Otyłość i zespół metaboliczny (MetS) stały się narastającym problemem dla zdrowia publicznego i praktyki klinicznej, biorąc pod uwagę ich zwiększoną rozpowszechnioność wynikającą ze wzrostu siedzącego trybu życia i niezdrowych nawyków żywieniowych1. Istnieje kilka definicji MetS, ale większość z nich opisuje go jako zespół zmian sercowo-naczyniowych i metabolicznych, takich jak otyłość brzuszna, obniżony poziom cholesterolu HDL i podwyższony poziom cholesterolu LDL, podwyższony poziom trójglicerydów, nietolerancja glukozy oraz nadciśnienie tętnicze2,3,4. Rozpoznanie wymaga wystąpienia trzech z tych pięciu kryteriów.
Dzięki modelom zwierzęcym badania podstawowe pozwoliły na zbadanie mechanizmów leżących u podstaw procesów patologicznych, takich jak MetS. Wykorzystywano kilka modeli zwierzęcych, jednak kluczowe znaczenie ma to, aby wybrany model odtwarzał główne objawy kliniczne patologii ludzkiej (Rycina 1). W tym celu opracowano modele zwierzęce uznawane za podobne do ludzkich, głównie modele psie i świńskie (przegląd w Verkest5 oraz Zhang & Lerman6). Jednak modele psie nie wykazują wszystkich komponentów MetS, ponieważ wywołanie miażdżycy lub hiperglikemii u psów za pomocą diety jest kwestią dyskusyjną5. Modele świńskie wykazują największe podobieństwo anatomiczne i fizjologiczne do ludzi, a tym samym oferują znaczną moc prognostyczną w wyjaśnianiu mechanizmów leżących u podstaw MetS, lecz ich utrzymanie oraz złożoność procedur eksperymentalnych sprawiają, że stosowanie tego modelu jest bardzo pracochłonne i kosztowne6.
Z drugiej strony, modele gryzoni (myszy i szczury), zarówno indukowane dietą (spontaniczne), jak i transgeniczne, były szeroko wykorzystywane w literaturze do badania otyłości, nadciśnienia tętniczego oraz zespołu metabolicznego (MetS) i jego patologicznych następstw w różnych narządach i układach (patrz przegląd Wong et al.7). Chociaż stosowanie tych modeli jest bardziej przystępne kosztowo niż modeli psich lub świńskich, mają one istotne wady. Rzeczywiście, w zależności od szczepu, zwierzęta rozwijają niektóre komponenty MetS, podczas gdy inne, takie jak nadciśnienie, hiperglikemia i hiperinsulinemia, nie występują7. Co więcej, jeden z głównych komponentów MetS, czyli otyłość, w niektórych szczepach modyfikowanych genetycznie nie zależy wyłącznie od czynników związanych z dietą; wykazano wręcz, że niektóre zwierzęta stają się otyłe przy normalnym, a nawet zmniejszonym spożyciu pokarmu8. Wreszcie, myszy i szczury wykazują naturalny niedobór białka CETP (cholesteryl ester transfer protein) i wykorzystują HDL jako główny środek transportu cholesterolu, co czyni je stosunkowo odpornymi na rozwój miażdżycy. Jest to istotna różnica w metabolizmie lipidów w porównaniu z ludźmi, którzy wykazują ekspresję CETP i transportują cholesterol głównie w LDL9.
Z drugiej strony królik laboratoryjny reprezentuje etap pośredni między dużymi zwierzętami a gryzoniem w modelach eksperymentalnych. Dzięki temu królika można łatwo poddać różnym rodzajom protokołów przy minimalnych wymaganiach dotyczących personelu i utrzymania, ponieważ jest on łatwiejszy w obsłudze podczas procedur eksperymentalnych niż modele dużych zwierząt. Ponadto wykazano, że króliki karmione dietą bogatą w tłuszcze wykazują zmiany hemodynamiczne i neurohumoralne podobne do tych u osób z otyłością8,10,11. Warto zauważyć, że w odniesieniu do metabolizmu lipidów króliki posiadają w osoczu obfitą ilość CETP, a ich profil lipoprotein jest bogaty w LDL12, co również jest podobne do stanu u ludzi. Dodatkowo u królików hiperlipidemia rozwija się dość szybko, biorąc pod uwagę, że jako roślinożercy są one bardzo wrażliwe na tłuszcze w diecie13.

Rysunek 1: Porównanie modeli zwierzęcych MetS. Przegląd wyników znajduje się w pracach Verkesta5, Zhanga i Lermana6 oraz Wonga et al.7. „
” oznacza zaletę, a „
” oznacza wadę. *kontrowersyjne, zależy od badania, **jak zauważyli Carroll et al.8, niektóre szczepy zmodyfikowane genetycznie stają się otyłe niezależnie od spożycia pokarmu. CEPT: białko transferu estrów cholesterolu. GTT: test tolerancji glukozy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
W celu wyjaśnienia podstawowych mechanizmów leżących u podstaw patologicznego remodelingu wywołanego przez MetS w różnych narządach i układach oraz aby zrozumieć tę złożoną patologię, niezbędny jest wybór modelu eksperymentalnego, który odzwierciedla główne komponenty ludzkiego MetS. Królik może oferować wiele zalet ze względu na podobieństwo do fizjologii człowieka oraz przystępność kosztową w przypadku protokołów i pomiarów chronicznych. W tym zakresie wykorzystano kilka modeli króliczych indukowanych dietą z wysoką zawartością tłuszczu i sacharozy14,15,16,17,18,19 (Tabela 1), a charakterystyka różnych komponentów MetS ma ogromne znaczenie przy wiązaniu fenotypu z remodelingiem narządów. Zatem głównym celem niniejszego artykułu jest opisanie metod opracowania modelu MetS indukowanego dietą u królików, który umożliwia badanie jego patofizjologii oraz wpływu na remodeling narządów.
| Badanie | Dieta | Czas trwania | Rasa | Składniki zespołu metabolicznego (MetS) |
| Ob | HT | HG | Dl |
| Yin et al. (2002)14 | · 10% tłuszczu | 24 tygodnie | · Samce NZW |  | - |  |  |
| · 37% sacharozy | · 2 kg |
| Zhao et al. (2007)15 | · 10% tłuszczu | 36 tygodni | · Samce JW |  |  |  |  |
| · 30% sacharozy | · 16 tygodni |
| Helfestein et al. (2011)16 | · 10% tłuszczu | 24 tygodnie | · Samce NZW |  | - |  |  |
| · 40% sacharozy | · 12 tygodni |
| · 0.5-0.1 cholesterolu | |
| Ning et al. (2015)17 | · 10% tłuszczu | 8-16 tygodni | · Samce WHHL |  | - |  |  |
| · 30% fruktozy* | · 12 tygodni |
| Liu et al. (2016)18 | · 10% tłuszczu | 48 tygodni | · Samce NZW |  | - |  |  |
| · 30% sacharozy | · 12 tygodni |
| Arias-Mutis et al. (2017)19 | · 15% tłuszczu | 28 tygodni | · Samce NZW |  |  |  |  |
Tabela 1: Modele królików z MetS indukowanym dietą z zastosowaniem diety wysokotłuszczowej i wysokosacharozowej. Symbol "
" oznacza brak, "
" obecność, a "-" brak oceny. *ograniczony. WHHL, dziedziczne hiperlipidemiczne króliki Watanabe. JW, japońskie króliki białe. Ob, otyłość. HT, nadciśnienie tętnicze. HG, hiperglikemia. Dl, dyslipidemia.