Способ моделирования преддиабета у крыс с помощью сахарозной диеты
Владельцы патента RU 2773375:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Амурская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области эндокринологии, в частности к способам моделирования преддиабета. Способ моделирования преддиабета у крыс массой 220-320 г с помощью сахарозной диеты включает в себя ежедневное употребление продукта, полученного смешиванием 250 г овсяной каши с 20 г сахарозы, порциями по 35,0±19,3 г на особь в течение 38 дней. Изобретение обеспечивает экспериментальное моделирование преддиабета, позволяющее протестировать ряд препаратов, способствующих снижению гипергликемии, исключая нежелательные осложнения от хирургических способов моделирования и значительно больший срок продолжительности гипергликемии, чем при моделировании с помощью однократного введения раствора глюкозы. 3 ил.
Изобретение относится к области эндокринологии, в частности к способам моделирования преддиабета.
На сегодняшний день имеются два косвенных аналога моделирования преддиабета. Первый представлен в статье «A ‘Humanized’ rat model of pre-diabetes by high fat diet-feeding toweaning wistar rats» (Hafizur RM, Raza SA, Chishti S, Shaukat S, Ahmed A (2015). A ‘Humanized’ rat model of pre-diabetes by high fat diet-feeding to weaning wistar rats. Integr Obesity Diabetes . 1: doi: 10.15761/IOD.1000111). Построение модели преддиабета заключается в кормлении крыс первой группы в течение 6 месяцев с включением корма, содержащего 45% жиров, крыс второй группы кормили обычным кормом без содержания жиров. Через 0, 2, 4 и 6 месяцев у крыс натощак отбирали образцы крови для измерения уровня сывороточного инсулина, общего холестерина и триглицеридов.
Суть второго аналога, представленного в статье «Experimentally-induced animal models of prediabetes and insulin resistance» (Md. Shahidul Islam, Vijayalakshmi Venkatesan (2016). Experimentally-induced animal models of prediabetes and insulin resistance: A review. Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research, Vol. 73 No. 4 pp. 827-834, 2016), заключается в том, что мышей кормили диетой с высоким содержанием жиров (58% жира) в течение 16 недель, в конце экспериментального периода модель характеризовалась повышенной массой тела, IGТ, гиперинсулинемией и полиурией. Преддиабетическая нефропатия также была подтверждена увеличением в 2,7 раза экскреции 24-часового альбумина с мочой, увеличением объёма клубочков почек на 20%, увеличением отложения коллагена в почках на 18% и на 8% уменьшение количества клубочковых подоцитов.
Отличие данных моделей от предлагаемого изобретения заключается в использование высококалорийных диет с высоким содержанием жиров и в значительно большем сроке для моделирования преддиабета.
Техническая проблема, решаемая данным изобретением, состоит в создании модели преддиабета, позволяющей проводить доклинические испытания препаратов для снижения уровня глюкозы в крови, исключая нежелательные осложнения от хирургических способов моделирования и со значительно большим сроком гипергликемии. Также изобретение имеет экономическую выгоду по сравнению с прочими моделями.
Сущность изобретения состоит в использовании сахарозной диеты, при которой углеводы составляют 60% от калорийности суточного рациона крысы благодаря использованию овсяной каши с добавлением сахарозы. Калорийность овсяной каши на воде на 100 грамм составляет 88 ккал, массовое соотношение белки/жиры/углеводы в ней составляет 2,30г/1,12г/12,64г (Скурихин И.М. и др. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник / Под ред.членкорр. МАИ, проф. И.М. Скурихина и академика РАМН, проф. В.А. Тутельяна. Х46М.: ДеЛи принт, 2002. - 236с. ISBN 5-94343-028-8). Путем расчета калорийности продукта было выявлено, что смешивание 250 г овсяной каши (880 ккал на 1 кг продукта) с 20 г сахарозы (3960 ккал на 1 кг продукта) позволяет получить продукт, который, распределившись с учетом средней массы крыс 283,6 ± 156,0г порциями по 35,0 ± 19,3г на особь, может обеспечить состояние преддиабета у крыс (Fan Zhang, Ken Kin Lam Yung, Stephen Sum Man Chung, Chi Kong Yeung (1995). Supplementation of Fructooligosaccharide Mildly Improves the Iron Status of Anemic Rats Fed a Low-Iron Diet. Foodand Nutrition Sciences, Vol.8 No.2, February 27, 2017).
Способ применения в эксперименте
Испытание модели экспериментального преддиабета проводили на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории Амурской государственной медицинской академии. Крыс содержали в условиях вивария Амурской государственной медицинской академии.
Исследование проводили на 12 крысах самцах, по 6 в каждой группе, возрастом 6-8 месяцев, массой тела 220-320 граммов. Для эксперимента крысы были разделены на экспериментальную и интактную группы. Масса пищи составляла в среднем 25-30г на одну особь. Кормление крыс интактной группы осуществлялось стандартным рационом согласно GLP. Под стандартным рационом подразумевается массовое содержание белков 19,0г, липопротеидов 6,0г, углеводов 5,0г. Крыс экспериментальной группы кормили смесью 250 г овсяной каши и 20 г сахарозы, порциями по 35,0 ± 19,3г. Длительность эксперимента составила 38 дней, по истечении этого времени произвели вскрытие, забор поджелудочной железы на гистологический анализ. Для контроля уровня глюкозы в крови еженедельно производили глюкозотолерантный тест (ГТТ).
По результатам статистической обработки сравнение уровня глюкозы крови натощак у экспериментальной и интактной групп в сравнении с исходным показал прирост показателя на 12% и на 2% соответственно (фиг.1). Данная разница была статистически подтверждена с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Сравнение уровня глюкозы спустя два часа по ГТТ показало, что снижение уровня глюкозы у экспериментальной группы составила всего 11%, в то время как у интактной группы снижение уровня глюкозы составила 18% (фиг.2). Это также статистически подтверждено с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Сравнение веса показало, что прирост у экспериментальной группы составил 17%, в то время как у интактной всего 4% (фиг. 3). Что также статистически подтверждено с помощью однофакторного дисперсионного анализа.
Способ моделирования преддиабета у крыс массой 220-320 г с помощью сахарозной диеты, включающий в себя ежедневное употребление продукта, полученного смешиванием 250 г овсяной каши с 20 г сахарозы, порциями по 35,0±19,3 г на особь в течение 38 дней.
