4.1.1. Những thay đổi về sinh trắc học
Béo phì trên động vật thực nghiệm được xây dựng bằng nhiều mô hình khác nhau là tùy theo mục đích nghiên cứu. Mỗi mô hình gây béo phì trên động vật thực nghiệm có các chùm dấu hiệu chỉ điểm béo phì giống và khác nhau, với cả các chỉ số liên quan hình thái, tiêu thụ và chuyển hóa. Nhìn chung, chủ yếu là các dấu hiệu: sự tăng trọng lượng cơ thể hoặc tăng lượng chất béo trong cơ thể, giảm tiêu hao năng lượng, có hay không sự thay đổi nồng độ glucose máu, kháng insulin, rối loạn chuyển hóa lipid máu và các marker khác như nồng độ leptin, các yếu tố viêm, adiponectin… [20], [122].
Chế độ ăn giàu chất béo đã được sử dụng để gây béo phì trên động vật ở nhiều nghiên cứu trên thế giới, với những báo cáo về các dấu hiệu tương tự như béo phì ở người [16], [117], [165], [166]. Các nghiên cứu đã chỉ ra với chế độ ăn giàu béo có hàm lượng chất béo từ 30% - 60% tổng lượng thức ăn nạp vào đều dẫn đến phát triển béo phì. Các nghiên cứu cũng cho thấy dùng chế độ ăn giàu chất béo gây mô hình béo phì, chuột đều có sự tăng cân và/hoặc tăng lượng chất béo trong cơ thể, rối loạn chuyển hóa lipid (tăng nồng độ triglycerid, tăng cholesterol và LDL-C, còn nồng độ HDL–C thấp hơn so với ở các chuột ăn chế độ thường) [115], [116], [117], [132], [167]. Trong nghiên cứu này, theo công thức chế độ ăn gây béo phì trên chuột cống của Seo và cs. (2012) [121], chúng tôi tiến hành gây mô hình chuột béo phì với dự định làm tăng lipid máu trên chuột cống đực Wistar 8 tuần tuổi bằng chế độ ăn cao năng giàu chất béo với hàm lượng chất béo là 38,9 % tổng lượng thức ăn tiêu thụ ở nhóm chuột ăn chế độ cao năng giàu chất béo, 15,1% lượng chất béo cho nhóm chuột ăn chế độ thường. Bờn cạnh đú là theo dừi những thay đổi về hỡnh thỏi phản ỏnh trạng thỏi tăng thể trọng và chuyển hóa tăng tạo lipid trong cơ thể. Các kết quả tổng hợp đã cho thấy sự thành công của mô hình, thể hiện qua nhiều chỉ tiêu nghiên cứu, gồm trọng lượng và các số đo sinh trắc khác (chiều dài, vòng ngực, vòng bụng, tỷ lệ thể trọng/chiều dài), tăng năng lượng tiêu thụ thức ăn và nồng độ các thành phần lipid máu và nồng độ glucose máu. Về hình thể, chuột ăn chế độ cao năng có sự tăng cân nhiều hơn, các chỉ số hình thái (chiều dài, vòng ngực, vòng bụng) cao hơn và thay đổi nồng độ các thành phần lipid máu theo xu hướng không có lợi (cholesterol và triglycerid máu, LDL-C cao hơn và nồng độ HDL–C thấp hơn) so với ở nhóm chuột ăn chế độ thường sau một số tuần nuôi, mà ở thời điểm trước khi tiến hành thực nghiệm thì chưa có sự khác biệt. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng tương đồng với một số nghiên cứu của các tác giả trước đây về gây mô hình béo phì bằng chế độ ăn cao năng giàu chất béo [115], [120], [121], [132]. Với sự tương đồng về môi trường và sự chăm sóc nhưng có sự
khác biệt trong các số đo hình thể và lipid, gợi ý tới nguyên do có thể từ khác biệt của chế độ ăn. Trong nghiên cứu này, mặc dù hầu như tất cả các chỉ số nghiờn cứu đều cho thấy sự khỏc biệt rừ giữa nhúm chuột ăn thức ăn cao năng giàu chất béo với chuột ăn thức ăn thường sau một vài tuần nuôi, nhưng sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm nghiên cứu ở hai nhóm chỉ số nghiên cứu có những đặc điểm khác nhau. Sự khác biệt về cân nặng, vòng ngực giữa hai nhúm thấy rừ từ cuối tuần nuụi 5, cũn sự khỏc biệt về chiều dài thấy rừ từ cuối tuần nuụi thứ 2 và số đo vũng bụng thấy rừ từ cuối tuần nuụi thứ 4, trong khi sự khỏc biệt về nồng độ triglycerid và cholesterol mỏu thấy rừ ở cuối tuần nuụi 4 và khác biệt càng lớn hơn ở cuối tuần 6. Kết quả này cũng tương đồng với một số nghiên cứu trước đây cho thấy sự khác biệt về cân nặng đạt được từ tuần thứ 6 đến tuần thứ 8 [115], [120], [121]. Nghiên cứu của Seo và cs. (2012) sử dụng lượng chất béo trong chế độ ăn để gây béo phì chiếm 38,9% tổng lượng thức ăn cho nhóm chuột cống đực Sprague-Dawley 4 tuần tuổi, cho thấy chuột có cân nặng và chỉ số lipid máu lớn hơn so với nhóm ăn thường sau 8 tuần ăn giàu chất béo [121]. Hay nghiên cứu của Lim và cs. (2016) cho thấy chuột béo phì từ tuần thứ 8 khi sử dụng chuột cống Sprague-Dawley (166,02 ± 19,63 g), với chế độ ăn có lượng chất béo chiếm 52% tổng lượng thức ăn [115]. Tuy nhiên, Furnes và cs. (2009) cho thấy khi nuôi chuột cống đực Sprague-Dawley được 3 tuần tuổi bằng chế độ ăn cao năng với 60% chất béo, chuột trở nên béo phì ở tuần thứ 9 và có thể muộn hơn [116]. Còn nghiên cứu của Jacobsen và cs. [17] lại cho thấy từ tuần thứ 4 thực nghiệm, chuột ăn thức ăn cao năng có cân nặng trung bình lớn hơn rừ so với của nhúm chứng. Nghiờn cứu của Oslen và cộng sự (2017), sử dụng chuột cống Sprague-Dawley 5 tuần tuổi thấy chuột béo phì có cân nặng và nồng độ lipid máu cao hơn có ý nghĩa so với nhóm ăn chế độ thường từ tuần 13, với chất béo là 55% tổng lượng thức ăn [165]. Các nghiên cứu khác nhau có khoảng thời gian để chuột phát triển béo phì là khác nhau. Chúng tôi cho rằng có thể thời gian để đạt tới trạng thái béo phì phụ thuộc vào một số yếu tố như điều
kiện nuôi, lượng chất béo trong thức ăn, cách chế biến, giống chuột và có thể cả tuổi, cân nặng ban đầu và giới tính của chuột. Cụ thể, khi chế biến thức ăn đảm bảo chất lượng và thích hợp với chuột thì lượng thức ăn chúng tiêu thụ nhiều hơn và vì vậy sẽ dễ đạt được trạng thái thừa cân và béo phì. Năng lượng tiêu thụ (kcal) là cần thiết để phát triển thừa cân béo phì, tăng lượng calo tiêu thụ có thể dẫn tới sự tăng cân và chất béo trong cơ thể. Lượng calo tiêu thụ ở một đôi thời điểm có thể thay đổi theo lượng thức ăn, nên việc tạo sự ổn định trong lượng tiêu thụ thức ăn giữa cỏc nhúm động vật, để từ đú cú những biểu hiện rừ trong cỏc dấu ấn béo phì cũng là điểm cần lưu ý trong tạo mô hình trên động vật dùng chế độ ăn cao năng. Điều này được chứng minh qua những nghiên cứu trước đây, đó là lượng thức ăn chuột ăn hàng ngày ở các nghiên cứu khác nhau là tương đối khác nhau [18], [115] và cả ở nghiên cứu của chúng tôi. Kết quả của chúng tôi cho thấy lượng tiêu thụ thức ăn của nhóm chuột ăn chế độ giàu chất béo tăng dần qua 7 tuần nuôi và tăng cao hơn so với nhóm chuột ăn chế độ thường. Chuột tiêu thụ lượng thức ăn lớn hơn từ lượng thức ăn cao năng lượng giàu chất béo, lượng thức ăn dư thừa và dự trữ sẽ tích lũy dưới dạng mỡ và dự trữ ở lớp mỡ dưới da và các cơ quan nội tạng. Điều đó làm kích thước vòng ngực và vòng bụng sẽ cao. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng nhóm chuột ăn chế độ cao năng giàu béo có vòng ngực và vòng bụng cao hơn có ý nghĩa so với của nhóm ăn chế độ thường. Điều này phù hợp với một số nghiên cứu khác trước đây khi nghiên cứu các chỉ số sinh trắc học và dấu hiệu của béo phì trên động vật thực nghiệm [124]. Nghiên cứu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng tỷ lệ thể trọng chiều dài của chuột ăn giàu chất béo cao hơn so với nhóm ăn thường song chưa đạt mức có ý nghĩa thống kê. Kết quả nghiên cứu này có thể do chất lượng thức ăn tốt, tuổi và trọng lượng chuột khi bắt đầu thực nghiệm có thể tương ứng với đang giai đoạn tăng trưởng phát triển mạnh, chiều dài chuột phát triển nhanh hơn, nên dù có tăng ở cả các chỉ số hình thái ở chuột ăn giàu béo (vòng ngực, vòng bụng) song phân độ béo phì tương tự như chỉ số khối cơ thể ở động vật vẫn
chưa rừ nột so với ở nhúm ăn thường. Tương tự, điều kiện nuụi như số chuột nuôi/chuồng, môi trường v.v. đều ảnh hưởng nhất định đến quá trình ăn uống, sự tăng cân và phát triển của chuột. Tuổi chuột càng già, trọng lượng ban đầu của chuột khi bắt đầu thực nghiệm càng lớn thì sự phát triển của chuột sẽ chậm hơn là tuổi chuột còn non. Hơn nữa giới tính chuột cũng ảnh hưởng phần nào tới sự phát triển béo phì. Chuột đực trưởng thành tăng cân nhiều hơn và nhanh hơn so với chuột cái, nhưng đến giai đoạn tương ứng độ trung niên thì lại ngược lại [122]. Bởi vậy, để đạt được sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về cân nặng giữa nhóm chuột ăn thức ăn cao năng giàu chất béo so với ở nhóm chuột ăn thức ăn thường cần thời gian thực nghiệm theo dừi dài hơn, tỡm hiểu trờn cỏc nhúm tương ứng với nhiều hơn các giai đoạn trong quá trình phát triển của vòng đời chuột. Ở các nghiên cứu khác nhau, tuổi chuột cũng như trọng lượng ban đầu của chuột có sự khác biệt nhất định, điều này phần nào giải thích cho sự khác nhau về thời điểm thấy rừ sự khỏc biệt về thể trọng của hai nhúm chuột trong nghiên cứu hiện tại so với các nghiên cứu trước đây [116], [165].
4.1.2. Thay đổi chuyển hóa lipid máu và glucose máu
Một trong những hậu quả và cũng là dấu hiệu của thừa cân, béo phì là rối loạn chuyển hóa, trong đó có rối loạn chuyển hóa lipid và rối loạn chuyển hóa đường [122], [123], [166 ]. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy không có sự khác biệt về nồng độ glucose máu giữa hai nhóm chuột ăn thường và ăn giàu chất béo, mặc dù nhóm ăn giàu chất béo có xu hướng cao hơn qua các tuần nuôi.
Điều này cũng phù hợp với một trong các dấu hiệu của động vật béo phì bằng chế độ ăn giàu chất béo [99], [122] và một số nghiên cứu khác [17]. Bên cạnh các chỉ số về hình thái phản ánh tình trạng béo phì như thể trọng, chiều dài, vòng ngực và vòng bụng của chuột, sự tăng lipid máu ở các chỉ số triglycerid, cholesterol toàn phần, LDL-cholesterol và giảm HDL-cholesterol máu ở chuột ăn giàu chất béo so với chuột ăn thường được coi là những chỉ số phản ánh tin cậy về tình trạng béo phì [17], [18], [116], [121], [122]. Tăng các chỉ số lipid máu cũng gián tiếp phản ánh tăng yếu tố nguy cơ bệnh lý tim mạch. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy sự tăng lipid máu xuất hiện trước sự tăng cân nặng. Nồng độ triglycerid máu ở cuối tuần thứ 4, nồng độ cholesterol máu ở cuối tuần thứ 2 ở nhóm ăn giàu chất béo có sự tăng khác biệt so với ở nhóm ăn thường. Ở cuối tuần thứ 6, nồng độ triglycerid và cholesterol máu ở nhóm chuột ăn chế độ cao năng đều gấp đôi so với của nhóm ăn chế độ thường và cũng cao hơn hẳn so với ở cuối tuần 4. Nồng độ HDL-cholesterol và LDL-cholesterol sau 7 tuần có sự khác biệt giữa hai nhóm. Kết quả của chúng tôi cũng tương tự với một số nghiên cứu khác như của Jacobsen và cs. (2017) nghiên cứu trên chuột cống Wistar 7 tuần tuổi với chế độ ăn giàu béo là 42,9% thấy nồng độ cholesterol và LDL- cholesterol cao hơn có ý nghĩa so với nhóm ăn chế độ thường từ tuần thứ 4 [17].
Nghiên cứu của Novelli và cs. (2006) cũng cho thấy nồng độ triglycerid, LDL-C và cholessterol máu cao hơn ở nhóm gây béo phì so với ở nhóm ăn thường từ tuần thứ 4 [124]. Hay nghiên cứu của Pathan và cs. (2008) cho chuột cống đực 8-9 tuần tuổi ăn chế độ giàu chất béo cũng cho thấy cân nặng, nồng độ triglycerid và cholesterol máu cao hơn nhóm ăn chế độ thường sau 4 tuần [136].
Một số nghiên cứu khác chỉ ra rằng nhóm chuột ăn giàu chất béo có nồng độ cholesterol, LDL-cholesterol và triglycerid máu cao hơn chuột ăn chế độ thường nhưng khoảng thời gian muộn hơn [116], [117], [121], [136]. Furnes và cs.
(2009) cho thấy chuột ăn chế độ giàu béo có nồng độ triglycerid và cholessterol máu cao hơn chuột ăn chế độ thường sau 9 tuần [116]. Seo và cs. (2012) thấy tăng cả nồng độ triglycerid, cholesterol và LDL-C ở nhóm chuột ăn chế độ giàu chất béo so với nhóm ăn thường sau 8 tuần [121]. Coi sự tăng lipid máu là chỉ số phản ánh tin cậy về tình trạng béo phì bên cạnh tăng thể trọng, chỉ số đó thấy tăng rừ ở nhúm gõy mụ hỡnh, cho thấy sự hợp lý của chế độ ăn gõy mụ hỡnh, sự thành công của phương pháp gây mô hình béo phì hiện tại. Để khẳng định hơn nữa sự thành công của mô hình, chúng tôi tiến hành làm mô bệnh học một số tạng là gan, thận và lách của hai nhóm chuột ăn thường và ăn giàu béo. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, trên hình ảnh vi thể mô học của gan ở nhóm chuột ăn thường chủ yếu không có hình ảnh thoái hóa mỡ, trong khi đó ở nhóm chuột ăn chế độ giàu béo có hình ảnh thoái hóa mỡ dạng giọt nhỏ và to với tỷ lệ số chuột có thoái hóa mỡ nhiều hơn có ý nghĩa so với ở nhóm ăn thường. Trên hình ảnh mô học của thận và lách, cả hai nhóm chuột ăn thường và ăn giàu béo đều không có hình ảnh thoái hóa mỡ. Gan là cơ quan chủ yếu chuyển hóa lipid, các yếu tố kích thích tăng tổng hợp lipoprotein ở gan thường dẫn đến tăng tổng hợp triglycerid và cholesterol huyết tương. Với chế độ ăn giàu chất béo và hàm lượng cholesterol cao, mỡ hấp thu từ ruột rồi chuyển đến gan, gan chuyển hóa thành nhiều dạng mỡ khác nhau để đưa vào máu – từ đó chuyên chở khắp nơi trong cơ thể. Tăng nồng độ triglycerid, cholesterol huyết tương dễ dẫn tới làm gan nhiễm mỡ. Chính vì vậy, nhóm chuột ăn chế độ cao năng giàu chất béo có nồng độ triglycerid, cholesterol cao hơn so với nhóm ăn thường và tỷ lệ trên hình ảnh mô bệnh học có hình ảnh thoái hóa mỡ trong nhu mô gan cao, còn ở nhóm ăn thường phần lớn không có hình ảnh thoái hóa mỡ trong nhu mô gan.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với một số các nghiên cứu khác về những biểu hiện rối loạn chuyển hóa mỡ ở các tạng [45], [46], [121], [125].
4.1.3. Đánh giá sự biến đổi hành vi
4.1.3.1. Vận động, khám phá trong môi trường mở
Béo phì không chỉ ở biểu lộ những thay đổi về hình thể, sinh trắc, mà là những thay đổi trong nhiều hoạt động chuyển hóa, nên có những tác động lên cả hành vi, cảm xúc, trí nhớ, nhận thức. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc ăn chế độ cao năng giàu chất béo có thể làm ảnh hưởng đến hành vi động vật [21], [22], [24],[53], [134], [138].
Bài tập vận động trong môi trường mở được dùng khá phổ biến để đánh giá khả năng vận động, khám phá và một số “cảm xúc” của động vật gặm nhấm [24], [140]. Trong môi trường cho hoạt động tự do, vận động thường song hành với quá trình khám phá. Các chỉ tiêu nghiên cứu dùng để biểu đạt đánh giá khả năng này là quãng đường vận động, thời gian vận động, tốc độ vận động của chuột ở toàn bộ môi trường mở và ở các vùng của môi trường mở (tùy thiết kế nghiên cứu; ví dụ: vùng trung tâm và vùng ngoại vi). Trong nghiên cứu của chúng tôi thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm nghiên cứu ở cả ba chỉ tiêu nghiên cứu, gồm tốc độ vận động trung bình, quãng đường vận động và thời gian vận động ở toàn bộ môi trường cũng như ở vùng ngoại vi của môi trường mở, với thực tế là chuột gây béo phì bằng thức ăn cao năng giàu chất béo có quãng đường vận động, tốc độ vận động trung bình và thời gian vận động thấp hơn so với chuột được ăn chế độ thường. Kết quả cũng cho thấy chuột ăn chế độ giàu chất béo giảm khả năng vận động khám phá, thể hiện là khi được đưa vào môi trường mở chúng di chuyển ở tất cả các khu vực ít hơn so với nhóm ăn chế độ thường. Lalanza và cs. (2014) đã so sánh hoạt động vận động giữa chuột cống béo phì và chuột không béo phì được tạo bởi các chế độ ăn khác nhau [22], đã sử dụng bài tập môi trường mở để đánh giá khả năng vận động với các chỉ tiêu nghiên cứu là
quãng đường vận động và tốc độ vận động, cũng cho thấy giảm về quãng đường vận động trên chuột được gây béo phì so với chuột bình thường [22].
Gần đây, nghiên cứu của Aaron và cs. (2020) cho thấy chuột béo phì bằng ăn giàu chất béo cho thấy giảm vận động và tăng sự lo âu khi sử dụng bài tập vận động trong môi trường mở so với nhóm ăn chế độ thường [167]. Nghiên cứu của Han và cs. (2021) cũng cho thấy chuột béo phì ăn bởi chế độ ăn giàu chất béo có sự tăng cân, giảm vận động và tăng lo âu so với chuột ăn chế độ thường. Nghiên cứu cho thấy có sự giảm nồng độ dopamin, thụ thể dopamin D2 và chất vận chuyển dopamin ở chuột gây béo phì [168]. Kết quả này cũng được thấy ở một số nghiên cứu khác như Schroeder và cs. (2011) [53], Arika và cs. (2019) [138].
Để cú bằng chứng rừ ràng hơn, chỳng tụi tiến hành phõn tớch thời gian đứng yên trên tất cả nhóm nghiên cứu. Kết quả của chúng tôi cho thấy thời gian đứng yên ở nhóm chuột gây béo phì bằng chế độ ăn cao năng giàu chất béo cao hơn có ý nghĩa thống kê so với nhóm chuột được ăn chế độ thường.
Chuột ăn cao năng giàu chất béo có thời gian vận động ít hơn và thời gian đứng yên nhiều hơn so với nhóm chuột ăn chế độ thường, cho thấy chúng không tích cực vận động, mà đứng yên nhiều hơn. Người ta ghi nhận có xu hướng tăng thời gian đứng yên trên chuột được gây béo phì bằng thức ăn cao năng [25]. Kết quả chung này cho thấy tình trạng giảm vận động trên chuột gây béo phì trong mô hình nghiên cứu của chúng tôi.
Bản năng của động vật là thích khám phá. Hoạt động khám phá chính là sự tò mò, sự cuốn hút tới một hay một số đối tượng nào đó để khám phá, tìm hiểu [24], [140]. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng giảm vận động khám phá và tăng sự lo âu là hiện tượng dễ thấy ở chuột béo phì so với chuột bình thường [22], [53], [138], [167], [168]. Các tác giả sử dụng bài tập vận động trong môi trường mở và bài tập vận động trong mê lộ chữ thập để đánh giá cảm xúc lo âu trên động vật. Lanza và cs. (2014) [22] cho thấy có sự giảm