Влияние высокоуглеводной высокожировой диеты на возрастные изменения миокарда у крыс

Связанный с долголетием рост сердечно-сосудистых заболеваний и метаболических нарушений актуализирует исследование влияния высококалорийных диет на старение сердца.

Цель исследования: экспериментальное изучение влияния высокоуглеводной высокожировой диеты (ВУВЖД) на миокард в молодом и старческом возрасте.

Материал и методы. Проведено морфологическое исследование миокарда в четырех группах крыс-самцов линии Вистар: группа 1 – 150-дневные животные, содержавшиеся на стандартном рационе; группа 2 – 150-дневные крысы, содержавшиеся на ВУВЖД в течение 90 сут (с 60-дневного возраста); группа 3 – 540-дневные животные, содержавшиеся на стандартном рационе; группа 4 – 540-дневные крысы, содержавшиеся на ВУВЖД в течение 90 сут (с 450-дневного возраста). Иммуноферментным методом в сыворотке крови определяли концентрацию фибронектина, трансформирующего фактора роста (ТФР) бета-1, фактора роста соединительной ткани (ФРСТ).

Результаты. В группах 2–4 выявлены лейкостазы, очаговая лимфо-моноцитарная инфильтрация стромы миокарда, увеличение количества кардиомиоцитов с кариопикнозом и отеком перинуклеарной зоны саркоплазмы, контрактурными нарушениями, увеличение удельного объема соединительной ткани стромы. Поражение кардиомиоцитов и фиброз были наиболее выражены в группе 4. ВУВЖД повышала концентрацию фибронектина как у молодых, так и у старых животных с преобладанием в группе 4, вызывала тенденцию к повышению содержания ТФРбета-1, ФРСТ в сыворотке крови. Таким образом, ВУВЖД ускоряет и усиливает возрастные изменения миокарда белых крыс.

1. Sun M., Tan Y., Rexiati M., Dong M., Guo W. Obesity is a common soil for premature cardiac aging and heart diseases – Role of autophagy. Biochim. Biophys. Acta-Mol. Basis Dis. 2019;1865(7):1898–1904. DOI: 10.1016/j.bbadis.2018.09.004.

2. De Castro U.G.M., dos Santos R.A.S.A.S., Silva M.E., de Lima W.G., Campagnole-Santos M.J., Alzamora A.C. Age-dependent effect of high-fructose and high-fat diets on lipid metabolism and lipid accumulation in liver and kidney of rats. Lipids Health Dis. 2013;(12–136). DOI: 10.1186/1476-511X-12-136.

3. Martinelli I., Tomassoni D., Moruzzi M., Roy P., Cifani C., Amenta F. et al. Cardiovascular Changes Related to Metabolic Syndrome: Evidence in Obese Zucker Rats. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(6):2035. DOI: 10.3390/ijms21062035.

4. Boyle A.J., Shih H., Hwang J., Ye J., Lee B., Zhang Y. et al. Cardiomyopathy of aging in the mammalian heart is characterized by myocardial hypertrophy, fibrosis and a predisposition towards cardiomyocyte apoptosis and autophagy. Exp. Gerontol. 2011;46(7):549–559. DOI: 10.1016/j.exger.2011.02.010.

5. Piek A., de Boer R.A., Silljé H.H.W. The fibrosis-cell death axis in heart failure. Heart Fail. Rev. 2016;21(2):199-211. DOI: 10.1007/s10741-016-9536-9.

6. Klausner S.C., Schwartz A.B. The aging heart. Clin. Geriatr. Med. 1985;1(1):119-141. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3913496/

7. Tracy E., Rowe G., LeBlanc A.J. Cardiac tissue remodeling in healthy aging: the road to pathology. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2020;319(1):C166–C182. DOI: 10.1152/ajpcell.00021.2020.

8. Nakou E.S., Parthenakis F.I., Kallergis E.M., Marketou M.E., Nakos K.S., Vardas P.E. Healthy aging and myocardium: A complicated process with various effects in cardiac structure and physiology. Int. J. Cardiol. 2016;209:167–175. DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.02.039.

9. Logvinov S.V., Naryzhnaya N.V., Kurbatov B.K., Gorbunov A.S., Birulina Y.G., Maslov L.L. et al. High carbohydrate high fat diet causes arterial hypertension and histological changes in the aortic wall in aged rats: The involvement of connective tissue growth factors and fibronectin. Exp. Gerontol. 2021;154:111543. DOI: 10.1016/j.exger.2021.111543.

10. Непомнящих Л.М., Лушникова Е.Л., Семенов Д.Е. Регенераторно-1пластическая недостаточность сердца: Морфологические основы и молекулярные механизмы. М.: Изд-во РАМН; 2003:255.

11. Kurbatov B.K., Prokudina E.S., Maslov L.N., Naryzhnaya N.V., Logvinov S.V., Gorbunov A.S. et al. The role of adrenergic and muscarinic receptors in stress-induced cardiac injury. Pflugers Arch. 2021; 473(10):1641–1655. DOI: 10.1007/s00424-021-02602-6.

12. Sahraoui A., Dewachter C., de Medina G., Naeije R., Bouguerra S.A., Dewachter L. Myocardial Structural and Biological Anomalies Induced by High Fat Diet in Psammomys obesus Gerbils. PLoS One. 2016;11(2):e0148117. DOI: 10.1371/journal.pone.0148117.

13. Poudyal H., Panchal S.K., Ward L.C., Waanders J., Brown L. Chronic high-carbohydrate, high-fat feeding in rats induces reversible metabolic, cardiovascular, and liver changes. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2012;302(12): E1472–1482. DOI: 10.1152/ajpendo.00102.2012.

14. Bhandarkar N.S., Brown L., Panchal S.K. Chlorogenic acid attenuates high-carbohydrate, high-fat diet-induced cardiovascular, liver, and metabolic changes in rats. Nutr. Res. 2019;62:78–88. DOI: 10.1016/j.nutres.2018.11.002.

15. Elrashidy R. Dysregulation of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 signaling and activation of fibrogenic pathways in hearts of high fat diet-fed rats. Mol. Biol. Rep. 2020;47(4):2821–2834. DOI: 10.1007/s11033-020-05360-3.

16. Comunoglu C., Comunoglu N., Eren B., Tanrlöver O., Türkmen N., Gündogmuş U.N. et al. Age-related histopathological changes in the cardiac conducting system in the Turkish population: an evaluation of 202 autopsy cases. Folia Morphol. 2012;71(3):178–182. URL: https://journals.viamedica.pl/folia_morphologica/article/view/18756.

17. Pudil R. Age-related myocardial remodeling: myth or reality? Vnitr. Lek. 2020;66(8):507–511. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33740851/