Tổng quan về béo phì
Nguyên nhân và hậu quả của béo phì
Cân bằng năng lượng và mức độ vận động là yếu tố chính ảnh hưởng đến tình trạng thể trọng của cơ thể Khi tiêu thụ năng lượng, đặc biệt là chất béo và đường, mà không tiêu hao đủ qua hoạt động thể chất, năng lượng thừa sẽ được tích trữ dưới dạng mỡ, dẫn đến béo phì Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng này là do ăn uống quá mức và thiếu vận động Bên cạnh đó, trọng lượng cơ thể còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như gen, chuyển hóa, môi trường, hành vi và văn hóa.
* Cân bằng năng lượng dương
Khi một người tiêu thụ ít calo hơn mức năng lượng mà cơ thể chuyển hóa, họ sẽ rơi vào tình trạng cân bằng năng lượng âm và giảm cân Ngược lại, nếu lượng calo tiêu thụ vượt quá năng lượng đốt cháy, sẽ dẫn đến cân bằng năng lượng dương và tăng cân.
* Chế độ ăn không hợp lý
Béo phì là một quá trình phát triển dần dần, thường do chế độ ăn uống không hợp lý Việc tiêu thụ nhiều thực phẩm chế biến sẵn, đặc biệt là những món ăn giàu chất béo và đường như đồ ăn nhanh, thực phẩm chiên, và nước ngọt, có thể làm tăng tiết insulin và dẫn đến sự phát triển của mô mỡ, từ đó gây tăng cân Hơn nữa, việc ăn khẩu phần lớn hơn nhu cầu cá nhân, có thể do ảnh hưởng từ bạn bè hoặc người thân, cũng góp phần khuyến khích thói quen ăn uống không lành mạnh.
Nghiện ăn và chứng ăn vô độ: là một trong những rối loạn ăn uống thường gặp nhất ở người trưởng thành Rối loạn này thường dẫn tới béo phì.
Tần suất ăn có mối liên hệ chặt chẽ với cân nặng, và việc kiểm soát tần suất ăn là rất quan trọng Nghiên cứu cho thấy rằng những người thừa cân hoặc béo phì thường có tần suất ăn ít hơn so với những người có cân nặng bình thường Những người ăn 4 đến 5 bữa nhỏ mỗi ngày thường có nồng độ cholesterol và đường máu ổn định hoặc thấp hơn so với những người chỉ ăn 2 hoặc 3 bữa mỗi ngày.
Thói quen ăn uống không lành mạnh thường được hình thành trong gia đình, nơi mà trẻ em học hỏi từ cha mẹ Những thói quen này có thể theo họ suốt cuộc đời, từ khi còn nhỏ cho đến khi trưởng thành.
Thiếu vận động thể chất là một yếu tố quan trọng góp phần vào tình trạng béo phì Nhiều người hiện nay có lối sống ít vận động, thường ngồi làm việc tại bàn cả ngày và di chuyển chủ yếu bằng ô tô thay vì đi bộ hay đạp xe Thay vì tham gia các hoạt động thể thao, họ thường chọn xem tivi, lướt internet hoặc chơi trò chơi điện tử để thư giãn Khi không vận động đủ, năng lượng từ thực phẩm sẽ không được tiêu thụ hết và sẽ tích tụ dưới dạng mỡ Do đó, việc duy trì các hoạt động vận động như đi bộ và đạp xe hàng tuần là cần thiết để tiêu hao năng lượng hợp lý, giúp điều chỉnh thể trọng và phòng ngừa béo phì.
Người có bố mẹ bị béo phì có nguy cơ cao phát triển béo phì do yếu tố gen ảnh hưởng đến hormone điều chỉnh chất béo Một trong những gen liên quan đến béo phì là gen gây thiếu hụt leptin, hormone giúp kiểm soát cân nặng bằng cách gửi tín hiệu đến não để giảm lượng thức ăn khi chất béo dự trữ cao Khi cơ thể không sản xuất đủ leptin hoặc gặp tình trạng kháng leptin, khả năng kiểm soát cân nặng bị mất, dẫn đến béo phì Ngoài ra, một số hội chứng di truyền hiếm gặp như hội chứng Prader-Willi cũng có thể gây ra tình trạng thèm ăn và ăn nhiều.
Nhiều người thường biện minh cho việc không giảm cân bằng lý do gia đình hoặc di truyền Tuy nhiên, thực tế là không có lý do nào chính đáng cho việc không thể giảm cân Mặc dù một số đặc điểm như mức thèm ăn cao có thể được thừa hưởng từ cha mẹ và làm cho việc giảm cân trở nên khó khăn hơn, nhưng điều đó không có nghĩa là không thể đạt được mục tiêu giảm cân.
* Những yếu tố liên quan y học
Một số loại thuốc có thể gây ra tác dụng phụ như tăng cân khi sử dụng lâu dài, bao gồm thuốc chống trầm cảm, thuốc chống động kinh (như valproate), thuốc điều trị tiểu đường và corticoid.
Một số bệnh lý: kháng insulin, kháng leptin, hội chứng Cushing, hội chứng Prader – Willi… có thể dẫn đến béo phì.
Hình 1.1 Cân bằng năng lượng và bệnh nguyên của béo phì.
*Nguồn: theo Gurevich-Panigrahi et al (2009) [15]
Cân bằng năng lượng được xác định bởi mối quan hệ giữa lượng thức ăn nạp vào, năng lượng tiêu hao và dự trữ năng lượng Béo phì là một bệnh lý phức tạp, chịu ảnh hưởng từ cả yếu tố di truyền và môi trường Việc giảm hoạt động thể chất, tốc độ chuyển hóa và sinh nhiệt dẫn đến việc tiêu thụ năng lượng giảm, từ đó làm tăng dự trữ năng lượng và gây ra béo phì Các yếu tố như sẵn có thực phẩm, tổn thương vùng dưới đồi và các loại thuốc kích thích ăn uống cũng góp phần vào tình trạng này Ngoài ra, nhiều yếu tố di truyền liên quan đến đột biến thụ thể leptin, thụ thể β-3 adrenalin và sự bộc lộ quá mức neuropeptide Y (NPY) cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát sinh béo phì.
1.1.3.2 Hậu quả của béo phì Ảnh hưởng của béo phì đến hầu như toàn bộ hệ thống các cơ quan như hệ thống thần kinh trung ương, hệ tuần hoàn, rối loạn chuyển hóa (rối loạn chuyển hóa lipid, đái tháo đường typ 2…) hô hấp, tiêu hóa, thận, cơ xương khớp và ung thư…
* Ảnh hưởng lên rối loạn chuyển hóa lipid:
Rối loạn chuyển hóa lipid rất phổ biến ở bệnh nhân béo phì, với khoảng 60–70% bệnh nhân và 50–60% ở người thừa cân gặp phải tình trạng này Chế độ ăn giàu chất béo và cholesterol, cùng với các yếu tố nguy cơ như hút thuốc và ít vận động, làm tăng đáng kể chỉ số lipid trong huyết tương Nghiên cứu trên động vật cho thấy chế độ ăn giàu chất béo dẫn đến rối loạn chuyển hóa lipid, làm tăng nồng độ triglycerid, cholesterol, và lipoprotein tỷ trọng rất thấp (VLDL), trong khi giảm nồng độ cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao (HDL-C) và tăng nồng độ lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL-C) Sự gia tăng apolipoprotein B trong huyết tương chủ yếu do gan tăng tổng hợp lipoprotein, trong khi nồng độ triglycerid máu cao do tăng tổng hợp VLDL và giảm thanh thải triglycerid Tình trạng giảm HDL-C liên quan đến sự gia tăng triglycerid, và sự gia tăng LDL-C cũng do nồng độ VLDL cao, cho thấy ảnh hưởng của béo phì lên chuyển hóa lipid phụ thuộc vào vị trí của mô mỡ.
Sự tăng mô mỡ ở nội tạng và dưới da liên quan tăng nồng độ triglycerid và giảm HDL–C và đề kháng insulin [45], [46].
Rối loạn chuyển hóa lipid ở bệnh nhân béo phì xuất phát từ nhiều nguyên nhân, bao gồm tổng hợp axit béo tự do từ mô mỡ, kháng insulin và các yếu tố viêm do đại thực bào Tăng chỉ số khối tổ chức mỡ, đặc biệt từ cơ quan nội tạng, dẫn đến tăng tổng hợp axit béo tại gan Nghiên cứu cho thấy, axit béo tổng hợp ở gan gia tăng liên quan đến sự tăng insulin ở bệnh nhân kháng insulin, trong đó insulin kích thích SREBP-1c, yếu tố tăng cường tổng hợp axit béo Kháng insulin cũng ảnh hưởng đến chuyển hóa carbohydrat, làm tăng tổng hợp triglycerid Bên cạnh đó, sự gia tăng tổng hợp axit béo ở ruột non do tăng chylomicron trong béo phì cũng góp phần vào việc vận chuyển axit béo đến gan Tăng cường vận chuyển axit béo đến gan làm gia tăng tổng hợp triglycerid và tiết VLDL, do đó, chế độ ăn giàu chất béo và lượng thức ăn tiêu thụ cao sẽ làm tăng nồng độ triglycerid và axit béo tại gan.
Sự gia tăng nồng độ triglycerid trong cơ thể có liên quan đến việc sản xuất lipoprotein tỷ trọng rất thấp (VLDL) và nồng độ Apo C-III, đặc biệt ở bệnh nhân béo phì Apo C-III, bị ức chế bởi insulin, tăng cao do kháng insulin ở những bệnh nhân này, dẫn đến giảm độ thanh thải của VLDL Hơn nữa, hoạt động của cholesterolester transfer protein (CETP) cũng ảnh hưởng đến nồng độ triglycerid, khi CETP tăng cường chuyển giao triglycerid từ VLDL sang chylomicron, đồng thời tạo cholesterol từ HDL-C và LDL-C Kết quả là, ở bệnh nhân béo phì, có sự gia tăng hoạt động của CETP và mối liên hệ giữa nồng độ HDL-C giảm và nồng độ triglycerid tăng.
Triglycerid trong lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) và lipoprotein tỷ trọng cao (HDL) được hydroxyl hóa bởi lipase gan và lipoprotein lipase, dẫn đến sự hình thành LDL và một phần HDL Ở bệnh nhân béo phì có tăng mỡ ruột, hoạt động của lipase gan tăng, dễ dàng chuyển triglycerid từ LDL và HDL Sự giảm ái lực của Apo A–I với HDL làm giảm liên kết của Apo A–I và dẫn đến giảm độ thanh thải của nó, kết quả là nồng độ Apo A–I và HDL–C giảm ở bệnh nhân béo phì.
Ảnh hưởng béo phì lên hệ thần kinh trung ương
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng béo phì liên quan đến sự suy giảm khả năng vận động Cụ thể, trẻ béo phì ít vận động hơn, di chuyển chậm hơn và dành nhiều thời gian đứng hơn so với trẻ bình thường Forhan và Gill (2013) cũng khẳng định rằng những người béo phì có tốc độ di chuyển chậm hơn, bước chân ngắn hơn và thời gian không vận động nhiều hơn Nghiên cứu trên động vật cũng cho thấy mối liên hệ giữa béo phì và khả năng vận động Lalanza và cộng sự (2014) đã so sánh sự vận động của chuột cống béo phì và không béo phì, phát hiện ra rằng chuột béo phì di chuyển ít hơn và có tốc độ thấp hơn Kết quả này được xác nhận bởi các nghiên cứu khác như của Harrington và nhóm (1993) và Schroeder cùng cộng sự (2011).
Gần đây, nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa rối loạn cảm xúc lo âu gia tăng và sự suy giảm khả năng học tập, khám phá cùng trí nhớ ở bệnh nhân béo phì Các tác giả như Da Costa Estrela và cộng sự (2015) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của vấn đề này trong việc hiểu rõ hơn về tác động của béo phì đến sức khỏe tâm thần.
Nghiên cứu năm 2014 đã sử dụng các bài tập hành vi như môi trường mở và mê lộ hình chữ thập để đánh giá hành vi của động vật béo phì và chuột bình thường, cho thấy động vật béo phì có dấu hiệu rối loạn cảm xúc lo âu Ngoài ra, một số nghiên cứu khác chỉ ra rằng chuột béo phì do chế độ ăn cao năng lượng gặp khó khăn trong việc học tập và ghi nhớ qua các bài tập hành vi như môi trường mở, mê lộ hình chữ thập và bơi cưỡng bức.
Nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ giữa rối loạn vận động, trí nhớ và cảm xúc lo âu với bệnh béo phì, được củng cố bởi tác dụng cải thiện những suy giảm này khi sử dụng thuốc điều trị rối loạn mỡ máu trên động vật thực nghiệm Các nghiên cứu như của Go và cộng sự (2014) chứng minh rằng thuốc chống béo phì phentermine và ma hoàng cải thiện khả năng vận động ở chuột béo phì Huo và cộng sự (2014) phát hiện lovastatin cải thiện khả năng học tập và trí nhớ trên động vật thực nghiệm Béo phì có liên quan đến sự thiếu hụt chức năng nhận thức, làm thay đổi cấu trúc não và tăng nguy cơ phát triển bệnh Alzheimer Các nghiên cứu dịch tễ học chỉ ra rằng béo phì liên quan đến chức năng nhận thức nghèo nàn, đặc biệt là giảm thể tích não ở vùng trán trước, hải mã và đồi thị Chế độ ăn giàu chất béo và cholesterol có thể dẫn đến giảm trí nhớ, ảnh hưởng đến hệ thống cholinergic, gây ra thiếu hụt khả năng học tập và trí nhớ không gian Nghiên cứu của Moreira và cộng sự (2014) cho thấy chuột tiếp xúc với chế độ ăn giàu cholesterol có giảm trí nhớ ngắn hạn, liên quan đến sự giảm nồng độ acetylcholin và tăng hoạt động acetylcholinesterase.
Nghiên cứu trên động vật gặm nhấm cho thấy chế độ ăn giàu béo có ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng học tập và trí nhớ, đặc biệt là trong các bài tập mê lộ chữ T và chữ Y Một nghiên cứu gần đây của Denver và cộng sự (2018) đã chỉ ra rằng chuột ăn chế độ giàu chất béo (42%) trong 12 tuần gặp phải sự suy giảm trí nhớ nhận thức đồ vật, cho thấy mối liên hệ giữa chế độ ăn uống và các bệnh thoái hóa thần kinh.
Nghiên cứu cho thấy béo phì làm suy giảm khả năng vận động, khám phá, nhận thức, học tập và ghi nhớ, đồng thời gia tăng lo âu ở cả con người và động vật thí nghiệm Những phát hiện này là cơ sở quan trọng để thiết kế các bài tập hành vi nhằm đánh giá khả năng vận động, học tập và ghi nhớ ở động vật thí nghiệm.
Các thuốc điều trị béo phì
Thuốc giảm cân được khuyến cáo cho bệnh nhân béo phì có chỉ số BMI ≥ 30 kg/m² hoặc ≥ 27 kg/m² kèm theo các yếu tố nguy cơ như tiểu đường, rối loạn lipid máu và tăng huyết áp Theo hướng dẫn của Hội nội tiết, việc sử dụng thuốc nên dừng lại nếu bệnh nhân không giảm được ít nhất 5% trọng lượng cơ thể trong vòng 3 tháng điều trị.
Chiến lược cho hoạt động của các loại thuốc có thể dẫn tới giảm cân trong điều trị béo phì được trình bày ở Bảng 1.2 [63].
Bảng 1.2 Chiến lược cho các thuốc có thể dẫn tới giảm cân.
Giảm nạp thức ăn bằng tăng tác dụng ức chế các tín hiệu chán ăn hoặc
1 các yếu tố ức chế nạp thức ăn, hoặc ngăn các tín hiệu thèm ăn hoặc các yếu tố kích thích nạp thức ăn.
2 Ngăn cản hấp thu (đặc biệt chất béo) ở ruột.
Tăng sinh nhiệt bằng tách chuyển hóa năng lượng khỏi việc tạo sinh
3 ATP, do vậy làm phát năng lượng thức ăn dạng nhiệt. Điều hòa chuyển hóa hoặc dự trữ chất béo hoặc protein bằng điều hòa sự tổng hợp/phân giải mỡ hoặc biệt hóa/chết tế bào mỡ Tăng tiêu thụ
4 mỡ hoặc protein có thể làm giảm thể trọng do ảnh hưởng tới nạp thức ăn hoặc tiêu hao năng lượng. Điều hòa các trung khu điều khiển thể trọng (i) bằng thay đổi giá trị tham chiếu nội của trung khu hoặc (ii) bằng điều hòa các tín hiệu hướng tâm chủ yếu liên quan dự trữ mỡ được phân tích bởi các trung
5 khu Giải pháp này có thể có lợi thế về thúc đẩy trung khu nội sinh điều hòa nhiều con đường về cân bằng năng lượng và làm giảm thiểu sự bù trừ.
*Nguồn: theo Bray and Tartaglia, 2000 [63].
Một số thuốc cụ thể và cơ chế được trình bày trong các mục tiếp theo.
1.1.5.1 Thuốc gây giảm lượng thức ăn nạp vào
Sibutramine là một beta-phenethylamine có khả năng ức chế chọn lọc tái hấp thu noradrenalin, serotonin và dopamin Nghiên cứu cho thấy sibutramine giúp giảm lượng thức ăn và có thể làm tăng sinh nhiệt ở cả động vật thực nghiệm và con người Tác dụng của sibutramine trong việc giảm lượng thức ăn tương tự như khi sử dụng các thuốc chặn tái hấp thu serotonin và noradrenalin, như fluoxetine và nisoxetine Do đó, hiệu quả chính của sibutramine trong việc giảm lượng thức ăn ở người có thể là do ngăn chặn tái hấp thu cả serotonin và noradrenalin, và có sự giảm liều liên quan đến trọng lượng cơ thể.
Trong các thử nghiệm lâm sàng, Sibutramine giúp giảm cân lên đến 9% so với mức cơ bản và có thể duy trì hiệu quả này trong 18 tháng với điều trị liên tục Khi kết hợp với chế độ ăn kiêng, bệnh nhân dùng Sibutramine tiếp tục giảm cân trong một năm, đạt mức giảm 15% so với mức cơ bản, trong khi nhóm dùng giả dược có xu hướng tăng cân trở lại Tuy nhiên, thuốc này cũng gây ra một số tác dụng phụ liên quan đến đặc tính giao cảm, như khô miệng, mất ngủ, tăng huyết áp và nhịp tim, do đó cần theo dõi chặt chẽ trong quá trình điều trị.
1.1.5.2 Thuốc ngăn chặn sự hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột
Orlistat là một dẫn xuất hydro hóa của chất ức chế lipase tụy, giúp giảm tiêu hóa triglycerid Nghiên cứu cho thấy Orlistat có khả năng ngăn tiêu hóa tới 30% chất béo triglycerid trong chế độ ăn chứa 30% chất béo khi sử dụng liều 120 mg/ngày.
Orlistat đã được sử dụng lâm sàng trong ba lần và cho thấy hiệu quả giảm cân đáng kể Hai thử nghiệm lâm sàng kéo dài hai năm cho thấy sau một năm sử dụng, người dùng giảm cân khoảng 9-10%, trong khi nhóm điều trị bằng giả dược chỉ giảm 4-6% Orlistat hoạt động bằng cách ngăn chặn lipase, làm tăng lượng chất béo bị mất qua phân, nhưng có thể gây ra một số tác dụng phụ tiêu hóa như tăng tần suất đại tiện, tuy nhiên các tác dụng phụ này sẽ giảm dần theo thời gian Mặc dù việc hấp thu các vitamin tan trong dầu, đặc biệt là vitamin E và β-caroten, bị giảm, nồng độ vitamin trong huyết tương vẫn nằm trong giới hạn bình thường.
1.1.5.3 Thuốc tăng năng lượng tiêu hao
Ephedrine và caffeine có khả năng tăng sinh nhiệt, với ephedrine làm tăng tiêu thụ oxy khoảng 10% trong vài giờ, tùy thuộc vào liều lượng Nghiên cứu lâm sàng cho thấy sự kết hợp của ephedrine và caffeine giúp giảm cân đáng kể so với giả dược, cũng như so với việc sử dụng từng loại thuốc riêng lẻ Tuy nhiên, một số bệnh nhân có thể gặp tác dụng phụ như tăng nhịp tim và cảm giác đánh trống ngực Sự kết hợp này không chỉ giảm chỉ số khối nạc mà còn tăng cường quá trình oxy hóa axit béo Chỉ khoảng 25-40% giảm cân ở bệnh nhân điều trị bằng ephedrine và caffeine là do sinh nhiệt, trong khi 60-75% còn lại là do giảm lượng thức ăn nhập vào Do đó, sự kết hợp này cho thấy tác dụng giảm lượng thức ăn hiệu quả hơn so với việc kích thích tiêu hao năng lượng.
1.1.5.4 Thuốc điều chỉnh thu nạp thức ăn trung ương và ngoại vi
Các chiến lược phát triển thuốc mới nhằm các phân tử điều hòa thu nạp thức ăn ngoại vi và trung ương được trình bày trên Hình 1.2.
Hình 1.2 Sơ đồ các chiến lược cho các phân tử đích chống béo phì.
NPY: neuropeptide Y; AGRP: agouti-related protein; POMC: proopiomelanocortin; UCP: uncoupling protein; DGAT: diacylglycerol transferase.
*Nguồn: theo Bray và Tartaglia (2000) [63]
* Điều chỉnh trung ương lượng thức ăn tiêu thụ
Leptin là một peptid thần kinh quan trọng, đóng vai trò như tín hiệu thông báo về lượng chất béo trong cơ thể tới trung tâm kiểm soát ăn uống Nó điều chỉnh lượng thức ăn nạp vào, năng lượng tiêu hao và mức chất béo trong cơ thể Leptin tác động lên các neuron trong nhân cung (ARC), dẫn đến việc giảm tiết neuropeptide Y (NPY), một chất kích thích ăn uống, đồng thời giảm biểu hiện agouti-related protein (AGRP) và tăng cường biểu hiện proopiomenalocortin (POMC), tiền chất của alpha-melanocyte stimulating hormone (α-MSH), giúp giảm tiêu thụ thức ăn Ngoài ra, leptin cũng ảnh hưởng đến sản phẩm peptid CART, có liên quan đến việc điều hòa sự thèm ăn.
Hệ thống thụ thể melanocortin đang được nghiên cứu như một mục tiêu trong các liệu pháp điều trị béo phì, đặc biệt sau khi phát hiện thiếu hụt gen POMC và thụ thể MC4 ở những người béo phì α-MSH, một chất đối vận tự nhiên, có khả năng giảm lượng thức ăn nạp vào Nghiên cứu cho thấy chuột thiếu hụt POMC, tiền chất của α-MSH, có biểu hiện béo phì Do đó, các chất đối vận với thụ thể MC4 có tiềm năng quan trọng trong việc phát triển liệu pháp điều trị béo phì.
Chất đối vận thụ thể MCH đang mở ra tiềm năng mới cho việc phát triển thuốc điều trị MCH, được sản xuất bởi các neuron ở nhân bụng giữa vùng dưới đồi, có vai trò quan trọng trong việc tăng cường lượng thức ăn mà cơ thể tiếp nhận.
Hệ thống serotonin, một phần quan trọng của con đường monoamine, điều chỉnh chất lượng thức ăn và sự lựa chọn thực phẩm Kích thích thụ thể serotonin tại nhân cạnh thất (PVN) giúp giảm hấp thu chất béo mà không làm ảnh hưởng đến việc hấp thu protein hoặc carbohydrate Sự giảm hấp thu chất béo này diễn ra thông qua thụ thể 5-HT.
Thụ thể noradrenalin đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lượng thức ăn nạp vào cơ thể Kích thích thụ thể α1-noradrenalin có tác dụng giảm hấp thu thức ăn, trong khi phentolamine, một chất đối vận α1, cũng ảnh hưởng đến quá trình này Ngược lại, kích thích thụ thể α2 dẫn đến tăng hấp thu thức ăn ở động vật thực nghiệm, và sự đa hình trong α2b-adrenoceptor có liên quan đến việc giảm tỷ lệ chuyển hóa ở người Đặc biệt, thụ thể β2 trong não lại có tác dụng làm giảm hấp thu lượng thức ăn.
Kích thích thụ thể dopamine giúp giảm lượng thức ăn hấp thu, với cả thụ thể D1/D5 và D2/D3/D4 đều có tác dụng tích cực Ngoài ra, các thụ thể này cũng được sử dụng trong điều trị béo phì.
Gây mô hình béo phì trên động vật thực nghiệm
Các mô hình gây béo phì bằng phẫu thuật hoặc hóa chất
Can thiệp phẫu thuật để điều trị béo phì trên động vật chủ yếu tập trung vào các cấu trúc thần kinh trong vùng dưới đồi Ngoài ra, phẫu thuật cũng có thể được thực hiện ở các cơ quan khác như tử cung và mô mỡ để hỗ trợ trong việc kiểm soát cân nặng.
1.2.1.1 Gây tổn thương những cấu trúc thần kinh liên quan vùng dưới đồi
Tổn thương những cấu trúc trong não nói chung, hay ở vùng dưới đồi nói riêng, thực hiện được bằng những kỹ thuật điện sinh lý hoặc dược học [102],
Trong nghiên cứu về mô hình động vật béo phì, glutamat natri (MSG) thường được sử dụng để gây tổn thương tổ chức não, thường được tiêm dưới da hoặc phúc mạc.
Một số hóa chất như thioglucose vàng và neuropeptide-Y-saporin (NPY-SAP) được sử dụng để bổ sung vào thức ăn và thức uống, mỗi loại có cơ chế gây tổn thương riêng biệt.
Các cấu trúc thường được tác động trong gây mô hình béo phì là các nhân bụng giữa, cạnh thất và nhân cung.
* Gây tổn thương nhân bụng giữa vùng dưới đồi
Một trong những mô hình gây béo phì sớm nhất trên động vật gặm nhấm là chuột cống bị tổn thương vùng nhân bụng giữa (VMN) của vùng dưới đồi (HA), dẫn đến tình trạng ăn nhiều (hyperphagia), tăng cân và tích lũy mỡ Chuột cống với tổn thương này cũng cho thấy mức insulin tăng và glucagon giảm, với cả mức nền lẫn sự tiết insulin do thức ăn kích thích đều cao hơn Những thay đổi hormon này chủ yếu xuất phát từ sự thay đổi trong trương lực thần kinh thực vật, nghiêng về hoạt động phó giao cảm.
Hình 1.3 Hình cắt ngang não chuột cống qua vị trí vùng dưới đồi với vùng bôi đậm tương ứng vị trí gây tổn thương vùng dưới đồi bên.
DM: dorsomedial nucleus, nhân lưng giữa; VM: ventromedial nucleus, nhân bụng giữa.
*Nguồn:theo Anand và Brobeck JR (1951) [102]
* Gây tổn thương nhân cạnh thất vùng dưới đồi
Tổn thương đến nhân cạnh thất (PVN) ở vùng dưới đồi dẫn đến tình trạng béo phì, chủ yếu do tăng cường ăn uống Mặc dù tiêu hao năng lượng và hoạt động thể chất không bị ảnh hưởng bởi tổn thương này, nhưng cơ chế béo phì do tổn thương nhân cạnh thất khác với cơ chế từ tổn thương nhân bụng giữa Ở chuột cống, béo phì do tổn thương nhân cạnh thất còn gây ra kháng insulin và tăng nồng độ insulin trong máu.
* Gây tổn thương nhân cung
Gây tổn thương do phẫu thuật chọn lọc nhân cung (arcuate nucleus, ARC) hoặc sử dụng natri glutamat (MSG) ở chuột sơ sinh trong 10 ngày đầu sau sinh dẫn đến tổn thương chọn lọc các neuron của nhân cung, ảnh hưởng đến nhân bụng giữa và nhân cạnh thất Chuột cống bị tổn thương bằng MSG có xu hướng ăn nhiều hơn, phát triển béo phì, kháng insulin và tăng insulin máu.
1.2.1.2 Phẫu thuật tác động lên cơ quan khác * Phẫu thuật cắt bỏ buồng trứng
Cắt buồng trứng ở nữ giới dẫn đến tình trạng tăng cân và tăng cảm giác thèm ăn, được nghiên cứu qua mô hình chuột cống và chuột nhắt cái để hiểu rõ hơn về béo phì sau mãn kinh Các cơ chế gây ra sự tăng ăn này vẫn chưa được làm sáng tỏ, nhưng có thể liên quan đến sự thiếu hụt estradiol ảnh hưởng đến các hormone kiểm soát ăn uống như CCK, GLP-1 và glucagon Điều đáng lưu ý là cắt buồng trứng ngay lập tức chuyển đổi động vật cái từ chu kỳ sinh lý bình thường sang không còn chu kỳ, trong khi quá trình này diễn ra dần dần ở giai đoạn mãn kinh.
* Loại bỏ mô mỡ nâu
Mô mỡ nâu (BAT) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tiêu hao năng lượng nhờ vào việc bộc lộ protein 1 không kết cặp (UCP-1), giúp thải năng lượng dưới dạng nhiệt Nghiên cứu cho thấy, chuột nhắt chuyển gen loại bỏ mô mỡ nâu sẽ dẫn đến tình trạng béo phì rõ rệt và giảm tiêu hao năng lượng Sự phát triển của béo phì ở chuột nhắt cũng làm tăng nguy cơ kháng insulin, từ đó có thể dẫn đến tiểu đường loại 2.
Các mô hình biến đổi gen
Kể từ những năm 1990, mô hình biến đổi gen đã trở thành công cụ quan trọng trong nghiên cứu béo phì, với hơn 50 loại mô hình khác nhau trên động vật gặm nhấm Những mô hình này thường gây đột biến một hoặc nhiều gen liên quan đến béo phì, điển hình như chuột béo phì (ob/ob) và chuột tiểu đường (db/db) Một số mô hình khác cũng được mô tả với đặc điểm là thiếu hoặc thay đổi chức năng của một gen cụ thể trong toàn bộ cơ thể động vật.
1.2.2.1 Đột biến đơn gen trong con đường tín hiệu leptin * Leptin và các thụ thể
Các động vật có khuyết thiếu trong con đường tín hiệu leptin ở vùng dưới đồi của não phát triển kiểu hình béo phì bệnh lý Những mô hình này bao gồm các động vật không sản sinh leptin hoặc không nhạy cảm với leptin do đột biến thụ thể leptin hoặc kháng leptin Các đột biến này có thể là tự phát, như chuột nhắt Lep ob /Lep ob và Lep db /Lep db, hoặc được tạo ra thông qua công nghệ biến đổi gen Ngoài ra, chuột cống khuyết thiếu thụ thể leptin, như chuột béo phì Zucker (fa/fa) và chuột cống Koletsky, cũng mang các dạng đột biến của thụ thể leptin ngoại bào.
(Zucker Diabetic Fatty, ZDF) phái sinh từ một dòng chuột béo Zucker có biểu hiện thất điều sớm về chuyển hóa glucose Chuột cống béo Wistar
Kyoto (Wistar Kyoto fatty rat) là mô hình chuột cống được tạo sinh bởi lai chéo các chuột cống béo Zucker (fa/fa) với chuột cống Wistar-Kyoto (WKY).
* Các mô hình béo phì có thiếu khuyết các thụ thể leptin não xuôi dòng
Các động vật có các đột biến nằm ở xuôi dòng của các neuron cảm nhận leptin ở vùng dưới đồi được đề cập tiếp theo [20], [99], [111], [112], [113].
Chuột nhắt khuyết POMC: Các neuron bộc lộ proopiomelanocortin
POMC ở nhân cung vùng dưới đồi là mục tiêu chính của leptin Chuột nhắt biến đổi gen thiếu POMC (POMC −/ −) có xu hướng ăn nhiều hơn và phát triển tình trạng béo phì, đặc biệt khi được cho chế độ ăn giàu chất béo Tuy nhiên, tình trạng béo phì ở chuột nhắt POMC −/ − có thể được cải thiện rõ rệt khi điều trị bằng α-MSH hoặc các chất đồng vận khác của thụ thể MC4, trong khi điều trị bằng leptin lại không mang lại hiệu quả.
Chuột nhắt khuyết POMC/AgRP là mô hình nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực dinh dưỡng và béo phì Agouti related protein (AgRP) là một peptid thần kinh được bộc lộ cùng với neuropeptide Y (NPY) trong một nhóm neuron của nhân cung, hoạt động độc lập với nhóm neuron bộc lộ POMC AgRP có khả năng tăng cường cảm giác thèm ăn bằng cách ức chế thụ thể MC4 Gần đây, các nhà nghiên cứu đã tạo ra chuột nhắt khuyết cả hai gen POMC và AgRP, và chúng cho thấy kiểu hình tương tự như chuột nhắt khuyết đồng hợp tử POMC −/−, đặc biệt trong việc ăn uống thái quá và phát triển béo phì.
Mô hình khuyết thụ thể MC4 cho thấy sự bất hoạt đặc hiệu của thụ thể này do khuyết gen, dẫn đến tình trạng ăn nhiều và béo phì bệnh lý Chuột nhắt MC4 −/− có biểu hiện tăng insulin, tăng đường huyết và tăng leptin trong máu Ngoài ra, chuột cống khuyết MC4 cũng được nghiên cứu và cho thấy nhiều đặc điểm tương đồng với chuột nhắt khuyết MC4, như tăng thể trọng, tăng cường nạp thức ăn, chiều dài cơ thể lớn hơn và giảm hoạt động tự phát, mặc dù vẫn tồn tại một số khác biệt.
Chuột nhắt khuyết thụ thể MC3 cho thấy bất hoạt nhắm đích vào một nhóm thụ thể MC khác, dẫn đến hiện tượng béo phì Mô hình này đặc trưng bởi sự tăng nhẹ trọng lượng cơ thể, nhưng có sự tích lũy mỡ rõ rệt và muộn Ngoài ra, các chuột nhắt này cũng biểu hiện mức leptin và insulin trong máu tăng lên tương đối.
Chuột nhắt khuyết thụ thể MC4/MC3: Khuyết cả hai thụ thể MC3 và
Nghiên cứu cho thấy rằng chuột khuyết thụ thể MC4 có sự giảm ăn nhiều hơn so với chuột khuyết thụ thể đơn MC3 Chất đồng vận MTII làm giảm lượng thức ăn ở chuột khuyết thụ thể MC3 hoặc MC4 so với nhóm chuột chứng khỏe mạnh, tuy nhiên, chuột khuyết cả hai thụ thể lại không có phản ứng với MTII.
Ngoài ra còn những mô hình đột biến chuột nhắt biểu hiện màu lông hung bất thường, bộc lộ nhiều AgRP, đột biến carboxypeptidase E (CPE)…
1.2.2.2 Đột biến đơn gen khác
* Chuột cống béo Otsuka Long Evans Tokushima (OLETF)
Chuột cống béo Otsuka Long Evans Tokushima, hay còn gọi là OLETF, được phát triển từ dòng chuột cống Long Evans tại viện nghiên cứu Tokushima của Dược Otsuka, Nhật Bản Chúng thiếu thụ thể CCK-1, khiến cho OLETF và các chuột đồng đẳng (LETO) trở thành đối tượng lý tưởng để nghiên cứu chức năng sinh lý của CCK Các chuột OLETF có kiểu hình béo phì mức vừa, ăn nhiều, và sự béo phì này liên quan đến việc tăng đáng kể kích cỡ bữa ăn Hệ quả của tình trạng béo phì là sự phát triển tiểu đường, với mức đường huyết tăng từ tháng thứ 4-5, cùng với triệu chứng tiểu nhiều và khát nhiều Hơn nữa, do thiếu thụ thể CCK-1 ở tụy ngoại tiết, OLETF có phản ứng kém với việc tiết tụy khi được kích thích bởi CCK.
* Chuột nhắt chuyển gen bộc lộ nhiều CRF
Corticotrophin releasing factor (CRF) được sản xuất tại nhân cạnh thất vùng dưới đồi, có vai trò kích thích tiết hormon ACTH và corticosterone Các chuột nhắt chuyển gen CRF cho thấy biểu hiện béo phì kèm theo cơ yếu, da mỏng và mất lông, làm cho chúng trở thành mô hình lý tưởng để nghiên cứu béo phì liên quan đến các tình trạng ưu năng vỏ thượng thận, chẳng hạn như hội chứng Cushing.
* Chuột nhắt chuyển gen GLUT4
Chất vận chuyển glucose subtype 4 (GLUT4) là chất vận chuyển chính cho glucose, được kích thích bởi insulin trong mô mỡ, cơ vân và các mô khác Chuột nhắt chuyển gen có sự biểu hiện cao của GLUT4 ở mô mỡ nâu và trắng, dẫn đến sự phát triển béo phì sớm Những chuột này cho thấy sự gia tăng rõ rệt về số lượng tế bào mỡ mà không phải kích thước Ngoài ra, chuột cống chuyển gen có sự gia tăng các enzym tân tạo đường, làm tăng cơ chất cho tổng hợp triglycerid, dẫn đến tăng triglycerid máu và béo phì, ngay cả khi chế độ ăn không chứa nhiều chất béo.
* Chuột nhắt chuyển gen MCH
Vai trò sinh lý của hormon tập trung melanin (MCH) trong việc điều khiển ăn uống và thể trọng vẫn chưa được làm rõ Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy việc sử dụng MCH tại trung ương có thể làm tăng lượng thức ăn tiêu thụ ở chuột cống và chuột nhắt Các chuột nhắt mang gen bộc lộ nhiều MCH có xu hướng ăn nhiều hơn và phát triển béo phì muộn trong đời khi tiếp xúc với chế độ ăn giàu béo, dẫn đến tình trạng béo phì đi kèm với tăng insulin máu và kháng insulin.
* Khuyết thụ thể beta-3 adrenergic
Các thụ thể β3 chủ yếu được tìm thấy ở mô mỡ trắng và nâu Nghiên cứu cho thấy chuột nhắt thiếu thụ thể β3 có mức béo phì vừa phải, với sự khác biệt rõ rệt giữa con cái và con đực Nguyên nhân chính dẫn đến béo phì ở những chuột này là do giảm hoạt động của hệ thần kinh giao cảm, mặc dù lượng thức ăn tiêu thụ tương đương với chuột khỏe mạnh Mặc dù tổng tiêu hao năng lượng không thay đổi, nhưng sự hoạt hóa của mô mỡ nâu lại giảm đi.
* Khuyết thụ thể serotonin 5-HT-2c
Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nhiều chức năng, bao gồm cả việc ăn uống Nghiên cứu cho thấy chuột nhắt thiếu thụ thể 5-HT2C phát triển chứng ăn nhiều, dẫn đến tăng cân đáng kể và gia tăng mỡ, mặc dù tiêu hao năng lượng vẫn ổn định Những thay đổi trong chuyển hóa glucose và độ nhạy insulin chỉ xuất hiện sau khi béo phì khởi phát.
* Chuột nhắt khuyết thụ thể neuropeptide-Y1
Neuropeptide Y (NPY) là một peptid thần kinh có vai trò kích thích cảm giác thèm ăn thông qua thụ thể NPY1R Nghiên cứu cho thấy chuột nhắt khuyết thụ thể NPY1R có xu hướng phát triển béo phì, tình trạng này xảy ra mà không liên quan đến việc tăng cường ăn uống, mà chủ yếu do giảm tiêu hao năng lượng Tác động của NPY rõ rệt hơn ở động vật cái so với đực, và các chuột nhắt này được sử dụng để nghiên cứu béo phì mà không có sự gia tăng lượng thức ăn tiêu thụ.
* Chuột nhắt khuyết thụ thể neuropeptide-Y2
Chuột nhắt khuyết thụ thể NPY2R phát triển béo phì nghịch thường, tương tự như chuột nhắt khuyết NPY1R, với sự gia tăng nhẹ về lượng thức ăn Khi được cho chế độ ăn viên bình thường, chuột nhắt không cho thấy các bất thường về chuyển hóa glucose và chất béo.
* Chuột nhắt khuyết thụ thể bombesin 3
Peptid giống bombesin gồm bombesin (BBS) ở động vật lưỡng cư,gastrin-releasing peptide (GRP) và các peptid khác gồm neuromedin B
Các mô hình động vật béo phì khác
Chuột đồng Syri và Siberi có sự khác biệt rõ rệt về thể trọng và mỡ cơ thể theo mùa, với sự thay đổi này chủ yếu do thời gian chiếu sáng và thời gian ban ngày Những yếu tố này ảnh hưởng đến lượng melatonin được giải phóng Trong giai đoạn chiếu sáng ngắn, khả năng sinh sản của cả hai giống chuột đồng đều giảm, nhưng chuột đồng Syri lại tăng cân trong khi chuột đồng Siberi giảm cân.
Thiếu hoàn toàn mô mỡ (lipodystrophy) gây ra những thay đổi chuyển hóa giống như béo phì nặng, dẫn đến kháng insulin Các chuột biến đổi gen thiếu mô mỡ thể hiện tình trạng tăng ăn, gan nhiễm mỡ, tăng triglycerid máu, kháng insulin và tiểu đường týp 2 Sự thiếu hụt mô mỡ cũng dẫn đến việc thiếu leptin ở các chuột này Điều trị bằng leptin có thể phục hồi một phần sự chuyển hóa bị rối loạn ở chuột.
1.2.3.3 Đột biến gen béo phì tubby
Chức năng của gen tubby (tub) liên quan đến béo phì vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn Đột biến đồng hợp tử của gen này dẫn đến tình trạng béo phì khởi phát muộn ở chuột nhắt, tuy nhiên, chúng thường không mắc bệnh tiểu đường.
1.2.4 Các mô hình chuột béo phì bằng chế độ ăn cao năng Đây là mô hình gây béo phì đơn giản nhất và có thể là mô hình mà có những biểu hiện tương đồng nhất với những biểu hiện của béo phì trên người.
Có nhiều loại chế độ ăn có thể dẫn đến béo phì, trong đó một số chế độ tăng cường giá trị năng lượng bằng cách bổ sung carbohydrate, trong khi những chế độ khác lại thêm chất béo Mức năng lượng của các chế độ ăn này dao động từ 3,7 Kcal/g đến 5,4 Kcal/g Tất cả các loại thực phẩm này đều rất ngon miệng và có khả năng gây béo phì.
1.2.4.1 Chuột cống béo phì bằng chế độ ăn giàu năng lượng
Khi tiếp xúc với chế độ ăn giàu năng lượng, chuột cống Sprague-Dawley có thể trở thành béo phì hoặc giữ trọng lượng tương tự như nhóm chuột ăn chế độ nghèo năng lượng, dẫn đến sự phân chia thành hai nhóm: chuột cống béo phì do chế độ ăn (DIO) và chuột cống kháng chế độ ăn (DR) Qua nhiều thế hệ, các chuột cống DIO và DR đã được lai chọn lọc, và hiện nay, một số dòng chuột cống DIO có thể trở thành béo phì mà không cần tiếp xúc với chế độ ăn giàu năng lượng, đặc biệt là ở con đực.
1.2.4.2 Béo phì do chế độ ăn kiểu quán nhiều món
Chuột cống trở nên béo phì khi được cho ăn chế độ ăn đa dạng giống như chế độ ăn kiểu Âu ở người, gọi là béo phì do chế độ ăn cafeteria Nguyên nhân chính dẫn đến béo phì trong trường hợp này là do việc tiêu thụ quá nhiều loại thực phẩm khác nhau, dẫn đến tăng kích cỡ bữa ăn trung bình và tần suất bữa ăn Điều này khác biệt so với việc ăn nhiều loại thực phẩm mà không có sự lựa chọn, chủ yếu ảnh hưởng đến kích cỡ bữa ăn.
1.2.4.3 Béo phì do nuôi dưỡng thai kỳ và sau sinh
* Mẹ ăn nhiều và tiếp xúc với chế độ ăn giàu chất béo
Môi trường trong giai đoạn mang thai có ảnh hưởng quan trọng đến việc kiểm soát cân bằng năng lượng suốt đời Việc nuôi động vật mang thai với chế độ ăn giàu chất béo dẫn đến những tác động rõ rệt lên con non, khiến chúng nặng nề và béo hơn so với con của động vật ăn chế độ ít chất béo Hiện tượng béo phì ở thế hệ con cái không chỉ diễn ra trong thời kỳ mang thai mà còn kéo dài suốt đời.
* Béo phì do nuôi dưỡng giai đoạn sớm sau sinh
Do hạn chế nguồn cung sữa, việc điều chỉnh số lượng con non thành hai mức dinh dưỡng sớm là cần thiết Các con non được nuôi với số lượng ít sẽ nhận được nhiều dinh dưỡng hơn so với những con nuôi ở nhóm số lượng nhiều Việc cung cấp dinh dưỡng dồi dào ngay sau sinh giúp động vật trưởng thành đạt trọng lượng cao hơn, đồng thời gia tăng mỡ, kháng leptin sớm, tăng insulin máu và dẫn đến tình trạng không dung nạp glucose.
1.2.4.4 Béo phì do ăn chế độ giàu chất béo
Chế độ ăn giàu chất béo (HF) ở động vật thường dẫn đến béo phì, tương tự như ở người, với các triệu chứng rối loạn chuyển hóa Một số dòng chuột cống dễ bị béo phì do giảm độ nhạy insulin và leptin, và chế độ ăn giàu béo cũng ảnh hưởng đến chuột gầy và chuột kháng DR Mật độ năng lượng cao trong chế độ ăn này làm tăng lượng thức ăn tiêu thụ, trong khi chế độ ăn giàu béo giảm tác động của insulin và leptin lên các neuron dưới đồi Thành phần chất béo, đặc biệt là chất béo no, có vai trò quan trọng trong tác động này Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ ăn giàu chất béo không chỉ gây béo phì ở người mà còn ở động vật, với mối liên hệ tích cực giữa lượng chất béo trong khẩu phần và tăng cân Các nghiên cứu của Deuel và cộng sự cho thấy chuột cống ăn chế độ giàu chất béo tăng cân nhanh hơn so với nhóm ăn ít chất béo Nhìn chung, chế độ ăn chứa hơn 30% chất béo trong tổng lượng thức ăn tiêu thụ đều dẫn đến phát triển béo phì.
Trong nghiên cứu với chế độ ăn giàu lipid và năng lượng cao, thành phần dinh dưỡng bao gồm 39,7% chất béo, 17,4% carbohydrat và 42,9% protein Kết quả cho thấy chuột tiêu thụ chế độ ăn giàu chất béo có sự tăng trọng lượng cơ thể và nồng độ cholesterol cao hơn so với nhóm chuột ăn theo chế độ chuẩn.
Trong một nghiên cứu sử dụng chế độ ăn chứa 60% chất béo, 20% carbohydrat và 20% protein, kết quả cho thấy sự tương đồng với các nghiên cứu trước đó Naderali và cộng sự (2004) đã thực hiện thí nghiệm trên chuột cống Wistar đực với chế độ ăn bao gồm 33% thức ăn cơ bản, 33% sữa đặc Nestlé, 7% sucrose và 27% nước trong 15 tuần, dẫn đến cân nặng trung bình là 680,2 gram Trong khi đó, chuột được nuôi bằng chế độ ăn bình thường chỉ đạt cân nặng trung bình 570,2 gram Nghiên cứu này khẳng định ảnh hưởng của chế độ ăn giàu chất béo đến sự tăng trưởng của chuột cống đực Wistar.
Sau 8 tuần nghiên cứu, kết quả cho thấy chuột ăn chế độ giàu béo có lượng chất béo tích tụ ở lồng ngực, khoang bụng và tổ chức mỡ tại mào tinh hoàn lớn hơn so với chuột ăn chế độ ít chất béo.
Nghiên cứu của Seo và cs (2012) cho thấy chuột cống đực Sprague-Dawley 4 tuần tuổi được cho ăn chế độ ăn giàu chất béo (20% chất béo và 1% cholesterol) trong 4 tuần có sự tăng cân và lượng chất béo, lipid máu cao hơn đáng kể so với chuột ăn chế độ ăn bình thường.
1.2.5 Các chỉ số đánh giá mô hình béo phì trên động vật thực nghiệm
Trên mô hình động vật thực nghiệm, béo phì có thể liên quan và được lượng giá với các chỉ số sau:
Lượng thức ăn tiêu thụ: tiêu thụ lượng thức ăn và/hoặc lượng năng lượng nhiều dẫn tới tăng trọng lượng cơ thể và tích lũy chất béo ở bụng [99],
Việc tăng tích lũy mỡ bụng có thể làm gia tăng nồng độ leptin trong máu, dẫn đến kháng leptin cao hơn Hương vị và cấu trúc của thực phẩm ảnh hưởng đến khả năng tiêu thụ Chế độ ăn giàu thực phẩm chế biến, chứa nhiều đường và chất béo, thường hấp dẫn hơn, từ đó dễ dẫn đến việc tăng cân nhiều hơn so với chế độ ăn tinh chế.
Các chỉ số đánh giá mô hình béo phì trên động vật thực nghiệm
Trên mô hình động vật thực nghiệm, béo phì có thể liên quan và được lượng giá với các chỉ số sau:
Lượng thức ăn tiêu thụ: tiêu thụ lượng thức ăn và/hoặc lượng năng lượng nhiều dẫn tới tăng trọng lượng cơ thể và tích lũy chất béo ở bụng [99],
Việc tích lũy chất béo ở vùng bụng có thể làm gia tăng nồng độ leptin trong máu, dẫn đến hiện tượng kháng leptin Hương vị và cấu trúc của thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến khả năng tiêu thụ thức ăn Chế độ ăn giàu thực phẩm chế biến, đặc biệt là những loại chứa nhiều đường và chất béo, thường mang lại cảm giác ngon miệng hơn, từ đó dễ dẫn đến tăng cân so với chế độ ăn tinh chế.
Các marker liên quan đến trọng lượng và tổ chức mỡ cho thấy sự khác biệt trọng lượng cơ thể giữa nhóm ăn chế độ gây béo và nhóm ăn chế độ thường là chỉ số chính để đánh giá béo phì Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng sự khác biệt này có ý nghĩa trong việc xác định tình trạng béo phì Ngoài ra, các chỉ số khác như sự gia tăng mô mỡ trắng và nồng độ leptin cũng đáng được quan tâm, ngay cả khi không có sự khác biệt rõ rệt về trọng lượng cơ thể Chất béo tích tụ quanh các cơ quan trong ổ bụng có liên quan đến nhiều yếu tố như viêm, chuyển hóa và giải phóng cytokine, axit béo và triglycerid Kết quả từ nghiên cứu trên chuột cống Wistar cho thấy chế độ ăn giàu chất béo dẫn đến sự gia tăng chất béo dự trữ, đặc biệt là ở các tổ chức mỡ tạng.
Chế độ ăn giàu chất béo có thể làm giảm lượng mô mỡ nâu bằng cách ức chế sinh tổng hợp axit béo, tăng cường oxy hóa và gây chết tế bào Hệ quả là, chế độ ăn này dẫn đến tăng lượng mô mỡ trắng và giảm mô mỡ nâu Ở người, khối lượng mô mỡ nâu có mối liên hệ nghịch với chỉ số khối cơ thể và các chỉ số béo phì, trong đó khối lượng mô mỡ nâu giảm chỉ ra lượng tiêu hao năng lượng giảm Do đó, khối lượng mô mỡ nâu đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn đoán béo phì.
Chỉ số đường máu và insulin là những chỉ số quan trọng trong việc đánh giá mô hình béo phì, với sự thay đổi nồng độ glucose và insulin máu khác nhau ở từng mô hình Ví dụ, trong mô hình béo phì do chế độ ăn giàu béo, nồng độ glucose máu không thay đổi nhưng có sự kháng insulin Ngược lại, các mô hình gen như chuột nhắt béo phì Lep Ob/Ob hay Lep db/db cho thấy sự thay đổi cả nồng độ glucose máu và kháng insulin Rối loạn chuyển hóa insulin do tích trữ năng lượng dư thừa từ chế độ ăn béo phì có thể dẫn đến kháng insulin và đái tháo đường typ 2 Chế độ ăn này còn làm tích lũy chất béo ở tụy, gây tổn thương tế bào beta và giảm sản xuất insulin, trong khi chất béo tích trữ ở gan cũng góp phần vào kháng insulin và tăng đường máu.
Chỉ số lipid máu, đặc biệt là nồng độ triglycerid, đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá tình trạng chuyển hóa lipid, vì triglycerid là thành phần chính của mô mỡ Nồng độ cholesterol máu cũng là một chỉ số quan trọng để xác định mức độ béo phì.
Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng nồng độ triglycerid và cholesterol trong huyết tương tăng cao ở nhóm ăn theo mô hình so với nhóm chứng, đặc biệt liên quan đến chế độ ăn giàu chất béo, dẫn đến sự thay đổi nồng độ lipid trong máu.
Chuyển hóa của gan được đánh giá qua lượng triglycerid trong gan, và tình trạng béo phì có thể làm giảm quá trình này Hiện tượng gan nhiễm mỡ xảy ra khi có sự tích trữ chất béo tại gan, chủ yếu do nồng độ triglycerid trong máu tăng cao.
Sự gia tăng khối lượng dự trữ chất béo dẫn đến hiện tượng gan nhiễm mỡ, đồng thời làm tăng nồng độ các enzym alanine aminotransferase (ALT) và aspartate aminotransferase (AST) Tăng nồng độ hai enzym này có thể liên quan đến sự gia tăng trọng lượng của gan Để đánh giá tình trạng béo phì, các chỉ số quan trọng bao gồm tăng trọng lượng cơ thể, giảm tiêu hao năng lượng, các chỉ số viêm, nồng độ hormon, đường máu, chỉ số lipid (triglycerid, cholesterol, HDL–C và LDL–C) và tình trạng gan thường được xem xét Tuy nhiên, do chưa có sự thống nhất về các chỉ số này ở động vật, các nghiên cứu thường so sánh giữa nhóm gây béo phì và nhóm không gây béo phì.
Các phương pháp đánh giá hành vi trên động vật thực nghiệm
Béo phì ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng vận động, khám phá, học tập, nhận thức và ghi nhớ, đồng thời gia tăng mức độ lo âu ở cả con người và động vật thí nghiệm Dựa trên những tác động này, chúng tôi đã thiết lập các bài tập hành vi nhằm đánh giá khả năng vận động, học tập và ghi nhớ ở động vật thí nghiệm.
1.2.6.1 Bài tập mê lộ nước Được Richard G Morris phát triển năm 1981, để đánh giá về học tập và trí nhớ trên chuột, dựa vào bản năng sinh tồn của động vật khi cho vào nước chúng phải bơi để sống sót Động vật được cho vào một hồ bơi, có đặt một bến đỗ ngập dưới nước, nước trong hồ được làm đục để động vật không nhìn thấy và cũng không thể dựa vào mùi để tìm thấy bến đỗ mà phải dựa vào các dấu mốc trong môi trường để định hướng Khi động vật quen với bài tập,chúng tìm thấy bến đỗ nhanh hơn Các chỉ số trong bài tập gồm: quãng đường, tốc độ vận động và thời gian động vật bơi tìm bến đỗ Có nhiều phiên bản mê lộ nước đã được áp dụng, nhưng đều cho thấy không ảnh hưởng đến kết quả của bài tập [131], [132], [133], [134].
1.2.6.2 Bài tập nhận thức đồ vật
Bài tập nhận thức đồ vật dựa vào tính thích khám phá của động vật trong môi trường xung quanh đã được sử dụng để đánh giá khả năng học tập và trí nhớ của chúng Trong thí nghiệm, động vật được đặt trong buồng tập với hai đồ vật giống nhau, và các chỉ số như thời gian và tần suất khám phá hai đồ vật này được ghi nhận Khi một trong các đồ vật được thay thế bằng một đồ vật mới, thời gian và tần suất khám phá đồ vật mới thường tăng cao hơn.
1.2.6.3 Bài tập vận động trong môi trường mở
Bài tập trong môi trường mở được sử dụng để đánh giá hoạt động vận động tự phát và khám phá của động vật, dựa trên tập tính và vận động của chúng Môi trường mở có hình dáng và kích thước đa dạng như hình tròn, vuông, và chữ nhật Khi được đặt vào trung tâm của môi trường, động vật có thể tự do vận động và khám phá Các chỉ số quan trọng được tính toán bao gồm quãng đường di chuyển, tốc độ, thời gian vận động và tần suất ra vào các vùng khác nhau trong môi trường mở.
