Метаболические эффекты производных ГАМК и их сочетанного применения с ситаглиптином в условиях экспериментального ожирения

ОБОСНОВАНИЕ

В настоящее время ожирение становится тяжелым бременем — из-за значительного роста числа больных и из-за большого количества ассоциированных с ним осложнений. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2020 г. 38% населения планеты (более 2,6 млрд) имели избыточный вес или ожирение, а к 2030 г. прогнозируется рост до 46% [1].

Избыточное накопление жира сопровождается хроническим воспалением, гиперхолестеринемией, гипертриглицеридемией, снижением уровня ЛПВП [2], активацией провоспалительных и прооксидантных процессов в организме. Высвобождение провоспалительных цитокинов (фактора некроза опухоли (TNF-α), интерлейкина 6 (IL-6), интерлейкина-1β (IL-1β), резистина и др.) [3] и снижение противовоспалительных цитокинов (адипонектина и секретируемого белка Frizzled-related Protein 5 (SFRP5)) способствуют развитию хронического воспаления [4]. Усиленная генерация активных форм кислорода в свою очередь способствует развитию окислительного стресса. Эти процессы лежат в основе развития осложнений, связанных с длительным ожирением: инсулинорезистентность, сахарный диабет (СД) 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания (инсульт, инфаркт миокарда, артериальная гипертензия, развитие атеросклероза и др.), неалкогольная жировая дистрофия печени (НАЖБП), артрит, остеоартроз, нейродегенеративные заболевания и нарушения когнитивных функций.

В 1950 г. была открыта гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), позже были определены ее свойства как тормозного нейромедиатора центральной нервной системы. За прошедший период представления о физиологической роли ГАМК существенно изменились.

Было установлено, что ГАМК определяется практически во всех тканях и органах. Содержание ГАМК в тканях поджелудочной железы сопоставимо с таковым в головном мозге; ГАМК высоко экспрессируется в α- и β-клетках островков Лангерганса [5].

Установлено, что у животных с СД ГАМК подавляет апоптоз и стимулирует регенерацию β-клеток, увеличивая β-клеточную массу и продукцию инсулина. Эти данные говорят о важном значении ГАМК в регуляции и поддержании гомеостаза глюкозы и о целесообразности восполнения дефицита ГАМК при нарушениях углеводного обмена ее дополнительным введением [6][7].

Ожирение играет ключевую роль в развитии инсулинорезистентности, СД и его осложнений. Поэтому снижение инсулинорезистентности является самостоятельной задачей профилактики и лечения ожирения и СД. ГАМК путем подавления аппетита (вследствие воздействия на пищевой центр в гипоталамусе), а также вследствие подавления воспаления, окислительного стресса и стресса эндоплазматического ретикулума может предупредить осложнения, связанные с ожирением. ГАМК также снижала экспрессию адипогенного фактора транскрипции PPAR-γ в жировой ткани и печени мышей, получавших богатую жиром и высококалорийную пищу. Установлены различные эффекты ГАМК, лежащие в основе панкреопротективного действия. При дисметаболизме, связанном с потреблением животными высокоуглеводной и высокожировой пищи, ГАМК модулирует активность НАДФН-оксидазы (NOX4) и тем самым ослабляет ось «Nox4-индуцированное сульфонирование IRE-1α — RIDD-опосредованный распад SIRT1». Согласно литературным данным [8], введение ГАМК значительно повышало уровни AMPK и SIRT-1 у мышей с ожирением. Rezazadeh H. и др. (2021) показали увеличение уровня гликогена в печени, улучшение липидного профиля, снижение уровня глюкозы и гликированного гемоглобина [9], снижение инсулинорезистентности за счет активации экспрессии гена переносчика глюкозы (GLUT-4), подавления пути глюконеогенеза в печени, снижения экспрессии генов FOXO1 и Pepck и одновременного увеличения экспрессии генов IRS-2 и Akt2 [10]. ГАМК стимулирует фосфорилирование CREB через AMPK, что способствует увеличению β-клеточной массы. Трофические эффекты ГАМК формируются через активацию сигнальных путей Akt и CREB независимо друг от друга, но для оптимального ответа необходима активация обоих путей. Для пластичности ответа β-клеток на повышенную потребность в инсулине важно участие Ca2+ и CREB, а также зависимая от них активация IRS-2 β-клеток глюкозой. ГАМК-индуцированная активация CREB одновременно связана с повышенным уровнем экспрессии транскрипта IRS-2 [11].

Установлено влияние ГАМК на экспрессию глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1), участвующего в регуляции аппетита [12].

Ситаглиптин – это первый препарат из группы ингибиторов дипептидилпептидазы-4 (ДПП-4), который был выведен на рынок в 2006 г. для лечения СД2 и который улучшает гликемический контроль без риска гипогликемии, в том числе у больных с патологиями печени и почек [13]. Установлено снижение массы тела (на 0,99 кг) у животных с СД и ожирением, по данным комплексного обзора и метаанализа [14]. В нашей обзорной работе, посвященной синергии действия ГАМК и гипогликемических препаратов, было показано более выраженное повышение уровня инкретинов и инсулина, более выраженное снижение гликемии при совместном применении ингибиторов ДПП-4 с ГАМК [15].

Таким образом, на основании представленных данных представляется обоснованным проведение поиска в ряду производных ГАМК (в том числе в комбинации с ситаглиптином) веществ с анорексигенным действием, профилактирующих осложнения, связанные с ожирением.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценить метаболические эффекты производных ГАМК — композиций гидрохлорида метилового эфира DL-4-амино-3-фенилбутановой кислоты и моногидрохлорида L-аргинина (МФБА) и 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)ацетамида и бутандиовой (янтарной) кислоты (ФПС) при раздельном и комбинированном применении с ситаглиптином на модели нарушения углеводного обмена, вызванного алиментарным ожирением.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Научный центр инновационных лекарственных средств, ФГБОУ ВО Волгоградский государственный медицинский университет Минздрава России, Волгоград, Россия.

Время исследования. В период с ноября 2022 г. по апрель 2023 г. проводилось моделирование патологии; май 2023 г. — формирование групп, лечение, проведение функциональных тестов, забор образцов для анализа; июнь-июль 2023 г. — проведение биохимических, иммуноферментных и морфологических исследований.

Изучаемая популяция

Исследование выполнено на одной популяции беспородных лабораторных крыс-самцов (N=56), полученных из питомника «Столбовая» (Московская область).

Критерии включения: в группы крыс с патологией включали особей с массой более 500 г.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции

Данные о массе тела использовали для предварительного проведения стратификации, после чего крыс с использованием генератора случайных чисел случайным образом распределяли по группам методом полной (простой) рандомизации с формированием сбалансированных по весу животных с патологией экспериментальных групп (n=8).

Дизайн исследования

Интервенционное, динамическое, проспективное, контролируемое, рандомизированное исследование.

После получения из питомника в возрасте 4–5 мес крысы до достижения возраста 12 мес содержались в стандартных условиях вивария при температуре 20–26 °С, влажности воздуха 30–70%, свето-темновом режиме 12/12 час и при свободном доступе к питьевой воде и пище (ГОСТ Р 51849-2001) (ООО «Лабораторкорм», Москва).

Дизайн исследования представлен ниже (рис. 1). В возрасте 12 месяцев группа позитивного контроля (n=8) продолжала получать стандартный гранулированный корм, а все остальные животные были переведены на высокожировую и высококалорийную диету (свободный доступ к следующим продуктам: сливочное масло (на 100 г: 748 ккал; Б: 0,5 г; Ж: 82,5 г; У: 0,8 г), подсолнечная халва (на 100 г: 523 ккал; Б: 11,6 г; Ж: 29,7 г; У: 54 г) и козинак подсолнечный (на 100 г: 576 ккал, Б: 14,8 г; Ж: 42,6 г; У: 34,5 г)) [16]. На высокожировой и высококалорийной диете крыс содержали 6 мес по 5 особей в одной клетке, изменение массы тела регистрировали 1 раз в месяц. При достижении возраста 18 мес случайным образом формировали экспериментальные группы (n=8), сопоставимые по выраженности углеводных нарушений и весом более 500 г.

Описание медицинского вмешательства

После формирования групп, в течение 30 дней, перорально вводили физиологический раствор (группа «Диета»), исследуемые композиции МФБА 20 мг/кг («Диета+МФБА») и ФПС 50 мг/кг («Диета+ФПС»), референтный препарат ситаглиптин 10 мг/кг («Диета+Сит»), и комбинации: МФБА с ситаглиптином 20 мг/кг+10 мг/кг («Диета+МФБА+Сит») и ФПС с ситаглиптином 50 мг/кг+10 мг/кг («Диета+ФПС+Сит»). На этапе лечения животные с патологией продолжали получать высокожировую и высококалорийную диету.

Композиция МФБА представляет собой композицию линейного производного ГАМК с L-аргинином (гидрохлорид метилового эфира DL-4-амино-3-фенилбутановой кислоты и моногидрохлорид L-аргинина в соотношении 1:1). Композиция ФПС представляет собой композицию производного циклической ГАМК (2-пирролидона) с янтарной кислотой (2-(2-Оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)ацетамид и бутандиовая (янтарная) кислота в соотношении 2:1). Данные композиции были отобраны в предварительных скрининговых исследованиях по изучению их панкреопротективного противодиабетического действия на аллоксановой модели СД по влиянию на сохранение массы β-клеток (косвенно, по способности стимулировать продукцию инсулина), а также используя функциональный тест на толерантность к глюкозе с регистрацией уровня гликемии, глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) и инсулина в сыворотке крови. Также противодиабетический потенциал композиций был подтвержден в условиях длительной гипергликемии: на животных с 6-месячным стрептозотоцин-никотинамид-индуцированным СД [17][18].

Методы

После курсового перорального введения исследуемых композиций выполнялся пероральный тест на толерантность к глюкозе (ПТТГ) с введением глюкозы в дозе 4 г/кг, определением уровня гликемии до введения глюкозы, а также через 60 и 120 мин и последующим расчетом площади под кривой (AUC_0-120). Концентрацию глюкозы измеряли портативным глюкометром (Contour TS, Bayer, Германия), образцы крови получали путем пункции подъязычной вены.

В условиях проведения глюкозной нагрузки у крыс отбирали образцы сыворотки для дальнейшего определения уровня ГПП-1, инсулина и глюкагона методом иммуноферментного анализа (ИФА). ИФА проводили с использованием готовых наборов (Cloud-Clone Corp., США) в соответствии с инструкциями фирмы-производителя. Оптическую плотность измеряли при помощи микропланшетного автоматического анализатора SPECTROstar Nano (BMGLabtech, Германия) при длине волны 450 нм.

Выраженность инсулинорезистентности оценивали в ходе проведения инсулинового теста толерантности (ИТТ) при интраперитонеальном введении инсулина в дозе 0,3 МЕ/кг и последующем определении уровня гликемии через 60, 120 и 180 минут.

На заключительном этапе проводили эвтаназию с забором образцов крови для оценки липидного профиля и активности печеночных трансаминаз (АЛТ и АСТ), а также образцов печени для морфологического исследования. Биохимический анализ (липидный профиль, активность АЛТ и АСТ) проводили с использованием наборов фирмы Ольвекс (Россия) в соответствии с прилагаемыми инструкциями.

Статистический анализ

Статистический анализ проводили с использованием программного обеспечения Excel для Microsoft 365 (Microsoft, США) и Prism 6 (GraphPad Software Inc., США). Межгрупповые различия оцениваемых показателей между группой негативного контроля («Диета»), интактной или опытными группами оценивали с помощью критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Данна (Dunn’s multiple comparisons test). Для визуализации данных использовали среднее значение и стандартную ошибку среднего (M±m). Статистически значимыми отличия считались при р<0,05.

Этическая экспертиза

Все эксперименты были выполнены в соответствии с законодательством Российской Федерации и техническими стандартами Евразийского экономического союза по надлежащей лабораторной практике (ГОСТ Р 53434-2009, ГОСТ Р 51000.4-2011). Дизайн исследования и протокол были одобрены локальным этическим комитетом Волгоградского государственного медицинского университета, протокол №2022/116 от 04.03.2022 г. (регистрационный номер: IRB 00005839 IORG 0004900 (OHRP)).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Влияние исследуемых композиций на массу тела и массу висцерального жира

У животных контрольной группы средний вес был на 31% больше по сравнению с животными, которые получали обычный корм. У группы крыс, которым проводили курсовое введение композиции ФПС, а также ФПС с ситаглиптином, масса тела была значимо ниже, чем в группе негативного контроля (рис. 2А).

Масса висцерального жира, которая определялась после выведения из эксперимента, у контрольной группы животных значительно превышала (более чем в 3 раза) таковую у интактной группы животных. Курсовое введение композиции ФПС, и особенно ФПС совместно с ситаглиптином, привело к снижению массы тела и висцерального жира, соответственно, на 34 и 46% (рис. 2Б). У животных, которым раздельно вводили МФБА и ситаглиптин, а также при сочетанном их применении наблюдалась лишь тенденция к снижению массы тела и висцерального жира.

Оценка толерантности к глюкозе

Влияние на углеводный обмен раздельного применения композиций МФБА, ФПС и ситаглиптина и сочетанного применения МФБА и ФПС с ситаглиптином у животных с ожирением.

У контрольной группы с ожирением исходный уровень глюкозы в крови был почти вдвое выше по сравнению с интактными животными. После перорального введения глюкозы большее повышение его уровня отмечалось на 60-й и 120-й минутах в контрольной группе животных. У животных, получавших раздельно только композицию ФПС, и особенно в комбинации с ситаглиптином, был отмечен статистически значимо меньший прирост уровня глюкозы в крови. Введение животным композиции МФБА, ситаглиптина и их комбинации привело лишь к незначительному улучшению утилизации глюкозы (повышение уровня глюкозы было лишь незначительно ниже в сравнении с уровнем у животных контрольной группы). Сочетанное применение композиции ФПС с ситаглиптином в большей мере приводило к улучшению утилизации глюкозы тканями (рис. 3А). На что указывает более низкая площадь под кривой (AUC) «уровень гликемии-время» в группе, получавшей ФПС и комбинацию МФБА и ФПС с ситаглиптином (рис. 3Б). Эти данные свидетельствуют о том, что композиция ФПС усиливает гипогликемическое действие ситаглиптина и утилизацию глюкозы тканями организма.

Оценка выраженности инсулинорезистентности

При проведении теста на толерантность к инсулину у животных с ожирением по сравнению с интактными отмечается практически вдвое более высокий уровень сахара в крови на 60-й, 120-й и 180-й минутах после введения инсулина (рис. 3В). У животных, получавших в течение 4-х недель исследуемые композиции, уровень сахара в крови на 60-й, 120-й и 180-й минутах после введения инсулина был значимо ниже, чем у животных контрольной группы (рис. 3В и Г).

Оценка уровня ГПП-1, инсулина и глюкагона

При ожирении исходный уровень ГПП-1 и инсулина у животных контрольной группы был выше, чем у интактных животных, но в ответ на введение глюкозы отмечалось значимое повышение уровня ГПП-1 и инсулина у интактных животных, а в контрольной группе регистрировалась лишь небольшая тенденция к увеличению. У животных с ожирением, получавших в течение 4-х недель исследуемые композиции, в ответ на введение глюкозы отмечалось значительное увеличение содержания и ГПП-1 и инсулина, что согласуется с динамикой снижения AUC и снижения резистентности к глюкозе. Уровень глюкагона после перорального введения глюкозы снижался как у интактных животных, так и у животных контрольной группы. У животных, получавших исследуемые композиции, уровень глюкагона после введения глюкозы практически не изменялся (рис. 4).

Оценка липидного профиля

При анализе липидного профиля у животных с ожирением установлено повышение общего холестерина, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов (ТГ) и снижение уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). У животных, которым раздельно вводили композицию ФПС и ситаглиптин, и в большей степени при их комбинированном применении, отмечалось выраженное понижение уровня общего холестерина, ЛПНП и ТГ. Композиция МФБА в монотерапии не оказывала выраженного влияния на липидный профиль животных с ожирением, а при совместном применении МФБА с ситаглиптином только в небольшой степени повышала гипохолестеринемическое действие ситаглиптина (рис. 5А).

Определение активности печеночных трансаминаз

По сравнению с интактной группой в контрольной группе животных с ожирением активность АЛТ и АСТ в сыворотке была значительно выше, что может указывать на поражение печени в условиях длительной высокожировой диеты. Во всех опытных группах, получавших лечение, наблюдалась нормализация активности печеночных трансаминаз (рис. 5Б).

Морфологическое исследование печени

При морфологическом исследовании печени крыс в группе негативного контроля(Диета) отмечалась слабовыраженная мелкокапельная жировая дистрофия гепатоцитов (рис. 6А), преимущественно в перицентральных зонах печеночных долек (зона 3). В портальных трактах наблюдалось слабовыраженное фиброзирование, слабовыраженная лимфоидная инфильтрация в части портальных трактов.

В группах фармакологической коррекции выявлены признаки жировой дистрофии в гепатоцитах, сопоставимые с таковыми в группе негативного контроля (Диета). Так, при ожирении с фармакологической коррекцией композицией МФБА в гепатоцитах определялась слабовыраженная мелкокапельная жировая дистрофия в части печеночных долек, поражались преимущественно перипортальные зоны. Кроме того, были отмечены гепатоциты со среднекапельной жировой дистрофией (рис. 6Б); у животных с ожирением и фармакологической коррекцией ситаглиптином определялась слабовыраженная мелкокапельная жировая дистрофия в отдельных печеночных дольках преимущественно в промежуточных зонах (зонах 2) и умеренно выраженная мелко-, среднекапельная жировая дистрофия в различных зонах в 33% случаев, слабовыраженная лимфоидная инфильтрация в части портальных трактов (рис. 6В). При ожирении и фармакологической коррекции комбинацией (ситаглиптин+МФБА) наблюдалась менее выраженная мелкокапельная жировая дистрофия в отдельных печеночных дольках по сравнению с негативным контролем (Диета) (рис. 6Г), также была отмечена слабовыраженная лимфоидная инфильтрация в части портальных трактов. У большинства подопытных животных с ожирением под влиянием композиции ФПС (75%) выявлена слабовыраженная мелкокапельная жировая дистрофия в отдельных печеночных дольках, у 25% животных данной группы выявлена очаговая среднекапельная жировая дистрофия в различных зонах, слабовыраженное фиброзирование портальных трактов, в которых наблюдалась небольшая лимфоидная инфильтрация (рис. 6Д). При ожирении с сочетанной фармакологической коррекцией ситаглиптином и ФПС отмечалась менее выраженная мелкокапельная жировая дистрофия в отдельных печеночных дольках по сравнению с негативным контролем (Диета) (рис. 6Е), которая встречалась во всех зонах. Отмечалась слабовыраженная лимфоидная инфильтрация в части портальных трактов, а также фиброзирование отдельных портальных трактов.

ОБСУЖДЕНИЕ

Высокая распространенность ожирения с СД и их осложнений приводит к ранней инвалидизации и высокой смертности, что делает данные заболевания глобальной социальной, медицинской и финансовой проблемой для современного общества [19].

Ожирение и СД — две патологии, имеющие в основе много общих взаимосвязанных патофизиологических механизмов, включающих инсулинорезистентность, нарушения углеводного и липидного обменов. Оба состояния являются высокими факторами риска развития сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и многих других заболеваний. Одной из важнейших задач в лечении ожирения и СД является снижение массы тела и достижение контроля гликемии при минимизации побочных эффектов. Все больше признается необходимость в рациональных комбинациях гипогликемических препаратов, воздействующих на мишени, связанные с ожирением. Антидиабетические свойства ГАМК объясняются ее взаимодействием с различными сигнальными белками (белком Клото, SIRT, PI3K/Akt, CREB-IRS2, NF-kB, Nrf2 и многими другими), посредством модуляции которых реализуются антиоксидантные, противовоспалительные, антиапоптические и многие другие эффекты [11]. Активация антивозрастного белка Klotho, Nrf2, сиртуинов способствует подавлению ядерного фактора NF-kB, отвечающего за выработку провоспалительных цитокинов (TNF-α, IL-1β, IL-6 и др.), что говорит о подавлении активности системы антиоксидантной защиты на фоне активации воспаления [19].

Ожирение характеризуется избыточным накоплением жира в различных органах. Согласно полученным данным у животных, получавших композицию ФПС, а также ФПС в комбинации с ситаглиптином, зарегистрировано снижение как массы тела, так и массы висцерального жира. Это можно объяснить тем, что производные ГАМК, а также их комбинация с иДПП-4 повышают уровень ГПП-1, который подавляет аппетит и повышает чувство насыщения.

При ожирении нарушение углеводного обмена выраженно проявляется развитием инсулинорезистентности и нарушением утилизации глюкозы тканями. Для определения этих показателей мы использовали пероральный тест толерантности к глюкозе (ПТТГ) и тест толерантности к инсулину. Полученные в нашем исследовании данные, с одной стороны, свидетельствуют о выраженном нарушении углеводного обмена, связанного с нарушением утилизации глюкозы, обусловленного, очевидно, инсулинорезистентностью, с другой стороны, мы получили выраженный гипогликемический эффект при применении ФПС, а также его аддитивное действие в комбинации с ситаглиптином.

В нашем исследовании при проведении теста на толерантность к инсулину у животных с ожирением отмечается в 2–3 раза менее выраженное снижение сахара в крови через 60, 120 и 180 минут после введения инсулина (рис. 3). Все исследуемые композиции повышали чувствительность тканей к инсулину, но наиболее выраженное действие отмечалось у животных, которым в течение 4-х недель вводился ситаглиптин изолированно, а также в комбинации с ФПС. Безусловно, это действие композиции ФПС при раздельном, но особенно комбинированном применении с ситаглиптином, заслуживает внимания, т.к. мы видим отчетливое усиление действия ситаглиптина.

Основными пептидными гормонами, регулирующими углеводный обмен, являются инкретины ГПП-1 и ГИП, инсулин и глюкагон. При ожирении исходный уровень ГПП-1 и инсулина был выше, чем у интактных животных, но в ответ на введение глюкозы отмечалось значимое повышение уровня ГПП-1 и инсулина у интактных животных, а в контрольной группе регистрировалась лишь небольшая тенденция к увеличению. Такой эффект можно объяснить, очевидно, тем, что у животных с ожирением развилась инсулинорезистентность. Это согласуется с литературными данными, в которых отмечается повышение продукции инсулина при развитии инсулинорезистентности. Интенсивно функционирующие в условиях диеты энтероэндокринные клетки и бета-клетки имели меньший ответ на введение глюкозы по сравнению с интактными животными. При этом у животных с ожирением, получавших в течение 4-х недель исследуемые композиции в ответ на введение глюкозы отмечался более выраженный прирост и ГПП-1 и инсулина, что согласуется с динамикой снижения AUC и снижения резистентности к глюкозе. Уровень глюкагона при пероральном введении глюкозы снижался только у интактных животных, а у животных остальных групп менялся незначительно (рис. 4).

Липидный профиль у животных с ожирением мы оценивали по таким биомаркерам, как уровень общего холестерина (ОХ), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов (ТГ) и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). О наличии метаболических нарушений говорит увеличение показателей ОХ, ЛПНП, а также одновременное снижение уровня ЛПВП, что было отмечено в нашем исследовании у контрольной группы с ожирением. Такие данные указывают на нарушение липидного обмена, высокий риск образования атеросклеротических бляшек в сосудах и дальнейших сердечно-сосудистых осложнений. При раздельном применении композиции ФПС и ситаглиптина, и в большей степени при их комбинированном введении, наблюдалось выраженное понижение уровня общего холестерина, ЛПНП и ТГ. Композиция МФБА в монотерапии не оказывала выраженного влияния на липидный профиль животных с ожирением, а совместное применение МФБА и ситаглиптина только в небольшой степени повышало гипохолестеринемическое действие ситаглиптина.

Одним из серьезных осложнений длительного ожирения также является поражение печени. В объединенном анализе с участием 101 028 человек была установлена распространенность неалкогольной жировой дистрофии печени среди населения с избыточным весом, которая составила 69,99% [20]. В контрольной группе животных с ожирением активность АЛТ и АСТ была значительно выше, чем у интактной группы, что указывает на возможное повреждение не только печени, но, очевидно, и других органов (миокарда, почек, поджелудочной железы). На фоне введения исследуемых производных ГАМК отмечалась нормализация данных маркеров, а при морфологическом исследовании на фоне лечения отмечалось меньшее число очагов лимфоидной инфильтрации и менее выраженная жировая дистрофия печени.

Таким образом, для исследуемых производных линейной и циклической ГАМК (композиции МФБА и ФПС) на модели алиментарного ожирения при курсовом введении были выявлены выраженные метаболические эффекты, усиливающиеся при комбинировании с ситаглиптином. Отмеченное для циклического производного ГАМК (композиции ФПС) анорексигенное действие, а также способность улучшать углеводный и липидный обмены в условиях высокожировой и высококалорийной диеты, представляет интерес для дальнейших исследований.

Репрезентативность выборок

Результаты данного исследования были получены на крысах с алиментарно-индуцированным ожирением. Несмотря на то, что использование животных моделей является одним из основных подходов при изучении патофизиологических механизмов и эффективности новых методов лечения ожирения и СД2, следует с осторожностью экстраполировать полученные данные на целевую популяцию пациентов с данными заболеваниями. Для подтверждения эффективности и безопасности изученных композиций производных ГАМК у людей необходимы дальнейшие клинические исследования.

Сопоставление с другими публикациями

Полученные нами данные согласуются с результатами других исследований, показавших, что производные ГАМК обладают антидиабетическими свойствами, связанными с их способностью модулировать различные сигнальные белки (белок Klotho, SIRT, PI3K/Akt, CREB-IRS2, NF-kB, Nrf2 и др.) и оказывать антиоксидантное, противовоспалительное и метаболическое действия [11]. Новизна нашего исследования заключается в том, что мы впервые показали способность новых линейных и циклических производных ГАМК усиливать гипогликемический и гиполипидемический эффекты ситаглиптина на модели алиментарного ожирения у крыс. Комбинирование производных ГАМК с ингибиторами ДПП-4 представляется перспективным направлением для повышения эффективности лечения ожирения и СД2.

Клиническая значимость результатов

Учитывая высокую распространенность ожирения и СД2, а также недостаточную эффективность и безопасность существующих методов их лечения, поиск новых терапевтических подходов имеет большое клиническое значение. Полученные в данном исследовании результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения производных ГАМК, особенно в комбинации с ситаглиптином, для разработки новых эффективных средств лечения метаболических нарушений при ожирении и СД2.

Ограничения исследования

Основными ограничениями данного исследования являются относительно небольшой объем выборки и использование крыс одного пола, а также отсутствие информации о безопасности длительного применения исследуемых композиций в условиях изучаемой патологии.

Направления дальнейших исследований

В продолжение данной работы планируется изучить возможные механизмы, лежащие в основе метаболических эффектов композиций производных ГАМК в условиях алиментарного ожирения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На модели алиментарного ожирения у крыс показано, что 4-недельное введение линейного и циклического производных ГАМК (композиций МФБА и ФПС), особенно в комбинации с ситаглиптином, приводит к снижению массы тела и висцерального жира, улучшению толерантности к глюкозе, чувствительности к инсулину и липидного профиля, а также уменьшению признаков неалкогольной жировой дистрофии печени. При этом композиция ФПС оказывала более выраженное анорексигенное и гипогликемическое действие по сравнению с композицией МФБА. Полученные данные свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения производных ГАМК в качестве потенциальных средств для лечения метаболических нарушений при ожирении и СД2 как в виде монотерапии, так и в составе комбинированной терапии с ингибиторами ДПП-4.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ от 19 апреля 2021 №21-15-00192.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Тюренков И.Н. — идея и планирование исследования, написание черновика и утверждение финальной версии рукописи; Бакулин Д.А. — моделирование и контроль патологии, введение исследуемых соединений, оформление финальной версии рукописи; Соколова А.А., Болохов Н.С. — проведение функциональных тестов, выполнение биохимических исследований и описание результатов; Бацунов А.И. — проведение иммуноферментного анализа и описание результатов; Смирнов А.В., Великородная Ю.И. — проведение гистохимического окрашивания и оценка морфологических изменений в печени, анализ и описание результатов; Васильева О.С., Макаренко С.В. — разработка исследуемых соединений, внесение правок в текст рукописи.

Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.