Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Тюренков И.Н.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Куркин К.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Бакулин Д.А.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Волотова Е.В.

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет», Волгоград, Россия

Шафеев М.А.

ЗАО «Исследовательский институт химического разнообразия», Химки, Московская область, Россия

Влияние агониста рецептора GPR119 на уровень глюкозы, массу тела и потребление пищи у животных с ожирением, обусловленным высокожировой и углеводной диетой

Авторы:

Тюренков И.Н., Куркин К., Бакулин Д.А., Волотова Е.В., Шафеев М.А.

Подробнее об авторах

Журнал: Проблемы эндокринологии. 2016;62(1): 44‑49

Просмотров: 261

Загрузок: 3

Как цитировать:

Тюренков И.Н., Куркин К., Бакулин Д.А., Волотова Е.В., Шафеев М.А. Влияние агониста рецептора GPR119 на уровень глюкозы, массу тела и потребление пищи у животных с ожирением, обусловленным высокожировой и углеводной диетой. Проблемы эндокринологии. 2016;62(1):44‑49.
Tyurenkov IN, Kurkin DV, Bakulin DA, Volotova EV, Chafeev MA. The influence of novel GPR119 agonist on body weight, food intake and glucose metabolism in obesity rats provoked high-fat and -carbohydrate diet. Problemy Endokrinologii. 2016;62(1):44‑49. (In Russ.).
https://doi.org/10.14341/probl201662144-49

?>

По данным ВОЗ, опубликованным в 2015 г., более 1,9 млрд людей в возрасте 18 лет и старше имеют избыточную массу тела (38% мужчин и 40% женщин), причем свыше 600 млн из них страдают ожирением (11% мужчин и 13% женщин). С 1980 по 2008 г. число лиц, страдающих ожирением, увеличилось более чем в 2 раза [1]. Сахарный диабет 2-го типа (СД2) манифестирует, как правило, в зрелом и пожилом возрасте. Почти в 50% случаев заболевание диагностируется у лиц с ожирением, а среди больных СД2 80—90% имеют избыточную массу тела или ожирение. Таким образом, ожирение следует рассматривать как значительную угрозу здоровью и жизни населения [2, 3].

Немедикаментозные методы лечения ожирения и СД2 практически неэффективны, а показания к бариатрическим операциям имеют существенные ограничения. Самой доступной, безопасной и эффективной тактикой терапии этих состояний остается фармакотерапия [4].

Способность антидиабетических лекарственных средств снижать массу тела (в частности, за счет влияния на потребление пищи) является важным дополнительным их качеством. Такими средствами могут быть соединения, созданные на основе агонистов к рецептору GPR119. Его физиологичными агонистами являются некоторые производные амидов жирных кислот и фосфолипиды. Рецептор GPR119 играет важную роль в стимуляции продукции инкретинов, а введение его агонистов (в эксперименте) увеличивало количество и качество инсулинпродуцирующих клеток поджелудочной железы, снижало аппетит и сопровождалось множеством других позитивных эффектов [5]. Синтезированное в ЗАО ИИХР (Химки, РФ) соединение ZB-16 (рис. 1) обладает выраженной агонистической активностью по отношению к GPR119 (IC50 M — 7,25E-09).

Рис. 1. Химическая структура ZВ-16.

Мы предположили, что применение этого вещества у животных с избыточной массой тела, обусловленной высокожировой и высококалорийной диетой, будет снижать массу тела или препятствовать ее увеличению. Поскольку ожирение, обусловленное диетой, легче вызвать у старых животных (меньшая естественная подвижность, сниженный гормональный фон и т. д.), исследование проводилось на старых крысах с исходным возрастом 20—21 мес.

Цель исследования — изучить влияние агониста рецептора GPR119 на уровень глюкозы, массу тела и потребление пищи у животных, длительно содержавшихся в условиях высокожировой и калорийной диеты.

Материал и методы

Влияние ZВ-16 на массу тела, потребление пищи (масса съеденного корма) и выделение жидкости оценивали у 48 лабораторных крыс-самцов массой 390—400 г (исходный возраст 20—21 мес). Животных в течение 12 нед содержали на высокожировой и углеводной диете. Состав ежедневного рациона: сливочное масло (жирность 82,5%; 748 ккал/100 г), подсолнечная халва (523 ккал/100 г) и подсолнечный козинак (576 ккал/100 г). Указанные продукты постоянно присутствовали в кормушках, и потребление их животными не ограничивалось. Питьевая вода на протяжении всего эксперимента заменялась 10% раствором фруктозы [6]. За 6 ч до взятия проб крови крыс лишали корма, а раствор фруктозы заменяли водой.

Первое введение ZВ-16 осуществляли через 3 мес после перевода животных на высокожировую и углеводную диету.

Все животные были распределены на четыре группы по 12 особей:

— 1-я группа — крысы, получавшие в течение всего эксперимента брикетированный корм ГОСТ Р 51849−2001 (ООО «Лабораторкорм», Москва, РФ) (Интакт);

— 2-я группа — крысы, получавшие диету 12 нед, а затем 1 мес внутрь чистую воду (0,5 мл/100 г) (Д-К);

— 3-я группа — крысы, получавшие 12 нед диету, а затем 1 мес внутрь ZB-16 (1 мг/кг) (Д-ZB-16);

— 4-я группа — крысы, получавшие 12 нед диету, а затем 1 мес внутрь метформин (400 мг/кг) (Д-Мф).

Препарат сравнения (метформин) был выбран исходя из того, что он широко используется в терапии СД2 и наряду с гипогликемическим оказывает гипофагическое действие, снижая массу тела пациентов, повышая чувствительность тканей к инсулину и улучшая липидный профиль [7].

Сформированные группы соответствовали друг другу по средней массе тела животных. Контрольные показатели (масса тела, потребление пищи и воды, содержание сахара в крови) регистрировали через 4, 6, 8, 10 и 12 нед после перевода крыс на указанную диету и через 4 нед после начала лечения. За исходные принимали значения, зафиксированные до перевода на диету. Пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ) проводили за день до начала и после окончания лечения. Гликемию измеряли глюкометром («Bayer», Германия) перед и через 30, 60 и 120 мин после введения глюкозы (3 г/кг).

Крыс содержали в клетках из полипропилена площадью 1612 см2 (Тип: Т/4 В, ООО МЭСТ, Москва) по 6 особей в каждой. Содержание и работа с крысами проводились с учетом правил, принятых Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986). Освещение вивария было естественным, температурный режим соответствовал +20—+24 °С при влажности воздуха 40—65%.

ZВ-16 и метформин вводили ежедневно в виде суспензии, из расчета 0,5 мл/100 г на 1 кг массы тела животного. Доза ZВ-16 выбрана, исходя из данных предварительных исследований, в которых наиболее выраженный гипогликемический эффект отмечался при дозе 1 мг/кг.

Статистическую обработку данных проводили с использованием Prism 5 (GraphPad «Software Inc.», США). Использовали критерии Краскела—Уоллиса, Ньюмена—Кейлса и критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони. Значения p<0,05 расценивались как статистически значимые.

Результаты и обсуждение

Через 3 мес после перевода крыс с обычного рациона на высокожировую и высококалорийную диету их масса тела увеличивалась в среднем на 18% (p<0,05), тогда как масса тела животных 1-й группы практически не менялась (±1,5—2%). Спустя 1 мес после начала лечения, животные, получавшие чистую воду, прибавили в массе в среднем еще 4,6%, а у тех, которым вводили ZB-16 и метформин, масса тела снизилась на 4,0 и 4,8% соответственно (тенденция к снижению массы тела наблюдалась у каждой особи из этих групп) (рис. 2).

Рис. 2. Динамика массы тела животных, содержавшихся на высокожировой и высококалорийной диете в течение 12 нед, а также влияние лечения на массу тела животных. Примечание. --- — 1-я группа (Интакт). ^ — p<0,05 при сравнении с 1-й группой; * — то же при сравнении с исходными значениями; # — то же при сравнении со значениями группы Д-К.

Предполагая, что исследуемые соединения влияют на аппетит и соответственно изменяют потребление пищи, мы определили этот показатель, поместив животных в метаболические камеры на 3 сут. У животных, получавших ZВ-16, отмечалась четкая тенденция к уменьшению количества потребляемого корма (рис. 3, а) по сравнению с крысами контрольной группы (Д-К).

Рис. 3. Масса съедаемого корма (а), уровень глюкозы натощак (б), потребление (в) и выделение (г) жидкости животными после лечения (обобщенные данные за 3 дня наблюдений). Примечание. Представлены медианы значений.

Способность агонистов GPR119 снижать массу тела активно изучается; для некоторых из них (в частности, для соединения PSN632408) установлено наличие гипофагического эффекта, даже при однократном введении [8]. Анализ результатов 17 клинических исследований инкретиномиметиков выявил анорексигенный эффект глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) и его аналогов. ГПП-1, воздействуя на центр голода в головном мозге, где обнаружена экспрессия GPR119, снижает потребление пищи и массу тела пациентов. В частности, в двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании применение лираглутида в течение 20 нед у людей с ожирением снижало массу тела в среднем на 7 кг [9]. Ранее (неопубликованные данные) было показано, что ZВ-16 обладает in vitro выраженной агонистической активностью в отношении GPR119 (IC50=7 нM) и in vivo гипогликемическим действием, которое, вероятно, обусловлено увеличением выработки инкретинов и инсулина. Влияние агонистов GPR119 на пищевое поведение пока мало изучено. Имеются данные об участии GPR119 в регуляции аппетита, о его влиянии на скорость пассажа пищи из желудка в кишечник, на отложение жира, процессы липогенеза и липолиза, на подавление секреции глюкагона [8, 10—12]. Все перечисленные эффекты агонистов этого рецептора требуют дальнейшего изучения, но снижение массы тела, наблюдаемое у животных при длительном введении ZB-16, позволяют предполагать, что это соединение действует по одному из описанных выше механизмов.

Существенное увеличение массы тела животных могло быть связано с возникающими вследствие диеты нарушениями углеводного и липидного обмена. Поэтому на следующем этапе мы определяли уровень глюкозы в крови натощак (см. рис. 3, б) и толерантность к глюкозе с помощью ПГТТ (рис. 4, а, б).

Рис. 4. Показатели ПГТТ. а — динамика гликемии в ходе ПГТТ (в %); б — площадь под кривой изменений гликемии в ходе ПГТТ. Примечание. * — p<0,05 при сравнении с группой Д-К; ** — p<0,01 при сравнении с той же группой.

Содержание животных в течение 3 мес в условиях высокожировой и углеводной диеты не индуцировало гипергликемию натощак, но у животных, получавших как ZB-16, так и метформин, уровень глюкозы в крови натощак был несколько ниже (см. рис. 3, б).

ПГТТ обнаружил выраженные нарушения в утилизации глюкозы у крыс группы Д-К. Через 2 ч после нагрузки гликемия у них была выше, чем у животных, получавших метформин или соединение ZB-16 (рис. 4, а). Разброс данных в пределах группы также был существенен, о чем свидетельствует диаграмма площади под кривой «концентрация глюкозы—время» (см. рис. 4, б). Скорость и выраженность изменений в утилизации глюкозы у животных, получавших чистую воду, свидетельствуют либо о развитии у них инсулинорезистентности, либо о сниженной секреции инсулина, что указывает на состояние, которое может быть охарактеризовано как предиабет 2-го типа, или скрытая форма СД2 [6].

У крыс, в течение 4 нед получавших ZB-16, степень повышения уровня глюкозы в ходе ПГТТ была значимо ниже, чем в группе Д-К. На 30-й минуте теста концентрация глюкозы в крови увеличивалась меньше, чем на 5%, тогда как в группе Д-К — на 28,8%, что может свидетельствовать об отсутствии нарушений толерантности к глюкозе и инсулинорезистентности. Через 1 ч после глюкозной нагрузки у животных, получавших ZB-16, гликемия была только на 12% выше исходной, т. е. возрастала почти в 3 раза меньше, чем у крыс группы Д-К, и в 2,5 раза меньше, чем у животных группы метформина. Следует отметить, что через 1 ч после нагрузки концентрация глюкозы в крови у крыс группы метформина практически не отличалась от таковой в контроле, что может указывать на сохранение дефицита инсулина или инсулинорезистентности. Низкая концентрация глюкозы на этом сроке ПГТТ у крыс группы Д-ZB-16, связана, очевидно, со способностью этого соединения стимулировать глюкозозависимую секрецию инсулина, пролонгировать его выработку. Через 2 ч после введения глюкозы ее уровень в крови у животных, получавших метформин, возрастал слабее (+12,6% от исходной величины), чем в контрольной группе (+41,8%). Повышенная концентрация глюкозы через 2 ч после нагрузки регистрировалась и у животных группы Д-ZB-16, однако площадь под кривой «концентрация глюкозы—время» у них была наименьшей. Разброс данных внутри этой группы также был минимальным. Необходимо отметить, что ни в одной из групп животных концентрация глюкозы спустя 2 ч после нагрузки не вернулась к исходным величинам, что, безусловно, свидетельствует о нарушенном углеводном обмене, однако выраженность этого нарушения у крыс, получавших ZB-16 и метформин, была минимальной.

В подавляющем большинстве случаев нарушение углеводного обмена сопровождается значительным увеличением массы тела. В настоящее время в качестве перспективных антидиабетических препаратов рассматриваются средства, обладающие инкретиномиметической активностью [13].

Представленные данные отражают нарушение углеводного обмена у животных, содержавшихся на высокожировой и высококалорийной диете. Агонист GPR119 в сопоставимой с метформином степени способствовал компенсации этих нарушений, снижая массу тела и площадь под кривой «концентрация глюкозы—время» при ПГТТ. Данные последних лет подтверждают значимую роль GPR119 в регуляции метаболизма углеводов. Установлена четкая связь эффектов стимуляции рецептора с высвобождением инкретинов. Многочисленными работами [8, 10—12] доказана роль GPR119 в поддержании нормального функционирования инкретиновой системы.

Компенсация углеводного обмена под влиянием агонистов GPR119 может происходить по нескольким механизмам. С одной стороны, эти агонисты стимулируют секрецию инкретинов, что может препятствовать быстрому росту (скачку) гипергликемии после внутрижелудочного введения глюкозы. С другой, агонисты GPR119 улучшают функцию β-клеток поджелудочной железы и стимулируют их пролиферацию [8, 10—12], что повышает резервные возможности этих клеток, препятствуя резкому постпрандиальному подъему гликемии (см. рис 4, а). Таким образом, ZB-16 положительно влияет на углеводный обмен животных с ожирением, что оправдывает дальнейшее углубленное изучение его антидиабетических свойств.

Выводы

1. У старых крыс замена нормального рациона на диету с высоким содержанием жиров и углеводов приводит к значимой прибавке массы тела и нарушению утилизации глюкозы, т. е. к состоянию начинающегося или скрытого/латентного СД2.

2. Курсовое введение агониста GPR119 и метформина приводит к заметному снижению массы тела животных, содержавшихся на высокожировой и высококалорийной диете.

3. Курсовое введение агониста GPR119 животным, содержавшимся на высокожировой и высококалорийной диете, приводит к снижению гликемии натощак и к более выраженному, чем при введении метформина, снижению площади под кривой «концентрация глюкозы—время» в ходе Пгтт.

Конфликт интересов отсутствует.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в рамках реализации государственного контракта «Доклинические исследования лекарственного средства для лечения сахарного диабета 2-го типа на основе агонистов GPR119» № 13411.1008799.154 от 24.07.13.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail