Влияние высокоуглеводной высокожировой диеты на морфологию печени у молодых и старых крыс

Печень является сложным метаболическим органом, который посредством регуляции энергетического обмена обеспечивает поддержание гомеостаза всего организма.

Цель исследования: установить морфологические изменения гепатоцитов и экспрессию фактора роста эндотелия сосудов при высокоуглеводной высокожировой диете (ВУВЖД) в зависимости от возраста.

Материал и методы. Проведено гистологическое исследование печени в четырех группах крыс-самцов линии Вистар: группа 1 – 5-месячные животные, содержавшиеся на стандартном рационе; группа 2 – 5-месячные, содержавшиеся на ВУВЖД в течение 90 сут (с 2-месячного возраста); группа 3 – 18-месячные, содержавшиеся на стандартном рационе; группа 4 – 18-месячные, содержавшиеся на ВУВЖД в течение 90 сут (с 15-месячного возраста). С помощью морфометрических методов определяли удельные объемы (%) неизмененных и двуядерных гепатоцитов, синусоидных капилляров, воспалительных инфильтратов и очагов фиброза в печени. Иммуногистохимическим методом оценивали экспрессию VEGF в эндотелиальных клетках и в гепатоцитах. Ферментативным колориметрическим методом в сыворотке крови и в печени определяли концентрацию холестерина и триглицеридов.

Результаты. Морфологическое исследование выявило значительное расширение синусоидных капилляров в группах 2 и 4. Статистически значимое увеличение удельных объемов гепатоцитов с вакуолярными включениями, двуядерных гепатоцитов, фиброзных очагов и мелких воспалительных инфильтратов было установлено в группе 4. Экспрессия VEGF  возрастала в гепатоцитах групп 2 и 4. Биохимическое исследование выявило увеличение концентрации триглицеридов в печени крыс группы 4. Таким образом, ВУВЖД, несмотря на выраженные признаки регенерации, усугубляла возрастные изменения в печени старых крыс.

1. Tapsell L.C., Neale E.P., Satija A., Hu F.B. Foods, Nutrients, and dietary patterns: interconnections and implications for dietary guidelines. Adv. Nutr. 2016;7(3):445–454. DOI: 10.3945/an.115.011718.

2. GBD 2017 Diet Collaborators. Health effects of dietary risks in 195 countries, 1990–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2019;393(10184):1958–1972. DOI: 10.1016/S0140-6736(19)30041-8.

3. Elizabeth L., Machado P., Zinöcker M., Baker P., Lawrence M. Ultra-processed foods and health outcomes: A narrative review. Nutrients. 2020;12(7):1955. DOI: 10.3390/nu12071955.

4. Hunt N.J., Kang S.W.S., Lockwood G.P., Le Couteur D.G., Cogger V.C. Hallmarks of aging in the liver. Comput. Struct. Biotechnol. J. 2019;17:1151–1161. DOI: 10.1016/j.csbj.2019.07.021.

5. Drożdż K., Nabrdalik K., Hajzler W., Kwiendacz H., Gumprecht J., Lip G.Y.H. Metabolic-associated fatty liver disease (MAFLD), diabetes, and cardiovascular disease: associations with fructose metabolism and gut microbiota. Nutrients. 2021;14(1):103. DOI: 10.3390/nu14010103.

6. Ipsen D.H., Lykkesfeldt J., Tveden-Nyborg P. Molecular mechanisms of hepatic lipid accumulation in non-alcoholic fatty liver disease. Cell. Mol. Life Sci. 2018;75(18):3313–3327. DOI: 10.1007/s00018-018-2860-6.

7. Vlad M., Ionescu N., Ispas A.T., Giuvărăşteanu I., Ungureanu E., Stoica C. Morphological changes during acute experimental short-term hyperthermia. Rom. J. Morphol. Embryol. 2010;51(4):739–744.

8. Maeso-Díaz R., Ortega-Ribera M., Fernández-Iglesias A., Hide D., Muñoz L., Hessheimer A.J. et al. Effects of aging on liver microcirculatory function and sinusoidal phenotype. Aging Cell. 2018;17(6):e12829. DOI: 10.1111/acel.12829.

9. Miyaoka Y., Ebato K., Kato H., Arakawa S., Shimizu S., Miyajima A. Hypertrophy and unconventional cell division of hepatocytes underlie liver regeneration. Curr. Biol. 2012;22(13):1166–1175. DOI: 10.1016/j.cub.2012.05.016.

10. Cai J., Hu M., Chen Z., Ling Z. The roles and mechanisms of hypoxia in liver fibrosis. J. Transl. Med. 2021;19(1):186. DOI: 10.1186/s12967-021-02854-x.

11. Le Couteur D.G., Lakatta E.G. A vascular theory of aging. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2010;65(10):1025–1027. DOI: 10.1093/gerona/glq135.

12. Wang W.L., Zheng X.L., Li Q.S., Liu W.Y., Hu L.S., Sha H.C. et al. The effect of aging on VEGF/VEGFR2 signal pathway genes expression in rat liver sinusoidal endothelial cell. Mol. Cell. Biochem. 2021;476(1):269–277. DOI: 10.1007/s11010-020-03903-7.

13. Cheluvappa R., Hilmer S.N., Kwun S.Y., Jamieson H.A., O’Reilly J.N., Muller M. et al. The effect of old age on liver oxygenation and the hepatic expression of VEGF and VEGFR2. Exp. Gerontol. 2007;42(10):1012–1019. DOI: 10.1016/j.exger.2007.06.001.

14. Mariotti V., Fiorotto R., Cadamuro M., Fabris L., Strazzabosco M. New insights on the role of vascular endothelial growth factor in biliary pathophysiology. JHEP Rep. 2021;3(3):100251. DOI: 10.1016/j.jhepr.2021.100251.

15. Adas G., Koc B., Adas M., Duruksu G., Subasi C., Kemik O. et al. Effects of mesenchymal stem cells and VEGF on liver regeneration following major resection. Langenbecks Arch. Surg. 2016;401(5):725–740. DOI: 10.1007/s00423-016-1380-9.

16. Kambakamba P., Linecker M., Schneider M., Kron P., Limani P., Tschuor C. et al. Novel benefits of remote ischemic preconditioning through VEGF-dependent protection from resection-induced liver failure in the mouse. Ann. Surg. 2018;268(5):885–893. DOI: 10.1097/SLA.0000000000002891.

17. Lee A.R., Baek S.M., Lee S.W., Kim T.U., Han J.E., Bae S. et al. Nuclear VEGFR-2 expression of hepatocytes is involved in hepatocyte proliferation and liver regeneration during chronic liver injury. In Vivo. 2021;35(3):1473–1483. DOI: 10.21873/invivo.12400.

18. Wang P., Lu Z., He M., Shi B., Lei X., Shan A. The effects of endoplasmic-reticulum-resident selenoproteins in a nonalcoholic fatty liver disease pig model induced by a high-fat diet. Nutrients. 2020;12(3):692. DOI: 10.3390/nu12030692.