По данным ВОЗ, опубликованным в 2015 г., более 1,9 млрд людей в возрасте 18 лет и старше имеют избыточную массу тела (38% мужчин и 40% женщин), причем свыше 600 млн из них страдают ожирением (11% мужчин и 13% женщин). С 1980 по 2008 г. число лиц, страдающих ожирением, увеличилось более чем в 2 раза [1]. Сахарный диабет 2-го типа (СД2) манифестирует, как правило, в зрелом и пожилом возрасте. Почти в 50% случаев заболевание диагностируется у лиц с ожирением, а среди больных СД2 80—90% имеют избыточную массу тела или ожирение. Таким образом, ожирение следует рассматривать как значительную угрозу здоровью и жизни населения [2, 3].

Немедикаментозные методы лечения ожирения и СД2 практически неэффективны, а показания к бариатрическим операциям имеют существенные ограничения. Самой доступной, безопасной и эффективной тактикой терапии этих состояний остается фармакотерапия [4].

Способность антидиабетических лекарственных средств снижать массу тела (в частности, за счет влияния на потребление пищи) является важным дополнительным их качеством. Такими средствами могут быть соединения, созданные на основе агонистов к рецептору GPR119. Его физиологичными агонистами являются некоторые производные амидов жирных кислот и фосфолипиды. Рецептор GPR119 играет важную роль в стимуляции продукции инкретинов, а введение его агонистов (в эксперименте) увеличивало количество и качество инсулинпродуцирующих клеток поджелудочной железы, снижало аппетит и сопровождалось множеством других позитивных эффектов [5]. Синтезированное в ЗАО ИИХР (Химки, РФ) соединение ZB-16 (рис. 1) обладает выраженной агонистической активностью по отношению к GPR119 (IC50 M — 7,25E-09).

Мы предположили, что применение этого вещества у животных с избыточной массой тела, обусловленной высокожировой и высококалорийной диетой, будет снижать массу тела или препятствовать ее увеличению. Поскольку ожирение, обусловленное диетой, легче вызвать у старых животных (меньшая естественная подвижность, сниженный гормональный фон и т. д.), исследование проводилось на старых крысах с исходным возрастом 20—21 мес.

Цель исследования — изучить влияние агониста рецептора GPR119 на уровень глюкозы, массу тела и потребление пищи у животных, длительно содержавшихся в условиях высокожировой и калорийной диеты.

Влияние ZВ-16 на массу тела, потребление пищи (масса съеденного корма) и выделение жидкости оценивали у 48 лабораторных крыс-самцов массой 390—400 г (исходный возраст 20—21 мес). Животных в течение 12 нед содержали на высокожировой и углеводной диете. Состав ежедневного рациона: сливочное масло (жирность 82,5%; 748 ккал/100 г), подсолнечная халва (523 ккал/100 г) и подсолнечный козинак (576 ккал/100 г). Указанные продукты постоянно присутствовали в кормушках, и потребление их животными не ограничивалось. Питьевая вода на протяжении всего эксперимента заменялась 10% раствором фруктозы [6]. За 6 ч до взятия проб крови крыс лишали корма, а раствор фруктозы заменяли водой.

Первое введение ZВ-16 осуществляли через 3 мес после перевода животных на высокожировую и углеводную диету.

Все животные были распределены на четыре группы по 12 особей:

— 1-я группа — крысы, получавшие в течение всего эксперимента брикетированный корм ГОСТ Р 51849−2001 (ООО «Лабораторкорм», Москва, РФ) (Интакт);

— 2-я группа — крысы, получавшие диету 12 нед, а затем 1 мес внутрь чистую воду (0,5 мл/100 г) (Д-К);

— 3-я группа — крысы, получавшие 12 нед диету, а затем 1 мес внутрь ZB-16 (1 мг/кг) (Д-ZB-16);

— 4-я группа — крысы, получавшие 12 нед диету, а затем 1 мес внутрь метформин (400 мг/кг) (Д-Мф).

Препарат сравнения (метформин) был выбран исходя из того, что он широко используется в терапии СД2 и наряду с гипогликемическим оказывает гипофагическое действие, снижая массу тела пациентов, повышая чувствительность тканей к инсулину и улучшая липидный профиль [7].

Сформированные группы соответствовали друг другу по средней массе тела животных. Контрольные показатели (масса тела, потребление пищи и воды, содержание сахара в крови) регистрировали через 4, 6, 8, 10 и 12 нед после перевода крыс на указанную диету и через 4 нед после начала лечения. За исходные принимали значения, зафиксированные до перевода на диету. Пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ) проводили за день до начала и после окончания лечения. Гликемию измеряли глюкометром («Bayer», Германия) перед и через 30, 60 и 120 мин после введения глюкозы (3 г/кг).

Крыс содержали в клетках из полипропилена площадью 1612 см² (Тип: Т/4 В, ООО МЭСТ, Москва) по 6 особей в каждой. Содержание и работа с крысами проводились с учетом правил, принятых Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986). Освещение вивария было естественным, температурный режим соответствовал +20—+24 °С при влажности воздуха 40—65%.

ZВ-16 и метформин вводили ежедневно в виде суспензии, из расчета 0,5 мл/100 г на 1 кг массы тела животного. Доза ZВ-16 выбрана, исходя из данных предварительных исследований, в которых наиболее выраженный гипогликемический эффект отмечался при дозе 1 мг/кг.

Статистическую обработку данных проводили с использованием Prism 5 (GraphPad «Software Inc.», США). Использовали критерии Краскела—Уоллиса, Ньюмена—Кейлса и критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони. Значения p<0,05 расценивались как статистически значимые.

Через 3 мес после перевода крыс с обычного рациона на высокожировую и высококалорийную диету их масса тела увеличивалась в среднем на 18% (p<0,05), тогда как масса тела животных 1-й группы практически не менялась (±1,5—2%). Спустя 1 мес после начала лечения, животные, получавшие чистую воду, прибавили в массе в среднем еще 4,6%, а у тех, которым вводили ZB-16 и метформин, масса тела снизилась на 4,0 и 4,8% соответственно (тенденция к снижению массы тела наблюдалась у каждой особи из этих групп) (рис. 2).

Предполагая, что исследуемые соединения влияют на аппетит и соответственно изменяют потребление пищи, мы определили этот показатель, поместив животных в метаболические камеры на 3 сут. У животных, получавших ZВ-16, отмечалась четкая тенденция к уменьшению количества потребляемого корма (рис. 3, а) по сравнению с крысами контрольной группы (Д-К).

Способность агонистов GPR119 снижать массу тела активно изучается; для некоторых из них (в частности, для соединения PSN632408) установлено наличие гипофагического эффекта, даже при однократном введении [8]. Анализ результатов 17 клинических исследований инкретиномиметиков выявил анорексигенный эффект глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) и его аналогов. ГПП-1, воздействуя на центр голода в головном мозге, где обнаружена экспрессия GPR119, снижает потребление пищи и массу тела пациентов. В частности, в двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании применение лираглутида в течение 20 нед у людей с ожирением снижало массу тела в среднем на 7 кг [9]. Ранее (неопубликованные данные) было показано, что ZВ-16 обладает in vitro выраженной агонистической активностью в отношении GPR119 (IC50=7 нM) и in vivo гипогликемическим действием, которое, вероятно, обусловлено увеличением выработки инкретинов и инсулина. Влияние агонистов GPR119 на пищевое поведение пока мало изучено. Имеются данные об участии GPR119 в регуляции аппетита, о его влиянии на скорость пассажа пищи из желудка в кишечник, на отложение жира, процессы липогенеза и липолиза, на подавление секреции глюкагона [8, 10—12]. Все перечисленные эффекты агонистов этого рецептора требуют дальнейшего изучения, но снижение массы тела, наблюдаемое у животных при длительном введении ZB-16, позволяют предполагать, что это соединение действует по одному из описанных выше механизмов.

Существенное увеличение массы тела животных могло быть связано с возникающими вследствие диеты нарушениями углеводного и липидного обмена. Поэтому на следующем этапе мы определяли уровень глюкозы в крови натощак (см. рис. 3, б) и толерантность к глюкозе с помощью ПГТТ (рис. 4, а, б).

Содержание животных в течение 3 мес в условиях высокожировой и углеводной диеты не индуцировало гипергликемию натощак, но у животных, получавших как ZB-16, так и метформин, уровень глюкозы в крови натощак был несколько ниже (см. рис. 3, б).

ПГТТ обнаружил выраженные нарушения в утилизации глюкозы у крыс группы Д-К. Через 2 ч после нагрузки гликемия у них была выше, чем у животных, получавших метформин или соединение ZB-16 (рис. 4, а). Разброс данных в пределах группы также был существенен, о чем свидетельствует диаграмма площади под кривой «концентрация глюкозы—время» (см. рис. 4, б). Скорость и выраженность изменений в утилизации глюкозы у животных, получавших чистую воду, свидетельствуют либо о развитии у них инсулинорезистентности, либо о сниженной секреции инсулина, что указывает на состояние, которое может быть охарактеризовано как предиабет 2-го типа, или скрытая форма СД2 [6].

У крыс, в течение 4 нед получавших ZB-16, степень повышения уровня глюкозы в ходе ПГТТ была значимо ниже, чем в группе Д-К. На 30-й минуте теста концентрация глюкозы в крови увеличивалась меньше, чем на 5%, тогда как в группе Д-К — на 28,8%, что может свидетельствовать об отсутствии нарушений толерантности к глюкозе и инсулинорезистентности. Через 1 ч после глюкозной нагрузки у животных, получавших ZB-16, гликемия была только на 12% выше исходной, т. е. возрастала почти в 3 раза меньше, чем у крыс группы Д-К, и в 2,5 раза меньше, чем у животных группы метформина. Следует отметить, что через 1 ч после нагрузки концентрация глюкозы в крови у крыс группы метформина практически не отличалась от таковой в контроле, что может указывать на сохранение дефицита инсулина или инсулинорезистентности. Низкая концентрация глюкозы на этом сроке ПГТТ у крыс группы Д-ZB-16, связана, очевидно, со способностью этого соединения стимулировать глюкозозависимую секрецию инсулина, пролонгировать его выработку. Через 2 ч после введения глюкозы ее уровень в крови у животных, получавших метформин, возрастал слабее (+12,6% от исходной величины), чем в контрольной группе (+41,8%). Повышенная концентрация глюкозы через 2 ч после нагрузки регистрировалась и у животных группы Д-ZB-16, однако площадь под кривой «концентрация глюкозы—время» у них была наименьшей. Разброс данных внутри этой группы также был минимальным. Необходимо отметить, что ни в одной из групп животных концентрация глюкозы спустя 2 ч после нагрузки не вернулась к исходным величинам, что, безусловно, свидетельствует о нарушенном углеводном обмене, однако выраженность этого нарушения у крыс, получавших ZB-16 и метформин, была минимальной.

В подавляющем большинстве случаев нарушение углеводного обмена сопровождается значительным увеличением массы тела. В настоящее время в качестве перспективных антидиабетических препаратов рассматриваются средства, обладающие инкретиномиметической активностью [13].

Представленные данные отражают нарушение углеводного обмена у животных, содержавшихся на высокожировой и высококалорийной диете. Агонист GPR119 в сопоставимой с метформином степени способствовал компенсации этих нарушений, снижая массу тела и площадь под кривой «концентрация глюкозы—время» при ПГТТ. Данные последних лет подтверждают значимую роль GPR119 в регуляции метаболизма углеводов. Установлена четкая связь эффектов стимуляции рецептора с высвобождением инкретинов. Многочисленными работами [8, 10—12] доказана роль GPR119 в поддержании нормального функционирования инкретиновой системы.

Компенсация углеводного обмена под влиянием агонистов GPR119 может происходить по нескольким механизмам. С одной стороны, эти агонисты стимулируют секрецию инкретинов, что может препятствовать быстрому росту (скачку) гипергликемии после внутрижелудочного введения глюкозы. С другой, агонисты GPR119 улучшают функцию β-клеток поджелудочной железы и стимулируют их пролиферацию [8, 10—12], что повышает резервные возможности этих клеток, препятствуя резкому постпрандиальному подъему гликемии (см. рис 4, а). Таким образом, ZB-16 положительно влияет на углеводный обмен животных с ожирением, что оправдывает дальнейшее углубленное изучение его антидиабетических свойств.

1. У старых крыс замена нормального рациона на диету с высоким содержанием жиров и углеводов приводит к значимой прибавке массы тела и нарушению утилизации глюкозы, т. е. к состоянию начинающегося или скрытого/латентного СД2.

2. Курсовое введение агониста GPR119 и метформина приводит к заметному снижению массы тела животных, содержавшихся на высокожировой и высококалорийной диете.

3. Курсовое введение агониста GPR119 животным, содержавшимся на высокожировой и высококалорийной диете, приводит к снижению гликемии натощак и к более выраженному, чем при введении метформина, снижению площади под кривой «концентрация глюкозы—время» в ходе Пгтт.

Конфликт интересов отсутствует.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в рамках реализации государственного контракта «Доклинические исследования лекарственного средства для лечения сахарного диабета 2-го типа на основе агонистов GPR119» № 13411.1008799.154 от 24.07.13.