Гематологические показатели и морфометрия печени у мышей линии ICR в модели диет-индуцированного ожирения

Введение. Ожирение – хроническое метаболическое нарушение, связанное с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2-го типа и ряда других патологий [2]. Для изучения механизмов и поиска профилактических/терапевтических подходов – в т.ч. с использованием биологически активных добавок (БАД) – требуются воспроизводимые доклинические модели, позволяющие объективно замерять эффекты на уровне системных и органных показателей.

Наиболее транслируемой к человеку считается диет-индуцированная модель ожирения (далее ДИО) у мышей: высокожировой рацион, часто в сочетании с рафинированными сахарами (например, фруктозой), приводит к росту массы тела, дислипидемии, инсулинорезистентности и стеатозу печени – ключевым признакам метаболического синдрома. Такая модель широко описана и стандартизована в литературе [1, 3, 6]. В качестве объекта часто используют аутбредных мышей ICR/CD-1 благодаря их физиологической устойчивости и генетическому разнообразию [4], что повышает внешнюю валидность результатов.

Оценка эффективности вмешательств при ДИО включает три фактора: фенотип/антропометрия (масса тела, прирост, промеры), биохимия крови (липидный профиль, глюкоза/инсулин и производные индексы, печеночные ферменты), органные и морфологические показатели (масса органов, гистология) [7, 8]. В контексте настоящей работы важны гематологические параметры как интегральный маркер системных сдвигов (эритро- и тромбоцитопоэз, воспалительный профиль лейкоцитов); их референтные диапазоны и источники вариабельности у мышей подробно описаны [9], что позволяет интерпретировать эффекты БАД на уровне крови при условии строгой стандартизации забора и аналитики.

Печень – основной «мишень-орган» при ДИО. Для ее быстрой количественной оценки применяют гепатосоматический индекс (отношение массы печени к массе тела, %), отражающий гепатомегалию/стеатоз и коррелирующий с морфологической активностью жировой инфильтрации; далее валидируется гистологически (градация стеатоза/воспаления) [5]. Такой подход устойчиво используется в современных работах по метаболической дисфункции печени.

Целью исследования было создание и верификация модели диет-индуцированного ожирения у мышей линии ICR с использованием высокожирового рациона и оценка её воспроизводимости по гематологическим показателям крови и морфометрическим характеристикам печени.

Материалы и методы исследований. Эксперимент проводили на половозрелых аутбредных мышах линии ICR (CD-1), полученных из питомника лабораторных животных ФИБХ РАН. В исследование включали самцов и самок в возрасте 7-8 недель с массой 30-33 г и 37-41 г соответственно; животные были рандомизированы по группам по семь особей в каждой. Содержание осуществляли в условиях вивария при температуре 20–25 °С и относительной влажности 30–60 % с естественным световым циклом; использовались стандартные клетки с подстилом из лигноцеля и автоклавированной древесной стружкой. Все процедуры выполнялись в соответствии с требованиями ГОСТ 33215-2014, ГОСТ 33216-2014 и Конвенции ETS N123.

В качестве базового рациона применялся стандартный гранулированный корм ПК-120-2_243 (ООО «Лабораторкорм», Россия). Для моделирования ожирения использовался высокожировой рацион, включавший комбикорм на основе кукурузы, пшеницы, подсолнечного и соевого шрота, мясной муки, растительного масла, аминокислот и премикса, с дополнительным введением лярда (20 % энергетической ценности) и 20%-ного раствора фруктозы. Введение высокожирового рациона проводили в течение 13 недель.

Забор крови осуществляли в пробирки с активатором свертывания. Для гематологического анализа применяли автоматический анализатор Abacus Junior Vet (Diatron, Австрия), с помощью которого определяли количественные показатели клеточного состава крови: общее число лейкоцитов, лимфоцитов, эритроцитов, концентрацию гемоглобина, гематокрит, среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (MCHC) и число тромбоцитов. Печень извлекали при некропсии, взвешивали на лабораторных весах и рассчитывали гепатосоматический индекс как отношение массы печени (г) к массе тела (г), выраженное в процентах.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ Microsoft Excel 2019. Проверку нормальности распределения выполняли с применением критерия Шапиро-Уилка. Для оценки достоверности различий между группами использовали параметрический t-критерий Стьюдента для независимых выборок при нормальном распределении показателей и непараметрический критерий Манна–Уитни в случае отклонения от нормальности. Результаты представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение (M±SD). Для всех параметров рассчитывали доверительные интервалы при 95%-ной вероятности. Различия считались статистически значимыми при уровне вероятности ошибки менее 5 % (p<0,05).

Результаты исследований и их анализ. По результатам таблицы 1 установлено, что у мышей линии ICR, получавших высокожировой рацион, происходили выраженные изменения гематологических показателей по сравнению с контролем. У самок число эритроцитов возрастало на 12-15 % (p<0,05), концентрация гемоглобина - на 10-12 % (p<0,05), а гематокрит увеличивался на 14 % относительно животных, получавших стандартный рацион. Одновременно наблюдался рост количества лейкоцитов на 18 % и лимфоцитов на 20 % (p<0,05), что отражает развитие системного воспалительного ответа, а также достоверное повышение числа тромбоцитов на 16 %, свидетельствующее о склонности к протромботическим изменениям. У самцов выраженность сдвигов была более значимой: количество эритроцитов превышало показатели контрольной группы на 17–19 % (p<0,01), содержание гемоглобина - на 15 % (p<0,01), гематокрит - на 18 % (p<0,01). Лейкоцитарные показатели у самцов также демонстрировали достоверные отличия: общее число лейкоцитов увеличивалось на 22 %, лимфоцитов - на 24 % (p<0,01), что указывает на более интенсивный воспалительный процесс. Количество тромбоцитов при этом возрастало на 20 % по сравнению с контролем (p<0,01). Совокупность полученных данных подтверждает формирование у животных типичных признаков диет-индуцированного ожирения: эритроцитоз с ростом концентрации гемоглобина и гематокрита, системное воспаление, отраженное в увеличении числа лейкоцитов и лимфоцитов, а также активация тромбоцитопоэза, формирующая протромботический фон.

Таблица 1 – Морфология крови грызунов после откорма (M±m)

Примечание: при * - р<0,05; при * - р<0,001

При анализе морфометрических показателей печени (табл. 2) выявлено, что у животных, получавших высокожировой рацион, масса органа и гепатосоматический индекс достоверно увеличивались относительно контроля.

Таблица 2 – Статистическая обработка результатов морфологии печени (M±m)

Примечание: при * - р<0,05

У самок масса печени превышала показатели контрольной группы на 18–20 % (p<0,05), при этом коэффициент печени возрастал на 15 % по отношению к исходным значениям. У самцов различия были еще более выраженными: масса печени увеличивалась на 22–25 % (p<0,01), а гепатосоматический индекс – на 20 % (p<0,01), что указывает на развитие гепатомегалии и характерного жирового перерождения. Увеличение массы печени сопровождалось относительным снижением прироста общей массы тела, что подтверждает перераспределение метаболических ресурсов в сторону жировой инфильтрации гепатоцитов. Полученные данные в совокупности свидетельствуют о том, что у животных на фоне высокожирового питания формируется морфологическая модель ожирения печени, согласующаяся с клинической картиной неалкогольной жировой болезни печени у человека и воспроизводимая в условиях лабораторного эксперимента.

Вывод. Проведенное исследование показало, что длительное скармливание высокожирового рациона мышам линии ICR сопровождается выраженными     изменениями     гематологических    параметров    и морфометрических характеристик печени. У животных отмечалось достоверное повышение числа эритроцитов, концентрации гемоглобина и гематокрита, что отражает развитие эритроцитоза и компенсаторных реакций на метаболическую гипоксию. Одновременно фиксировалось увеличение количества лейкоцитов и лимфоцитов, свидетельствующее о хроническом воспалительном процессе, а также рост числа тромбоцитов, формирующий протромботический фон. Изменения со стороны печени проявлялись увеличением ее массы и гепатосоматического индекса, что указывает на развитие гепатомегалии и стеатоза. Совокупность полученных данных подтверждает успешное воспроизведение модели диет-индуцированного ожирения у мышей ICR, которая может быть использована для дальнейшей оценки эффективности биологически активных добавок и разработки стратегий коррекции метаболических нарушений.

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 1023053100014-02.11.1) по заказу Минобрнауки РФ за счет средств федерального бюджета в 2023-2025 г.г.