Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Целью настоящего этапа проекта явилось изучение половых различий в ответе системы регуляции энергетического гомеостаза на колебания FGF21в рамках физиологических концентраций, которые возникают при адаптации организма к голоданию и при развитии диетарного ожирения. В исходном состоянии были обнаружены половые различия по многим показателям углеводно-жирового обмена. В контрольной группе половые различия по морфометрическим и биохимическим параметрам, а также по профилю транскрипции генов в печени и белом жире проявлялись независимо от возраста мышей, тогда как в гипоталамусе и скелетных мышцах – только у мышей старшей группы. Независимо от возраста в контрольных группах самки отличались от самцов большим индексом подкожного жира, повышенным уровнем адипонектина в крови и измененной экспрессией ряда генов в печени и подкожном жире. Адипонектин стимулирует гликолиз и подавляет липогенез в печени (Combs,Marliss, 2014). У самок повышенный уровень адипонектина в крови соответствовал более высокой экспрессии в печени гена Slc2a2 (не зависящего от инсулина переносчика глюкозы – Glut2) и сниженной, по сравнению с самцами, экспрессией гена Lpl (показатель интенсивности липогенеза в печени). В то же время, несмотря на то, что адипонектин повышает чувствительность к инсулину и стимулирует окисление жирных кислот в мышцах (Turer, Scherer, 2012), в скелетных мышцах у самок старшего возраста была снижена экспрессия генов, вовлеченных в β-окисление жирных кислот (Ucp3, Cpt1) и гена, кодирующего инсулин-зависимый переносчик глюкозы (Slc2a4). В белом подкожном жире у самок относительно самцов была снижена экспрессия генов PPARg и Hsl, что указывает на возможное снижение липолитических процессов и окисления СЖК. Изменения экспрессии генов в белом жире могли способствовать преимущественному сохранению белого подкожного жира у самок. Обнаруженные нами в исходном состоянии половые различия по профилю транскрипции генов и по концентрациям гормонов в крови, видимо, были связаны с действием половых гормонов, а не с влиянием FGF21, поскольку в исходном состоянии не было обнаружено половых различий по уровню FGF21 в крови. В контроле у большинства животных FGF21 в крови вообще не обнаруживался и экспрессия гена Fgf21 во всех изученных тканях (печень, белый, бурый жир) не различалась у самцов и самок и была очень низкой. Наши результаты подтверждают мнение о том, что усиление экспрессии FGF21 происходит только в ответ на метаболические пертурбации, в которых FGF21 выступает в качестве ключевого гормона, способствующего адаптации организма, поскольку он может влиять на активность различных звеньев углеводно-жирового обмена (Kharitonenkov et al., 2005; Coshcun et al., 2008; Макарова, Бажан, 2016). В работе были обнаружены существенные половые различия по динамике изменения уровня FGF21в крови и его экспрессии в тканях при адаптации организма к двум физиологическим состояниям, которые характеризуются активацией системы FGF21 – это диет-индуцированное ожирение и голодание. Адаптация организма к диет-индуцированному ожирению ДИО. Самцы отличались от самок по характеру накопления жира при ДИО. У ожиревших самцов в меньшей степени, чем у самок увеличивались запасы белого (подкожного и абдоминального) жира, но в большей – запасы бурого жира. Самое яркое различие в реакции самцов и самок на ДИО заключалось в том, что при ДИО у самцов в значительно большей степени, чем у самок, активировалась экспрессия гена Fgf21 в белом, буром жире и в печени. Соответственно при ДИО и уровень FGF21 в крови у самцов был выше, чем у самок. Спектр транскрипционных ответов на ДИО со стороны всех изученных тканей у самцов был значительно шире, чем у самок. Это могло быть связано с усилением у самцов, относительно самок, экспрессии гена Fgf21 в тканях и/или повышением уровня FGF21 в крови. В печени у самцов при ДИО усилилась экспрессия гена Ppar-α (что могло быть одной из причин более интенсивного синтеза FGF21), и пируваткиназы (Pklr), что могло быть направлено на компенсацию резистентности к инсулину, которая возникает при ожирении. Поскольку FGF21 активирует β-окисление (Adams et al., 2013), можно предположить, что у самцов активация системы FGF21 при ДИО может сдерживать рост белой жировой ткани. Действительно, в белом подкожном жире у самцов при ДИО многократно усилилась и стала выше, чем у самок, экспрессия гена Cpt1α (молекулярного маркера интенсивности окисления жирных кислот), что может быть причиной половых различий по интенсивности накопления подкожного жира при развитии ДИО. В буром жире у самцов при ДИО параллельно с усилением экспрессии гена Fgf21, снизилась экспрессия генов PPARγ и Klb, вовлеченных в проведение сигнала от FGF21. По-видимому, у ожиревших самцов в буром жире развивалась резистентность к FGF21, что могло быть одной из причин появления половых различий по экспрессии генов, транскрипционную активность которых активирует FGF21: на фоне ДИО выявлялись половые различия: экспрессия генов Dio2, Cpt1b, Slc2a1 и Pparγ у самок была выше, чем у самцов. Можно предположить, что и процессы окисления глюкозы (Slc2a1), жирных кислот (Pparγ, Cpt1b), а также расход энергии на термогенез (Dio2) в буром жире у самок при ДИО шли интенсивнее, чем у самцов, и этим объясняется тот факт, что при ДИО у самок индекс бурого жира не изменился, а у самцов значительно увеличился. В мышцах и в гипоталамусе реакции на ДИО проявлялась только у самцов. В мышцах она выражалась в снижении экспрессии генов Ucp3, Cpt1 (маркеры β-окисления), Slc2a4 (определяет чувствительность к инсулину), что может быть следствием снижения уровня адипонектина в крови у ожиревших самцов. В гипоталамусе – в снижении экспрессии генов лептинового рецептора (Obrb) и гена орексигенного нейропептида NPY. Адаптация организма к голоданию. Важнейшую роль в адаптации организма к голоданию играет печень. В печени при голодании у самок, в большей степени, чем у самцов, усиливалась экспрессия генов оси FGF21-PPAR, однако изменение экспрессии остальных генов, вовлеченных в адаптацию организма к голоданию, было одинаковым у самцов и самок: усиливалась экспрессия генов, вовлеченных глюконеогенез (Pck-1, G6P), снижалась экспрессии генов, вовлеченных в окисление глюкозы (Gck) и синтез жирных кислот (Fasn) (Рис.3.1. и 3.2.). Были выявлены половые различия в стратегии адаптации организма к голоду, связанные с большей активацией экспрессии гена FGF21 в печени у самок. При голоде в крови у самок повышались, в большей степени, чем у самцов, концентраций FGF21 и адипонектина, продукцию которого стимулирует FGF21 (Lin et al., 2017). Оба гормона обладают способностью улучшать метаболизм глюкозы за счет повышения чувствительности к инсулину и улучшать липидный обмен за счет активации бета-окисления жирных кислот (Mashili et al., 2011; Chakravarti, 2009; Yoon et al., 2006; Yamauchi et al., 2002). Действительно в мышцах – органе, который определяет чувствительность к инсулину на уровне целого организма – у самок во время голодания была существенно повышена (относительно контроля) экспрессия генов, вовлеченных в окисление жирных кислот (Ucp3, Cpt1) и в процессы инсулин-зависимого транспорта глюкозы в клетку (Slc2a4). Только у самок адаптация к голоданию осуществлялась через снижение экспрессии генов, входящих в центральную меланокортиновую систему гипоталамуса (Pomc, ObRb). В норме активация экспрессии этих генов вызывает снижения аппетита и усиление расхода энергии (Coll, 2007; Dardeno et al., 2010) Снижение экспрессии Pomc, ObRb может способствовать усилению аппетита и снижению расхода энергии у голодавших у самок. У самцов адаптация к голоду ассоциировалась со снижением в белом подкожном жире экспрессии гена, продукт которого в норме стимулируют адипогенез и окисление СЖК (PPARg), а в буром жире – гена, который является показателем интенсивности термогенеза (Dio2). Адаптация к голоду сопряжена с действием многих регуляторных факторов: метаболических молекул и гормонов. Для того, чтобы вычленить роль FGF21 в адаптации к голоданию центральных и периферических звеньев регуляции энергетического гомеостаза у мышей обоих полов, мы планируем на следующем этапе реализации проекта проследить ответ каждой ткани на введение экзогенного FGF21. Адаптация организма к рефидингу. Наше исследование показало, что некоторые показатели, измененные после голодания, возвращались к норме после рефидинга. К их числу относятся уровень в крови FGF21, глюкозы и адипонектина, экспрессия всех генов в печени (кроме гена Fasn), всех генов в мышцах, генов PPARg и SLC2a4 белом подкожном жире и генов Pomc и Obrb в гипоталамусе. Другие же показатели не изменялись в ответ на голодание, но изменялись в ответ на рефидинг. По-видимому, существуют молекулярно-физиологические механизмы адаптации не только к голоданию, но и к процессу поступления нутриентов после окончания голода. Эти механизмы направлены на ускорение усвоения пищи и пополнения энергетических запасов, опустошенных после голода. Возможно некоторые аспекты адаптации к рефидингу, по крайней мере, в буром жире, регулирует FGF21. Нами впервые было показано, что в буром жире в ответ на рефидинг многократно возрастала экспрессия гена Fgf21, и у самок это повышение было более выраженным, чем у самцов. Остается не ясным физиологический смысл усиления на фоне рефидинга экспрессии гена Fgf21 в буром жире. Этот вопрос требует дальнейшего исследования. Были выявлены половые различия в стратегии адаптации организма к рефидингу и в других тканях. У самцов в ответ на рефидинг выше нормы возрастали уровень инсулина в крови и экспрессия в печени гена Fasn синтазы жирных кислот. Эти изменения могли быть направлены на усиление анаболических эффектов инсулина и синтеза жирных кислот, входящих в состав гликопротеинов в печени, т.е. на нормализации липидного обмена в целом организме. У самок ответ на рефидинг отличался от такового у самцов. У них в ответ на рефидинг выше нормы возрастал уровень лептина в крови и экспрессия протеинкиназы B (Akt1) в мышцах (индикатор активности внутриклеточных сигнальных путей инсулина). Эти изменения могут свидетельствовать о том, что на фоне рефидинга повысилась чувствительности скелетных мышц к инсулину, что способствовало усиленному поступлению глюкозы и образованию гликогена в мышцах. Наряду с этим у самок в белом подкожном жире многократно снижалась экспрессия гена Cpt1, белок которого является ключевым ферментом окисления СЖК. Эти изменения могли способствовать отложению СЖК в виде триглицеридов в жировой ткани и полному восстановлению до нормы доли белого жира, что мы и наблюдали после 6 часов рефидинга у самок. Понимание особенностей реакции мужского и женского организма на голод и последующий рефидинг позволит эффективнее использовать пищевую депривацию, как средство коррекции веса тела. Мы показали, что, несмотря на то, что голод и ДИО являются контрастными состояниями по доступности энергетических субстратов и по стратегии адаптации, в обоих случаях в крови у мышей поднимался уровень FGF21, наработанный в печени. Однако в ответ на голод сильнее повышалась продукция/уровень в крови FGF21 у самок, а в ответ на ожирение – у самцов. Под влиянием или при участии FGF21 разворачиваются во многих органах события, направленные на адаптацию к совершенно различным метаболическим вызовам. С чем связана половая дифференцировка реакции системы FGF21 пока не ясно, но становится очевидным, что какие-то зависящие от пола механизмы играют существенную роль в активации продукции FGF21и в адаптации к экологически важным метаболическим ситуациям. Насколько нам известно, мы впервые описали большинство половых различий молекулярно-физиологических механизмов адаптации организма к голоду, рефидингу, ожирению. Дальнейшие исследования: введение FGF21 на фоне генетического и диетарного ожирения, а также введение FGF21на фоне различных половых стероидов позволит нам выяснить механизмы реализации половых особенностей углеводно-жирового обмена, описанных на данном этапе выполнения проекта.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
До начала нашей работы над проектом было известно, что у особей мужского пола введение FGF21 влияет на вкусовые предпочтения (снижает потребление сладкого, Talukdar et al., 2016) и противодействует развитию ожирения и диабета 2 типа, индуцированных диетой и некоторыми мутациями (Kharitonenkov et al ., 2005, Coskun et al., 2008, Xu et al., 2009). На первом этапе выполнения данного проекта мы показали, что активация синтеза FGF21 в ответ на ожирение зависит от пола мышей: ожирение повышало уровень FGF21 в крови, экспрессию его гена в печени и буром жире в значительно меньшей степени у самок, чем у самцов (Bazhan et al., 2018, Makarova et al., 2018). Можно было предположить, что роль FGF21 в регуляции адаптации организма к нарушениям метаболизма может быть различной у особей разного пола. В доступной нам литературе не встретилось данных о возможности коррекции ожирения и углеводно-жирового обмена у особей женского пола посредством введения FGF21. Оставалось не изученным, будет ли фармакологическое введение FGF21 на фоне ожирения столь же эффективно снижать вес тела и улучшать углеводно-жировой обмен у самок, как и у самцов, и будет ли FGF 21 влиять на вкусовые предпочтения у самок. Ответ на эти вопросы являлся основной целью данного этапа проекта. Для развития ожирения у мышей С57Bl (мыши Bl) мы использовали 2 типа диеты: смешанная диета в которой сочетались стандартный и высокожирный корм (для инструментальной (с помощью клеток PhenoMaster) оценки вкусовых предпочтений) и диета кафетерия (сочетание лабораторного корма со сладким печеньем, семенами подсолнечника и салом – имитирует диету, вызывающую ожирение у человека). Кроме того, мы исследовали мышей с мутацией Ау, у которых ожирение развивается в результате блокады меланокортиновых рецепторов мозга при потреблении обычного лабораторного корма. Мы впервые показали, что при индукции ожирения диетой, не содержащей избытка сахаров (смешанный стандартный и высокожирный корм), фармакологические эффекты FGF21 не различаются у самок и самцов. В ответ на введение FGF21 у мышей Bl обоего пола снижался вес тела, улучшались показатели углеводно-жирового обмена (снижались уровни холестерола, инсулина и глюкозы в крови), повышалось потребление стандартного корма и снижалось потребление высокожирного корма. Вызванное FGF21 предпочтение к употреблению сбалансированного корма расширяет известный ранее спектр оздоравливающих эффектов FGF21 и требует дальнейшего изучения. Мы впервые показали, что при ожирении, вызванном употреблением сладко-жирной диеты (диеты кафетерия) и при генетическом меланокортиновом ожирении ответ организма на FGF21 зависел от пола. При ожирении, вызванном диетой кафетерия, FGF21 снижал вес тела, как у самцов Bl, так и у самок Bl, но молекулярно-физиологические механизмы катаболического действия FGF21 различались у мышей разных полов. У самцов Bl экзогенный FGF21 не только снижал вес тела, но и благотворно влиял на общие показатели углеводно-жирового обмена: снижал уровень СЖК в крови и повышал толерантность к глюкозе. У самок Bl вызванное FGF21 снижение веса тела не ассоциировалось с изменением каких-либо метаболических показателей. Мы впервые показали, что у мышей Bl с ожирением, вызванным диетой кафетерия, существует ярко выраженный половой диморфизм в профиле транскрипции генов печени и бурого жира. Экспрессия генов, вовлеченных в окисление жирных кислот, липолиз, метаболизм глюкозы в печени в буром жире у самок была выше, чем у самцов. Транскрипционный ответ печени и бурого жира на действие FGF21 также зависел от пола. Только у самцов Bl ведение FGF21 повышало экспрессию генов маркеров окисления глюкозы, жирных кислот, чувствительности к инсулину, синтеза жирных кислот, липолиза ТГ в печени и генов маркеров термогенеза и окисления жирных кислот, в буром жире. По совокупности, полученные результаты позволяют заключить, что у самцов Bl вызванное FGF21 снижение веса тела ассоциировалось с усилением экспрессии генов термогенеза в буром жире, а вызванное FGF21 повышение толерантности к глюкозе и снижение уровня СЖК в крови – с усилением экспрессии генов-индикаторов окисления глюкозы и жирных кислот в печени. Мы предполагаем, что у мышей Bl с ожирением, вызванным потреблением диеты кафетерия, проявление полового диморфизма в экспрессии генов бурого жира и печени, а также в характере транскрипционного ответа на введение FGF21 обусловлено действием половых гормонов. На следующем этапе выполнения проекта у мышей с ожирением, вызванным диетой кафетерия, будет исследовано влияние половых стероидов на экспрессию генов метаболических органов до и после введения FGF21. Мы впервые показали, что при генетическом меланокортиновом ожирении также существует половой диморфизм в реакции организма на длительное (9 дней) введение FGF21 и в транскрипционном ответе печени и белого жира на непосредственное введение FGF21. У самцов Ау экзогенный FGF21 снижал вес тела и не влиял на потребление пищи, у самок Ау – не влиял на вес тела, повышал потребление пищи и увеличивал вес печени. Т.о., фармакологические эффекты FGF21 существенно различались у самцов и самок с меланокортиновым ожирением, и у самок были, скорее, негативными, а не оздоровительными. В то же время у мышей Ау обоего пола FGF21 улучшал показатели углеводного обмена – снижал уровень инсулина в крови, хотя в большей степени это проявлялось у самцов. Т.о., снижение уровня инсулина в крови при введении FGF21 не было связано с влиянием последнего на потребление пищи, оно проявлялось как на фоне неизменного потребления пищи (у самцов Ау), так и на фоне усиленного потребления пищи (у самок Ау). Мы впервые показали, что у мышей Ау существует ярко выраженный половой диморфизм в профиле транскрипции генов печени и белого жира. Экспрессия генов печени, вовлеченных в процессы окисления жирных кислот, в регуляцию липогенеза, окисления и синтеза глюкозы de novo, а также экспрессия генов белого жира, вовлеченных в адипогенез, митохондриальный биогенез, липолиз и захват глюкозы, у Ау самок была значительно выше, чем у Ау самцов. Эти данные указывают на то, что на фоне меланокортинового генетического ожирения и в печени, и в белом абдоминальном жире обменные процессы у Ау самок идут более, интенсивно, чем у Ау самцов. Введение FGF21 снижало экспрессию многих генов в печени и белом жире только у самок и устраняло половые различия по экспрессии генов, наблюдавшиеся в контроле. Ингибирующее влияние FGF21 на экспрессию генов в печени у Ау самок в сочетании с увеличением у них потребления пищи могло быть причиной повышения абсолютного и относительного веса печени у Ау самок. Вопрос о том, связана ли вызванная введением FGF21 гипертрофия печени у Ау самок с ожирением печени требует дальнейшего изучения. В нашем исследовании впервые был описан половой диморфизм по экспрессии генов в метаболических органах на фоне ожирения различной этиологии. Эти результаты согласуются с результатами, полученными ранее другими авторами, которые показали, что более половины генов в печени и жировой ткани экспрессируется по-разному у самцов и самок (Gustavson, et al., 2010, Mauvais-Jarvis, 2015, Yang et al., 2006), однако все эти работы были выполнены либо на животных с нормальным весом, либо на голодавших животных, либо после физических нагрузок. Наши результаты показали, что на фоне диетарного и генетического ожирения экспрессия генов печени, вовлеченных в самые разнообразные процессы – окисление глюкозы, жирных кислот, синтез жирных кислот – у самок выше, чем у самцов Половые различия в экспрессии печеночных генов могли быть связаны с тем, что эстрогены играют большую роль в регуляции функции печени. Число рецепторов эстрадиола в печени значительно выше, чем в других соматических органах и равно таковому в органах репродуктивной системы (Сiana et al., 2003). На следующем этапе выполнения проекта мы планируем на фоне ожирения исследовать роль половых стероидов в регуляции профиля экспрессии генов печени, вовлеченный в углеводно-жировой обмен. Возможно, эстрогены способствуют усилению транскрипционных процессов не только в печени, но и в буром жире (диета кафетерия) и в белом жире (меланокортиновое ожирение). Экспрессия генов бурого жира (гены термогенеза, липолиза, поступления глюкозы) и белого жира (гены адипогенеза, митохондриального биогенез, липолиза и захвата глюкозы) была значительно выше у самок, чем у самцов. Эти данные предполагают, что активность бурого жира (на фоне диетарного ожирения) и обменные процессы в белом абдоминальном жире у ожиревших самок выше, чем у ожиревших самцов. Изучение профиля экспрессии генов на фоне ожирения актуально с точки зрения подбора лекарств для купирования ожирения и диабета 2 типа. Именно на фоне ожирения назначаются лекарственные препараты, в частности фибраты, которые влияют на экспрессию генов через активацию транскрипционных факторов, таких, как PPAR (Oshida et al., 2015). Полученные в работе результаты могут способствовать разработке персонального гендер-специфического подхода к лечению ожирения не только с использованием FGF21, но и с использованием других лекарственных средств, затрагивающих регуляцию транскрипционных процессов. Мы впервые показали, что FGF21 может разнонаправленно влиять на потребление корма различной энергетической плотности: усиливать потребление низкокалорийного и снижать потребление высококалорийного корма. Способность FGF21 повышать потребление пищи была показана в ряде исследований (Coskun et al., 2008, Straub, Wolfrum 2015) .Механизм его орексигенного действия не изучен. Сравнение результатов по влиянию FGF21 на потребление стандартного корма, полученных в модели диетарного ожирения, вызванного смешанной диетой, и у Ау мышей позволяет высказать предположение в отношении центральных механизмов, через которые это влияние реализуется. Ау мыши характеризуются блокадой меланокортиновых рецепторов в гипоталамусе. Через эти рецепторы осуществляется регуляция потребления пищи. Активация рецепторов подавляет аппетит, а блокада рецепторов – увеличивает аппетит, что приводит к развитию ожирения. Поскольку в эксперименте с влиянием FGF21 на потребление смешанного корма FGF21 стимулировал потребление стандартного корма и у самцов, и у самок, а у Ау мышей FGF 21 повышал потребление стандартного корма только у самок и не влиял на потребление пищи у самцов, можно предположить, что у самцов орексигенное влияние FGF21 реализуется через влияние на меланокортиновую систему гипоталамуса (заблокированную у Ау мышей), тогда как у самок задействованы дополнительные или другие центральные регуляторные пути. Полученные нами в разных моделях данные показали, что введение FGF21 снижает уровень инсулина в крови вне зависимости от пола, типа ожирения, диеты, изменений в весе тела и потреблении пищи. Возможно, FGF21 непосредственно активирует внутриклеточные инсулин-зависимые сигнальные пути. Это позволяет рассматривать FGF21 в качестве перспективного кандидата для разработки фармакологических препаратов, повышающих чувствительность к инсулину. Однако, разработка таких препаратов требует детального изучения гендер-специфических плейотропных эффектов FGF21 на потребление пищи и экспрессию генов в метаболически активных тканях при ожирении различной этиологии.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В последние десятилетия FGF21 привлекает большой интерес как метаболический регулятор, который улучшает метаболизм глюкозы и жиров, быстро снижает вес тела и массу жира, что показано на многих моделях инсулинорезистентности и ожирения (Xu et al., 2009, J Coskun et al.,. 2008; Kharitonenkov et al., 2005; Kharitonenkov et al., 2007). Целью данного проекта является изучение половых особенностей молекулярных и физиологических механизмов действия FGF21 на углеводно-жировой обмен. Исследования, выполненные в рамках данного проекта ранее, показали, что влияние фармакологических доз FGF21 на показатели углеводно-жирового обмена зависит от пола мышей и этиологии ожирения. В частности, у самцов лини C57Bl/6J (Bl) с ожирением, вызванным сладко-жирной диетой, экзогенный FGF21 снижал вес тела и оказывал антидиабетическое действие: снижал уровень циркулирующего инсулина в крови, повышал толерантность к глюкозе и экспрессию генов, вовлеченных в окисление жирных кислот в печени. У самок Bl с ожирением, вызванным тем же типом диеты, экзогенный FGF21 в меньшей степени снижал вес тела и не улучшал какие-либо метаболические показатели углеводно-жирового обмена (Bazhan et al., 2019). Мы предположили, что женские половые гормоны, в частности эстрадиол, может препятствовать проявлению благотворного влияния FGF21 на углеводно-жировой обмен. Задачей на 2019 год явилось изучение механизмов реализации половых различий в реакции на экзогенного FGF21, а именно: выяснение роли эстрадиола в реализации эффектов экзогенного FGF21. В текущем году оценивали влияние экзогенного FGF21 при раздельном и комбинированном с эстрадиолом введении на показатели углеводно-жирового обмена у овариэктомированных (ОЭ) самок мышей линии C57Bl/6J с диет-индуцированным ожирением (ДИО), вызванным потреблением сладко-жирной пищи (диета кафетерия). Оценивали фармакологическое действие FGF21 и эстрадиола на морфометрические показатели (вес тела, печени и жира), биохимические показатели крови и экспрессию генов в тканях. Сочетание овариэктомии и потребления диеты кафетерия является моделью развития ожирения у женщин после менопаузы. В нашем исследовании впервые было описано влияние FGF21 на регуляцию углеводно-жирового обмена у ОЭ ДИО самок и изучено влияние эстрадиола на эффекты FGF21. Нами было показано, что у ОЭ ДИО самок влияние FGF21 на динамику веса тела зависело от эстрадиола (Рис. 1). Введение веществ на протяжение 13 дней является легким эмоциональным стрессом, который снижает вес тела. FGF21 не влиял, а эстрадиол значительно усиливал катаболическое действие стресса. FGF21, введенный совместно с эстрадиолом, препятствовал потере веса тела, вызванной эстрадиолом. Эти результаты предполагают, что использование FGF21 для снижения веса у женщин с излишним весом в постменопаузальном периоде, которые принимают эстрогены, может привести к обратным нежелательным последствиям. В предыдущих исследованиях, проведенных в рамках выполнения проекта, мы обнаружили, что благотворное влияние FGF21 на показатели жирового обмена наблюдаются только у ожиревших самцов, но не у самок (Bazhan et al., 2019). У самцов с ДИО FGF21 снижал не только вес тела (показатель ожирения), но и уровни СЖК в крови и повышал в печени экспрессию гена Ppargc1a, который вовлечен в окисление жирных кислот. Эти эффекты рассматривали как важнейшие показатели нормализации жирового обмена при действии FGF21. Исследования 2019 года показали, что у ОЭ ДИО самок уровень СЖК в крови и экспрессия гена Ppargc1a в печени не изменялись под действием экзогенного FGF21 и эстрадиола (Табл. 3). Эти результаты предполагают, что гормональные механизмы, лежащие в основе полового диморфизма ответа этих показателей на FGF21, не связаны с действием эстрадиола, а обусловлены действиям других зависящих от пола факторов (андрогены, гормон роста, количество и типы рецепторов эстрадиола). На предыдущих этапах выполнения проекта мы впервые показали, что при ожирении FGF21 оказывал оздоравливающее влияние на метаболизм глюкозы только у самцов: повышал чувствительность к инсулину в тесте ГТТ, снижал уровень инсулина в крови, повышал экспрессию в печени гена и белка инсулинового рецептора и глюкокиназы. У самок с ДИО механизмы, регулирующие метаболизм глюкозы, оказались не чувствительными к благотворному действию FGF21 (Bazhan et al., 2019). Результаты, полученные в этом году, позволили предположить, что половой диморфизм в реакции на FGF21 со стороны механизмов, регулирующих окисление глюкозы, мог быть связан с действием эстрогенов. Так, экзогенный эстрадиол изменял показатели окисления глюкозы у ОЭ ДИО самок в том, же направлении, что и FGF21 у ДИО самцов: снижал уровень инсулина в крови, повышал чувствительность к глюкозе в тесте ГТТ, повышал в печени экспрессию генов вовлеченных, как в окисление глюкозы (Insr, Pklr (тенденция), Gck) так и в глюконеогенез (Pck1). Введение FGF21 на фоне эстрадиола не вызывало дальнейшего усиления эффектов эстрадиола на чувствительность к инсулину в ГТТ, на экспрессию генов инсулинового рецептора и глюкокиназы в печени и даже уменьшало вызванное эстрадиолом снижение циркулирующего инсулина, повышая его уровень в крови. Таким образом, половой диморфизм в реакции на FGF21 со стороны различных звеньев регуляции углеводного обмена мог быть обусловлен повышенной тем, что у самок уровень эстрадиола и его рецепторов выше, чем у самцов. Можно предположить, что эстрогены и FGF21 повышают чувствительность к инсулину через влияние на одни и те же звенья внутриклеточных сигнальных путей инсулина в печени. Суммируя результаты исследования, полученные в 2019 году на овариэктомированных ожиревших самках, и результаты, полученные ранее на мышах с ожирением, вызванным диетой кафетерия, можно сказать, что снижение веса тела под действием FGF21 наблюдалось только у самцов у самок этот эффект не проявлялся вообще или проявлялся в меньшей степени. В этом году было показано, что на фоне эстрогенов FGF21 проявлял не катаболические, но анаболические свойства. Сочетание FGF21 и эстрогенов может препятствовать способности FGF21 снижать вес тела у ожиревших самок мышей. У ожиревших самок благоприятное влияние FGF21 на показатели углеводного обмена могли не проявляться в силу того, что эстрадиол действовал на них в том же направлении, что и FGF21. Отсутствие ответа на FGF21 со стороны звеньев регуляции жирового метаболизма у самок не связаны напрямую с действием эстрадиола, но они могут отражать эстрадиол-зависимое изменение углеводного обмена или влияние других факторов, определяющих половые особенности энергетического метаболизма: уровни андрогенов, гормон роста, тип и структура эстрогеновых рецепторов. В рамках трансляционной медицины требуется проведение дальнейших исследований, направленных на выяснение специфики ответа женского организма на те гормональные воздействия, которые успешно корректируют нарушения углеводно-жирового обмена у особей мужского пола.