Морфофункциональные особенности желудочно-кишечного тракта в экспериментальных моделях ожирения

Ожирение представляет собой глобальную медицинскую проблему, частота встречаемости которой неуклонно возрастает. Современный уклад жизни, характеризуемый изменением пищевых предпочтений и низким уровнем физической активности, выступает ключевым фактором развития ожирения и избыточной массы тела. Ожирение увеличивает риск возникновения множества заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), таких как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, воспалительные заболевания кишечника, функциональные расстройства пищеварения и др. Патогенез этих состояний включает хроническое низкое воспаление, повышенную проницаемость кишечного барьера и изменения микрофлоры кишечника. Целью представленной статьи является описание и систематизация высококалорийных диет, а также изучение морфологических и патофизиологических механизмов влияния данных рационов на желудочно-кишечный тракт. В обзоре рассмотрены основные виды диет для моделирования ожирения у лабораторных животных: высокожировая, высокоуглеводная, с выбором жиров или углеводов, комбинированные («диета кафетерия», «западная диета»), модели психогенного переедания. Гистологические особенности стенки органов пищеварительного тракта крыс с ожирением представлены изменениями в слизистой оболочке (снижение количества ШИК-позитивных бокаловидных клеток), собственной пластинке слизистой (увеличение числа нейтрофилов, лимфоцитов, макрофагов, коллагеновых волокон). Кроме того, в стенке толстой кишки обнаружено увеличение концентрации интерлейкинов IL-1β, IL-6, IL-8, ФНО и моноцитарного хемотаксического белка (MCP-1), малонового диальдегида (МДА). Доказано влияние ожирения и избыточной массы тела на структурные образования нервной системы (гиперактивация энтеральных ганглиев, нарушения работы вегетативной нервной системы и др.), что приводит к нарушению моторики желудочно-кишечного тракта.

Экспериментальные исследования демонстрируют, что высококалорийные диеты приводят к изменению гистологических характеристик и моторики ЖКТ у лабораторных животных, вызывая структурные повреждения и нарушение иннервации органов пищеварения, что указывает на необходимость дальнейших исследований для выявления механизмов развития осложнений ожирения и разработки эффективных профилактических мер.

1. Драпкина О. М., Ким О. Т. Ожирение — эпидемия эпохи антропоцена: монография. М.: РОПНИЗ, ООО «Силицея-Полиграф»; 2024. 176 с.

2. Бондарева Э. А., Трошина Е. А. Ожирение. Причины, типы и перспективы. Ожирение и метаболизм. 2024; 21(2):174‒187. https://doi.org/10.14341/omet13055

3. Levin BE, Geary N, Lutz TA. The (dys)regulation of energy storage in obesity. Physiol Rev. 2025;105(3):803‒895. https://doi.org/10.1152/physrev.00002.2024

4. Colamatteo A, Fusco C, Matarese A, Matarese G. Obesity and autoimmunity epidemic: the role of immunometabolism. Annu Rev Nutr. 2025;45(1):115‒140. https://doi.org/10.1146/annurev-nutr-111324-122456

5. Koskinas KC, Van Craenenbroeck EM, Antoniades C, et al. ESC Scientific Document Group. Obesity and cardiovascular disease: an ESC clinical consensus statement. Eur Heart J. 2024;45(38):4063‒4098. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehae508

6. Zhang X, Ha S, Lau HC, Yu J. Excess body weight: novel insights into its roles in obesity comorbidities. Semin Cancer Biol. 2023;92:16‒27. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2023.03.008

7. Chandrasekaran P, Weiskirchen R. The role of obesity in type 2 diabetes mellitus-an overview. Int J Mol Sci. 2024;25(3):1882. https://doi.org/10.3390/ijms25031882

8. Gonzalez-Gutierrez L, Motiño O, Barriuso D, et al. Obesity-associated colorectal cancer. Int J Mol Sci. 2024; 25(16):8836. https://doi.org/10.3390/ijms25168836

9. Bischoff SC, Barazzoni R, Busetto L, et al. European guideline on obesity care in patients with gastrointestinal and liver diseases — Joint European Society for Clinical Nutrition and Metabolism / United European Gastroenterology guideline. United European Gastroenterol J. 2022;10(7):663‒720. https://doi.org/10.1002/ueg2.12280

10. Choe Y. Obesity and upper gastrointestinal diseases. Korean J Gastroenterol. 2024;83(3):81‒86. https://doi.org/10.4166/kjg.2024.015

11. Mahadeva S. Obesity and functional gastrointestinal disorders: What is the link? J Gastroenterol Hepatol. 2023; 38(3):344‒345. https://doi.org/10.1111/jgh.16158

12. Zia JK, Lenhart A, Yang PL, et al. Risk factors for abdominal pain-related disorders of gut-brain interaction in adults and children: a systematic review. Gastroenterology. 2022;163:995–1023e3.

13. Андреев Д. Н., Кучерявый Ю. А. Ожирение как фактор риска заболеваний пищеварительной системы. Терапевтический архив. 2021;93(8):954–962. https://doi.org/10.26442/00403660.2021.08.200983

14. Black CJ, Drossman DA, Talley NJ, et al. Functional gastrointestinal disorders: advances in understanding and management. Lancet. 2020;396:1664–1674. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32115-2

15. Raybould HE. Gut microbiota, epithelial function and derangements in obesity. J Physiol. 2012;590:441–446. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2011.222133

16. Almeida PP, Valdetaro L, Thomasi BBM, et al. High-fat diets on the enteric nervous system: Possible interactions and mechanisms underlying dysmotility. Obes Rev. 2022;23(4):e13404. https://doi.org/10.1111/obr.13404

17. Guimarães AGC, Lopes LES, Capelassi AN, et al. Morphological alterations in gastrointestinal organs of western-diet obese rats submitted to vertical sleeve gastrectomy or Roux-en-Y gastric bypass. An Acad Bras Cienc. 2021;93(4):e20200884. https://doi.org/10.1590/0001-3765202120200884

18. Mo X, Cheng R, Shen L, et al. High-fat diet induces sarcopenic obesity in natural aging rats through the gut-trimethylamine N-oxide-muscle axis. J Adv Res. 2025;70:405‒422. https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.05.015

19. Байрашева В. К., Пчелин И. Ю., Егорова А. Э. и др. Экспериментальные модели алиментарного ожирения у крыс. Juvenis Scientia. 2019;(9‒10):8‒13. https://doi.org/10.32415/jscientia.2019.09-10.02

20. Макарова М. Н., Макаров В. Г. Диет-индуцированные модели метаболических нарушений. Сообщение 2: экспериментальное ожирение. Лабораторные животные для научных исследований. 2018;2. https://doi.org/10.29296/2618723X-2018-02-05

21. Ковалева М. А., Гущин Я. А., Макарова М. Н. и др. Сравнительное исследование использования высококалорийных диет, обогащенных разным количеством липидов, для моделирования метаболического синдрома. Лабораторные животные для научных исследований. 2019;(1):55‒65. https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-01-04

22. Kwitek AE. Rat models of metabolic syndrome. Methods Mol Biol. 2019;2018:269‒285. https://doi.org/10.1007/9781-4939-9581-3_13

23. Sadowska J, Bruszkowska M. Comparing the effects of sucrose and high-fructose corn syrup on lipid metabolism and the risk of cardiovascular disease in male rats. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2017;16(2):231‒240. https://doi.org/10.17306/J.AFS.0482.

24. Чернышева М. Б., Цветков И. С., Диатроптов М. Е. Морфологические изменения внутренних органов и метаболические нарушения при экспериментальном алиментарном ожирении. Клиническая и экспериментальная морфология. 2016;1(17):44‒51. https://www.elibrary.ru/zfcatd

25. Barrett P, Mercer JG, Morgan PJ. Preclinical models for obesity research. Dis Model Mech. 2016;9(11):1245‒1255. https://doi.org/10.1242/dmm.026443

26. Balbo SL, Ribeiro RA, Mendes MC, et al. Vagotomy diminishes obesity in cafeteria rats by decreasing cholinergic potentiation of insulin release. J Physiol Biochem. 2016;72(4):625‒633. https://doi.org/10.1007/s13105-016-0501-9

27. Чернышева М. Б., Макарова М. А., Цветков И. С. Морфологические изменения внутренних органов у крыс при длительном избыточном потреблении углеводов и жиров. Морфологические ведомости. 2014;22(3):74‒78. https://doi.org/10.20340/mv-mn.2014.0(3):74‒78

28. Gentile D, Fornai M, Colucci R, et al. The flavonoid compound apigenin prevents colonic inflammation and motor dysfunctions associated with high fat diet-induced obesity. PLoS One. 2018;13(4):e0195502. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0195502

29. Letafati A, Najafi S, Mottahedi M, et al. MicroRNA let-7 and viral infections: focus on mechanisms of action. Cell Mol Biol Lett. 2022;27(1):14. https://doi.org/10.1186/s11658-022-00317-9

30. Antonioli L, Caputi V, Fornai M, et al. Interplay between colonic inflammation and tachykininergic pathways in the onset of colonic dysmotility in a mouse model of diet-induced obesity. Int J Obes (Lond). 2019;43(2):331‒343. https://doi.org/10.1038/s41366-018-0166-2

31. D’Antongiovanni V, Benvenuti L, Fornai M, et al. Glial A2B adenosine receptors modulate abnormal tachykininergic responses and prevent enteric inflammation associated with high fat diet-induced obesity. Cells. 2020 May 18;9(5):1245. https://doi.org/10.3390/cells9051245

32. Hamilton MK, Boudry G, Lemay DG, Raybould HE. Changes in intestinal barrier function and gut microbiota in high-fat diet-fed rats are dynamic and region dependent. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2015;308(10):G840‒851. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00029.2015

33. Teixeira LG, Leonel AJ, Aguilar EC, et al. The combination of high-fat diet-induced obesity and chronic ulcerative colitis reciprocally exacerbates adipose tissue and colon inflammation. Lipids Health Dis. 2011;10:204. https://doi.org/10.1186/1476-511X-10-204

34. Mo X, Cheng R, Shen L, et al. High-fat diet induces sarcopenic obesity in natural aging rats through the gut-trimethylamine N-oxide-muscle axis. J Adv Res. 2025;70:405‒422. https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.05.015

35. Gentile D, Fornai M, Colucci R, et al. The flavonoid compound apigenin prevents colonic inflammation and motor dysfunctions associated with high fat diet-induced obesity. PLoS One. 2018;13(4):e0195502. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0195502

36. Mushref MA, Srinivasan S. Effect of high fat-diet and obesity on gastrointestinal motility. Ann Transl Med. 2013;1(2):14. https://doi.org/10.3978/j.issn.2305-5839.2012.11.01

37. KhiaosaArd R, Zebeli Q. Diet-induced inflammation: from gut to metabolic organs and the consequences for the health and longevity of ruminants. Res Vet Sci. 2018;120:17–27. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2018.08.005

38. McMenamin CA, Clyburn C, Browning KN. Highfat diet during the perinatal period induces loss of myenteric nitrergic neurons and increases enteric glial density, prior to the development of obesity. Neuroscience. 2018;393:369–380. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2018.09.033

39. Yavuz Y, Kumral ZN, Memi G, et al. Serum leptin, obestatin, and ghrelin levels and gastric emptying rates of liquid and solid meals in non-obese rats with roux-en-Y bypass surgery or prosthesis placement: implications for the role of vagal afferents. Obes Surg. 2017;27:1037–1046. https://doi.org/10.1007/s11695-016-2420-9

40. Antonioli L, Caputi V, Fornai M, et al. Interplay between colonic inflammation and tachykininergic pathways in the onset of colonic dysmotility in a mouse model of diet-induced obesity. Int J Obes (Lond). 2019;43(2):331‒343. https://doi.org/10.1038/s41366-018-0166-2

41. Lefèvre MA, Godefroid Z, Soret R, Pilon N. Enteric glial cell diversification is influenced by spatiotemporal factors and source of neural progenitors in mice. Front Neurosci. 2024;18:1392703. https://doi.org/10.3389/fnins.2024.1392703

42. Хочанский Д. Н., Макарова О. В. Современные представления о структуре и функции энтеральной нервной системы. Морфологические ведомости. 2015;23(1):106‒117. https://doi.org/10.20340/mv-mn.2015.0(1):106-117

43. Abd El-Ghani SE, Hamed RMR, Eid RA, et al. Serum interleukin 1β and sP-selectin as biomarkers of inflammation and thrombosis, could they be predictors of disease severity in COVID 19 Egyptian patients? (a cross-sectional study). Thromb J. 2022;20(1):77. https://doi.org/10.1186/s12959-022-00428-5

44. Bhattarai Y, Fried D, Gulbransen B, et al. High-fat diet-induced obesity alters nitric oxide-mediated neuromuscular trans-mission and smooth muscle excitability in the mouse distal colon. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2016;311:G210– G220. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00085.2016

45. Anitha M, Reichardt F, Tabatabavakili S, et al. Intestinal dysbiosis contributes to the delayed gastrointestinal transit in high-fat diet fed mice. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2016;2:328–339. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2015.12.008

46. Nezami BG, Mwangi SM, Lee JE, et al. MicroRNA 375 mediates palmitate-induced enteric neuronal damage and high-fat diet-induced delayed intestinal transit in mice. Gastroenterology. 2014;146(2):473‒483.e3. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2013.10.053

47. Rivera LR, Leung C, Pustovit RV, et al. Damage to enteric neurons occurs in mice that develop fatty liver disease but not diabetes in response to a high-fat diet. Neurogastroenterol Motil. 2014;26:1188–1199. https://doi.org/10.1111/nmo.12385

48. Voss U, Sand E, Olde B, Ekblad E. Enteric neuropathy can be induced by high fat diet in vivo and palmitic acid exposure in vitro. PLoS One. 2013;8:e81413. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0081413

49. Stenkamp-Strahm CM, Nyavor YE, Kappmeyer AJ, et al. Prolonged high fat diet ingestion, obesity, and type 2 diabetes symptoms correlate with phenotypic plasticity in myenteric neurons and nerve damage in the mouse duodenum. Cell Tissue Res. 2015;361:411–426. https://doi.org/10.1007/s00441015-2132-9

50. Kaya SD, Sinen O, Bülbül M. Gastric motor dysfunction coincides with the onset of obesity in rats fed with high-fat diet. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2021;48(4):553‒562. https://doi.org/10.1111/1440-1681.13448

51. Özdemir-Kumral ZN, Koyuncuoğlu T, Arabacı-Tamer S, et al. High-fat Diet Enhances Gastric Contractility, but Abolishes Nesfatin-1-induced Inhibition of Gastric Emptying. J Neurogastroenterol Motil. 2021;27(2):265‒278. https://doi.org/10.5056/jnm20206

52. Nyavor Y, Estill R, Edwards H, et al. Intestinal nerve cell injury occurs prior to insulin resistance in female mice ingesting a high-fat diet. Cell Tissue Res. 2019;376(3):325‒340. https://doi.org/10.1007/s00441-019-03002-0

53. Baroukh NN, Van Obberghen E. Function of microRNA-375 and microRNA-124a in pancreas and brain: Function of miR-375 and 124a in pancreas and brain. FEBS Journal. 276(22):6509–6521. https://doi.org/10.1111/j.17424658.2009.07353.x