Влияние нокаута гена DAT на обмен эссенциальных и токсичных микроэлементов у крыс

Резюме

Поддержание энергетического гомеостаза организма, по современным данным, осуществляется при активном участии дофаминергических нейронов центральной нервной системы (ЦНС). Синтез и обмен дофамина (ДА) происходит как в головном мозге, так и в периферических тканях. Нарушение синтеза и метаболизма ДА рассматривается в качестве звена порочного круга, формирующегося при развитии индуцированного диетой ожирения. По современным данным, ряд эссенциальных и токсичных микроэлементов, таких как Cd, Al, As, Mn, Fe, Cu, Zn, активно участвует в обмене ДА в мозге, периферических органах и тканях. Одним из способов оценить эту взаимосвязь является сравнение изменений в микроэлементном статусе организма при потреблении гиперкалорийных рационов животными с нормальным и нарушенным транспортом ДА. В роли последних могут выступать животные с нокаутом гена транспортера ДА (DAT), осуществляющего реабсорбцию ДА с последующим запасанием в составе секреторных гранул.

Цель работы - исследование в сравнительном аспекте содержания ряда эссенциальных и токсичных элементов в головном мозге, печени и почках крыс, различающихся по аллельным вариантам гена DAT, в условиях потребления сбалансированного и имеющего избыточную удельную энергетическую ценность рациона.

Материал и методы. Исследования проводили на 30 самцах крыс нокаутной линии DAT-KO (гомозиготы DAT-/-и гетерозиготы DAT+/-) возрастом 8-10 нед и 13 самцах крыс аутбредной линии Вистар (DAT+/+) того же возраста. Животные были разделены на 6 групп и получали на протяжении 62 дней полу синтетический рацион, содержащий эссенциальные элементы в составе солевой смеси, или высокожировой высокоуглеводный рацион (ВУВЖР) с 30% содержанием жира и 20% раствором фруктозы вместо питьевой воды. Содержание 16 микроэлементов (Fe, Mg, Cu, Mn, Co, Se, Zn, Cr, V, Cs, Ag, Al, Cd, As, Pb, Ni) в печени, почках и головном мозге крыс с нокаутом гена транспортера дофамина DAT: гомозигот (DAT-/-) и гетерозигот (DAT+/-), а также крыс "дикого типа" (DAT+/+) линии Вистар определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Результаты и обсуждение. В печени нокаут DAT приводил к возрастанию содержания As, Cd, Co и Cs и снижению Fe; в почках - к повышению уровней Pb, As, Cd и Se, в головном мозге - к возрастанию содержания большинства изученных микроэлементов, включая Pb, As, Cs, Al и Cu.

Заключение. На фоне потребления ВУВЖР влияние нокаута DAT на содержание ряда элементов было более выражено по сравнению с потреблением контрольного рациона. Выявленные изменения содержания микроэлементов у нокаутных по DAT крыс рассматриваются в аспекте влияния обмена ДА в ЦНС и в периферических тканях на статус микроэлементов.

Ключевые слова:транспортер дофамина, нокаут, крысы, микроэлементы, печень, почки, головной мозг, ИСП-МС

Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 17-16-01043).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликтов интересов.

Для цитирования: Шумакова А.А., Апрятин С.А., Шипелин В.А., Ефимова Е.В., Фесенко З.С., Гмошинский И.В. Влияние нокаута гена DAT на обмен эссенциальных и токсичных микроэлементов у крыс // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 5. С. 17-27. DOI: https://www.doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10062

Поддержание энергетического гомеостаза организма, по современным данным, осуществляется при активном участии дофаминергических нейронов центральной нервной системы (ЦНС) [1, 2]. Синтез и обмен дофамина (ДА) происходит как в головном мозге, так и в периферических тканях, однако для процессов нейроэндокринной регуляции энергетического обмена, чувства голода и насыщения, пищевого поведения значимо только образование и метаболизм ДА в головном мозге, поскольку этот биогенный амин сам по себе практически не проходит через гематоэнцефалический барьер. Нарушение синтеза и метаболизма ДА рассматривается в качестве звена порочного круга, формирующегося при развитии индуцированного диетой ожирения [3].

По современным данным, ряд эссенциальных и токсичных микроэлементов, таких как Cd [4], As [5], Cu, Zn [6], Fe [6, 7], Al [8, 9], активно участвует в обмене ДА в мозге, в периферических органах и тканях. В связи с этим возникает вопрос о связи известных изменений в микроэлементном гомеостазе при ожирении [10] с функционированием дофаминергической системы ЦНС.

Одним из способов, позволяющих оценить эту взаимосвязь, является сравнение изменений в микроэлементном статусе организма при потреблении гиперкалорийных рационов животными с нормальным и нарушенным транспортом ДА. В роли последних могут выступать животные с нокаутом гена транспортера ДА (DAT), осуществляющего реабсорбцию ДА с последующим запасанием в составе секреторных гранул. У крыс и мышей с нокаутом гена DAT обратный захват ДА блокируется, следствием чего является возрастание его локальной концентрации в синаптической щели, что приводит к резкому повышению локомоторной активности [11] и к другим поведенческим особенностям [12]. Общее содержание ДА в головном мозге таких животных, напротив, снижено, а содержание его метаболитов: диоксифенилуксусной кислоты (DOPAC) и гомованилиновой кислоты (HVA) - увеличено [11] вследствие повышения их потребления клетками микроглии.

Цель работы - исследование в сравнительном аспекте содержания ряда эссенциальных и токсичных элементов в головном мозге, печени и почках крыс, различающихся по аллельным вариантам гена DAT, в условиях потребления сбалансированного и имеющего избыточную удельную энергетическую ценность рациона.

Материал и методы

Дизайн эксперимента. Исследования проводили на 30 самцах крыс (возраст 10-12 нед) нокаутной линии DAT-KO (гомозиготы DAT-/- и гетерозиготы DAT+/-), полученных из вивария Института трансляционной биомедицины СпбГУ (г. Санкт-Петербург), а также 13 самцах крыс аутбредной линии Вистар (DAT+/+) того же возраста, полученных из питомника Филиала "Столбовая" ФГБУН "Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России". Животные были разделены в общей сложности на 6 групп: 1-я и 2-я - крысы с генотипом DAT+/+, 3-я и 4-я - DAT+/-, 5-я и 6-я - DAT-/-. Численность указанных групп составила соответственно 7, 6, 11, 8, 5 и 6 особей. В течение 62 дней животные 1, 3 и 5-й групп (контроль) получали полусинтетический сбалансированный рацион по AIN93M [13], 2, 4 и 6-й групп - высокоуглеводный высокожировой рацион (ВУВЖР) с содержанием жиров 30% по массе сухих веществ и заменой питьевой воды на 20% раствор фруктозы. Данный рацион является моделью рациона питания с избытком насыщенных жиров и сахаров, характерного для населения развитых стран [12]. Рацион, воду и раствор фруктозы представляли в режиме свободного доступа. Минеральные вещества в состав всех рационов вносили в виде унифицированной солевой смеси, состав которой представлен в таблице. При приготовлении солевой смеси применяли реактивы, указанные в таблице, соответствующие ГОСТ и имеющие квалификацию чистоты х.ч. или ос.ч. Воду для питья животных и приготовления рационов получали в установке обратного осмоса "Milli-RO" (Waters, США).

Состав солевой смеси, применяемой при приготовлении экспериментальных рационов1

The composition of the salt mixture used in experimental rations1

П р и м е ч а н и е.1 - содержание солевой смеси - 3,5 г/100 г массы сухого корма.

N o t e.1 - the content of the salt mixture is 3.5 g/100 g of dry feed mass.

Крыс содержали по 1 (DAT-/-) или 2 (остальные животные) особи в клетках из поликарбоната при 12/12-ча-совом режиме освещенности и температуре воздуха 22±1 °С. Массу тела определяли еженедельно на электронных весах с точностью ±1 г.

Предварительное классифицирование крыс DAT-KO по генотипу DAT выполняли согласно траектории их движения в установке "Открытое поле" (Panlab Harvard Apparatus, Испания) [12]. Результаты этого классифицирования подтверждали по окончании эксперимента анализом аллельных вариантов гена DAT методом полимеразной цепной реакции в реальном времени с последующим рестрикционным анализом с использованием рестриктазы BtsIMutI [11]. Данные о типировании животных опытных групп по генотипу гена DAT были представлены ранее [12].

Животных выводили из эксперимента на 63-и сутки путем декапитации под эфирной анестезией. Органы (печень, почки, головной мозг) извлекали стерильными хирургическими инструментами, взвешивали с точностью ±0,01 г и хранили до исследования при -20 оC.

Анализ микроэлементного состава. Содержание 16 химических элементов, включая эссенциальные (Fe, Mg, Cu, Mn, Co, Se, Zn, Cr), токсичные (Al, Cd, As, Pb, Ni) и элементы с недостаточно установленной функцией (V, Cs, Ag) в органах (печень, почки, головной мозг) определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на приборе серии 7700х (Agilent Technologies, Япония). Минерализацию биологических образцов выполняли под действием концентрированной азотной кислоты и концентрированной перекиси водорода в соотношении 5:1 в автоматизированной микроволновой системе пробоподготовки "TOPWAVE" (Analytik Jena, Германия). Содержание минеральных веществ выражали в мг или мкг на 1 кг ткани (влажной массы).

Статистическая обработка результатов. В целях повышения стабильности и сходимости результата предварительно проводили исключение грубых погрешностей (выпадающих результатов измерений) согласно ГОСТ Р 8.736-2011. Число исключаемых значений не превышало 1 в каждой группе образцов; после исключения количество значений для любого из показателей было не менее 4. После этого проводили расчет выборочного среднего, среднеквадратичного отклонения и стандартной ошибки. Проверку гипотезы об однородности распределения показателей сравниваемых групп осуществляли с помощью 2-факторного дисперсионного анализа (ANOVA) по факторам линии животных, рациона и их комбинаций. Гипотезу о несовпадении функций распределения данных в группах проверяли с использованием критерия Манна-Уитни. Расчеты выполняли в программе SPSS 20.0.

Результаты

Как следует из полученных данных, крысы DAT-/-, получавшие контрольный рацион, отличались значительно большим (на 20-40%) средним удельным потреблением корма (рациона) на протяжении большей части эксперимента в сравнении как с DAT+/-, так и с DAT+/+ (Вистар) крысами, которые, в свою очередь, практически не различались по этому показателю между собой. У крыс, получавших ВУВЖР, удельное потребление плотной части корма, начиная с 20-го дня опыта, не различалось для трех аллельных вариантов гена DAT, но было резко снижено в сравнении с соответствующими группами животных, не получавших раствор фруктозы [12].

Микроэлементные профили ткани печени, представленные на рис. 1, существенно различаются у крыс разного генотипа по DAT в условиях потребления как контрольного рациона (рис. 1А), так и ВУВЖР (рис. 1Б). Так, у DAT-/- и DAT+/- отмечается по сравнению с DAT+/+ статистически значимое возрастание содержания As (рис. 1В), Cd (рис. 1Г), Co (рис. 1Д) и Cs (рис. 1Ж) (ANOVA p<0,05 по фактору "генотип"), независимо от состава рациона (ANOVA p>0,1 по фактору "рацион"). Существенно, что эти изменения были характерны не только для DAT-/- на контрольном рационе, характеризовавшихся гиперфагией, но и для DAT+/-, а также для нокаутных животных, получавших ВУВЖР, которые по количеству потребляемого корма не отличались от DAT+/+. Повышенное накопление Pb в печени наблюдалось только у DAT-/- на контрольном рационе, что может быть следствием больших потребляемых количеств этого элемента, присутствующего в рационе на фоновом уровне. В отличие от вышеуказанных элементов, содержание Fe (рис. 1Е) в печени крыс DAT-/- и DAT+/- было снижено по сравнению с DAT+/+, причем данный эффект был более заметен при потреблении ВУВЖР (ANOVA p<0,05 по факторам "генотип" и "рацион"). Менее выраженное снижение запасов Fe в печени у DAT-/- на контрольном рационе, по-видимому, может быть связано с маскировкой эффекта за счет больших количеств этого элемента, потребляемого данными крысами вследствие гиперфагии. Статистически значимое снижение накопления в печени нокаутных по DAT крыс установлено также для Mg (ANOVA p<0,05 по фактору "генотип"), однако амплитуда этих изменений была <20%, что не превышает погрешности метода ICP-MS.

Рис. 1. (Начало) Содержание микроэлементов в печени крыс. Сравнение "микроэлементных портретов" ткани печени (лепестковые диаграммы) для животных с различными аллельными вариантами гена DAT (DAT+/+, DAT+/-, DAT -/-), получавших сбалансированный рацион (А) и высокожировой высокоуглеводный рацион (ВУВЖР) (Б), % от величины для группы DAT+/+. Среднее (M±m) содержание мышьяка в ткани печени крыс опытных групп (В)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тест Манна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA); ° - изъято 1 значение в группе для указанного (в скобках) генотипа.

Fig. 1. (Part 1) The content of trace elements in rat liver. Comparison of "microelement portraits" of liver tissue (petal diagrams) for animals with different allelic variants of the DAT gene (DAT+/+, DAT+/-, DAT-/-), receiving a balanced diet (A) and high-fat-high-carbohydrate diet (HFCD) (B), per cent value of DAT+/+ group. The average (M±m) content in the rat liver tissue of arsenic (C)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant (p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range (p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance); ° - 1 value in the group was removed for the indicated (in brackets) genotype.

Рис. 1. (Окончание) Содержание микроэлементов в печени крыс. Среднее (M±m) содержание в ткани печени крыс опытных групп кадмия (Г), кобальта (Д), железа (Е) и цезия (Ж)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тест Манна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA).

Fig. 1. (Part 2) The content of trace elements in rat liver. The average (M±m) content in the rat liver tissue of cadmium (D), cobalt (E), iron (F) and cesium (G)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant (p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range (p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance).

В почках крыс (рис. 2), как и в печени, было выявлено статистически значимое увеличение у DAT-/- и DAT+/- по сравнению с животными "дикого типа" накопления Pb рис. 2В), As (рис. 2Г) и Cd (рис. 2Д) (ANOVA p<0,05 по фактору "генотип"), независимо от применяемого рациона (рис. 2А, 2Б) (ANOVA p>0,1 по фактору "рацион"). Содержание Se (рис. 2Ж) в почках было также достоверно повышено у DAT-/- и DAT+/- по сравнению с DAT+/+, однако влияние рациона на этот показатель (ANOVA p<0,05 по фактору "рацион") позволяет предположить, что, во всяком случае, у DAT-/- этот эффект частично объясняется наличием гиперфагии. Статистически значимое увеличение накопления Cs (рис. 2Е) в почках было выявлено только у DAT+/- крыс, получавших ВУВЖР.

Рис. 2. (Начало) Содержание микроэлементов в почках крыс. Сравнение "микроэлементных портретов" ткани почек (лепестковые диаграммы) для животных с различными аллельными вариантами гена DAT (DAT+/+, DAT+/-, DAT -/-), получавших сбалансированный рацион (А) и высокожировой высокоуглеводный рацион (ВУВЖР) (Б), % от величины для группы DAT+/+. Среднее (M±m) содержание свинца в ткани почек крыс опытных групп (В)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тестМанна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA); ° - изъято 1 значение в группе для указанного (в скобках) генотипа.

Fig. 2. (Part 1) The content of trace elements in the kidneys of rats. Comparison of"microelement portraits" of kidney tissue (petal diagrams) for animals with different allelic variants of the DAT gene (DAT+/+, DAT+/-, DAT-/-), receiving a balanced diet (A) and high-fat-high-carbohydrate diet (HFCD) (B), per cent value of DAT+/+ group. The average (M±m) content in rat kidney tissue of lead (C)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant, p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range, p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance; ° - 1 value in the group was removed for the indicated (in brackets) genotype.

Рис. 2. (Окончание) Содержание микроэлементов в почках крыс. Среднее (M±m) содержание в ткани почек крыс опытных групп мышьяка (Г), кадмия (Д), цезия (Е) и селена (Ж)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тест Манна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA).

Fig. 2. (Part 2) The content of trace elements in the kidneys of rats. The average (M±m) content in rat kidney tissue of, arsenic (D), cadmium (E), cesium (F) and selenium (G)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant, p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range, p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance.

Микроэлементный "портрет" головного мозга, как следует из данных рис. 3, характеризовался избыточным количеством большинства изученных элементов у DAT-/- и DAT+/- по сравнению с крысами "дикого типа" (рис. 3А, 3Б). В частности, было выявлено статистически значимое увеличение накопления Pb (рис. 3В), As (рис. 3Г) и Cs (рис. 3Ж) у нокаутных животных обоих аллельных вариантов, независимо от потребляемого рациона (ANOVA p<0,05 по фактору "генотип" и p>0,1 по фактору "рацион"). Содержание Al (рис. 3Д) в мозге было статистически значимо повышено только у гетерозигот DAT+/-, получавших контрольный рацион. Закономерности для накопления Cu (рис. 3Е) имели сложный характер: уровень этого элемента, согласно факторному анализу, находился под влиянием генотипа, рациона и их сочетания. Таким образом, во всяком случае, у DAT-/-, увеличенное накопление Cu в мозге может быть объяснено избыточным потреблением этого элемента в составе контрольного рациона.

Рис. 3. (Начало) Содержание микроэлементов в головном мозге крыс. Сравнение "микроэлементных портретов" ткани головного мозга (лепестковые диаграммы) для животных с различными аллельными вариантами гена DAT (DAT+/+, DAT+/-, DAT-/-), получавших сбалансированный рацион (А) и высокожировой высокоуглеводный рацион (ВУВЖР) (Б), % от величины для группы DAT+/+. Среднее (M±m) содержание в ткани головного мозга крыс опытных групп свинца (В)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тестМанна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA); ° - изъято 1 значение в группе для указанного (в скобках) генотипа.

Fig. 3. (Part 1) The content of trace elements in the brain of rats. Comparison of “microelement portraits’ of brain tissue (petal diagrams) for animals with different allelic variants of the DAT gene (DAT+/+, DAT+/-, DAT-/-), who received a balanced diet (A) and high-fat-high-carbohydrate diet (HFCD) (B), per cent value of DAT+/+ group. The average (M±m) content in rat brain tissue of lead (C)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant, p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range, p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance; ° - 1 value in the group was removed for the indicated (in brackets) genotype.

Рис. 3. (Окончание) Содержание микроэлементов в головном мозге крыс. Среднее (M±m) содержание в ткани головного мозга крыс опытных групп мышьяка (Г), алюминия (Д), меди (Е) и цезия (Ж)

* - статистически значимое различие с соответствующей по рациону группой DAT+/+ (p<0,05, U-тест Манна-Уитни). Горизонтальные скобки - распределение показателя в группах неоднородно по факторам генотип (G) и рацион (D) и их комбинации для охватываемого диапазона (p<0,05, двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA).

Fig. 3. (Part 2) The content of trace elements in the brain of rats. The average (M±m) content in rat brain tissue of arsenic (D), aluminium (E), copper (F) and cesium (G)

* - the difference with the corresponding diet group DAT+/+ is significant, p<0.05, Mann-Whitney U-test). Horizontal brackets - the distribution of the indicator in groups is heterogeneous by genotype (G) and diet (D) factors and their combinations for the covered range, p<0.05, ANOVA two-way analysis of variance.

Обсуждение

Полученные данные свидетельствуют, что у крыс с нокаутом гена DAT (как гомозигот, так и у гетерозигот) наблюдаются множественные отличия в межорганном распределении и накоплении микроэлементов от животных "дикого типа". При этом по условиям эксперимента крысы получали эссенциальные элементы Fe, Cu, Se, Cr и другие в составе солевой смеси рациона в количествах, близких к уровню физиологической потребности [13], тогда как соединения Pb, Cd, As, Al, Cs в состав рациона животных специально не вводили, и эти элементы присутствовали в его компонентах в фоновых количествах. Повышенное содержание Pb, As, Al, а также, по-видимому, Cu в головном мозге крыс DAT-/- и DAT+/- может свидетельствовать об усилении накопления этих потенциально нейротоксичных элементов под влиянием сниженных уровней ДА в ЦНС, что может внести вклад в запуск нейродегенеративных процессов [4, 6, 9].

Влияние нокаута гена DAT на содержание Pb, Cd, As, Co и Fe в печени и почках не имеет однозначного объяснения. Одной из причин наблюдаемых эффектов может быть влияние на эти показатели повышенной скорости катаболических реакций, что наблюдается у нокаутных по DAT животных [12]. Заслуживают также внимания выявленные у крыс DAT-/- и DAT+/- особенности в накоплении в органах ультрамикроэлемента Cs, который, по некоторым данным, может рассматриваться в качестве чувствительного биомаркера нарушения водно-солевого обмена [14]. Характерно, что повышенный уровень Cs выявляется преимущественно в наиболее метаболически активных органах (печень, головной мозг) у крыс DAT-/- и DAT+/-, характеризуемых повышенной интенсивностью катаболизма. В нашей предыдущей работе увеличенные уровни Cs также отмечались в органах крыс, находящихся в состоянии гиперкатаболизма вследствие В-витаминного дефицита [15].

Полученные в настоящей работе результаты подтверждают наличие взаимосвязи нарушенного обмена ДА в ЦНС со статусом целого ряда микроэлементов, причем данные эффекты проявляются не только в головном мозге, но и в периферических тканях. В условиях потребления ВУВЖР, характеризуемого избыточной в сравнении со стандартным рационом удельной калорийностью, характер этих изменений в микроэлементном профиле органов имеет свои особенности, и некоторые из них (влияние на уровни Fe, Cs) не имеют тривиального объяснения, связанного с различиями в количествах потребляемой плотной части рациона. В совокупности это указывает на тесную связь между нарушениями в микроэлементном гомеостазе и в обмене ДА, что может вносить существенный вклад в механизмы развития ожирения, а показатели микроэлементного гомеостаза могут быть информативными биоиндикаторами эффективности его диетической коррекции с помощью перспективных специализированных пищевых продуктов.

Литература/References

1. Volkow N.D., Wang G.J., Baler R.D. Reward, dopamine and the control of food intake: implications for obesity. Trends Cogn Sci. 2011; 15 (1): 37-46. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2010.11.001

2. Rada P., Bocarsly M.E., Barson J.R., Hoebel B.G., Leibowitz S.F. Reduced accumbens dopamine in Sprague-Dawley rats prone to overeating a fat-rich diet. Physiol Behav. 2010; 101 (3): 394-400. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2010.07.005

3. Alsiö J., Olszewski P.K., Norbäck A.H., Gunnarsson Z.E.A., Levine A.S., Pickering C., et al. Dopamine D1 receptor gene expression decreases in the nucleus accumbens upon long-term exposure to palatable food and differs depending on diet-induced obesity phenotype in rats. Neuroscience. 2010; 171 (3): 779-87. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.09.046

4. Gupta R., Shukla R.K., Pandey A., Sharma T., Dhuriya Y.K., Srivastava P., et al. Involvement of PKA/DARPP-32/PP1α and β- arrestin/Akt/GSK-3β signaling in cadmium-induced DA-D2 receptor-mediated motor dysfunctions: protective role of quercetin. Sci. Rep. 2018; 8 (1): 2528. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-20342-z

5. Srivastava P., Dhuriya Y.K., Gupta R., Shukla R.K., Yadav R.S., Dwivedi H.N., et al. Protective effect of curcumin by modulating BDNF/DARPP32/CREB in arsenic-induced alterations in dopaminergic signaling in rat corpus striatum. Mol Neurobiol. 2018; 55 (1): 445-61. DOI: https://doi.org/10.1007/s12035-016-0288-2

6. Ziomber A., Surowka A.D., Antkiewicz-Michaluk L., Romanska I., Wrobel P., Szczerbowska-Boruchowska M. Combined brain Fe, Cu, Zn and neurometabolite analysis - a new methodology for unraveling the efficacy of transcranial direct current stimulation (tDCS) in appetite control. Metallomics. 2018; 10 (3): 397-405. DOI: https://doi.org/10.1039/c7mt00329c

7. Hare D.J., Double K.L. Iron and dopamine: a toxic couple. Brain. 2016; 139 (pt 4): 1026-35. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/aww022

8. Dalla Torre G., Mujika J.I., Lachowicz J.I., Ramos M.J., Lopez X. The interaction of aluminum with catecholamine-based neurotransmitters: can the formation of these species be considered a potential risk factor for neurodegenerative diseases? Dalton Trans. 2019; 48 (18): 6003-18. DOI: https://doi.org/10.1039/c8dt04216k

9. Van Duyn N., Settivari R., LeVora J., Zhou S., Unrine J., Nass R. The metal transporter SMF-3/DMT-1 mediates aluminum-induced dopamine neuron degeneration. J Neurochem. 2013; 124 (1): 147-57. DOI: https://doi.org/10.1111/jnc.12072

10. Skalnaya M.G., Skalny A.V., Grabeklis A.R., Serebryansky E.P., Demidov V.A., Tinkov A.A. Hair trace elements in overweight and obese adults in association with metabolic parameters. Biol Trace Elem Res. 2018; 186 (1): 12-20. DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-018-1282-5

11. Leo D., Sukhanov I., Zoratto F., Illiano P., Caffino L., Sanna F., et al. Pronounced hyperactivity, cognitive dysfunctions, and BDNF dysregulation in dopamine transporter knock-out rats. J Neurosci. 2018; 38: 1959-72. DOI: https://doi.org/10.1523/J NEUROSCI.1931-17.2018

12. Apryatin S.A., Shipelin V.A., Trusov N.V., Mzhelskaya K.V., Evstratova V.S., Kirbaeva N.V., et al. Comparative analysis of the influence of a high-fat/high-carbohydrate diet on the level of anxiety and neuromotor and cognitive functions in Wistar and DAT-KO rats. Physiol Rep. 2019; 7 (4): e13987. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.13987

13. Reeves P.C. AIN-93 purified diets for the study of trace elements metabolism in rodents. In: R.R. Watson (ed.). Trace Elements in Laboratory Rodents. New York, etc: CRC Press, 2000.

14. Leggett R.W., Williams L.R., Melo D.R., Lipsztein J.L. A physiologically based biokinetic model for cesium in the human body. Sci Total Environ. 2003; 317 (1-3): 235-55.

15. Apryatin S.A., Shumakova A.A., Vrzhesinskaya O.A., Leonenko S.N., Kodentsova V.M., Gmoshinsky I.V. Alteration of mineral element status of rodents under combined group B vitamin deficiency. Trace Elem Electrolytes. 2018; 35 (10): 193-5.

SCImago Journal & Country Rank
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Медицина сегодня
Рентгенология в сочельник

Рентгенология в сочельник Научно-практическая конференция в онлайн-формате 25 декабря 2020 года 25 декабря 2020 года состоялась традиционная научно-практическая конференция Российского общества радиологов и рентгенологов. По инициативе президента РОРР, подобные мероприятия...

XV Международный конгресс по репродуктивной медицине.

XV Международный конгресс по репродуктивной медицине 19-21 января 2021 года в онлайн-формате состоится XV Международный конгресс по репродуктивной медицине . Цель конгресса по репродуктивной медицине - улучшение качества оказания помощи в планировании семьи и рождении детей...

Проект "Школы РОАГ" выходит на общероссийский уровень.

Проект "Школы РОАГ" выходит на общероссийский уровень В 2021 году Школы РОАГ выходят на новый - всероссийский уровень. География проекта охватит все федеральные округа! Школы пройдут в 18 городах, а онлайн-технологии помогут присоединиться к образовательному процессу...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»