Nghiên cứu tác dụng lên hành vi và chuyển hóa lipid máu của nano alginate chitosan lovastatin trên chuột cống gây mô hình béo phì TT

HỌC VIỆN QUÂN YNGUYỄN THỊ HOA NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG LÊN HÀNH VI VÀ CHUYỂN HÓA LIPID MÁU CỦA NANO ALGINATE/CHITOSAN/LOVASTATIN TRÊN CHUỘT CỐNG GÂY MÔ HÌNH BÉO PHÌ Chuyên ngành: Khoa học y

HỌC VIỆN QUÂN Y

NGUYỄN THỊ HOA

NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG LÊN HÀNH VI VÀ CHUYỂN HÓA LIPID MÁU CỦA NANO ALGINATE/CHITOSAN/LOVASTATIN TRÊN CHUỘT CỐNG GÂY MÔ HÌNH BÉO PHÌ

Chuyên ngành: Khoa học y sinh

Mã số: 9720101

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ Y HỌC

HÀ NỘI – 2022

TẠI HỌC VIỆN QUÂN Y

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Phạm Minh Đàm

2 PGS.TS Cấn Văn Mão

Phản biện: PGS.TS Nguyễn Văn Tường

Phản biện: PGS.TS Phạm Văn Trân

Phản biện: PGS.TS Dương Thị Ly Hương

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường

vào hồi: giờ ngày tháng năm 2022

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1 Thư viện Quốc Gia

2 Thư viện Học viện Quân y

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết

Béo phì gây ra hậu quả và nhiều biến chứng nghiêm trọng và ảnhhưởng đến toàn bộ hệ thống các cơ quan trong cơ thể như rối loạn chuyểnhóa, đái tháp đường, các bệnh về tim mạch, xương khớp, hô hấp Đặc biệt,gần đây, có nhiều nghiên cứu cho thấy béo phì gây rối loạn chức năngthần kinh trung ương đó là giảm trí nhớ, giảm nhận thức, giảm vận động

Để nghiên cứu về cơ chế bệnh sinh cũng như đánh giá hiệu quả của cácbiện pháp điều trị can thiệp, đã có nhiều mô hình béo phì được xây dựngtrên động vật thực nghiệm Được xem là có cơ chế liên quan gần nhất vớithực tế lâm sàng của bệnh béo phì đó là mô hình sử dụng chế độ ăn caonăng Một số nghiên cứu đã cho thấy mô hình này cũng phản ánh mối liênquan của rối loạn chuyển hóa lipid và suy giảm chức năng của não

Ở Việt Nam, nghiên cứu về xây dựng mô hình béo phì trên động vậtthực nghiệm đã được một số tác giả thực hiện Tuy nhiên các nghiên cứunày chủ yếu đánh giá về sự biến đổi hình thể, trọng lượng, rối loạn chuyểnhóa lipid mà hầu như chưa có các nghiên cứu đánh giá về chức năng của

hệ thần kinh trung ương trên động vật được mô hình béo phì Nhómnghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện hàn lâm khoa học ViệtNam đã chế tạo thành công hệ mang thuốc nano alginate/chitosan từ cácnguồn vật liệu tự nhiên của Việt Nam và gắn với Lovastatin, một thuốcnhóm statin nhằm kiểm chứng khả năng tăng hiệu quả điều trị của thuốc.Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu tác dụng lênhành vi và chuyển hóa lipid máu của nano Alginate/Chitosan/Lovastatintrên chuột cống gây mô hình béo phì” với các mục tiêu sau:

- Đánh giá sự biến đổi hành vi và rối loạn chuyển hóa lipid của chuột cống gây mô hình bệnh béo phì trên thực nghiệm.

- Đánh giá tác dụng cải thiện hành vi và rối loạn chuyển hóa lipid của phức

hợp nano Alginate/Chitosan/Lovastatin trên chuột cống được gây béo phì.

2 Ý nghĩa khoa học

Luận án cho thấy đã xây dựng được mô hình béo phì trên chuột cốngbằng chế độ ăn cao năng giàu béo với thành phần chất béo là 38,9% tổnglượng thức ăn trong thời gian 7 tuần thể hiện qua nhiều chỉ tiêu nghiêncứu gồm các số đo sinh trắc, lipid máu và hành vi Luận án cũng đã minhchứng tác dụng cải thiện lên chuyển hóa lipid của nanoAlginate/Chitosan/Lovastatin cũng như tác dụng cải thiện hoạt động vậnđộng, khám phá và học tập, trí nhớ ở chuột béo phì

3 Ý nghĩa thực tiễn

Các kết quả về hành vi và thay đổi chuyển hóa lipid đóng góp có ýnghĩa cho sự phát triển các mô hình thực nghiệm trên động vật Đặc biệtqua giai đoạn can thiệp cho thấy rõ giá trị ứng dụng của mô hình với cáckết quả về tác dụng của nano Alginate/Chitosan/Lovastatin lên hành vi vàchuyển hóa lipid, có ý nghĩa trong điều trị béo phì

4 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 126 trang: Đặt vấn đề 2 trang; Chương 1 (Tổng quan tàiliệu) 42 trang; Chương 2 (Đối tượng và phương pháp nghiên cứu) 13 trang;Chương 3 (Kết quả nghiên cứu) 41 trang; Chương 4: Bàn luận 23 trang;Kết luận 3 trang và Kiến nghị 1 trang

Luận án gồm 20 bảng, 26 hình, 184 tài liệu tham khảo (5 tài liệu tiếngViệt, 179 tài liệu tiếng Anh; 39 tài liệu trong vòng 5 năm gần đây)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về béo phì

1.1.1 Khái niệm béo phì

Béo phì là tình trạng tỷ lệ cân nặng vượt quá mức so với chiều cao,trong đó có sự tích mỡ bất thường hoặc quá mức, gây ảnh hưởng nặng

nề tới sức khỏe, làm tăng nguy cơ với nhiều bệnh lý Chỉ số khối cơ thể(BMI) được sử dụng trong định nghĩa thừa cân hay béo phì

1.1.2 Tình hình bệnh béo phì trên Thế giới và Việt Nam

Theo báo cáo của WHO vào đầu năm 2015, số lượng người béo phì

đã gấp ba kể từ 1980, với hơn 1,9 tỷ người trên thế giới trên 18 tuổi làthừa cân, chiếm 39%; trong đó 600 triệu là béo phì Tỷ lệ thừa cân béophì có sự khác biệt về cả giới tính và giữa các khu vực lãnh thổ Tại Việt

Nam, béo phì cũng trong xu hướng gia tăng cả ở người trưởng thành vàtrẻ em, chiếm khoảng 25% tổng dân số ở người trưởng thành.

1.1.3 Nguyên nhân và hậu quả của béo phì

Ảnh hưởng cơ bản tới tình trạng thể trọng của cơ thể là cân bằngnăng lượng và mức độ vận động của cá thể Ngoài ra, đó còn là kết quảcủa các yếu tố góp phần béo phì là yếu tố về gen, chuyển hóa, môitrường, hành vi và văn hóa

1.1.4 Ảnh hưởng béo phì lên hệ thần kinh trung ương

Nhiều nghiên cứu cho thấy béo phì đã làm giảm khả năng vận độngkhám phá, nhận thức, học tập và ghi nhớ, tăng sự lo lắng trên cả người

và động vật thực nghiệm Đây là tiền đề để thiết kế các bài tập hành viđánh giá về vận động, học tập và ghi nhớ trên động vật thực nghiệm

1.1.5 Các thuốc điều trị béo phì

1.1.5.1 Thuốc gây giảm lượng thức ăn nạp vào

1.1.5.2 Thuốc ngăn chặn sự hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột

1.1.5.3 Thuốc tăng năng lượng tiêu hao

1.1.5.4 Thuốc điều chỉnh thu nạp thức ăn trung ương và ngoại vi

1.2 Gây mô hình béo phì trên động vật thực nghiệm

1.2.1 Các mô hình gây béo phì bằng phẫu thuật hoặc hóa chất

Can thiệp phẫu thuật tạo béo phì trên động vật liên quan tới các cấutrúc vùng dưới đồi và phẫu thuật ở cơ quan khác gồm tử cung và mô mỡ

1.2.2 Các mô hình biến đổi gen

Có hơn 50 loại mô hình biến đổi gen khác nhau, các mô hình này gâyđột biến một hoặc nhiều gen liên quan đến béo phì

1.2.3 Các mô hình động vật béo phì khác

1.2.4 Các mô hình chuột béo phì bằng chế độ ăn cao năng

Đây là mô hình gây béo phì đơn giản và có những biểu hiện tươngđồng nhất với những biểu hiện của béo phì trên người Các chế độ ăn đểgây béo phì bằng bổ sung thêm carbohydrat hoặc thêm chất béo

1.2.5 Các chỉ số đánh giá mô hình béo phì trên động vật thực nghiệm

Các chỉ số lượng thức ăn tiêu thụ, các marker trọng lượng và tổ chứcmỡ; chỉ số glucose, insulin, lipid máu và chức năng chuyển hóa của gan

1.2.6 Các phương pháp đánh giá hành vi trên động vật thực nghiệm

1.2.6.1 Bài tập mê lộ nước

Đánh giá qua quãng đường bơi, thời gian tìm bến đỗ trong mê lộ nước

1.2.6.1 Bài tập nhận thức đồ vật

Đánh giá qua thời gian và tần suất khám phá các đồ vật cũ và mới

1.2.6.1 Bài tập vận động trong môi trường mở

Đánh giá qua quãng đường, thời gian vận động và ra vào các vùng

1.3 Tổng quan về Nano Alginate/Chitosan/Lovastatin

1.3.1 Chitosan

Chitosan (CS) là sản phẩm deacetyl hóa chitin, có nhiều trong vỏ cácloài xương ngoài và giáp xác như tôm, cua, ghẹ, mực, ở thành các tế bàonấm; ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như vật liệu y sinh và dược phẩm:dùng điều trị vết thương, loét, bỏng, u, chống viêm, rối loạn lipid máu

sự chú ý của nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giới

1.3.4 Lovastatin và tổ hợp polymer mang thuốc

1.3.4.1 Giới thiệu chung về Lovastatin

Lovastatin là một trong số các hợp chất statin thương mại, là một hợpchất tự nhiên có hàm lượng thấp trong một số loại thực phẩm như nấm sò

và gạo men đỏ Lovastatin có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu vàphòng ngừa biến chứng tim mạch

1.3.4.2 Nghiên cứu về tổ hợp polymer mang thuốc trên thế giới và Việt Nam

Sử dụng hệ thống hạt nano chất mang (nanoparticle) đang làhướng nghiên cứu và ứng dụng mới trong điều trị cho nhiều bệnh,trong đó có rối loạn chuyển hóa lipid máu ở trên thế giới Tổ hợpAlginate/Chitosan/Lovastatin đã được Viện Kỹ thuật nhiệt đới - ViệnHàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo Nghiên cứu tácdụng của tổ hợp này trên động vật thực nghiệm là điều cần thiết

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Chuột cống trắng được cung cấp bởi Trung tâm động vật thực nghiệm,Học viện Quân y (HVQY), sử dụng trong hai nội dung nghiên cứu sau

Nội dung 1: Gây mô hình béo phì thực nghiệm trên chuột cống trắng,

đánh giá hành vi và chuyển hóa lipid trên động vật gây mô hình 72 chuộtcống đực trắng, 8–9 tuần tuổi (cân nặng 100–150 g) được chia đều ngẫunhiên theo hai chế độ ăn là ăn thường (36 chuột) và ăn giàu chất béo (36chuột), được nuôi trong 7 tuần để chuẩn bị cho giai đoạn can thiệp

Nội dung 2: Đánh giá tác dụng cải thiện lên hành vi và rối loạn

chuyển hóa lipid của phức hợp nano Alginate/Chitosan/Lovastatin trênchuột cống được gây béo phì (giai đoạn can thiệp) kéo dài 12 tuần Chuộtđược chia thành 6 nhóm (mỗi nhóm 12 chuột) tương ứng với chất được sử

dụng trong giai đoạn can thiệp, gồm: i) Nhóm ăn chế độ thường-uống nước muối (C-NaCl), ii) Nhóm ăn chế độ thường-uống lovastatin liều 4 mg/kg (C-Lovastatin), iii) Nhóm ăn chế độ thường-uống tổ hợp Nano/Lovastatin liều 4 mg/kg (C-Nano/Lovastatin), iv) Nhóm ăn chế độ giàu béo-uống nước muối (B-NaCl), v) Nhóm ăn chế độ giàu béo-uống lovastatin liều 4 mg/kg (B-Lovastatin), vi) Nhóm ăn chế độ giàu béo-uống

tổ hợp Nano/Lovastatin liều 4 mg/kg (B-Nano/Lovastatin)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu thực nghiệm, can thiệp, có đối chứng, mô tả cắtngang và theo dõi dọc, qua 7 tuần nuôi giai đoạn gây mô hình và 12 tuầngiai đoạn can thiệp (uống chế phẩm Lovastatin hoặc nước muối sinh lý)

2.2.2 Phương tiện, dụng cụ và hóa chất

Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu gồm nước muối NaCl đẳngtrương (natri clorid 0,9%), thuốc lovastatin dạng bột (Sigma Aldrich) Chếphẩm nano Alginate/Chitosan/Lovastatin với tỷ lệ 8:2:10% và Lovastatin.Cân điện tử xác định trọng lượng chuột, trọng lượng cơ quan nội tạng

và cân hóa chất; thước đo xác định chiều dài, vòng ngực và vòng bụng củachuột Xét nghiệm thành phần chất trong máu thực hiện tại Trung tâmNghiên cứu Y Dược học Quân sự, HVQY Các nghiên cứu hành vi trongcác buồng thực nghiệm cùng các dụng cụ (môi trường mở, mê lộ nước )

Các phòng thực nghiệm yên tĩnh, nhiệt độ ổn định ở 25 ± 1 oC, có đặtcác thiết bị nghiên cứu hành vi, gồm môi trường mở, buồng đánh giá nhậnthức đồ vật và mê lộ nước, cùng hệ thống ghi và phân tích hành vi.

2.2.3 Quy trình nghiên cứu

Nội dung 1: Gây mô hình béo phì thực nghiệm trên chuột cống trắng

và đánh giá hành vi và chuyển hóa lipid trên động vật gây mô hình

72 chuột cống trắng được chia đều ngẫu nhiên theo chế độ ăn thường

và ăn giàu chất béo trong 7 tuần Đánh giá gồm các chỉ số sinh trắc, xétnghiệm máu và tiêu thụ thức ăn, hành vi

2.2.3.1 Đo các chỉ số sinh trắc và lượng thức ăn, nước uống

Các chỉ số sinh trắc được đo ở thời điểm bắt đầu thực nghiệm và đohai lần mỗi tuần trong 7 tuần gây mô hình và 3 tuần/lần trong 12 tuần canthiệp tiếp sau Lượng tiêu thụ về thức ăn và nước uống của chuột được cân

đo đều kỳ mỗi tuần hai lần trong suốt hai giai đoạn nghiên cứu

2.2.3.2 Phân tích lipid và glucose máu

Định lượng glucose, cholesterol và triglycerid máu cuối các tuần 2, 4, 6 và

7 giai đoạn gây mô hình và cuối các tuần 3, 6, 9 và 12 giai đoạn can thiệp

Nội dung 2: Chuột ăn chế độ thường hoặc chế độ giàu chất béo được

cho uống một trong các chất gồm lovastatin, Nano/Lovastatin, hoặc nướcmuối sinh lý, thành 6 nhóm chuột trong giai đoạn can thiệp Đo các chỉ sốsinh trắc, tiêu thụ thức ăn, định lượng glucose và lipid máu Đánh giá hành

vi trong môi trường mở về vận động, nhận thức đồ vật và hoạt động họctập trong mê lộ nước Cân trọng lượng các tạng sau can thiệp

2.2.3.3 Quy trình các bài tập đánh giá hành vi chuột gây mô hình béo phì

Với các bài tập vận động, khám phá trong môi trường mở, bài tập nhậnthức đồ vật với ba phiên và bài tập trong mê lộ nước

2.2.3.3 Quy trình cân tạng động vật và làm mô bệnh học

2.3 Xử lý số liệu

Các phân tích được tiến hành trên phần mềm SPSS 20.0 (IBMInc., Hoa Kỳ) và xác định mức khác biệt có ý nghĩa cho các so sánhgiá trị trung bình và phân tích phương sai khi giá trị p < 0,05

2.4 Đạo đức nghiên cứu

Các quy trình thực nghiệm và chăm sóc động vật thực nghiệm được thựchiện theo hướng dẫn của Ban cung cấp động vật thí nghiệm, HVQY

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1.1 Kết quả về gây mô hình béo phì trên chuột cống

3.1.1 Các chỉ số sinh trắc học và tiêu thụ thức ăn, nước uống

3.1.1.1 Các chỉ số sinh trắc học

A

Hình 3.1 Trọng lượng (A) và chiều dài (B) của chuột ở hai nhóm

nghiên cứu qua 7 tuần nuôi *: p < 0,05; **: p < 0,01; ***: p < 0,001.Nhóm chuột gây mô hình béo phì tăng trọng nhiều hơn so với ởnhóm chứng rõ từ cuối tuần nuôi 5 (p < 0,05) Nhóm chuột ăn giàuchất béo tăng chiều dài nhiều hơn so với ở nhóm chứng qua gần cả 7tuần nuôi và rõ từ cuối tuần nuôi 2 (p < 0,05)

3.1.1.2 Tiêu thụ thức ăn và nước uống

3.1.2 Kết quả về nồng độ một số thành phần lipid máu

và glucose máu

3.1.2.1 Nồng độ glucose máu

3.1.2.2 Nồng độ một số thành phần lipid máu

Bảng 3.5 Nồng độ triglycerid máu (mmol/L) của hai nhóm chuột

nghiên cứu qua 7 tuần nuôi

Từ cuối tuần nuôi 4 trở đi, nồng độ triglycerid máu của nhóm ăngiàu chất béo tăng rõ so với ở nhóm ăn chế độ thường

Bảng 3.6 Nồng độ cholesterol máu (mmol/L) của hai nhóm chuột

nghiên cứu qua 7 tuần nuôi

Kết quả trên Bảng 3.6 cho thấy giữa hai nhóm từ cuối tuần nuôi 2

đã có sự khác biệt và càng rõ hơn ở từ cuối tuần nuôi 4 (p < 0,05)

Bảng 3.7 Nồng độ HDL-cholesterol (mmol/L) của hai nhóm

chuột nghiên cứu qua 7 tuần nuôi

HDL-Bảng 3.8 Nồng độ LDL-cholesterol (mmol/L) của hai nhóm chuột

nghiên cứu qua 7 tuần nuôi

3.1.3 Kết quả về hành vi của động vật gây mô hình

3.1.3.1 Hoạt động vận động tự phát trong môi trường mở

Hình 3.3 Quãng đường vận động (A) và tốc độ vận động (B)

trong môi trường mở của hai nhóm chuột ***: p < 0,001

Hình 3.3 cho thấy tổng quãng đường vận động và tốc độ vận độngtrung bình trong môi trường mở ở nhóm gây béo phì thấp hơn so với

ở nhóm ăn thường (p < 0,001)

3.1.3.2 Hoạt động nhận thức đồ vật

Hình 3.7 Tỷ lệ thời gian khám phá mỗi vật ở pha luyện tập (A) và pha

kiểm tra (B) của hai nhóm chuột ở cuối giai đoạn gây mô hình **: p < 0,01

Ở pha luyện tập, không có sự khác biệt về tỷ lệ thời gian khámphá giữa hai đồ vật và giữa hai nhóm nghiên cứu Ở pha kiểm tra, tỷ

lệ thời gian khám phá giữa đồ vật cũ và đồ vật mới có khác biệt ởnhóm ăn thường và không có sự khác biệt ở nhóm ăn giàu chất béo

3.1.3.3 Hoạt động học tập, trí nhớ trong mê lộ nước

Hình 3.9 Quãng đường bơi tìm bến đỗ (A) và thời gian đến khi tìm thấy bến

đỗ (B) của hai nhóm chuột qua các ngày tập trong mê lộ nước ở tuần 7.

3.1.4 Kết quả về mô bệnh học của động vật gây mô hình

3.2 Kết quả về tác dụng lên hành vi và rối loạn chuyển hóa lipid máu của nano Alginate/Chitosan/Lovastatin trên chuột cống gây mô hình béo phì

3.2.1 Các chỉ số sinh trắc học và tiêu thụ thức ăn, nước uống giai đoạn can thiệp dùng dược chất

3.2.1.1 Các chỉ số sinh trắc học

Hình 3.11 Trọng lượng (gram) của các nhóm chuột nghiên cứu ở chế độ ăn thường (A), ăn giàu béo (B) và chiều dài (cm) của chúng ở chế độ ăn thường (C), ăn giàu béo (D) qua 12 tuần can thiệp.

3.2.1.2 Tiêu thụ thức ăn, nước uống

3.2.2 Tác dụng lên rối loạn lipid máu và glucose máu giai đoạn can thiệp

3.2.2.1 Nồng độ glucose máu

3.2.2.2 Nồng độ một số thành phần lipid máu

Bảng 3.15 Nồng độ triglycerid máu (mmoll/L) của các nhóm

chuột nghiên cứu qua 12 tuần can thiệp

Cuối tuần 9 CT

Cuối tuần 12 CT

Bảng 3.16 Nồng độ cholesterol máu (mmol/L) của các nhóm

chuột nghiên cứu qua 12 tuần điều trị

Cuối tuần 9 CT

Cuối tuần 12 CT