Аннотация
Введение. Печень служит буфером для накопления и утилизации избыточного поступления алиментарных жиров. Прием растительных соединений может улучшать метаболические процессы в печени, однако молекулярные механизмы этого явления исследованы мало. Цель исследования. Изучить влияние перорального применения фитокомпозиции (ФК) на основе B. vulgaris, C. bergamia, D. villosa и L. meyenii на уровни экспрессии генов углеводного и липидного обменов в печени крыс, находящихся на стандартном рационе питания (СРП) или высокожировой диете (ВЖД). Материал и методы. Самцов крыс Вистар (n=48) разделили на 8 групп (Г) равной численности. В течение 4 и 7 нед животные групп Г1 и Г5 соответственно получали СРП (в общей калорийности доля жиров составляла 11%), Г2 и Г6 – СРП+ФК, Г3 и Г7 – ВЖД (в общей калорийности доля жиров составляла 36% за счет добавления к рациону свиного сала), Г4 и Г8 – ВЖД+ФК. После выведения животных из эксперимента печень фиксировали в 1 мл реагента «Riti» (Диаэм, Россия) и хранили до исследования при температуре -20°C. В печени определяли экспрессию генов ацетил-КоА-карбоксилазы А (Acaca), ацетил-КоА-карбоксилазы B (Acacb), синтазы жирных кислот (Fasn), стеарил-КоА-десатуразы (Scd), глюкокиназы (Gck) и пируваткиназы (Pklr) методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Результаты и обсуждение. Показано, что ВЖД вызывает фазные изменения в экспрессии генов липидного и углеводного обмена в печени крыс: на 4-й неделе наблюдается повышение экспрессии Fasn, снижение Acaca и Pklr, указывающие на активацию липогенеза; на 7-й неделе – снижение экспрессии Fasn и Acacb, свидетельствующее об активации β-окисления жирных кислот, повышение экспрессии Gck и Acaca – об усилении гликогеногенеза. Введение ФК потенцирует эти компенсаторные сдвиги, существенно усиливая экспрессию Acaca и Gck. Корреляционный анализ показал, что прием ФК в условиях СРП увеличивал число корреляций с 2 до 6 (новые связи: Acacb и Pklr с Fasn и Scd), а в условиях ВЖД – преобразовывал обратные связи Acaca с Acacb в прямые Acaca с Gck и Pklr. Заключение. Полученные данные указывают, что биологически активные соединения изученной ФК способствуют усилению сопряженности углеводного и липидного обменов и активации гликогеногенеза в печени за счет прямого или опосредованного действия в качестве индукторов экспрессии генов липидного и углеводного обменов, приводя тем самым к перестройке метаболических путей, направленной на компенсацию ВЖД.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
С.В. Янковская, К.И. Мосалев, И.Ю. Деулин,
Н.А. Пальчикова, В.Г. Селятицкая
ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»,
Российская Федерация, 630060, Новосибирск, ул. Тимакова 2
Литература
World Health Organization. Obese and overweight. 2024.
Аметов А.С., Туркина С.В. Дисфункция жировой ткани: в фокусе ожирение, сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания, неалкогольная жировая болезнь печени. Эндокринология: Новости. Мнения. Обучение. 2024; 13 (4): 84–93. [Ametov A.S., Turkina S.V. Adipose tissue dysfunction: focus on obesity, diabetes and cardiovascular disease, nonalcoholic fatty liver disease. Endocrinology: News, Opinions, Training. 2024; 13 (4): 84–93. DOI: 10.33029/2304-9529-2024-13-4-84-93 (in Russian)].
Maki K.C., Dicklin M.R., Kirkpatrick C.F. Saturated fats and cardiovascular health: Current evidence and controversies. Journal of clinical lipidology. 2021; 15 (6): 765–72. DOI: 10.1016/j.jacl.2021.09.049
Flessa C.M., Nasiri-Ansari N., Kyrou I., Leca B.M., Lianou M., Chatzigeorgiou A., Kaltsas G. et al. Genetic and diet-induced animal models for non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) research. International J. of Molecular Sciences. 2022; 23 (24): 15791. DOI: 10.3390/ijms232415791
Lu Y., Li Y., Sun Y., Ma S., Zhang K., Tang X., Chen A. Differences in energy metabolism and mitochondrial redox status account for the differences in propensity for developing obesity in rats fed on high-fat diet. Food Science & Nutrition. 2021; 9 (3): 1603–13. DOI: 10.1002/fsn3.2134
Long F., Bhatti M.R., Kellenberger A., Sun W., Modica S., Höring M., Liebisch G. et al. A low-carbohydrate diet induces hepatic insulin resistance and metabolic associated fatty liver disease in mice. Molecular metabolism. 2023; 69: 101675. DOI: 10.1016/j.molmet.2023.101675
Калашникова К.Е., Шрайнер Е.В., Быстрова В.И., Лифшиц Г.И. Генетические факторы, способствующие развитию метаболического синдрома. Фармакогенетика и фармакогеномика. 2024; 2: 5–12. [Kalashnikova K.E., Shrayner E.V., Bystrova V.I., Lifshits G.I. Genetic factors contributing to the development of metabolic syndrome. Pharmacogenetics and pharmacogenomics. 2024; 2: 5–12.
DOI: 10.37489/2588-0527-2024-2-5-12 (in Russian)].
Апрятин С.А., Гмошинский И.В., Трусов Н.В., Тутельян В.А. Эффекторные звенья метаболизма при диет-индуцированном и генетически детерминированном ожирении: полнотранскриптомное исследование ткани печени на экспериментальных моделях у грызунов. Acta Biomedica Scientifica. 2023; 8 (3): 25–41. [Apryatin S.A., Trusov N.V., Gmoshinski I.V., Tutelyan V.A. Metabolism effector links in diet-induced and genetically-based obesity: A full-transcriptome study of liver tissue in experimental models in rodents. Acta biomedica scientifica. 2023; 8 (3): 25–41. DOI: 10.29413/ABS.2023-8.3.3 (in Russian)].
Салль Т.С., Щербакова Е.С., Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Бакулин И.Г., Демьянова Е.В. Молекулярные механизмы развития неалкогольной жировой болезни печени. Профилактическая медицина. 2021; 24 (4): 120 31. [Sall T.S., Shcherbakova E.S., Sitkin S.I., Vakhitov T.Ya., Bakulin I.G., Demyanova E.V. Molecular mechanisms of non-alcoholic fatty liver disease development. Russian J. of Preventive Medicine. 2021; 24 (4): 120–31. DOI: 10.17116/profmed202124041120 (in Russian)].
Semova I., Biddinger S.B. Triglycerides in nonalcoholic fatty liver disease: guilty until proven innocent. Trends in pharmacological sciences. 2021; 42 (3): 183–90. DOI: 10.1016/j.tips.2020.12.001
Zhang Z., Ji G., Li M. Glucokinase regulatory protein: a balancing act between glucose and lipid metabolism in NAFLD. Frontiers in endocrinology. 2023; 14: 1247611. DOI: 10.3389/fendo.2023.1247611
Трусов Н.В., Семин М.О., Шипелин В.А., Апрятин С.А., Гмошинский, И.В. Экспрессия генов в печени крыс, получавших с рационом комплекс ресвератрола и L-карнитина, в норме и при ожирении. Вопросы питания. 2021; 90 (5): 25–37. [Trusov N.V., Semin M.O., Shipelin V.A., Apryatin S.A., Gmoshinski I.V. Liver gene expression in normal and obese rats received resveratrol and L-carnitine. Problems of Nutrition. 2021; 90 (5): 25–37. DOI: 10.33029/0042-8833-2021-90-5-25-37 (in Russian)].
. Khateeb S., Albalawi A., Alkhedaide A. Regulatory effect of diosgenin on lipogenic genes expression in high-fat diet-induced obesity in mice. Saudi J. of Biological Sciences. 2021; 28 (1): 1026–32. DOI: 10.1016/j.sjbs.2020.11.045
. Troitsky A.V., Deulin I.Y., Kim L.B., Putyatina A.N., Selyatitskaya V.G., Voevoda M.I. Pathophysiological Approach to the Development of Plant Compositions with ‘Anti-Age’ Activity. Acta Scientific Medical Sciences 9.5. 2025; 119–33. DOI: 10.31080/ASMS.2025.09.2075
. Деулин И.Ю., Пальчикова Н.А., Молодых О.П., Синявская А.М., Субботовская А.И., Селятицкая В.Г. Динамический анализ формирования ожирения у крыс, содержавшихся на высокожировой диете. Сибирский научный медицинский журнал. 2025; 45 (3): 104–11. [Deulin I.Yu., Palchikova N.A., Molodykh O.P., Sinyavskaya A.M., Subbotovskaya A.I., Selyatitskaya V.G. Dynamic analysis of obesity formation in rats kept on a high-fat diet. Siberian Scientific Medical J. 2025; 45 (3): 104–11. DOI: 10.18699/SSMJ20250311 (in Russian)].
. Saleh Al-maamari J.N., Rahmadi M., Panggono S.M., Prameswari D.A., Pratiwi E.D., Ardianto C., Balan S.S. et al. The effects of quercetin on the expression of SREBP-1c mRNA in high-fat diet-induced NAFLD in mice. Journal of basic and clinical physiology and pharmacology. 2021; 32 (4): 637–44. DOI: 10.1515/jbcpp-2020-0423
. Lee S.M., Muratalla J., Diaz-Ruiz A., Remon-Ruiz P., McCann M., Liew C. W., Kineman R.D. et al. Rosiglitazone requires hepatocyte PPARγ expression to promote steatosis in male mice with diet-induced obesity. Endocrinology 2021; 62 (11): bqab175. DOI: 10.1210/endocr/bqab175
. Fang C., Pan J., Qu N., Lei Y., Han J., Zhang J., Han D. The AMPK pathway in fatty liver disease. Frontiers in Physiology. 2022; 13: 970292. DOI: 10.3389/fphys.2022.970292
. Cao H., Cai Q., Guo W., Su Q., Qin H., Wang T., Xian Y. et al. Malonylation of Acetyl-CoA carboxylase 1 promotes hepatic steatosis and is attenuated by ketogenic diet in NAFLD. Cell Reports. 2023; 42 (4). DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112319
. Abu Aqel Y., Alnesf A., Aigha I.I., Islam Z., Kolatkar P.R., Teo A., Abdelalim E.M. et al. Glucokinase (GCK) in diabetes: from molecular mechanisms to disease pathogenesis. Cellular & Molecular Biology Letters. 2024; 29 (1): 120. DOI: 10.1186/s11658-024-00640-3
. Yuan M., Shi M., Yang H., Ashraf S., Iqbal S., Turkez H., Boren J. et al. Targeting PKLR in liver diseases. Trends in Endocrinology & Metabolism. 2025; 4. DOI: 10.1016/j.tem.2025.03.009
. Cholico G.N., Orlowska K., Fling R.R., Sink W.J., Zacharewski N.A., Fader K.A., Nault R. et al. Consequences of reprogramming acetyl-CoA metabolism by 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin in the mouse liver. Scientific Reports. 2023; 13 (1): 4138. DOI: 10.1038/s41598-023-31087-9
. Yuasa M., Kawabeta K., Uemura M., Koba K., Sawamura H., Watanabe, T. Dietary high-dose biotin intake activates fat oxidation and hepatic carnitine palmitoyltransferase in rat. Journal of Nutritional Science and Vitaminology. 2022; 68 (4): 250–9. DOI: 10.3177/jnsv.68.250
. Fernandes G.W., Bocco B.M. Hepatic mediators of lipid metabolism and ketogenesis: focus on fatty liver and diabetes. Current Diabetes Reviews. 2021; 17 (7): 81–92. DOI: 10.2174/1573399816999201103141216
Ntambi J.M. The role of Stearoyl-CoA desaturase in hepatic de novo lipogenesis. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2022; 633: 81–3. DOI: 81-83. 10.1016/j.bbrc.2022.08.092
. Baiges-Gaya G., Fernández-Arroyo S., Luciano-Mateo F., Cabré N., Rodriguez-Tomàs E., Hernández-Aguilera A., Castañé H. et al. Hepatic metabolic adaptation and adipose tissue expansion are altered in mice with steatohepatitis induced by high-fat high sucrose diet. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2021; 89: 108559. DOI: 10.1016/j.jnutbio.2020.108559
. Недосугова Л.В. Роль эндокринной системы в поддержании гомеостаза глюкозы в норме и при патологии. РМЖ. Медицинское обозрение. 2021; 5(9): 586-591. [Nedosugova L.V. Role of the endocrine system in maintaining glucose homeostasis in health and disease. Russian Medical Inquiry. 2021; 5 (9): 586–91. DOI: 10.32364/2587-6821-2021-5-9-586-591 (in Russian)].