Збільшення вмісту білка скелетних м’язів за рахунок селективного агоніста β-2-адренергічного препарату кленбутеролу
Braz J Med Biol Res, червень 1998, том 31 (6) 819-825
Збільшення вмісту білка в скелетних м'язах за допомогою селективного агоніста β-2 кленбутеролу посилює гіпоальбумінемію у щурів, які харчуються дієтою з низьким вмістом білка.
А.Л. Савая 1 та П.Г. Ланн 2
1 Disciplina de Neurofisiologia e Fisiologia Endócrina, Departamento de Fisiologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil
2 Харчова лабораторія Данна, Кембридж, Великобританія
Анотація
Це дослідження досліджувало, як впливав на харчовий статус щурів, які годувались з низьким вмістом білка, коли тварин обробляли селективним агоністом ß-2 кленбутеролом (CL). В експериментах використовували чоловіків (4 тижні) від інбредного, без специфічного патогену штаму щурів з капюшоном, що містився в харчовій лабораторії Данна (N = 6 щурів на групу). Лікування ХЛ (Ventipulmin, Boehringer-Ingelheim Ltd., дієта 3,2 мг/кг протягом 2 тижнів) спричинило загострення симптомів, пов’язаних з дефіцитом білка у щурів. Концентрації альбумінів у плазмі крові, і без того низькі у щурів, які харчувалися дієтою з низьким вмістом білка (група А), додатково знижувались у щурів CL (A = 25,05 ± 0,31 проти CL = 23,64 ± 0,30 г/л, P
Вступ
Гіпоальбумінемія є основною ознакою білково-енергетичного синдрому недоїдання квашиоркору. Дані досліджень балансу показали, що для виникнення гіпоальбумінемії не тільки дієтичний білок є неадекватним, але також необхідне, щоб споживання енергії перевищувало вимоги до обмеженого білком темпу зростання (1,2). Однак механізми, за допомогою яких надлишок енергії перешкоджає метаболізму білка, залишаються невідомими.
В даний час добре встановлено, що щури та інші тварини, які харчуються раціонами з низьким вмістом білка, стають гіперфагічними, але здатні розвіювати значну частину свого енергетичного надлишку завдяки зростанню індукованого дієтою термогенезу (3). Зокрема, було описано значне збільшення активності коричневої жирової тканини (4-6). Відповідно до цієї картини, один з гормонів, який безпосередньо бере участь у розсіюванні енергії, норадреналін (NE), підвищений у щурів, які харчуються низькобілковими дієтами (7,8). Багато досліджень (9-13) також продемонстрували посилене відкладення білка та підвищення швидкості синтезу білка в скелетних м'язах, коли або звичайні щури, або щури, які харчуються з низьким вмістом білка, отримували специфічний β-2 селективний агоніст, кленбутерол . Тому не виключено, що підвищення рівня норадреналіну, яке виникає як метаболічний наслідок надмірного споживання енергії, може впливати на підтримку білка скелетних м’язів, навіть якщо споживання білка з їжею обмежене. Очевидно, такий механізм може пояснити невідповідний розподіл білка та гіпоальбумінемію, що спостерігається у щурів з дефіцитом білка (14,15), та синдром "дезадаптації" квашіоркору у дітей (16,17).
Хоча дослідження впливу β-адренергічних агоністів на швидкість метаболізму та активність коричневої жирової тканини (BAT) показали, що дії симпатичної нервової системи на BAT опосередковуються переважно адренорецепторами ß-1, селективні агоністи ß-2 також беруть участь, оскільки загальне інгібування може бути досягнуте лише комбінацією антагоністів ß-1 та ß-2 рецепторів (18). Насправді, як і препарати ß-1, β-2 селективні адренергічні агоністи стимулюють споживання кисню у щурів і підвищують як температуру НДТ, так і активність шляху протонної провідності мітохондрій у цій тканині (9).
У цьому звіті описується спроба метаболічних змін, які стимулюють синтез м’язового білка та розсіювання енергії у щурів, що харчуються дієтами з низьким вмістом білка, шляхом введення селективного агоніста ß-2 кленбутеролу. Ми очікували, що посилення симпатичної активності погіршить особливості, про які раніше повідомляли для щурів, що харчувались низькобілковими дієтами (6), і, отже, спричиняє велике зниження плазмового альбуміну. Це може бути розумним доказом того, що гіпоальбумінемії сприяє також підвищена активність β-2-селективних агоністів під час споживання дієт з низьким вмістом білка. Крім того, щоб мати кращу картину метаболічних змін, спричинених цим медикаментозним лікуванням, було виміряно два гормони - Т3 та інсулін, які, як відомо, пов’язані з рівнем альбуміну в плазмі крові у щурів, які харчуються з низьким вмістом білка (1,4, 6,15).
Матеріал та методи
В експериментах використовували самців інбредного штаму щурів з капюшоном, що не містив патогенних мікроорганізмів. За 3 тижні тварин відлучали від грудей на синтетичну казеїнову дієту з вмістом білкової енергії: співвідношення загальної енергії (Р: Е) 0,20 (таблиця 1) за 1 тиждень до початку експериментальних процедур, а потім розділили на 3 групи. Щури контрольної групи (А) отримали вільний доступ до дієти з низьким вмістом білка (Р: Е 0,03) протягом 2 тижнів (Таблиця 1). У щурів, які лікувались наркотиками (група CL), кленбутерол гідрохлорид (специфічний β-2 селективний агоніст, ринок Ventipulmin, Boehringer-Ingelheim Ltd., Лондон, Великобританія) був змішаний з дієтою з низьким вмістом білка (дієта 3,2 мг/кг) ) протягом 2 тижнів. Третю групу, яка отримувала контрольну дієту з низьким вмістом білка, годували в парі з тваринами ХЛ (група Р).
Протягом експериментального періоду щурів окремо утримували в дротяних клітках, обладнаних лотками для збору пролитої їжі. Температуру навколишнього середовища підтримували на рівні 20-23 o C і підтримували 12-годинний цикл світло-темрява. Їжа та вода були у вільному доступі. Тварин зважували і щодня реєстрували споживання їжі.
Наприкінці експериментального періоду тварин вбивали між 10:00 та 11:00 год знекровленням під наркозом діетиловим ефіром. Кров збирали в гепаринізовані пробірки і отриману плазму зберігали при -20 o C до необхідності для аналізу. Міжлопаткову БАТ видаляли в крижаний буфер SHE (0,25 моль/л сахарози, 0,1 ммоль/л HEPES, 0,1 моль/л калію ЕДТА, рН 7,2) і відокремлювали від прилеглих м’язів та білого жиру. Потім його промокали, зважували та гомогенізували і витримували при 4 o C для аналізу активності цитохромоксидази. Печінку та шлунково-м’язовий м’яз на одній нозі виймали та зважували, а аликвоти розбирали у невеликі олов’яні капсули для аналізу азоту за допомогою автоматизованого аналізатора азоту (Dumas Analyzer, Carlo Erba, Erba Science, Swindon, UK). Білок розраховували як N х 6,25.
Оксидазу цитохрому с (EC 1.9.3.1.) Аналізували в гомогенатах НДТ шляхом окислення відновленого цитохрому с спектрофотометрично при 550 нм, згідно з методом Йонетані та Рей (19). Альбумін плазми визначали за допомогою бромокрезольної зеленої методики (6). Концентрації Т3 та інсуліну в плазмі вимірювали за допомогою радіоімунологічного аналізу з використанням реагентів, що поставляються у формі набору Amersham International (Amersham, Bucks, UK).
Оцінка складу туші була отримана шляхом сублімаційного сушіння туші тварин. Вода в тілі (%) і жир (%) в організмі розраховувались із загального вмісту води в організмі, виміряного висушуванням. Передбачалося, що вода становить 732 г/кг нежирної вологої маси тварин (20) згідно рівняння:% жиру = 100 (1 -% загальної кількості води в тілі) /0,732. Потім відсоток жиру перетворювали на загальний жир за формулою:% жиру х маса тіла/100.
Статистичні відмінності оцінювали за допомогою односторонньої ANOVA. Потім для парних порівнянь проводили тест найменшої значущої різниці.
Обговорення
З отриманих результатів ясно, що стимуляція ß-2-адренергічної системи кленбутеролом викликала загострення симптомів, пов'язаних з дефіцитом білка у щурів. Концентрації альбуміну в плазмі крові, і без того низькі у щурів, які годувались з низьким вмістом білка, у подальшому знижувались у оброблених тварин (6). У зв'язку з цим зниженням плазмового альбуміну загальний білок печінки знизився нижче рівня, який спостерігається у тварин із вільним доступом до дієти з низьким вмістом білка, тоді як білок м'язів шлунково-кишкового тракту був вищим, ніж добре збережені значення, зазвичай описані для тварин, які годували низько білкова дієта, знайдена нами та іншими (15). Більше того, більшість із цих змін залежали від дози (результати не показані), причому ефект був більш вираженим із збільшенням концентрації кленбутеролу в дієті. Очевидно, що загальний ефект дезадаптації дієти з низьким вмістом білка був посилений введенням препарату.