Биологическая оценка питательной смеси на модели диет-индуцированных метаболических нарушений у мышей линии ICR*

Введение . Ожирение и ассоциированные метаболические нарушения (дислипидемия, инсулинорезистентность, нарушения углеводного обмена) относятся к ключевым предикторам кардиометаболического риска и тесно связаны с вовлечением печени как одного из органов-мишеней метаболической дисфункции, что проявляется изменением морфофункциональных показателей на фоне нарушений липидного и углеводного обмена. В клинических подходах подчеркивается приоритет немедикаментозной коррекции, включая модификацию рациона, как базового звена профилактики прогрессирования метаболических нарушений [2, 10].

В экспериментальной биомедицине диет-индуцированные модели ожирения (высокожировой рацион, в ряде схем – в сочетании с фруктозой) широко используются для воспроизведения комплекса метаболических сдвигов и оценки эффективности пищевых вмешательств и функциональных композиций. Существенной особенностью таких моделей является выраженная межиндивидуальная и половозрастная вариабельность фенотипического ответа (динамика массы тела, метаболические маркеры, морфофункциональные показатели органов-мишеней), что требует достаточного объема наблюдений и корректного выбора статистических методов [3, 6, 9].

С позиций нутрициологии одним из наиболее обоснованных направлений профилактической коррекции метаболических нарушений является повышение доли пищевых волокон и включение фитокомпонентов в составе специализированных/функциональных продуктов. Для композиций с модифицированным углеводным профилем и/или увеличенной долей растворимых волокон описываются эффекты, потенциально значимые для коррекции дислипидемии и нарушений углеводного обмена (в т. ч. снижение постпрандиальной гликемии, улучшение параметров липидного спектра). Механизмы связывают с формированием более вязкой пищевой массы, замедлением всасывания нутриентов и возможным влиянием на энтерогепатическую циркуляцию желчных кислот [4, 7].

Перспективным сырьем для создания функциональных композиций являются вторичные продукты переработки растительного сырья, сочетающие пребиотическую фракцию и сопутствующие биологически активные вещества. В частности, соевая окара представляет интерес как доступный ингредиент, способный повышать пищевую ценность и функциональные свойства пищевых изделий за счет комплекса пищевых волокон и белковых компонентов [11]. Плодовоягодные выжимки и лекарственное растительное сырье (включая боярышник) рассматриваются как источники волокон (пектиносодержащих фракций) и полифенольных соединений; для компонентов боярышника в обзорах суммируются данные о биологической активности, релевантной кардиометаболическому профилю [1].

В настоящей работе объектом исследования выбрана питательная смесь, сформированная из порошковых смесей выжимок смородины красной, плодов боярышника кроваво-красного, соевой окары и выжимок тыквы в соотношении 4:3:2:1; состав и технологические свойства добавки ранее охарактеризованы, а также получена правовая охрана технического решения [5, 8].

Научная новизна исследования состоит в экспериментальной оценке разработанной растительной композиции на модели диет-индуцированного ожирения с раздельным анализом самок и самцов и сопоставлением эффектов при дозировках 10, 30 и 50% в составе рациона.

Цель исследовани я - оценить влияние включения разработанной композиции в рацион животных с диет-индуцированными метаболическими нарушениями на динамику массы тела, органометрические показатели печени (в т. ч. массовый коэффициент) и базовые биохимические маркеры крови и определить наиболее перспективные дозировки для последующей технологической и биологической оценки.

Материалы и методы . Исследование выполнено на лабораторных мышах аутбредной линии ICR (самки и самцы), клинически здоровых, возраст 7-8 недель. Масса животных на момент формирования групп составляла: у самок 30-33 г, у самцов 37-41 г. Всего в исследование включено 70 животных. Грызунов распределяли на группы с половозрастной стратификацией: в каждой группе по 7 самок и 7 самцов.

Дизайн исследования включал два этапа: этап индукции диет-индуцированного ожирения (13 недель) и этап оценки влияния разработанной питательной смеси специализированного назначения (далее - ПТ) (4 недели).

На этапе индукции нулевая контрольная группа получала основной рацион (ОР) - стандартный гранулированный корм ПК-120-2_243 (ООО «Лабораторкорм», Россия) по ГОСТ Р 345666-2019. Первая контрольная группа и опытные группы получали высокожировой рацион (ВЖР) в течение 13 недель. Модель диет-индуцированного ожирения воспроизводили в соответствии с ГОСТ Р 70355-2022. ВЖР формировали на основе ОР; дополнительным ингредиентом служил лярд (свиной жир) в количестве 20% к общей питательной ценности (1,8 г на голову) и 20%-ный раствор фруктозы. Длительность высокожирового кормления на этапе индукции составила 13 недель.

В ходе эксперимента проводили учет живой массы животных методом индивидуального взвешивания на электронных весах IQT-500 с точностью до десятых. Взвешивание выполняли утром до кормления (рисунок 1).

Для исследования биохимических показателей кровь отбирали в утренние часы перед кормлением в пробирки с активатором свертывания. Сыворотку получали в день отбора: после инкубации в течение 1 ч для формирования сгустка образцы выдерживали при 4 °С и центрифугировали при 4000 g. Полученную сыворотку переносили в одноразовые микропробирки для последующего анализа.

На втором этапе первая контрольная группа, у которой к завершению индукционного периода была сформирована избыточная масса тела, переводилась на основной рацион (ОР), тогда как опытные группы получали высокожировой рацион с введением разработанной питательной смеси (ПТ) в дозировках 10, 30 и 50% в соответствии со схемой опыта (рисунок 2).

Мыши (самки ж и самцы м ) аутбредной линии ICR

0 контроль ж , м	1 контроль ж,м	1 опытная жм	2 опытная жм	3 опытная жм
(n=7 ж ) (n=7 м )	(n=7 ж ) (n=7 м )	(n=7 ж ) (n=7 м )	(n=7 ж ) (n=7 м )	(n=7 ж ) (n=7 м )
ОР	ВЖР	ВЖР	ВЖР	ВЖР

Продолжительность откорма: 13 недель

Динамика массы и клинические показатели

	1 контроль ж м ОР   ’	1 опытная жм ВЖР+ПТ (10%)	2 опытная жм ВЖР+ПТ (30%)	3 опытная жм ВЖР+ПТ ’ (50%)

Продолжительность откорма: 4 недели
Динамика массы и клинические показатели

Рисунок 2 - Схема опыта

Рисунок 1 - Взвешивание грызунов

Статистическую обработку данных проводили в программе IBM SPSS Statistics. Для парных сравнений средних использовали t-критерий Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение . Итоговые показатели массы тела после этапа индукции ожирения приведены в таблице 1. У самок, получавших высокожировой рацион, масса тела превышала значения нулевого контроля: в 1-й контрольной группе - на 15% (p<0,05), во 2-й опытной - на 15,5% (p<0,05), в 3-й опытной - на 13% (p<0,05); в 1-й опытной группе увеличение составило 9,2% без статистической значимости. У самцов увеличение массы тела по сравнению с нулевым контролем отмечено во всех группах и было более выраженным: 1-я контрольная группа -+17,2% (p<0,01), 1-я опытная - +24,0% (p<0,01), 2-я опытная - +14,2% (p<0,05), 3-я опытная - +26,3% (p<0,01). Полученные данные свидетельствуют о формировании у животных фенотипа избыточной массы тела на фоне высокожирового кормления, при более выраженном ответе у самцов, что подтверждает целесообразность раздельного анализа по полу.

Таблица 1 – Динамика массы грызунов в период откорма

Масса, г	Группы
	0 контроль	1 контроль	1 опытная	2 опытная	3 опытная
Самки	33,73±0,95	38,79±1,52*	36,83±1,40	38,97±1,75*	38,13±1,67*
Самцы	37,24±1,35	43,66±0,93**	46,20±2,66**	42,54±1,33*	47,06±2,15**

Примечание: при * - р<0,05; при ** - р<0,01 к «0 контролю »

Органометрические показатели печени на границе этапов представлены в таблице 2. У самок на высокожировом рационе установлено достоверное увеличение массы печени на 14,5% и массового коэффициента печени на 0,4 п.п. относительно нулевого контроля (p<0,05). У самцов наблюдалась тенденция к увеличению массы печени (на 14,1%) и массового коэффициента (на 0,4 п.п.), однако различия статистически значимыми не были. Это указывает на различия в выраженности органного ответа печени у самок и самцов при сопоставимых условиях откорма.

Таблица 2 – Органометрические показатели печени в период откорма

Группа	Масса печени, г		МК, %
	M±m	Cv	M±m	Cv
самки
0 контроль	1,03±0,015	2,05	3,21±0,101	4,46
1 контроль	1,18±0,044*	5,37	3,61±0,06*	2,51
самцы
0 контроль	2,05±0,058	4,01	4,95±0,132	3,78
1 контроль	2,34±0,113	6,83	5,41±0,227	5,95

Примечание: при * - р<0,05 к «0 контролю»

Биохимические показатели сыворотки крови контрольных групп (таблица 3) не продемонстрировали статистически значимых различий; при этом отмечалось повышение общего холестерина в 1-й контрольной группе по сравнению с 0 контролем: у самок – на 2,13 ммоль/л (49,9%), у самцов – на 1,23 ммоль/л (28,1%). С учетом величины ошибок среднего и ограниченной численности такие сдвиги корректно трактовать как направленные изменения, требующие подтверждения статистическими критериями и унификации условий забора крови.

Таблица 3 – Показатели биохимии крови грызунов в период откорма

Показатели	Группы
	0 контроль		1 контроль
самки
Холестерин, ммоль/л	4,27±0,32	6,40±1,28
Глюкоза, ммоль/л	3,96±0,29	3,99±0,76
самцы
Холестерин, ммоль/л	4,37±0,57	5,60±0,80
Глюкоза, ммоль/л	7,11±0,33	7,54±0,63

На этапе пищевого вмешательства опытные группы получали высокожировой рацион с введением разработанной питательной смеси в дозировках 10, 30 и 50% (таблица 4). У самок достоверное снижение массы тела относительно 1-й контрольной группы выявлено при дозировках выявлено при дозировках 30% и 50%: -10,4% (p<0,05) и -11,6% (p<0,05) соответственно. У самцов наиболее выраженное снижение массы тела зафиксировано при дозировке 30% – на 21,3% (p<0,001); при дозировке 50% снижение составило 12% (p<0,05). Коэффициент вариабельности массы тела в группах находился в диапазоне 2,64–9,26%, что указывает на умеренную внутригрупповую вариабельность показателя.

Наиболее выраженный эффект по абсолютной и относительной величине снижения массы отмечен у самцов при дозировке 30%.

Таблица 4 – Динамика массы грызунов после скармливания ПТ

Показатели	Группы
	1 контроль	1 опытная	2 опытная	3 опытная
самки
Масса, г	38,55±1,71	36,02±0,84	34,55±0,83*	34,07±1,11*
Cv, %	8,97	3,45	2,99	7,12
самцы
Масса, г	45,27±0,74	41,23±1,85	35,63±1,36***	39,88±1,44*
Cv, %	2,64	9,26	7,09	7,25

Примечание: при * - р<0,05; при *** - р<0,001 к «1 контроль »

Органометрические показатели печени после вмешательства представлены для самок (таблица 5). По сравнению с 1-й контрольной группой масса печени в объединенной выборке опытных групп была ниже на 0,23 г (15,6%), а массовый коэффициент – на 0,34 п.п. (8,5%). Вместе с тем объединение опытных групп (10– 50%) ограничивает оценку дозозависимости, а небольшой объем выборки требует осторожной интерпретации данного результата.

Таблица 5 – Органометрические показатели печени после скармливания ПТ

Группа	Масса печени, г		МК, %
	M±m	Cv,%	M±m	Cv,%
1 контрольная	1,47±0,10	9,73	4,02±0,23	8,39
1-3 опытные	1,24±0,09	10,33	3,68±0,25	9,97

Биохимические показатели после скармливания ПТ приведены в таблице 6. После скармливания ПТ во всех опытных группах отмечалось снижение общего холестерина по сравнению с 1-й контрольной группой как у самок, так и у самцов. У самок снижение составило 0,81 ммоль/л (15,3%), 0,62 ммоль/л (11,7%) и 0,88 ммоль/л (16,7%) для дозировок 10, 30 и 50% соответственно; у самцов – 1,77 ммоль/л (30,5%), 0,93 ммоль/л (16,0%) и 1,51 ммоль/л (26,0%) соответственно. Изменения показателей глюкозы носили более вариабельный характер и требуют осторожной интерпретации.

Таблица 6 – Показатели биохимии крови грызунов после скармливания ПТ (M±m)

Показатели	Группы
	1 контроль	1 опытная	2 опытная	3 опытная
самки
Холестерин, ммоль/л	5,28±0,31	4,47±0,24	4,66±0,39	4,40±0,27
Глюкоза, ммоль/л	7,87±0,30	6,31±0,98	7,57±0,52	6,66±0,48
самцы
Холестерин, ммоль/л	5,80±0,76	4,03±0,43	4,87±0,32	4,29±0,25
Глюкоза, ммоль/л	4,69±0,67	5,14±0,68	3,26±0,63	4,43±1,00

Выводы:

• 1.    Высокожировое кормление сопровождалось увеличением массы тела у

• мышей обоего пола; более выраженный ответ по данному показателю отмечен у самцов.

• 2.    У самок на фоне высокожирового кормления установлено увеличение

• 3.    Введение разработанной композиции сопровождалось снижением

• 4.    После вмешательства во всех опытных группах отмечалось

массы печени и массового коэффициента печени; у самцов отмечена аналогичная направленность изменений без статистически значимого подтверждения.

массы тела; наиболее выраженный и статистически подтвержденный эффект отмечен при дозировке 30%, прежде всего у самцов. У самок эффект по снижению массы носил менее устойчивый характер. Вероятным объяснением наблюдаемого эффекта могут служить изменение пищевой плотности рациона, волокнистые свойства композиции и связанное с ними влияние на процессы пищеварения и липидного обмена.

направленное снижение общего холестерина по сравнению с 1-й контрольной группой: у самок – на 11,7–16,7%, у самцов – на 16,0–30,5%. Изменения уровня глюкозы характеризовались большей вариабельностью и требуют дополнительного подтверждения.

Работа выполнена за счет средств федерального бюджета в рамках государственного задания «Разработка биологически активных добавок к пище на основе плодово-ягодного, овощного и лекарственного растительного сырья» (FEEF-2023-0016, номер государственного учета НИОКТР 1023053100014-0-2.11.1) по заказу Минобрнауки РФ за счет средств федерального бюджета в 2023-2025 г.г.