Сочетанное влияние высокожировой диеты и хронического недосыпания на нейрофизиологические показатели крыс Wistar
- Авторы: Гузеев М.А.1, Лапшина К.В.1, Деркач К.В.1, Шпаков А.О.1, Екимова И.В.1
-
Учреждения:
- Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
- Выпуск: Том 75, № 5 (2025)
- Страницы: 586-596
- Раздел: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ: ВОСПРИЯТИЕ ВНЕШНИХ СТИМУЛОВ, ДВИГАТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ, ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
- URL: https://transsyst.ru/0044-4677/article/view/692567
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044467725050072
- ID: 692567
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Эпидемиологические исследования выявили функциональную двунаправленную взаимосвязь между хроническим недосыпанием и развитием ожирения. Однако остается неясным, могут ли эти факторы усиливать повреждающее действие друг друга на нейрофизиологические функции. Целью данного исследования явилось изучение сочетанного влияния высокожировой диеты (ВЖД) и хронического недосыпания на характеристики сна и деструктивные изменения в голубом пятне у самцов крыс Wistar. Установлено, что употребление ВЖД в течение 10 недель не приводило к изменению в организации цикла “бодрствование–сон” по сравнению с контрольными животными, получавшими стандартный корм (СК). Однако при ограничении сна (ОС) в полифазном режиме 3 ч бодрствования и 1 ч возможности сна с помощью качающейся платформы в течение 5 дней у крыс на ВЖД во время одночасовых периодов отдыха компенсаторное повышение медленноволновой активности в ответ на потерянный сон было менее выраженным, чем у крыс на СК. В восстановительный период выявлено уменьшение представленности глубокого медленноволнового сна (МВС) в обеих группах, однако через 14 дней этот показатель достигал исходного уровня у крыс на СК, тогда как у крыс на ВЖД этого не происходило. Установлено, что ОС сопровождалось гибелью нейронов в голубом пятне, а сочетание ВЖД и ОС усиливало нейродегенерацию. Таким образом, нами впервые продемонстрировано, что хроническое ОС при ВЖД приводит к выраженным нарушениям в гомеостатических механизмах регуляции МВС и последующему ухудшению качества сна, что могло быть последствием прогрессирующей дисфункции норадренергической системы голубого пятна.
Ключевые слова
Об авторах
М. А. Гузеев
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
Email: miguz85@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия
К. В. Лапшина
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
Email: miguz85@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия
К. В. Деркач
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
Email: miguz85@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия
А. О. Шпаков
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
Email: miguz85@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия
И. В. Екимова
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: miguz85@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия
Список литературы
- Алфёрова В.И., Мустафина С.В. Распространенность ожирения во взрослой популяции Российской Федерации (обзор литературы). Ожирение и метаболизм. 2022. 19 (1): 96–105.
- Гузеев М.А., Курмазов Н.С., Екимова И.В. Хроническое ограничение сна у крыс приводит к ослаблению компенсаторных реакций в ответ на острую депривацию сна. Журнал неврологии и психиатрии им. CC Корсакова. 2023. 123 (5 вып. 2): 35–42.
- Гузеев М.А., Курмазов Н.С., Симонова В.В., Пастухов Ю.Ф., Екимова И.В. Создание модели хронического недосыпания для трансляционных исследований. Журнал неврологии и психиатрии им. CC Корсакова. 2021. 121 (4 вып. 2): 6–13.
- Andersen M.L., Pires G.N., Tufik S. The Impact of Sleep: From Ancient Rituals to Modern Challenges. Sleep Sci. 2024. 17 (2): e203-e207.
- Boutari C., Mantzoros C.S. A 2022 update on the epidemiology of obesity and a call to action: as its twin COVID-19 pandemic appears to be receding, the obesity and dysmetabolism pandemic continues to rage on. Metabolism. 2022. 133: 155217.
- Chi H., Chang H.Y., Sang T.K. Neuronal Cell Death Mechanisms in Major Neurodegenerative Diseases. Int J Mol Sci. 2018. 19 (10): 3082.
- Clemente-Suárez V.J., Beltrán-Velasco A.I., Redondo-Flórez L., Martín-Rodríguez A., Tornero-Aguilera J.F. Global Impacts of Western Diet and Its Effects on Metabolism and Health: A Narrative Review. Nutrients. 2023. 15 (12): 2749.
- Cooper C.B., Neufeld E.V., Dolezal B.A., Martin J.L. Sleep deprivation and obesity in adults: a brief narrative review. BMJ open sport & exercise medicine. 2018. 4 (1): e000392.
- Derkach K., Zakharova I., Zorina I., Bakhtyukov A., Romanova I., Bayunova L., Shpakov A. The evidence of metabolic-improving effect of metformin in Ay/a mice with genetically-induced melanocortin obesity and the contribution of hypothalamic mechanisms to this effect. PLoS One. 2019. 14 (3): e0213779.
- Derkach K.V., Pechalnova A.S., Sorokoumov V.N., Zorina I.I., Morina I.Y., Chernenko E.E. et al. Effect of a Low-Molecular-Weight Allosteric Agonist of the Thyroid-Stimulating Hormone Receptor on Basal and Thyroliberin-Stimulated Activity of Thyroid System in Diabetic Rats. Int J Mol Sci. 2025. 26 (2): 703.
- Engeda J., Mezuk B., Ratliff S., Ning Y. Association between duration and quality of sleep and the risk of pre-diabetes: evidence from NHANES. Diabet Med. 2013. 30 (6): 676–680.
- Fortin S.M., Chen J.C., Petticord M.C., Ragozzino F.J., Peters J.H., Hayes M.R. The locus coeruleus contributes to the anorectic, nausea, and autonomic physiological effects of glucagon-like peptide-1. Science Advances. 2023. 9 (38): eadh0980.
- Hauglund N.L., Andersen M., Tokarska K., Radovanovic T., Kjaerby C., Sørensen F.L. et al. Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep. Cell. 2025. 188 (3): 606–622.
- Kim L., Alexandre C., Pho H., Latremoliere A., Polotsky V., Pham L. Diet-induced obesity leads to sleep fragmentation independently of the severity of sleep-disordered breathing. Journal of applied physiology. 2022. 133 (6): 1284–1294.
- Letra L., Sena C. Cerebrovascular Disease: Consequences of Obesity Induced Endothelial Dysfunction. Advances in Neurobiology. 2017. 19: 163–189.
- Luppi M., Cerri M., Martelli D., Tupone D., Del Vecchio F., Di Cristoforo A. et al. Waking and sleeping in the rat made obese through a high-fat hypercaloric diet. Behav Brain Res. 2014. 258: 145–152.
- Mahmoud R., Kimonis V., Butler M.G. Genetics of Obesity in Humans: A Clinical Review. Int J Mol Sci. 2022. 23 (19): 11005.
- Maness E.B., Burk J.A., McKenna J.T., Schiffino F.L., Strecker R.E., McCoy J.G. Role of the locus coeruleus and basal forebrain in arousal and attention. Brain Res Bull. 2022. 188: 47–58.
- Megirian D., Dmochowski J., Farkas G.A. Mechanism controlling sleep organization of the obese Zucker rats. J. Appl Physiol (1985). 1998. 84 (1): 253–256.
- Neto A., Fernandes A., Barateiro A. The complex relationship between obesity and neurodegenerative diseases: an updated review. Front Cell Neurosci. 2023. 17: 1294420.
- Pazi M.B., Ekimova I.V. Intranasal administration of GRP78 protein (HSPA5) counteracts the neurodegeneration in the locus coeruleus in a model of chronic sleep restriction in rats. J Evol Biochem Phys. 2024. 60: 1630–1641.
- Rodrigues G.D., Fiorelli E.M., Furlan L., Montano N., Tobaldini E. Obesity and sleep disturbances: The “chicken or the egg” question. Eur J Intern Med. 2021. 92: 11–16.
- Rogers E.M., Banks N.F., Jenkins N.D.M. The effects of sleep disruption on metabolism, hunger, and satiety, and the influence of psychosocial stress and exercise: A narrative review. Diabetes Metab Res Rev. 2024. 40 (2): e3667.
- Scharbarg E., Daenens M., Lemaître F., Geoffroy H., Guille-Collignon M., Gallopin T., Rancillac A. Astrocyte-derived adenosine is central to the hypnogenic effect of glucose. Scientific Reports. 2016. 6: 19107.
- Sherin J.E., Shiromani P.J., McCarley R.W., Saper C.B. Activation of ventrolateral preoptic neurons during sleep. Science. 1996. 271 (5246): 216–219.
- Spiegel K., Knutson K., Leproult R., Tasali E., Van Cauter E. Sleep loss: a novel risk factor for insulin resistance and Type 2 diabetes. J Appl Physiol (1985). 2005. 99 (5): 2008–2019.
- Versace S., Pellitteri G., Sperotto R., Tartaglia S., Da Porto A., Catena C. et al. A state-of-art review of the vicious circle of sleep disorders, diabetes and neurodegeneration involving metabolism and microbiota alterations. International Journal of Molecular Sciences. 2023. 24 (13): 10615.
- Xie L., Kang H., Xu Q., Chen M.J., Liao Y., Thiyagarajan M. et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. 2013. 342 (6156): 373–377.
Дополнительные файлы
