Цель: изучить динамику показателей массы тела и органометрии надпочечных желез (НЖ) у белых крыс различного возраста при избыточном употреблении в пищу пальмового масла (ПМ) и обосновать возможности коррекции возникающих изменений экстрактом Гарцинии камбоджийской (ЭГК). Материал и методы. Исследование проведено на 216 крысах-самцах (неполовозрелых, половозрелых и старческого возраста), распределенных на 4 группы: 1-я – контрольные животные; 2-я – крысы, которым в рацион добавляли ПМ (30 г/кг/сутки); 3-я – животные, которые получали ЭГК (0,25 мг/кг/сутки); 4-я – крысы, которым ЭГК вводили на фоне приема ПМ. По истечении сроков наблюдения (7, 21 и 35 суток) определяли массу тела животных и проводили органометрию НЖ. Результаты. Избыточное содержание ПМ в рационе сопровождалось увеличением массы тела, а также массы и размеров НЖ, выраженность которых нарастала с увеличением длительности эксперимента и зависела от возраста крыс. У неполовозрелых крыс изменения развиваются быстрее всего, но прогрессируют медленно. У крыс старческого возраста и половозрелых животных изменения развиваются медленнее, но прогрессируют более значимо. Применение на фоне употребления ПМ ЭГК нивелирует выявленные изменения. Наиболее эффективно применение ЭГК у неполовозрелых крыс, наименее – в старческом возрасте. Заключение. ЭГК можно рекомендовать для применения в комплексной терапии больных с ожирением.
В последнее время различные метаболические нарушения и заболевания, ассоциированные с ожирением, объединяются в комплексе, который получил название «метаболический синдром», который представляет собой сочетание артериальной гипертензии, абдоминального ожирения, дислипидемии и нарушения толерантности к углеводам [1]. При всем этом метаболический синдром имеет единое патогенетическое основание – наличие инсулинорезистентности связующего звена между артериальной гипертензией, нарушением липидного и углеводного обменов [2]. Также, считается, что ключевым звеном в патогенезе метаболического синдрома является именно висцеральное ожирение [3]. При этом, наряду с перееданием, весьма значительную роль в развитии висцерального ожирения играет и качественное изменение рациона, в составе которого в последние десятилетия прогрессивно увеличивается количество растительных масел, среди которых преобладает пальмовое масло [4].
Причины развития абдоминального ожирения у лиц с метаболическим синдромом до конца не выяснены. Абдоминальное ожирение развивается обычно после 30 лет и является, по-видимому, следствием возрастного повышения активности гипоталамуса и, в частности, системы адренокортикотропный гормон (АКТГ) – кортизол. Установлено, что при абдоминальном ожирении увеличивается суточная экскреция метаболитов кортизола, что проявляется снижением чувствительности АКТГ к тормозящим влияниям кортизола и ведет к хроническому избытку его секреции. Кортизол стимулирует кортизолзависимую липопротеиновую липазу в жировых клетках верхней половины туловища и брюшной стенки висцеральной области (кортизолзависимая жировая ткань). В результате увеличиваются размеры жировых отложений, развивается гипертрофия адипоцитов и столь характерное для метаболического синдрома абдоминальное ожирение [5].
Существует весьма значительное число исследований изменений, возникающих при метаболическом синдроме с позиций биохимии и фармакологии, однако сведений о морфологических изменениях в надпочечных железах в доступной литературе нам обнаружить не удалось.
изучить динамику показателей массы тела и органометрии надпочечных желез у белых крыс различного возраста при избыточном употреблении в пищу пальмового масла и обосновать возможности коррекции возникающих изменений экстрактом Гарцинии камбоджийской.
Исследование проведено на 216 белых крысах-самцах 3-х возрастных групп – неполовозрелых (с исходной массой тела 50–55 г), половозрелых (180–190 г) и старческого возраста (300-320 г), полученных из вивария ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки». Все животные были распределены на 4 группы: 1-я группа – контрольные животные; 2-я группа – крысы, которым моделировали экспериментальное ожирение путем добавления в рацион рафинированного пальмового масла из расчета 30 г /кг/сутки; 3-я группа – животные, которым со срока, соответствующего 6 неделям введения пальмового масла, начинали внутрижелудочное введение экстракта Гарцинии камбоджийской из расчета 0,25 мг /кг/сутки; 4-я группа – крысы, которым экстракт Гарцинии камбоджийской вводили аналогично 3-й группе на фоне приема пальмового масла. Сроки наблюдения составили 7, 21 и 35 суток, после чего животных декапитировали под эфирным наркозом [6]. После извлечения надпочечных желез их препарировали, отделяли капсулу и определяли их массу на лабораторных весах ВЛР-200 с точностью до 0,25 мг, измеряли длину, ширину и толщину органа с помощью штангенциркуля ШЦ-0,05 с точностью до 0,05 мм. Полученные результаты регистрировали в протоколах забора материала. Рассчитывали абсолютную и относительную массу надпочечных желез, а также их объем с использованием формулы, используемой при сонографическом исследовании с подстановкой стандартного эмпирического коэффициента. Полученные цифровые данные обрабатывались методами вариационной статистики с использованием прикладного пакета Statistica 5.11 for Windows [7].
Оценка всех полученных цифровых данных производилась при обязательном сопоставлении с аналогичными показателями соответствующей возрастной контрольной группы.
У контрольных животных, которые вступили в эксперимент неполовозрелыми, за период с 7 по 35 сутки наблюдения масса тела увеличилась с 112,83±3,81 г до 139,17±3,55 г, а абсолютная масса надпочечных желез – с 13,46±0,20 мг до 13,77±0,36 мг. Поскольку темпы набора массы тела превышали темпы набора массы надпочечных желез, их относительная масса в ходе наблюдения уменьшалась с 11,98±0,27 мг% до 9,90±0,11 мг%.
В ходе наблюдения также увеличивались и размеры надпочечных желез: длина – с 3,53±0,04 мм до 3,65±0,06 мм, ширина – с 2,58±0,04 мм до 2,64±0,04 мм и толщина – с 3,27±0,06 мм до 3,32±0,08 мм. В результате, за период с 7 по 35 сутки наблюдения увеличивался и объем надпочечных желез – с 16,21±0,41 мм3 до 17,40±0,50 мм3.
У половозрелых контрольных животных за период с 7 по 35 сутки наблюдения масса тела увеличилась с 228,67±5,03 г до 245,67±4,69 г, а абсолютная масса надпочечных желез – с 20,31±0,32 мг до 20,64±0,17 мг. В результате в ходе наблюдения относительная масса надпочечных желез уменьшилась с 8,91±0,28 мг% до 8,41±0,15 мг%.
При этом размеры надпочечных желез половозрелых контрольных крыс в ходе наблюдения практически не изменились: длина на 7 и 35 сутки наблюдения составила соответственно 3,91±0,07 мм и 3,94±0,08 мм, ширина – 2,93±0,07 мм и 2,89±0,09 мм, а толщина – 3,60±0,07 мм и 3,63±0,06 мм. Практически неизменным оставался и объем надпочечных желез – 22,44±0,53 мм3 на 7 сутки наблюдения и 22,40±0,33 мм3 на 35 сутки наблюдения.
В период старческих изменений у контрольных животных масса тела с 7 по 35 сутки наблюдения увеличилась с 324,67±6,68 г до 337,33±7,63 г, а абсолютная масса надпочечных желез несколько уменьшилась – с 22,97±0,40 мг до 22,87±0,66 мг, так же как и относительная масса надпочечных желез – с 7,08±0,09 мг% до 6,80±0,27 мг%. В ходе наблюдения у контрольных животных старческого возраста размеры надпочечных желез практически не изменялись, а в некоторых случаях даже уменьшались. Соответственно на 7 и 35 сутки наблюдения длина надпочечных желез составила соответственно 4,03±0,08 мм и 3,98±0,05 мм, ширина – 2,91±0,05 мм и 2,91±0,03 мм, а толщина – 3,66±0,08 мм и 3,61±0,05 мм. В результате за период наблюдения несколько уменьшился и объем надпочечных желез – с 23,31±0,43 мм3 до 22,77±0,62 мм3.
Избыточное содержание пальмового масла в рационе (30 г /кг/сутки) у подопытных животных сопровождалось увеличением массы тела, абсолютной массы и линейных размеров надпочечных желез, а также снижением их относительной массы, степень выраженности которых нарастала по мере увеличения длительности эксперимента и зависела от возраста крыс.
При этом у неполовозрелых крыс 2-й группы масса тела и абсолютная масса надпочечных желез были больше аналогичных значений 1-й группы на 7, 21 и 35 сутки наблюдения соответственно на 24,96, 27,97 и 28,02% и на 16,17, 16,47 и 16,74%. Поскольку в условиях 2-й группы эксперимента прирост массы тела преобладал над приростом массы надпочечных желез, их относительная масса уменьшалась и была меньше контроля на 21 и 35 сутки наблюдения на 8,92 и 8,68%.
Также, толщина надпочечных желез была больше значений 1-й группы во все установленные сроки наблюдения на 7,41, 9,23 и 8,79%, а длина на 7 и 35 сутки – на 4,82 и 4,52%. В результате объем надпочечных желез был больше контрольного во все сроки наблюдения соответственно на 17,82, 18,20 и 17,33%.
У половозрелых крыс, употреблявших рацион с повышенным содержанием пальмового масла масса тела и абсолютная масса надпочечных желез были больше аналогичных значений 1-й группы на 7, 21 и 35 сутки наблюдения соответственно на 18,22, 26,98 и 33,38%, и на 13,90, 16,17 и 17,21%. Вследствие этого относительная масса надпочечных желез была меньше значений 1-й группы на 21 и 35 сутки наблюдения на 8,33 и 11,99%.
Также, габаритные размеры надпочечных желез у половозрелых крыс 2-й группы во всех случаях превосходили аналогичные показатели 1-й группы, однако пределов доверительного интервала достигало только увеличение их толщины на 7 и 21 сутки наблюдения – на 5,87 и 7,24%. Тем не менее, объем надпочечных желез был во все сроки наблюдения больше контрольных значений на 11,55, 15,50 и 17,55%.
Наконец, в период старческих изменений избыточное употребление пальмового масла также сопровождалось увеличением массы тела и абсолютной массы надпочечных желез во все установленные сроки наблюдения – соответственно на 19,51, 24,53 и 30,88% и на 10,71, 13,83 и 16,49%. В результате относительная масса надпочечных желез была меньше значений 1-й группы также во все сроки наблюдения на 7,30, 8,59 и 11,16%.
При всем этом габаритные размеры надпочечных желез у крыс старческого возраста 2-й группы во всех случаях превосходили аналогичные показатели 1-й группы, однако пределов доверительного интервала достигало только увеличение их толщины на 35 сутки наблюдения – на 7,30%. Вследствие этого объем надпочечных желез во все сроки наблюдения был больше значений 1-й группы на 8,86, 13,70 и 16,29%.
Внутрижелудочное введение экстракта Гарцинии камбоджийской из расчета 0,25 мг/кг/сутки массы тела условно здоровым животным (3-я группа эксперимента) начиная с момента, соответствующего 6 неделям добавления в рацион пальмового масла в других группах сопровождалось некоторым замедлением прироста массы тела, а также незначительным увеличением абсолютной и относительной массы надпочечных желез и их органометрических параметров. Выраженность выявленных отклонений также зависела от возраста животных.
При этом у неполовозрелых крыс введение экстракта Гарцинии камбоджийской сопровождалось снижением массы тела к 35 суткам наблюдения на 9,53% в сравнении с 1-й группой. Поскольку абсолютная масса надпочечных желез была недостоверно больше контрольных показателей, их относительная масса во все установленные сроки наблюдения была больше аналогичных значений 1-й группы на 6,95, 11,04 и 15,28%.
У половозрелых крыс введение экстракта Гарцинии камбоджийской также сопровождалось снижением массы тела к 35 суткам наблюдения на 7,67% в сравнении с 1-й группой. При этом абсолютная масса надпочечных желез была больше значений 1-й группы на 7, 21% и 35 сутки наблюдения на 8,01, 8,03 и 7,00%, а их относительная масса на 21 и 35 сутки – на 7,29 и 15,84%. Также, объем надпочечных желез превосходил показатели 1-й группы во все сроки наблюдения на 7,61, 7,27 и 6,64%.
В период старческих изменений введение экстракта Гарцинии камбоджийской не сопровождалось достоверными отклонениями ни массы тела подопытных животных, ни показателей органометрии надпочечных желез от значений 1-й группы.
В том случае, когда экстракт Гарцинии камбоджийской применялся на фоне употребления пальмового масла (с 6-й недели от начала его применения, 4-я группа) избыточный прирост массы тела подопытных животных, а также увеличение массы и органометрических параметров надпочечных желез несколько замедлялись.
У неполовозрелых животных 4-й группы эксперимента масса тела животных была больше значений 1-й группы на 7 и 21 сутки наблюдения на 18,76 и 11,21%, а абсолютная масса надпочечных желез во все установленные сроки наблюдения – на 13,54, 10,30 и 9,20%. Также, объем надпочечных желез был больше значений 1-й группы на 7 сутки наблюдения на 10,53%, а их относительная масса на 35 сутки – на 9,42%.
Сравнение с значениями 2-й группы (употребление пальмового масла без применения экстракта Гарцинии камбоджийской) показало, что на 21 и 35 сутки наблюдения масса тела животных и абсолютная масса надпочечных желез были меньше контроля соответственно на 13,09 и 21,89% и на 5,29 и 6,46%. В результате относительная масса надпочечных желез на 21 и 35 сутки была больше значений 2-й группы на 8,77 и 19,81%. Также, на 35 сутки наблюдения толщина и объем надпочечных желез были меньше значений 2-й группы на 5,54 и 10,23%.
У половозрелых животных 4-й группы эксперимента масса тела животных и абсолютная масса надпочечных желез во все установленные сроки наблюдения оставались больше значений 1-й группы соответственно на 15,74, 17,65 и 10,04% и на 12,74, 10,72 и 7,23%. Также, на 7 сутки наблюдения объем надпочечных желез еще оставался больше контрольного показателя на 11,16%.
Сравнение с значениями 2-й группы показало, что достоверные отклонения регистрировались лишь с 21 суток наблюдения. Масса тела подопытных животных и объем надпочечных желез на 21 и 35 сутки наблюдения были меньше значений 2-й группы на 7,34 и 17,50%, и на 10,38 и 13,93%, а абсолютная масса надпочечных желез на 35 сутки – на 8,52%. Также, на 35 сутки наблюдения относительная масса надпочечных желез была больше значений 2-й группы на 10,67%.
Наконец, в период старческих изменений у крыс 4-й группы масса тела оставалась больше значений 1-й группы во все установленные сроки наблюдения на 18,17, 18,20 и 17,05%, а абсолютная масса надпочечных желез на 7 сутки – на 11,31%. Также, во все установленные сроки наблюдения относительная масса надпочечных желез оставалась меньше значений 1-й группы на 5,75, 11,97 и 12,64%.
Сравнение со значениями 2-й группы показало, что достоверные отклонения регистрировались лишь с 21 суток наблюдения. При этом абсолютная масса надпочечных желез на 21 и 35 сутки наблюдения была меньше значений 2-й группы на 8,49 и 12,11%, а масса тела и объем надпочечных желез на 35 сутки – на 10,57 и 9,76%.
Полученные результаты можно объяснить, предположительно, следующим образом: в состав пальмового масла, по сравнению с другими растительными маслами, входит гораздо большее количество пальмитиновой и других жирных кислот. Насыщенные жирные кислоты, находящиеся в составе пальмового масла, оказывают негативное воздействие на организм, сопоставимое с гидрогенизированными жирами [8]. Пространственно-измененные жирные кислоты активируют процесс тромбообразования, способствуют увеличению уровня холестерина в крови и развитию других обменных нарушений, что приводит к развитию сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, а также к нарушению работы органов желудочно-кишечного тракта [4]. В итоге все это ведет к развитию ожирения, что сопровождается гиперсекрецией кортизола [5], и, вероятно, компенсаторной гипертрофией надпочечных желез.
Также, следует учитывать, что гидроксилимонная кислота, содержащаяся в составе экстракта Гарцинии камбоджийской в концентрации 60-65%, является мощным ингибитором активности фермента цитратлиазы [9]. Молекулы гидроксилимонной кислоты, на клеточном уровне ингибируя действие данного фермента, по конкурентному типу подавляют образование ацетилкофермента А, что, в свою очередь, ограничивает дальнейший синтез жирных кислот через малонилкофермент А. Таким образом подавляется также синтез триглицеридов и холестерина, что ведет соответственно возрасту, а значит и соответственно интенсивности обменных процессов в организме к более значимым изменениям на ранних сроках у неполовозрелых крыс [10].
Полученные нами результаты позволяют сделать некоторые обобщения. Избыточное содержание пальмового масла в рационе (30 г/кг/сутки) у подопытных животных сопровождалось увеличением массы тела, а также массы и размеров надпочечных желез, сроки проявления и степень выраженности которых нарастали по мере увеличения длительности эксперимента и зависели от возраста крыс. У неполовозрелых крыс данные изменения развиваются быстрее всего, но прогрессируют медленно. У крыс старческого возраста и половозрелых животных выявленные изменения развиваются медленнее, но прогрессируют более значимо.
Внутрижелудочное введение экстракта Гарцинии камбоджийской из расчета 0,25 мг/кг/сутки сопровождается некоторым замедлением прироста массы тела подопытных животных, а также незначительным увеличением абсолютной и относительной массы надпочечных желез и их некоторых органометрических параметров, выраженность которых также зависит от возраста крыс. Быстрее всего, выявленные изменения развивались у неполовозрелых крыс, в период старческих изменений достоверные отклонения массы тела не регистрировались вообще.
Применение на фоне избыточного употребления пальмового масла экстракта Гарцинии камбоджийской в значительной степени нивелирует выявленные изменения. Наиболее эффективно применение экстракта Гарцинии камбоджийской у неполовозрелых крыс-самцов, наименее – у животных периода старческих изменений.
Конфликт интересов. Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки» и является частью научной темы кафедры анатомии человека, оперативной хирургии и топографической анатомии «Влияние пищевых добавок и ионизирующего излучения на морфогенез органов дыхательной, иммунной и эндокринной систем» (номер государственной регистрации – 0112U001849).