Ригер Николай Александрович – Доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии.
109240, Москва, Устьинский проезд, 2/14, тел.: 8 (495) 698-53-45
Riger Nikolay A. - PhD, MD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Immunology.
109240, Moscow, Ustinski proezd, 2/14, phone: 7 (495) 698-53-45
Младший научный сотрудник лаборатории иммунологии.
Москва
Junior Research Associate, Laboratory of Immunology.
Moscow
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории метаболомного и протеомного анализа.
Москва
PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Proteomic and Genomic Analysis.
Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий.
PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Food Toxicology and Nanotechnology Safety Evaluation.
Moscow
Доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией иммунологии.
Москва
PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Laboratory of Immunology.
Moscow
Висцеральное ожирение, дислипидемия и инсулинорезистентность рассматриваются как основные причины обменных нарушений при метаболическом синдроме. Лептин и грелин являются важнейшими факторами, участвующими в регуляции метаболических процессов. Целью настоящего исследования была оценка значимости соотношения концентраций лептина и грелина (L/Gh), а также цитокинового профиля в качестве биомаркеров метаболических и иммунных нарушений на in vivo модели индуцированной диетой дислипидемии у мышей.
Исследования проводили на 48 мышах-самках линии C57Black/6, которые были разделены на 6 групп по 8 животных. Группа 1 (контроль) получала рацион AIN93; 2 – избыток жиров (30% сухой массы); 3 – добавку 20% фруктозы с водой к основному рациону; 4 – избыток жиров и фруктозы; 5 – избыток холестерина (0,5% сухой массы); 6 – избыток холестерина и фруктозы. Продолжительность эксперимента составила 63 суток. У всех животных определяли относительную массу внутренних органов. Уровни цитокинов, лептина и грелина в плазме определяли на анализаторе Luminex 200 с использованием наборов Bio-Plex.
Не было выявлено значимых различий концентраций лептина и грелина в плазме животных между контролем и большинством опытных групп, за исключением 6-й группы (комбинированный рацион с избытком фруктозы и холестерина), в которой уровень лептина был достоверно снижен по сравнению с контролем (группа 6: 2,12 пг/мл, min 1,57 – max 3,83 vs группа 1: 3,92 пг/мл, min 2,45 – max 27,88; p < 0,05). Изменения содержания грелина в плазме, в зависимости от рационов, имели в целом обратную тенденцию по сравнению с лептином. Величина L/Gh при избытке жировой (группа 2) и холестериновой (группа 5) составляющей имела статистически недостоверные тенденции к возрастанию. Добавление фруктозы к рациону с избытком жира или холестерина достоверно (p < 0,05) снижало L/Gh. У животных 6-й группы (фруктоза + холестерин) при минимальном L/Gh выявлена наименьшая общая масса жировых отложений. Связь между L/Gh и массой жира была подтверждена наличием линейной регрессионной зависимости между рассматриваемыми показателями. Также были обнаружены корреляционные связи между значениями L/Gh и показателями массы тела животных (r = 0,424; α = 0,004), относительной массы жировой ткани (r = 0,663; α = 0,000), печени (r = -0,315; α = 0,035) и селезенки (r = -0,585; α = 0,000), статистически значимые корреляции между L/Gh, массой органов и тканей и концентрациями IL-12(p40), IL-2, IL-9, IL- 13, G-CSF и RANTES. Наряду с этим, установлены достоверные различия между контрольной и опытными группами по концентрациям в плазме G-CSF, IL-12(p40), IL-2, IL-3 и IL-9. Концентрация IL-12(p40) в плазме группы 2 была самой низкой по сравнению с контролем, а в 6-й группе на фоне самых низких показателей L/Gh и общего количества жира уровень IL-12(p40) был самым высоким.
Таким образом, была выявлена достоверная зависимость между L/Gh с изменениями массы органов и тканей, а также с уровнями цитокинов, участвующих в регуляции воспаления. Наиболее значимая взаимосвязь обнаружена между относительной массой жировых отложений, соотношением L/Gh и концентрацией IL-12(p40). При этом отмечается не только корреляционная зависимость, но и достоверные изменения L/Gh и содержания IL-12(p40) между опытными группами на in vivo модели алиментарной дислипидемии у мышей.
Visceral obesity, dyslipidemia and insulin resistance are considered the main causes of metabolic disorders in metabolic syndrome. Leptin and ghrelin are the most important factors involved in regulation of the metabolic processes. The purpose of this study was to evaluate the significance of leptin-to-ghrelin ratio (L/Gh) and cytokine profiles as biomarkers of metabolic and immune disorders in an in vivo model of a dietary induced dyslipidemia in mice.
The studies were carried out on 48 female C57Black/6 mice, which were divided into 6 groups of 8 animals. Group 1 (control) received the AIN93 diet; group 2, excess fat administration (30% dry weight); the mice from group 3 were supplied with 20% fructose in drinking water added to the main diet; group 4 got fats and fructose excess, group 5, cholesterol excess (0.5% dry weight); group 6 was fed with cholesterol and fructose in excess. Duration of the experiment was 63 days. In all animals, the relative mass of internal organs was determined. The levels of cytokines, leptin and ghrelin in plasma were determined by means of Luminex 200 analyzer using Bio-Plex kits.
There were no significant differences for plasma leptin and ghrelin concentrations between the control and most of experimental groups, except of the 6th group (combined diet with excess fructose and cholesterol) which a significantly lower leptin levels as compared to the controls (group 6: 2.12 pg/ml, min 1.57 – max 3.83 vs group 1: 3.92 pg/ml, min 2.45 – max 27.88, p < 0.05). The changes in plasma ghrelin contents, depending on the diet, showed a generally opposite trend when compared to leptin levels.
The value of L/Gh ratio in mice fed with excess fat (group 2) and cholesterol (group 5) showed a statistically unsignificant trend for increase. Fructose added to a diet with fat or cholesterol excess caused a significant decrease in L/Gh ratio (p < 0.05). In animals of the 6th group (fructose + cholesterol) with minimal L/Gh values, the lowest total body fat deposition was found. The relationship between the L/Gh and the fat mass was confirmed by the linear regression relationship between the indicators considered. We have also found a correlation between L/Gh and animal fat weight (r = 0.424, α = 0.004), relative mass of adipose tissue (r = 0.663, α = 0.000), liver (r = -0.315, α = 0.035) and spleen (r = -0.585; α = 0.000), statistically significant correlations between L/Gh, organ and tissue weight and concentrations of IL-12(p40), IL-2, IL-9, IL-13, G-CSF and RANTES. In addition, significant differences were found between the control and test groups for plasma concentrations of G-CSF, IL-12(p40), IL-2, IL-3 and IL-9. The IL-12(p40) concentration in plasma from the group 2 mice was the lowest against controls. Meanwhile, the 6th group exhibited highest IL-12(p40) levels against the lowest L/Gh ratios and total fat levels.
Thus, a significant relationship was found between L/Gh ratio and changing mass of organs and tissues, as well as with the levels of cytokines involved into the regulation of inflammation. The most significant relationship was found between the relative mass of body fat, L/Gh ratio and the IL-12(p40) concentration. L/ Gh ratio and IL-12p(40) showed both content Not only a correlation dependence, but also significant changes were noted between the experimental groups in the in vivo model of alimentary dyslipidemia in mice.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.