Рацион современного человека включает в себя большое количество доступных высококалорийных продуктов питания, которые обогащены насыщенными животными жирами, сахаром и фруктозой. Проблема усугубляется тем, что потребление данной категории продуктов вызывает «пищевую зависимость». Такая диета значительно повышает риск развития инсулинорезистентности, нарушения толерантности к глюкозе и сахарного диабета II типа. В настоящее время активно исследуются методы неинвазивной модуляции электрическим током областей головного мозга, ответственных за принятие решений и механизмами пищевого вознаграждения. Особый интерес среди них представляют методики транскраниальной электростимуляции импульсным током, в частности ТЭС-терапия при которой идет селективное воздействие биполярным импульсным током на структуры антиноцицептивной, стресс-лимитирующей системы ствола головного мозга.

Цель: изучить в динамике влияние ТЭС-терапии на сывороточную концентрацию фруктозамина в эксперименте у крыс на фоне рациона обогащенного фруктозой и животным жиром.

Материалы и методы: Протокол исследования одобрен на заседании независимого этического комитета. Все болезненные вмешательства проводили под золетил-ксилазиновым наркозом. За две недели до начала исследования всем животным проводили вживление подкожных электродов для электростимуляции (на лоб и затылок), с магнитной системой для бесконтактного подключения выходов электростимулятора.

Характеристика групп животных: группа 1 (n = 60, контрольная) – стандартный рацион (3000 ккал/кг); группа 2 (n = 60, сравнения) – рацион обогащенный фруктозой и животным жиром (4400 ккал/кг); группа 3 (n = 60, основная) – рацион обогащенный фруктозой и животным жиром (4400 ккал/кг) и проведение ТЭС-терапии.

Рацион крыс модифицировали за счет добавления к стандартному корму фруктозы и топленого свиного жира в пропорции (66:17:17), в питьевую воду добавляли 10% фруктозы (по массе).

В контрольные точки исследования: на 30-е, 60-е и 90-е сутки проводили эвтаназию по 20 животных из каждой группы. Определение в сыворотке крови фруктозамина проводили набором, на основе восстановления нитросинего тетразолия.

Транскраниальную электростимуляцию проводили у животных группы №3 с использованием аппарата «ТРАНСАИР-03» (ООО «Центр транскраниальной электростимуляции», Россия) при следующих параметрах: импульсный биполярный режим, импульсы длительностью 3,75±0,25мс, сила тока 0,6 мА, частота тока 70±2 Гц, продолжительность сеанса 30 мин., частота 1 раз в сутки, на протяжении всего периода исследования. Таким образом, в основной группе: 20 крыс получили 30 сеансов, 20 крыс получили 60 сеансов и 20 крыс получили 90 сеансов.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью «GraphPadPrism 7» (GraphPad Company, США). Проверка нормальности распределения количественных признаков в исследуемых группах проводилась с использованием критериев Шапиро-Уилка и гистограмм распределения. Для описания данных использовали медиану (Ме) и интерквартильный интервал (Q1-Q3). Динамику изучаемых показателей выражали в виде процентного изменения, межгрупповые различия в виде процентного отношения. При сравнении трех групп применяли критерий Краскелла-Уоллиса, дальнейшие парные сравнения выполняли с помощью post-hoc теста Данна.

Результаты: На 30-е сутки от начала исследования различий в сывороточной концентрации фруктозамина между исследуемыми группами не выявлено (pkw = 0,86). На 60-е сутки отмечены межгрупповые различия (pkw = 0,0010), при последующем post-hoc анализе в группе №2 vs №1 содержание фруктозамина было на 15,3% выше (pd = 0,0006). При сравнении группы №1 vs №3 (pd = 0,27) и группы №2 vs №3 (pd = 0,14) статистически значимых различий не было. На 90-е сутки также отмечены межгрупповые различия (pkw < 0,0001), при последующем post-hoc анализе выявлено, что содержание фруктозамина в группе №2 vs №1 было на 31,2% выше (pd < 0,0001) и в группе №2 vs №3 на 17,1% выше (pd = 0,0089). При сравнении группы №1 vs №3, статистически значимых различий не было (pd = 0,18). При внутригрупповом анализе концентрации фруктозамина в динамике по контрольным точкам исследования: в группе №1 выявлено снижение показателя на 18,1% (pkw = 0,0051), в группе №2 рост на 9,1% (pkw = 0,0278) и в группе №3 без статистически значимых различий (pkw = 0,38).

Заключение: Показано, что у крыс с рационом обогащенным фруктозой и животным жиром на 60-е и 90-е сутки исследования повышается сывороточная концентрация фруктозамина, что свидетельствует о развитии у них нарушения углеводного обмена. Сопутствующее применение ТЭС-терапии сопровождалось статистически значимой нормализацией концентрации фруктозамина, что наиболее явно проявилось к 90-м суткам исследования.

The diet of a modern person includes a large number of affordable high-calorie foods that are enriched with saturated animal fats, sugar and fructose. The problem is exacerbated by the fact that the consumption of this category of products causes "food addiction". Such a diet significantly increases the risk of developing insulin resistance, impaired glucose tolerance and type II diabetes. Currently, methods of non-invasive modulation of brain regions responsible for decision-making and food reward mechanisms by electric current are being actively studied. Of particular interest among them are the methods of transcranial pulsed current stimulation, in particular, TES-therapy, in which there is a selective effect of bipolar pulsed current on the structures of the antinociceptive, stress-limiting system of the brainstem.

Objective: to study in dynamics the effect of TES-therapy on the serum concentration of fructosamine in an experiment in rats on the background of fructose and fat enriched diet.

Materials and methods: The study protocol was approved by an independent ethics committee. All painful interventions were performed under zoletyl-xylazine anesthesia. Two weeks before the start of the study, all animals were implanted with subcutaneous electrodes for electrical stimulation (on the forehead and back of the head), with a magnetic system for non-contact connection of the electrical stimulator outputs.

Characteristics of animal groups: group 1 (n = 60, control) - standard diet (3000 kcal/kg); group 2 (n = 60, comparison) - diet enriched with fructose and animal fat (4400 kcal/kg); group 3 (n = 60, main) - a diet enriched with fructose and animal fat (4400 kcal/kg) and TES therapy.

The diet of rats was modified by adding fructose and rendered pork fat to the standard feed in the proportion (66:17:17), 10% fructose (by weight) was added to the drinking water.

At the control points of the study: on the 30th, 60th and 90th day, 20 animals from each group were euthanized. The determination of fructosamine in blood serum was carried out by a set based on the reduction of nitro blue tetrazolium.

TES-therapy was performed in animals of group No. 3 using the TRANSAIR-03 device (Centre for Transcranial Electrical Stimulation, Russia) with the following parameters: pulsed bipolar mode, pulses with a duration of 3.75 ± 0.25 ms, current strength 0.6 mA , current frequency 70±2 Hz, session duration 30 min., frequency 1 time per day, throughout the entire study period. Thus, in the main group: 20 rats received 30 sessions, 20 rats received 60 sessions and 20 rats received 90 sessions.

Statistical processing of the results was carried out using GraphPadPrism 7 (GraphPad Company, USA). Checking the normality of the distribution of quantitative traits in the study groups was carried out using the Shapiro-Wilk criteria and distribution histograms. The median and interquartile interval were used to describe the data. The dynamics of the studied parameters was expressed as a percentage change, intergroup differences as a percentage. When comparing the three groups, the Kruskell-Wallis test was used, further pairwise comparisons were performed using the Dunn post-hoc test.

Results: On the 30th day from the start of the study, there were no differences in the serum concentration of fructosamine between the study groups (pkw = 0.86). On the 60th day, intergroup differences were noted (pkw = 0.0010), with subsequent post-hoc analysis in group No. 2 vs. No. 1, the content of fructosamine was 15.3% higher (pd = 0.0006). When comparing group No. 1 vs No. 3 (pd = 0.27) and group No. 2 vs No. 3 (pd = 0.14), there were no statistically significant differences. On the 90th day, intergroup differences were also noted (pkw < 0.0001), with subsequent post-hoc analysis, it was found that the content of fructosamine in group No. 2 vs No. 1 was 31.2% higher (pd < 0.0001) and in group No. 2 vs No. 3 it was 17.1% higher (pd = 0.0089). When comparing group No. 1 vs No. 3, there were no statistically significant differences (pd = 0.18). In an intragroup analysis of the concentration of fructosamine in dynamics according to the control points of the study: in group No. 1, a decrease in the indicator by 18.1% (pkw = 0.0051) was revealed, in group No. 2 an increase by 9.1% (pkw = 0.0278) and in group 3 without statistically significant differences (pkw = 0.38).

Conclusion: It was shown that in rats with a diet enriched with fructose and animal fat on the 60th and 90th days of the study, the serum concentration of fructosamine increased, which indicates the development of a carbohydrate metabolism disorder in them. The concomitant use of TES-therapy was accompanied by a statistically significant normalization of the concentration of fructosamine, which was most clearly manifested by the 90th day of the study.