаров, д. 281

Телефон: (996) 218-49-17

E-mail: olgagileva1981@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-0985-1878

Гилева О.Г., Бутолин Е.Г., Терещенко М.В., Оксузян А.В.

Влияние высокофруктозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 426034, г. Ижевск, Российская Федерация

Izhevsk State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 426034, Izhevsk, Russian Federation

В течение последних лет резко увеличилось потребление рационов, содержащих большое количество фруктозы, что связывают с наблюдаемым ростом заболеваемости ожирением, сахарным диабетом, метаболическим синдромом, сердечно-сосудистыми заболеваниями. В частности изменения в липидном и углеводном обмене на фоне повышенного потребления фруктозы можно отнести к причинам деструктивных процессов в тканях и клетках организма, одним из маркеров которых может быть адгезивный и регуляторный белок межклеточного матрикса - фибронектин.

Цель работы - изучение влияния высокофруктозной диеты на уровень фибро-нектина в сыворотке крови крыс.

Материал и методы. Эксперимент проводили на 50 беспородных крысах-самцах в возрасте 5-6 мес. Крысы из контрольной группы (п=25) получали сбалансированную диету вивария. Животные опытной группы (п=25) в течение 35 дней получали диету, содержащую 60% фруктозы, 20% белка, 14% клетчатки, 6% жира. С 36-го по 60-й день все крысы находились на обычном рационе вивария. На 60-й день оценивали сформированность метаболических изменений в отдаленный период. Животных каждой группы взвешивали до начала и при выведении из эксперимента на 21, 35 и 60-й день. Из образцов крови, собранной при декапитации натощак под кратковременным эфирным наркозом, получали сыворотку, в которой определяли концентрацию холестерина, липопротеинов высокой и низкой плотности, триглицеридов, глюкозы, инсулина и фибронектина. Индекс атерогенности и индексы инсулинорезистентности рассчитывали по соответствующим формулам.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.

Для цитирования: Гилева О.Г., Бутолин Е.Г., Терещенко М.В., Оксузян А.В. Влияние высокофруктозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 2. С. 46-51. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10015 Статья поступила в редакцию 25.11.2019. Принята в печать 16.03.2020.

Funding. The study had no sponsor support.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

For citation: Gileva O.G., Butolin E.G., Tereshchenko M.V., Oksuzyan A.V. Influence of high-fructose diet on fibronectin level in rat blood serum. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (2): 46-51. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10015 (in Russian) Received 25.11.2019. Accepted 16.03.2020.

Influence of high-fructose diet on fibronectin level in rat blood serum

Gileva O.G., Butolin E.G., Tereshchenko M.V., Oksuzyan A.V.

Результаты и обсуждение. В результате эксперимента у животных опытной группы выявили статистически значимое увеличение концентрации глюкозы с 6,52+0,35 (в контроле) до 7,74+0,73, 7,97+1,91 и 7,87+0,65ммоль/л и инсулина с 1,6+0,6 до 2,3+0,4, 2,6+0,6 и 3,1+0,9 мкЕд/мл соответственно на 21, 35 и 60-й день эксперимента, что, возможно, связано с резким подъемом концентрации свободных жирных кислот вследствие особого метаболизма фруктозы и возникающим окислительным стрессом, который вызывает повреждение клеток и формирование инсулинорезистентности. Это отражают отличные от контроля индексы инсулинорезистентности: HOMA на 42,3, 49,2 и 81,3% выше, CARO на 13,3, 16,0 и 28,8% меньше контроля в динамике эксперимента. Отмечалась тенденция роста концентрации холестерина с достоверным увеличением на 35-й день эксперимента на 58,9% относительно контроля. Также наблюдали статистически значимое возрастание содержания липопротеинов низкой плотности на 158, 141 и 229% в сравнении с контролем по дням эксперимента. Такой подъем может быть связан как с усиленным образованием свободных жирных кислот, так и с липогенетической активностью инсулина. Кроме того, нами выявлено достоверное повышение содержания фибронектина на 21,35и 60-й день эксперимента соответственно с 56,5+2,8 (в контроле) до 74+8,1, 79+3,8 и 98+2,1 мкг/мл. Фибронектин играет значительную роль в процессах репарации тканей, обеспечивая миграцию и адгезию клеток. Его содержание в крови может коррелировать со степенью деструктивных и репаративных процессов в клетках печени и сосудистого эндотелия.

Заключение. Высокофруктозная диета у крыс вызывает рост изучаемых биохимических показателей углеводного и липидного обмена, а также увеличение концентрации в крови основного регуляторного белка межклеточного мат-рикса - фибронектина.

Ключевые слова: фибронектин, фруктоза, глюкоза, инсулин, инсулинорезистентность, липопротеины

In recent years, the consumption of diets containing a large amount of fructose has increased sharply, which is associated with the observed increase in the incidence of obesity, diabetes mellitus, metabolic syndrome, and cardiovascular diseases. Changes in lipid and carbohydrate metabolism due to increased consumption of fructose are one of the causes of destructive processes in the tissues and cells of the organism. Fibronectin, which is an adhesive and regulatory protein of the intercellular matrix, can serve as one of the markers of these processes.

The aim of the research was to study the effect of a high-fructose diet on rat serum fibronectin level.

Material and methods. The experiment was performed on 50 outbred male rats aged 5-6 months. Rats from the control group (n=25) received a balanced diet of vivarium. Animals of the experimental group (n=25) for 35 days were fed a diet containing 60% fructose, 20% protein, 14% fiber, 6% fat. From the 36th to the 60th day, all rats were fed usual vivarium diet. On the 60th day, the formation of metabolic changes in the long-term period was evaluated. The animals of each group were weighed before and when removed from the experiment on the 21st, 35th and 60th day. Serum was obtained from blood samples collected during decapitation on an empty stomach under short-term ether anesthesia. The concentration of cholesterol, high and low density lipoproteins, triglycerides, glucose, insulin and fibronectin were determined in serum. The atherogenic index and insulin resistance indices were calculated using the corresponding formulas.

Results and discussion. The experiment revealed a significant increase in glucose concentration from 6.52+0.35 (in control) to 7.74+0.73, 7.97+1.91 and 7.87+0.65 mmol/l and in insulin level from 1.6+0.6 to 2.3+0.4,2.6+0.6 and 3.1+0.9 ¡iU/ml on the 21nd, 35th and 60th days of the experiment, respectively, in animals of the experimental group, which is possibly associated with a sharp rise in the concentration of free fatty acids due to the special metabolism of fructose and the occurring oxidative stress, which causes cell damage and the formation of insulin resistance. This is reflected by insulin resistance indices that are different from the control: HOMA by 42.3, 49.2 and 81.3% higher, CARO by 13.3, 16.0 and 28.8% less than the control in the dynamics of the experiment. There was a tendency to an increase in cholesterol level with a significant rise on the 35th day of the experiment by 58.9% relative to the control. A statistically significant increase in the content of low-density lipoproteins was also observed by 158, 141 and229% compared with the control. Such a rise can be associated with both increased formation of free fatty acids and lipogenetic activity of insulin. In addition, we revealed a significant increase in the content offibronectin on days 21,35 and 60 of the experiment, respectively, from 56.5+2.8 (in control) to 74+8.1, 79+3.8 and 98+2.1 ¡g/ml. Fibronectin plays a significant role in tissue repair processes, providing cell migration and adhesion. Its blood level can correlate with the degree of destructive and reparative processes in the cells of liver and vascular endothelium.

Conclusion. A high-fructose diet in rats causes an increase in the studied biochemical parameters of carbohydrate and lipid metabolism, as well as an increase in blood level of the main regulatory protein of the intercellular matrix - fibronectin. Keywords: fibronectin, fructose, glucose, insulin, insulin resistance, lipoproteins

Среди основных причин смертности населения на сегодняшний день выделяются сердечно-сосудистые заболевания, играющие существенную роль в развитии метаболического синдрома (МС) [1]. Основными биохимическими признаками МС являются инсулиноре-зистентность, гипергликемия, гиперинсулинемия, гипер-триглицеридемия и дислипопротеинемия. Животные модели были и остаются решающими в понимании этиологии метаболических заболеваний у людей [2]. Одним из способов моделирования нарушений углеводного и липидного обмена является кормление грызунов раци-

оном с повышенным содержанием фруктозы. Данные изменения могут оказывать атерогенное действие на стенки сосудов, что повлечет за собой формирование различного рода метаболических сдвигов. Функциональное состояние сосудистого эндотелия характеризуется как эндотелийзависимой релаксацией, так и содержанием эндотелиальных вазоактивных факторов в сыворотке крови.

Фибронектин, неколлагеновый структурный глико-протеин, является одним из ключевых белков межклеточного матрикса, который способен связывать колла-

ген, гиалуроновую кислоту, протеогликаны, углеводы плазматических мембран, гепарин, а также активировать трансглутаминазу. Кроме того, фибронектин способствует адгезии и распространению эндотелиальных и мезенхимальных клеток, стимулирует пролиферацию и миграцию клеток, контролирует дифференцировку и поддержание цитоскелета клеток, активно участвует в воспалительных и репаративных процессах, опосредуемых наличием в его структуре последовательности Арг-Гли-Асп, с помощью которой он может присоединяться к клеточным рецепторам (интегринам) [3]. Содержание фибронектина в сыворотке крови может быть одним из маркеров эндотелиальной активации, отражающих изменения межклеточного матрикса и сосудистой стенки при патологических состояниях.

Цель данной работы - изучение влияния высокофрук-тозной диеты на уровень фибронектина в сыворотке крови крыс.

Материал и методы

Работа была проведена на 50 беспородных крысах-самцах в возрасте 5-6 мес. Животных содержали в клетках при 21±3 °С и режиме освещения 12/12 ч. Работу с грызунами выполняли в соответствии с приказом Минздрава России от 01.04.2016 № 193н «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики». Животные были разделены на 2 группы - контрольную и опытную, по 25 особей в каждой. Крысы контрольной группы получали сбалансированную диету вивария. Животным опытной группы в течение 35 дней была назначена диета, содержащая 60% фруктозы, 20% белка, 14% клетчатки, 6% жира [4]. С 36-го по 60-й день все крысы находились на стандартном рационе вивария. На 60-й день оценивали сформированность метаболических изменений со стороны липидного, углеводного обмена в отдаленный период [5]. Крыс опытной и контрольной групп взвешивали и выводили из эксперимента на 21, 35 и 60-й день опыта натощак путем декапитации под кратковременным эфирным наркозом. Из образцов крови путем центрифугирования получали сыворотку, в которой определяли концентрацию холестерина (ХС), липопротеинов высокой (ЛПВП) и низкой (ЛПНП) плотности, триглицеридов, глюкозы на автоматическом биохимическом анализаторе А11-480 (Весктап ОоиНе, США) с использованием соответствующих тест-

систем. Концентрацию инсулина определяли с помощью набора реактивов (ООО «Вектор-бест», РФ). Определение концентрации фибронектина проводили иммуно-ферментным методом с использованием тест-системы (ООО «Имтек», РФ). Следующие показатели рассчитывали по формулам: индекс атерогенности = (ХС -ЛПВП)/ЛПВП, индексы инсулинорезистентности: HOMA (Homeostasis Model Assessment) = (глюкоза х инсулин)/ 22,5; CARO (F. Caro, 1991 г.) = глюкоза/инсулин [6].

Для статистического анализа использовали критерий Стьюдента для результатов, имеющих нормальное распределение (масса тела животных), и непараметрический критерий Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

В связи с отсутствием статистически значимых различий в результатах определения биохимических показателей животных контрольной группы в разные сроки для расчетов использовали их среднее арифметическое.

Результаты и обсуждение

На протяжении всего эксперимента наблюдалось незначительное (p>0,05, критерий Стьюдента) увеличение массы тела животных опытной группы по сравнению с показателем крыс контрольной группы (табл. 1). Данные литературы об изменении массы тела грызунов, содержащихся на рационе, богатом фруктозой, противоречивы [4]. Ряд ученых отмечали незначительное увеличение массы тела, другие исследователи не наблюдали изменения массы тела крыс ни после 4-недельного кормления, ни в более отдаленные сроки [7].

Потребление корма с высоким содержанием фруктозы вызывало статистически значимое увеличение концентрации глюкозы с 6,52±0,35 (средняя величина в контроле) до 7,74±0,73, 7,97±1,91 и 7,87±0,65 ммоль/л и инсулина с 1,6±0,6 до 2,3±0,4, 2,6±0,6 и 3,1±0,9 мкЕд/мл соответственно на 21, 35 и 60-й день эксперимента. Метаболические превращения фруктозы могут способствовать активации глюконеогенеза с образованием глюкозы. Кроме того, рост концентрации глюкозы, вероятно, связан с формированием инсулинорезистентности в результате избыточного потребления фруктозы. Об этом свидетельствуют отличные от контроля индексы инсулинорезистентности (табл. 2).

Включение фруктозы в метаболизм через фруктозо-1-фосфат минует стадию, катализируемую фосфо-фруктокиназой, которая является регуляторным ферментом гликолиза. В результате образуется большое количество ацетил-КоА, который может поступать на синтез ХС, свободных жирных кислот, кетоновых тел, а также вступать в цикл Кребса, результатом которого является получение энергии в виде молекул адено-зинтрифосфата. В случае синтеза необходимого для организма количества энергетических эквивалентов избыток ацетил-КоА расходуется на синтез жирных кислот.

Таблица 1. Масса тела (г) крыс до начала и на момент выведения из эксперимента (М±m)

Table 1. The body weight (g) of rats at the beginning and at withdra wal from the experiment (M±m)

День эксперимента Day of the experiment Контрольная группа Control group Опытная группа Experimental group

1 251 ±31 (n=25) 269±33 (n=25)

21 263±9 (n=8) 281±29 (n=8)

35 270±13 (n=8) 309±44 (n=8)

60 280±32 (n=9) 333±32 (n=9)

и

и

^ CK e

а л CT

р о n

т р a

н т .с o

е н c

^ о n n

н к o

о c

к о

н ra to

е и ь л nt e

н е e

е т c

н и n la

е с o el

м о О

з н

И т о

100п

9080706050403020100-

90,6*

43,7* А—

31* ♦—

18,7*

22,2

21

Фибронектин/Fibronectir

35

День эксперимента Experiment day

- Глюкоза/Glucose

60

Инсулин/Insulin

* - р<0,05 в сравнении с контрольной группой

* - p<0,05 compared with the control group

Изменение концентрации фибронектина, глюкозы и инсулина в течение эксперимента у крыс опытной группы The change in the concentration of fibronectin, glucose and insulin during the experiment in rats of the experimental group

Свободные жирные кислоты в печени утилизируются двумя путями: либо активируют глюконеогенез, способствуя увеличению продукции глюкозы и снижению активности фосфатидилинозитол-3-киназы инсулинового рецептора, нарушая транспорт глюкозы внутрь клеток (эффект липотоксичности), усиливая тем самым гипер-инсулинемию; либо, взаимодействуя с углеводородным остовом, полученным из молекул углеводов, образуют молекулы триглицеридов [8-10]. В нашем случае мы наблюдали увеличение концентрации триглицеридов на 12,5; 32,5 и 30% в динамике эксперимента. Часть ацетил-КоА поступала на синтез ХС, рост концентрации которого у крыс опытной группы мы также наблюдали (см. табл. 2).

Известно, что инсулин повышает активность липоге-нетических процессов. Усиление синтеза ХС и триглицеридов в печени способствует формированию липопро-теинов очень низкой плотности в большем количестве. Данные липопротеины, попадая в кровяное русло, подвергаются действию липопротеинлипазы, приводя к образованию частиц ЛПНП, обладающих повышенной атерогенностью, о чем также свидетельствует увеличение индекса атерогенности на 45,6% на 60-й день опыта (см. табл. 2).

Кроме того, нами выявлено статистически значимое повышение концентрации фибронектина в сыворотке крови крыс опытной группы на 21, 35 и 60-й день эксперимента соответственно с 56,5±2,8 (в контроле) до 74±8, 79±4 и 98±2 мкг/мл (см. рисунок).

Фибронектин - гликопротеин, находящийся в плазме, межклеточном матриксе, на поверхности клеток. Большая его часть синтезируется в печени. Он состоит из двух сходных субъединиц, молекулярная масса которых составляет около 250 кДа. Каждая субъединица содержит 9 различных в функциональном отношении областей, включающих 2 фибронектин-связывающих сайта, 2 гепарин-связывающих сайта и по одному свя-

зывающему сайту для коллагена, ДНК и клеточных поверхностей [11]. Фибронектин способствует взаимодействиям клетка-клетка, клетка - экстрацеллюлярный матрикс, а также принимает участие в формировании и реконструкции тканей [12]. Основная функция заключается в регуляции клеточных процессов, поддержании и контроле организации тканей и компонентов межклеточного матрикса. Являясь адгезивным гликопро-теином, фибронектин совместно с интегринами также принимает непосредственное участие в образовании и созревании коллагеновых волокон [13], поддерживая тем самым гомеостаз внеклеточного матрикса.

Существуют плазменная и клеточная формы фибронектина. Плазменный фибронектин синтезируется гепатоцитами, циркулирует в плазме крови в растворимой, но неактивной форме. Было показано, что уровень фибронектина в плазме увеличивается вследствие патологических процессов, приводящих к повреждению сосудистой ткани, воспаления и при таких заболеваниях, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и инсульт [14, 15]. Клеточный фибронектин синтезируется многими типами клеток, включая фибробласты, эндотелиальные клетки, хондроциты, синовиальные клетки и миоциты [16].

Ранее было показано, что резистентность к инсулину и гипергликемия могут способствовать дисфункции артериальной стенки [17]. Механизмом данного процесса является усиленное образование жирных кислот, их свободнорадикальное окисление, последующий окислительный стресс и модификация инсулиновых рецепторов и клеточных мембран, что блокирует нормальную передачу сигнала в клетку и вызывает повреждение эндотелиальных клеток. Одним из маркеров эндотели-альной дисфункции и активации может являться фибро-нектин, увеличение количества которого наблюдалось уже на 21-й день избыточного потребления фруктозы (см. рисунок).

Таблица 2. Биохимические показатели в сыворотке крови крыс [Ме (Q1; Q3)] Table 2. Biochemical parameters of rats' blood serum [Me (Q1; Q3)]

Показатель Контроль 21-й день эксперимента 35-й день эксперимента 60-й день эксперимента

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Indicators The control 21st day experiment 35th day experiment 60th day experiment

НОМА, усл. ед. 0,59 0,84 0,88 1,07

НОМА, conv. units [0,42; 0,66] [0,79; 0,96]* [0,81; 0,94]* [0,84; 1,47]*

CARO, усл. ед. 3,68 3,19 3,09 2,62

CARO, conv. units [3,G1 ; 3,7] [2,95; 3,37] [2,96; 3,47] [2,17; 3,04]*

Холестерин, ммоль/л 0,79 1,35 1,25 1,52

Cholesterol, mmol/l [0,75; 0,92] [0,91; 1,48] [1,13; 1,28]* [1,07; 1,77]

ЛПВП, ммоль/л 0,47 0,67 0,64 0,68

HDL, mmol/l [0,41; 0,47] [0,45; 0,7] [0,59; 0,66]* [0,44; 0,78]

ЛПНП, ммоль/л 0,18 0,43 0,42 0,57

LDL, mmol/l [0,17; 0,23] [0,31; 0,52]* [0,29; 0,5]* [0,38; 0,76]*

Триглицериды, ммоль/л 0,41 0,44 0,54 0,53

Triglycerides, mmol/l [0,4; 0,47] [0,4; 0,5] [0,5; 0,55] [0,38; 0,63]

Индекс атерогенности, усл. ед. 0,93 1,02 1,03 1,35

Atherogenic index, conv. units [0,66; 0,96] [0,9; 1,24] [0,98; 1,102] [1,18; 1,59]*

П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое различие (p<0,05) при сравнении с контролем. N o t e. * - statistically significant difference (p<0.05) when compared with the control.

Данный механизм лежит в основе развития стеато-гепатоза, некроза и фиброза клеток печени [18], на что также указывает рост концентрации фибронектина в динамике эксперимента, учитывая его преимущественный синтез в гепатоцитах. Поэтому содержание фибронектина в крови можно использовать в диагностике заболеваний печени и оценке степени деструктивных процессов в эндотелиоцитах, а также в других клетках и тканях в дальнейшем.

Заключение

Высокофруктозная диета не влияет на увеличение массы тела грызунов. Тем не менее она вызывает изменение биохимических показателей липидного и углеводного обмена, характерное для метаболического синдрома, следствием чего является нарушение целостности эндотелия сосудов и гепатоцитов, о чем может свидетельствовать повышенный уровень фибронектина.

Сведения об авторах

ФГБОУ ВО ИГМА Минздрава России (Ижевск, Российская Федерация):

Гилева Ольга Георгиевна (Olga G. Gileva) - аспирант кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки E-mail: olgagileva1981@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-0985-1878

Бутолин Евгений Германович (Evgeny G. Butolin) - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой

клинической биохимии и лабораторной диагностики факультета повышения квалификации и профессиональной

переподготовки

E-mail: butoline@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-3312-4689

Терещенко Мария Васильевна (Maria V. Tereshchenko) - ассистент кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки E-mail: tereshenkomaria@rambler.ru https://orcid.org/0000-0001-6701-1095

Оксузян Артур Валерьевич (Arthur V. Oksuzyan) - кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицины катастроф и безопасности жизнедеятельности лечебного факультета E-mail: artur30st@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-5901-615X

Литература

1. Сяоян Чу, Киргизова О.Ю. Метаболический синдром: некоторые итоги и перспективы решения проблемы // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2016. Т. 1, № 5. С. 187-194.

2. Pellizzon M.A., Ricci M.R. The common use of improper control diets in diet-induced metabolic disease research confounds

data interpretation: the über factor // Nutr. Metab. (Lond.). 2018. Vol. 15, N 3. URL: https://doi.org/10.1186/s12986-018-0243-5. 3. Лыков А.П., Бондаренко Н.А., Ким И.И. Эффект фибронекти-на на миграционный потенциал клеток эндотелиальной линии EA.Hy926 // Бюллетень СО РАМН. 2014. Т. 34, № 4. С. 5-10.

4. Лещенко Д.В., Костюк Н.В., Белякова М.Б., Егорова Е.Н., 10. Миняев М.В., Петрова М.Б. Диетически индуцированные животные модели метаболического синдрома // Верхневолжский медицинский журнал. 2015. Т. 14, № 2. С. 34—39. 11.

5. Kawasaki T., Igarashi K., Koeda T., Sugimoto K., Nakagawa K., Hayashi S. et al. Rats fed fructose-enriched diets have characteristics of nonalcoholic hepatic steatosis // J. Nutr. 2009. Vol. 139.

P. 2067-2071. URL: https://doi.org/10.3945/jn.109.105858 12.

6. Долгов В.В. Клиническая лабораторная диагностика : 13. национальное руководство. В 2 т. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2013. 808 с.

7. Решетняк М.В., Хирманов В.Н., Зыбина Н.Н. Модель мета- 14. болического синдрома, вызванная кормлением фруктозой: патогенетические взаимосвязи обменных нарушений // Медицинский академический журнал. 2011. Т. 11, № 3.

С. 23-27. 15.

8. Бутолин Е.Г., Данилова О.В., Канунникова О.М. Исследование эффективности применения воды, пересыщенной воздухом, для снижения тяжести последствий окислительного стресса

у лабораторных животных. III. Сахароснижающее действие 16. артезианской воды с нанопузырьковой газовой фазой: исследования на лабораторных крысах в условиях гиперкалорийной диеты и экспериментального сахарного диабета // Ураль- 17. ский медицинский журнал. 2018. № 12. С. 150-154.

9. Денисов Н.Л., Гриневич В.Б., Чернецова Е.В. Неалкогольная 18. жировая болезнь печени как новая компонента метаболического синдрома в свете современных методов диагностики // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2017. № 9 (1). С. 34-41.

Мисникова И.В. Нарушение углеводного обмена в рамках метаболического синдрома: диагностика и лечение // Поликлиника. 2016. Т. 1, № 2. С. 17-20.

Огильницкая Л.А. Содержание фибронектина в сыворотке крови больных сахарным диабетом 1-го типа с микроангио-патиями, болеющих с детства, и у лиц с ожирением // Проблемы эндокринологии. 2015. № 1. С. 36-40. Hynes R.O. Fibronectins // Sci. Am. 1986. Vol. 254, N 6. P. 42-51. Singh P., Carraher C., Schwarzbauer J.E. Assembly of flbronectin extracellular matrix // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2010. Vol. 26, N 1. P. 397-419.

Peters J.H., Loredo G.A., Chen G., Maunder R. Plasma levels of flbronectin bearing the alternatively spliced EIIIB segment are increased after major trauma // J. Lab. Clin. Med. 2003. Vol. 141. P. 401-410.

Castellanos M., Leira R., Serena J., Blanco M. Plasma cellular-flbronectin concentration predicts hemorrhagic transformation after thrombolytic therapy in acute ischemic stroke // Stroke. 2004. Vol. 35. P. 1671-1676.

Mao Y., Schwarzbauer J.E. Fibronectin fibrillogenesis, a cellmediated matrix assembly process // Matrix Biol. 2005. Vol. 24. P. 389-399.

Bornfeldt K.E., Tabas I. Insulin resistance, hyperglycemia, and atherosclerosis // Cell Metab. 2011. Vol. 14, N 5. P. 75-85. Сучкова Е.В. Неалкогольная жировая болезнь печени: клинические и лабораторно-инструментальные особенности функции печени и желчевыводящих путей, эффективность комбинированной терапии : автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Ижевск, 2017.

References

Xiaoyang Chu, Kirgizova O.Yu. Metabolic syndrome: some results and prospects for solving the problem. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy Akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the Eastern-Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2016; 1 (5): 187-94. (in Russian) Pellizzon M.A., Ricci M.R. The common use of improper control diets in diet-induced metabolic disease research confounds data interpretation: the fiber factor. Nutr Metab (Lond). 2018; 15 (3). URL: https://doi.org/10.1186/s12986-018-0243-5 Lykov A.P., Bondarenko N.A., Kim I.I. The effect of fibronectin on the migration potential of EA.Hy926 endothelial cell line. Byul-leten' Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2014; 34 (4): 5-10. (in Russian) Leshchenko D.V., Kostyuk N.V., Belyakova M.B., Egorova E.N., Minyaev M.V., Petrova M.B. Dietary-induced animal models of metabolic syndrome. Verkhnevolzhskiy meditsinskiy zhurnal [Verkhnevolzhsk Medical Journal]. 2015; 14 (2): 34-9. (in Russian)

Kawasaki T., Igarashi K., Koeda T., Sugimoto K., Nakagawa K., Hayashi S., et al. Rats fed fructose-enriched diets have characteristics of nonalcoholic hepatic steatosis. J Nutr. 2009; 139: 2067-71. URL: https://doi.org/10.3945/jn.109.105858

Dolgov V.V. Clinical laboratory diagnostics: National guide. In 2 vol. Moscow: GEOTAR-Media, 2013: 808 p. (in Russian) Reshetnyak M.V., Khirmanov V.N., Zybina N.N. The model of metabolic syndrome caused by fructose feeding: pathogenetic relationships of metabolic disorders. Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal [Medical Academic Journal]. 2011; 11 (3): 23-7. (in Russian)

Butolin E.G., Danilova O.V., Kanunnikova O.M. Study of the effectiveness of the use of water, supersaturated with air, to reduce the severity of the effects of oxidative stress in laboratory animals. III. Sugar-lowering effect of artesian water with a nanobubble gas phase: studies on laboratory rats in a hypercaloric diet and experi-

10.

11.

12. 13.

14.

15.

16.

17.

18.

mental diabetes mellitus. Ural'skiy meditsinskiy zhurnal [Ural Medical Journal]. 2018: (12): 150-4. (in Russian) Denisov N.L., Grinevich V.B., Chernetsova E.V. Non-alcoholic fatty liver disease as a new component of the metabolic syndrome in the light of modern diagnostic methods. Vestnik Severo-Zapadnovgo gosudarstvennovo meditsinskogo universiteta im. I.I. Mechnikova[Vestnik of the North-West State Medical University Named after. I.I. Mechnikov]. 2017; 9 (1): 34-41. (in Russian)

Misnikova I.V. Violation of carbohydrate metabolism in the framework of the metabolic syndrome: diagnosis and treatment. Poliklinika [Policlinic]. 2016; 1 (2): 17-20. (in Russian) Mogilnitskaya L.A. The content of fibronectin in the blood serum of patients with type 1 diabetes mellitus with microangiopathies, who have been ill since childhood, and in individuals with obesity. Problemy endokrinologii [Problems of Endocrinology]. 2015; (1): 36-40. (in Russian)

Hynes R.O. Fibronectins. Sci Am. 1986; 254 (6): 42-51. Singh P., Carraher C., Schwarzbauer J.E. Assembly of fibronectin extracellular matrix. Annu Rev Cell Dev Biol. 2010; 26 (1): 397-419.

Peters J.H., Loredo G.A., Chen G., Maunder R. Plasma levels of fibronectin bearing the alternatively spliced EIIIB segment are increased after major trauma. J Lab Clin Med. 2003; 141: 401-10. Castellanos M., Leira R., Serena J., Blanco M. Plasma cellular-fibronectin concentration predicts hemorrhagic transformation after thrombolytic therapy in acute ischemic stroke. Stroke. 2004; 35: 1671-6.

Mao Y., Schwarzbauer J.E. Fibronectin fibrillogenesis, a cellmediated matrix assembly process. Matrix Biol. 2005; 24: 389-99. Bornfeldt K.E., Tabas I. Insulin resistance, hyperglycemia, and atherosclerosis. Cell Metab. 2011; 14 (5): 75-85. Suchkova E.V. Non-alcoholic fatty liver disease: clinical, laboratory and instrumental features of the function of the liver and biliary tract, the effectiveness of combination therapy: Autobstract of Diss. Izhevsk, 2017. (in Russian)

1.

9

2

4

6.

7

8

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.