Журнал гликомики и липидомики
Открытый доступ

Абстрактный

Раннее добавление глицина восстанавливает секрецию катехоламинов надпочечниками в модели гипоталамического ожирения у крыс, но не влияет на висцеральное ожирение

Ана Элиза Андреацци

Ожирение — это всемирная эпидемия, которая характеризуется многофакторным синдромом, характеризующимся хроническим положительным энергетическим дисбалансом. Введение мононатриевого L-глутамата  ( MSG) новорожденным вызывает поражение дугообразного ядра гипоталамуса, что приводит к развитию ожирения во взрослой жизни у грызунов, характеризующегося печально известным накоплением катехоламинов в мозговом веществе надпочечников. Аминокислота глицин индуцирует секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников. Таким образом, целью нашей работы было оценить возможные эффекты введения глицина в модели ожирения MSG у крыс и исследовать его влияние на гомеостаз катехоламинов мозгового вещества надпочечников. Самцам крыс Wistar подкожно в область шеи вводили раствор MSG (4 мг/г массы тела) в течение 5 дней после родов, контрольной группе — физиологический раствор. Животные также были разделены на две группы, в которых одна получала водопроводную воду с добавлением глицина (0,1 г/кг) после отлучения от груди на 21 ^-й  день до 90-го дня жизни. Оценивались биометрические переменные, вес висцеральных жировых отложений, общее содержание и базальная секреция надпочечникового катехоламина. Глицин увеличил индекс Ли всех испытуемых групп и не оказал никакого влияния на висцеральное ожирение. Однако лечение глицином полностью восстановило общее содержание катехоламинов и базальную секрецию в группе с ожирением MSG. В заключение следует отметить, что хотя лечение глицином, по-видимому, полностью восстанавливает гомеостаз секреции катехоламинов, этого недостаточно для значительного прямого снижения висцерального ожирения в модели ожирения MSG у крыс . Ожирение является многофакторным синдромом, характеризующимся хроническим положительным энергетическим дисбалансом. Его заболеваемость растет в тревожной пропорции; в настоящее время около 500 миллионов человек во всем мире страдают ожирением, что представляет собой фактор риска развития диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний. Обширные академические усилия были направлены на медицинские исследования, чтобы лучше понять сложность этого расстройства. Экспериментальная модель ожирения, вызванная мононатриевым L-глутаматом  ( MSG), широко использовалась для представления метаболических нарушений, наблюдаемых при ожирении у людей. Неонатальное введение MSG вызывает поражение дугообразного ядра гипоталамуса.  Неонатальное введение глутамата натрия привело к развитию ожирения во взрослой жизни у грызунов. Более того, у животных развивается аномальное отложение жира. Кроме того, у животных с ожирением из-за глутамата натрия наблюдается гиперинсулинемия, резистентность к инсулину и печально известное накопление катехоламинов в мозговом веществе надпочечников из-за нарушения процесса секреции, среди прочих признаков. Катехоламины из мозгового вещества надпочечников играют важную роль в регуляции метаболизма глюкозы, липидов и белков. Симпатоадреналовая система включает симпатическую нервную систему и хромаффинные клетки из мозгового вещества надпочечников, которые секретируют катехоламины (в первую очередь адреналин) в кровоток. Хромаффинные клетки холинергически иннервируются спланхническим нервом; Ацетилхолин, высвобождаемый при стимуляции этого нерва, активирует нейрональные холинергические рецепторы в хромаффинных клетках, тем самым вызывая деполяризацию мембраны и запуская секрецию катехоламинов. Метаболический эффект адреналина приводит к повышению уровня глюкозы в сыворотке, липолизу, потреблению кислорода и термогенезу. Таким образом, нарушения в механизмах высвобождения и/или продукции катехоламинов могут способствовать развитию ожирения. В некоторых статьях показано, что аминокислота глицин может вызывать секрецию катехоламинов мозгового вещества надпочечников, хотя механизм ее действия в хромаффинных клетках до сих пор не ясен. Ядид и соавторы продемонстрировали преимущественное высвобождение адреналина из хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников в ответ на глицин. Таким образом, целью нашей работы было оценить возможные эффекты введения глицина в модели ожирения MSG у крыс и исследовать его влияние на гомеостаз катехоламинов мозгового вещества надпочечников. Все протоколы животных были выполнены в соответствии с Бразильским колледжем экспериментов на животных (COBEA)  ²³  и бразильским федеральным законом, а протоколы процедур были одобрены Этическим комитетом по обращению с животными (UFJF – Жуис-ди-Фора, штат Минас-Жерайс, Бразилия) (номер разрешения: 002/2012). В этом исследовании использовались самцы крыс Wistar (n=60 для всех экспериментальных процедур). Животные были получены из Центра репродуктивной биологии (CRB) Федерального университета Жуис-ди-Фора. В течение первых 5 дней после родов животным подкожно в область шейки матки вводили раствор глутамата натрия (4 мг/г массы тела)  ⁷ . Контрольным животным вводили эквимолярный физиологический раствор. Отлучение животных от груди проводили на 21-й день. Животные были разделены на четыре группы: контрольная и глутамата натрия, которым давали водопроводную воду; и контроль-глицин и глутамат натрия-глицин, которые обрабатывались водопроводной водой с добавлением глицина (0,1 г/кг) в соответствии с Аларкон-Агилар и др.  ²⁴. После отлучения все группы животных взвешивались еженедельно. Животные получали воду и коммерческий корм (Nuvital, Куритиба, Бразилия) ad libitum и находились в комнате с контролируемой средой (23 ± 3 °C и 12-часовой фотоцикл свет/темнота (07:00-19:00 ч)) в течение всего периода протокола. Для оценки начала ожирения все 90-дневные крысы были умерщвлены путем обескровливания через пункцию сердца под анестезией пентобарбиталом натрия (45 мг/100 г веса тела внутрибрюшинно) .  Эпидидимальные и ретроперитонеальные жировые отложения были удалены и взвешены для оценки ожирения, вызванного лечением MSG. Индекс Ли был рассчитан из соотношения [масса тела (мт) ^1/3  (г)/назоанальная длина (NAL) (см)]×1000 и использовался в качестве предиктора ожирения у грызунов с MSG. Надпочечники были удалены и взвешены. Во время обработки железы содержались в стандартном растворе Кребса-Гепеса, состоящем из (в мМ): Cl- 154,2; Na+ 144,0; Ca2+ 2,5; Mg2+ 1,18; SO42- 1,2; K+ 3,5; глюкозы 11,1; Hepes (кислота N-(2-гидроксиметилпиперазин)-N-(2-этаносульфоновая)) 25,0; бычий сывороточный альбумин (БСА) 0,5%, на ледяной бане. Правые железы всех экспериментальных групп использовались для оценки общего содержания катехоламинов - адреналина и норадреналина - количественного определения с помощью метода флуоресценции тригидроксииндола  ²⁶ . Результаты были получены путем построения значений на линейной регрессии стандартной кривой адреналина. С другой стороны, левые надпочечники использовались в экспериментах по секреции. Препарирование мозгового вещества надпочечников проводилось с помощью стереоскопической линзы и офтальмологических хирургических инструментов. Кроме того, изолированные мозговые вещества были насажены на стальные палочки для лучшей манипуляции и оставлены на 40 минут в стандартном растворе Кребса-Хепеса. Использовались 96-луночные планшеты для культивирования клеток Costar. Каждая лунка содержала 200 мкл стандартного раствора Кребса-Хепеса или модифицированного раствора Кребса-Хепеса, содержащего 5 мкМ глицина  ²⁷ . Эксперименты по секреции катехоламинов проводились в соответствии с ранее описанным методом. Все результаты представлены как среднее значение ± SEM.  p  < 0,05 считалось статистически значимым. Однофакторный дисперсионный анализ с посттестом Бонферрони проводился с использованием GraphPad Prism версии 5 для Windows (GraphPad Software, Сан-Диего, Калифорния, США) . У контрольных животных NAL увеличился на 3,5% после лечения глицином (p < 0,05). Однако NAL не различался между группами MSG. Кроме того, лечение глицином увеличило индекс Ли в обеих группах (p<0,001). Животные MSG показали меньший вес надпочечников по сравнению с контрольными животными, но никаких различий не было обнаружено после лечения глицином, когда мы сравнивали их соответствующие пары.