ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 460, № 1, с. 111-114
= ФИЗИОЛОГИЯ =
УДК 591.481+615.241
ИЗМЕНЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ, ПИЩЕВОЙ МОТИВАЦИИ И УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ У КРЫС-САМЦОВ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО И ХРОНИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ ОБЕСТАТИНА И ЕГО ФРАГМЕНТА 1-4
© 2015 г. Е. С. Моторыкина, Е. Э. Хиразова, М. В. Маслова, А. С. Маклакова, А. В. Граф, А. А. Байжуманов, О. Д. Курко, Л. А. Замятина, Л. А. Андреева, Н. А. Соколова, академик РАН Н. Ф. Мясоедов, А. А. Каменский
Поступило 09.09.2014 г.
Б01: 10.7868/80869565215010272
Обестатин — эндогенный регулятор аппетита, оказывающий анорексигенное действие. В данной работе нами был проведен анализ однократного и хронического интраназального введения обеста-тина и его фрагмента 1-4 в дозе 300 нмоль/кг на показатели уровня глюкозы в крови и пищевой, питьевой мотивации в условиях депривации. В работе было показано, что однократное введение целого пептида приводило к уменьшению, а хроническое введение в течение пяти дней — к увеличению пищевой мотивации после деприва-ции. Кроме того, однократное введение обестати-на изменяло уровень глюкозы в крови на фоне де-привации и после приема пищи. Фрагмент обес-татина 1-4 после однократного введения оказал влияние только на уровень глюкозы после приема пищи. Влияний исследуемых веществ на питьевое поведение в условиях депривации выявлено не было ни после однократного, ни после хронического введения.
Поиск новых регуляторных пептидов всегда привлекал внимание физиологов и клиницистов. Особую актуальность в последнее время приобрели поиск и исследование потенциальных эндогенных анорексигенных веществ, в связи с обостряющейся проблемой ожирения. Одним из таких предположительных эндогенных регуляторов аппетита, вызывающих снижение массы тела и потребления пищи, является обестатин [1]. Механизмы действия обестатина на систему аппетита на сегодняшний день активно исследуются. Одним из возможных механизмов является изменение метаболизма глюкозы, поскольку глюкоза непосредственно участвует в регуляции чувств го-
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Институт молекулярной генетики Российской Академии наук, Москва
лода и насыщения [2, 3]. Другой причиной ано-рексигенного действия пептида может быть влияние обестатина непосредственно на уровень пищевой и питьевой мотивации, независящее от метаболизма глюкозы.
Ранее нами было выявлено выраженное снижение массы тела, потребления пищи и воды после однократного введения обестатина и его фрагмента 1-4 в условиях ad libitum [7]. Целью данного исследования было изучение центральных эффектов однократного и хронического введения обестатина и его фрагмента 1-4 на уровень пищевой и питьевой мотивации, а также уровень глюкозы. Для оценки центральных эффектов пептида нами был выбран интраназальный способ введения.
Работу проводили на крысах-самцах популяции Wistar, массой тела 300—350 г (n = 66). В экспериментах использовали крысиный обестатин (FNAPFDVGIKLSGAQYQQHGRAL-NH2) и его фрагмент 1-4 (FNAP-NH2). Опытным животным вводили исследуемые вещества в дозе 300 нмоль/кг интраназально, однократно или хронически (ежедневно в течение 5 сут). Выбор данной дозы исследуемых пептидов был обусловлен тем, что в проведенных ранее исследованиях она имела выраженные анорексигенное действие в условиях ad libitum, которое сохранялось через неделю после прекращения введения веществ [7]. В связи с этим через неделю после окончания введения веществ проводили регистрацию уровня пищевой и питьевой мотивации у крыс после 24-часовой пищевой или питьевой депривации в течение 10 мин после их прекращения. При оценке пищевой мотивации животных помещали в условия свободного доступа к корму и при этом регистрировали количество подходов к чашке с кормом и актов приема пищи, количество съеденной пищи и суммарное время ее потребления. Для оценки питьевой мотивации производили измерение коли-
112
МОТОРЫКИНА и др.
% от контрольных значений
Количество Количество Количество Время Потребление подходов приемов съеденной приема воды за 10 к чашке пищи пищи пищи мин
Контроль п = 8 т Обестатин п = 8 Фрагмент 1 -4 п = 7
Рис. 1. Показатели пищевой мотивации после однократного введения обестатина и фрагмента 1-4. Здесь и на рис. 2— 4 п — число животных в группе; здесь и на рис. 2 # — р < 0.01 по сравнению с контролем.
чества выпитой воды. Кроме того, определяли уровень глюкозы в крови натощак, а также через час и два часа после прекращения депривации. Все исследования проводили в соответствии с этическими принципами и нормативными документами, рекомендованными Европейским научным фондом (Е8Б) и Хельсинкской декларацией о гуманном отношении к животным.
Как видно из рис. 1, однократное интраназаль-ное введение обестатина через неделю вызывало достоверное уменьшение количества съеденной пищи, что свидетельствует об уменьшении пищевой мотивации. При этом наблюдали значимо более высокий уровень глюкозы в крови натощак и значимо более низкий уровень через 120 мин после приема пищи по сравнению с контрольной группой (рис. 2). Достоверного влияния на показатели питьевого поведения у крыс после депри-вации выявлено не было (рис. 1).
Однократное введение фрагмента 1-4 через неделю не оказало эффектов на пищевую и питьевую мотивацию после депривации (рис. 1). Однако, также как и целый пептид, фрагмент 1-4 вызывал менее выраженное увеличение сахара в крови через 120 мин после начала приема пищи по сравнению с контрольной группой (рис. 2).
Через неделю после окончания хронического введения обестатина были зарегистрированы статистически значимые изменение ряда показателей пищевого поведения после депривации, свидетельствующие о повышении пищевой мотивации. При этом мы не наблюдали изменения
питьевой мотивации после депривации (рис. 3). Хроническое введение обестатина не оказывало влияние и на динамику изменения уровня глюкозы в крови натощак и после приема пищи (рис. 4).
Достоверных отличий от контроля показателей пищевого и питьевого поведения после хронического введения фрагмента 1-4 обнаружено не было (рис. 3). Также не наблюдали эффектов фрагмента обестатина на динамику изменения уровня глюкозы в крови натощак и после приема пищи (рис. 4).
Таким образом, можно предположить, что одним из механизмов анорексигенного эффекта однократного введения обестатина, характеризующегося снижением пищевой мотивации на фоне депривации, является его центральное воздействие на формирование чувства голода, затрагивающее метаболизм глюкозы. Наличие орекси-генных эффектов при хроническом введении обестатина может быть результатом запуска каскадов компенсаторных механизмов, а именно, реакции на длительное присутствие анорексиген-ного пептида, реализующихся по механизму отрицательной обратной связи.
Согласно литературным данным более короткие фрагменты обестатина обладают схожим с ним действием на изменение массы тела, в частности, М-концевой фрагмент 1-13 [5]. В данной работе ни однократное, ни хроническое введение фрагмента 1-4 не вызывало изменение пищевой мотивации, что может указывать на иные механизмы его действия по сравнению с целым пепти-
ИЗМЕНЕНИЯ ПИТЬЕВОИ, ПИЩЕВОИ МОТИВАЦИИ
113
% от контрольных значений 180
160 140 120 100 80 60 40 20 0
Натощак
Через 60 мин после еды
Через 120 мин после еды
Контроль n = 8 И Обестатин n = 8 Фрагмент 1-4 n = 7
Рис. 2. Динамика изменения уровня глюкозы в крови после однократного введения обестатина и фрагмента 1-4.
% от контрольных значений 180 г *
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Количество Количество Количество подходов приемов съеденной
к чашке пищи пищи
Время Потребление приема воды
пищи за 10 мин
Контроль n = 22 ш Обестатин n = 12 Фрагмент 1-4 n = 9
Рис. 3. Показатели пищевой мотивации после хронического введения в течение 5 дней обестатина и фрагмента 1-4. * — р < 0.05 по сравнению с контролем.
дом, а также на разные пути деградации обестати-на и его фрагмента.
Существуют литературные данные, которые связывают анорексигенные эффекты обестатина с
уменьшением потребления воды [6]. Кроме того, ранее нами так же было показано, что в условиях ad libitum однократное введение обестатина и его фрагмента 1-4 вызывает снижение потребления
114
МОТОРЫКИНА и др.
% от контрольных значений 180
160 140 120 100 80 60 40 20 0
Натощак
Через 60 мин после еды
Через 120 мин после еды
Контроль n = 22 Ш Ш Обестатин n = 12 Фрагмент 1-4 n = 9
Рис. 4. Динамика изменения уровня глюкозы в крови после хронического введения обестатина и фрагмента 1-4.
воды [7]. Однако в данной работе ни обестатин, ни его фрагмент на фоне депривации при однократном и хроническом введении не вызвали изменений показателей питьевой мотивации. В связи с этим можно предположить, что анорексигенное действие обестатина и его фрагмента напрямую не связано c изменением питьевой мотивации, а реализуется за счет других механизмов, которые также приводят к изменению потребления питья.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Zhang J.V., Ren Pei-Gen, Avsian-Kretchmer O. // Science. 2005. V. 310. P. 996-999.
2. Mayer J, Bates M.W. // Amer. J. Physiol. 1952. V. 168. №3. P. 812-819.
3. Bernstein L.M., Grossman M.I. // J. Clin. Invest. 1956. V. 35. № 6. P. 627-633.
4. Brunetti L., Leone S., Orlando G., Recinella L., Ferrante C, Chiavaroli A., Di Nisio C., Di Michele P., Vacca M. // Peptides. 2009. V. 30. № 7. P. 1323-1327.
5. Nagaraj S., Peddha M.S., Manjappara U.V. // Bio-chem. and Biophys. Res. Communs. 2008. V. 366. № 3. P. 731-737.
6. Samson W.K., White M.M., Price C., Ferguson A.V. // Amer. J. Physiol. 2007. V 292. № 1. R637-R643.
7. Хиразова Е.Э., Маслова М.В., Моторыкина Е.С., ФридД.А., Граф А.В., Маклакова А.С., Соколова Н.А., Каменский А.А. // ДАН. 2013. Т. 453. № 3. С. 350351.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.