РОЛЬ АДИПОНЕКТИНУ, ЛЕПТИНУ ТА ЇХ СПІВВІДНОШЕННЯ У ПАТОГЕНЕЗІ ОЖИРІННЯ Й ІНСУЛІНОРЕЗИСТЕНТНОСТІ У КОНЕЙ

DOI: 10.32900/2312-8402-2025-134-251-262

Сергій БОРОВКОВ,
канд. вет. наук, доцент,
https://orcid.org/0000-0003-3021-2410,
Інститут ветеринарної медицини НААН, Київ, Україна,
Вікторія БОЙКО,
канд. вет. наук,
https://orcid.org/0000-0002-8137-3399,
Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини», Харків, Україна,
Вікторія БОРОВКОВА,
https://orcid.org/0000-0002-3422-9394,
Державний біотехнологічний університет, Харків, Україна

Ключові слова: коні, ожиріння, лептин, адипонектин, інсулінорезистентність


Метаболічний синдром у коней є поліетіологічним патологічним станом, що характеризується абдомінальним ожирінням, інсулінорезистентністю, гормональними дисфункціями та хронічним низькоградусним запаленням. Особливу увагу в патогенезі цього синдрому привертає дисбаланс адипокінів, зокрема лептину й адипонектину, який може відігравати ключову роль у розвитку метаболічних порушень. Метою дослідження було визначення змін рівнів лептину, адипонектину та їх співвідношення (leptin-to-adiponectin ratio, LAR) у коней із різним ступенем вгодованості та оцінка їх зв’язку з розвитком інсулінорезистентності.

У дослідженні було обстежено 18 клінічно здорових коней віком 5–10 років, яких розподілено на контрольну групу (n=9; BCS 4–6 за шкалою Хеннеке) та групу з ожирінням (n=9; BCS ≥7). У сироватці крові тварин визначали концентрації адипонектину та лептину методом імуноферментного аналізу, рівні глюкози та інсуліну, а також розраховували індекс чутливості до інсуліну (RISQI) та співвідношення LAR.

Результати показали, що у тварин з ожирінням рівень лептину був статистично достовірно вищим (p<0,001), а концентрація адипонектину — достовірно нижчою порівняно з контролем. Це зумовило понад трикратне зростання LAR (p<0,001), що свідчить про істотне порушення гормональної регуляції жирової тканини. Також спостерігалися підвищення глікемії та гіперінсулінемія, а також зниження RISQI, що є індикатором інсулінорезистентності у коней із надмірною вгодованістю.

Отримані результати свідчать про те, що показник LAR може бути інформативним раннім біомаркером метаболічного дистресу та інсулінорезистентності у коней. Його використання доцільне для раннього виявлення тварин групи ризику, моніторингу ефективності профілактичних заходів та обґрунтування персоніфікованих стратегій корекції раціону та фізичної активності з метою попередження ускладнень, асоційованих з метаболічним синдромом.

 

References

Beyazıt, F., & Ünsal, M. A. (2017). Obesity and insulin resistance are significant predictors of serum leptin levels. Journal of the Turkish German Gynecological Association18(3), 158–159. https://doi.org/10.4274/jtgga.2017.0027.

Buff, P. R., Dodds, A. C., Morrison, C. D., Whitley, N. C., McFadin, E. L., Daniel, J. A., Djiane, J., & Keisler, D. H. (2002). Leptin in horses: tissue localization and relationship between peripheral concentrations of leptin and body condition. Journal of animal science, 80(11), 2942–2948. https://doi.org/10.2527/2002.80112942x.

Cornier, M. A., Dabelea, D., Hernandez, T. L., Lindstrom, R. C., Steig, A. J., Stob, N. R., Van Pelt, R. E., Wang, H., & Eckel, R. H. (2008). The metabolic syndrome. Endocrine reviews29(7), 777–822. https://doi.org/10.1210/er.2008-0024.

Correia, M. L., & Rahmouni, K. (2006). Role of leptin in the cardiovascular and endocrine complications of metabolic syndrome. Diabetes, obesity & metabolism8(6), 603–610. https://doi.org/10.1111/j.1463-1326.2005.00562.x.

de Git, K. C. G., Peterse, C., Beerens, S., Luijendijk, M. C. M., van der Plasse, G., la Fleur, S. E., & Adan, R. A. H. (2018). Is leptin resistance the cause or the consequence of diet-induced obesity?. International journal of obesity (2005)42(8), 1445–1457. https://doi.org/10.1038/s41366-018-0111-4.

Després, J. P., & Lemieux, I. (2006). Abdominal obesity and metabolic syndrome. Nature444(7121), 881–887. https://doi.org/10.1038/nature05488.

Eckel, R. H., Grundy, S. M., & Zimmet, P. Z. (2005). The metabolic syndrome. Lancet (London, England)365(9468), 1415–1428. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)66378-7.

Esteghamati, A., Khalilzadeh, O., Anvari, M., Rashidi, A., Mokhtari, M., & Nakhjavani, M. (2009). Association of serum leptin levels with homeostasis model assessment-estimated insulin resistance and metabolic syndrome: the key role of central obesity. Metabolic syndrome and related disorders7(5), 447–452. https://doi.org/10.1089/met.2008.0100.

Frühbeck, G., Catalán, V., Rodríguez, A., & Gómez-Ambrosi, J. (2018). Adiponectin-leptin ratio: A promising index to estimate adipose tissue dysfunction. Relation with obesity-associated cardiometabolic risk. Adipocyte7(1), 57–62. https://doi.org/10.1080/21623945.2017.1402151.

Frühbeck, G., Catalán, V., Rodríguez, A., Ramírez, B., Becerril, S., Salvador, J., Portincasa, P., Colina, I., & Gómez-Ambrosi, J. (2017). Involvement of the leptin-adiponectin axis in inflammation and oxidative stress in the metabolic syndrome. Scientific reports7(1), 6619. https://doi.org/10.1038/s41598-017-06997-0.

Gairolla, J., Kler, R., Modi, M., & Khurana, D. (2017). Leptin and adiponectin: pathophysiological role and possible therapeutic target of inflammation in ischemic stroke. Reviews in the neurosciences28(3), 295–306. https://doi.org/10.1515/revneuro-2016-0055.

Galic, S., Oakhill, J. S., & Steinberg, G. R. (2010). Adipose tissue as an endocrine organ. Molecular and cellular endocrinology316(2), 129–139. https://doi.org/10.1016/j.mce.2009.08.018.

Gauff, F., Patan-Zugaj, B., & Licka, T. F. (2013). Hyperinsulinaemia increases vascular resistance and endothelin-1 expression in the equine digit. Equine veterinary journal45(5), 613–618. https://doi.org/10.1111/evj.12040.

Gutch, M., Kumar, S., Razi, S., Gupta, K., & Gupta, A. (2015). Assessment of insulin sensitivity/resistance. Indian journal of endocrinology and metabolism19(1), 160. http://dx.doi.org/10.4103/2230-8210.146874.

Han, S. K., Seo, M. J., Lee, T., & Kim, M. Y. (2024). Effectiveness of the ALT/AST ratio for predicting insulin resistance in a Korean population: A large-scale, cross-sectional cohort study. PloS one19(5), e0303333. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0303333.

Harker, I. J., Harris, P. A., & Barfoot, C. F. (2011). The body condition score of leisure horses competing at an unaffiliated championship in the UK. Journal of Equine Veterinary Science31(5‒6), 253–254. http://dx.doi.org/10.1016/j.jevs.2011.03.058.

Hart, K. A., Wochele, D. M., Norton, N. A., McFarlane, D., Wooldridge, A. A., & Frank, N. (2016). Effect of age, season, body condition, and endocrine status on serum free cortisol fraction and insulin concentration in horses. Journal of veterinary internal medicine, 30(2), 653–663. https://doi.org/10.1111/jvim.13839.

Hemat Jouy, S., Mohan, S., Scichilone, G., Mostafa, A., & Mahmoud, A. M. (2024). Adipokines in the crosstalk between adipose tissues and other organs: implications in cardiometabolic diseases. Biomedicines12(9), 2129. https://doi.org/10.3390/biomedicines12092129.

Kamei, N., Tobe, K., Suzuki, R., Ohsugi, M., Watanabe, T., Kubota, N., Ohtsuka-Kowatari, N., Kumagai, K., Sakamoto, K., Kobayashi, M., Yamauchi, T., Ueki, K., Oishi, Y., Nishimura, S., Manabe, I., Hashimoto, H., Ohnishi, Y., Ogata, H., Tokuyama, K., Tsunoda, M., … Kadowaki, T. (2006). Overexpression of monocyte chemoattractant protein‑1 in adipose tissues causes macrophage recruitment and insulin resistance. The Journal of biological chemistry281(36), 26602–26614. https://doi.org/10.1074/jbc.M601284200.

Kang, Y., Park, H. J., Kang, M. I., Lee, H. S., Lee, S. W., Lee, S. K., & Park, Y. B. (2013). Adipokines, inflammation, insulin resistance, and carotid atherosclerosis in patients with rheumatoid arthritis. Arthritis research & therapy15(6), R194. https://doi.org/10.1186/ar4384.

Kaufman, K. L., Suagee-Bedore, J. K., Johnson, S. E., Ely, K. M., Ghajar, S. J., & McIntosh, B. M. (2025). Horses with previous episodes of laminitis have altered insulin responses to seasonal oral sugar testing and grazing compared to horses with no known history of laminitis. Journal of equine veterinary science145, 105254. https://doi.org/10.1016/j.jevs.2024.105254.

Khan, M., & Joseph, F. (2014). Adipose tissue and adipokines: the association with and application of adipokines in obesity. Scientifica2014, 328592. https://doi.org/10.1155/2014/328592.

Krause, M. P., Liu, Y., Vu, V., Chan, L., Xu, A., Riddell, M. C., Sweeney, G., & Hawke, T. J. (2008). Adiponectin is expressed by skeletal muscle fibers and influences muscle phenotype and function. American journal of physiology. Cell physiology295(1), C203–C212. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00030.2008.

Liu, Y., Palanivel, R., Rai, E., Park, M., Gabor, T. V., Scheid, M. P., Xu, A., & Sweeney, G. (2015). Adiponectin stimulates autophagy and reduces oxidative stress to enhance insulin sensitivity during high-fat diet feeding in mice. Diabetes64(1), 36–48. https://doi.org/10.2337/db14-0267.

Mark, A. L., Correia, M. L., Rahmouni, K., & Haynes, W. G. (2002). Selective leptin resistance: a new concept in leptin physiology with cardiovascular implications. Journal of hypertension20(7), 1245–1250. https://doi.org/10.1097/00004872-200207000-00001.

Marycz, K., Kornicka, K., Szlapka-Kosarzewska, J., & Weiss, C. (2018). Excessive endoplasmic reticulum stress correlates with impaired mitochondrial dynamics, mitophagy and apoptosis, in liver and adipose tissue, but not in muscles in EMS horses. International journal of molecular sciences19(1), 165. http://dx.doi.org/10.3390/ijms19010165.

Monteiro, R., & Azevedo, I. (2010). Chronic inflammation in obesity and the metabolic syndrome. Mediators of inflammation2010, 289645. https://doi.org/10.1155/2010/289645.

Moonishaa, T., Nanda, S., Shamraj, M., Sivaa, R., Sivakumar, P., & Ravichandran, K. (2017). Evaluation of leptin as a marker of insulin resistance in type 2 diabetes mellitus. International journal of applied and basic medical research7(3), 176. http://dx.doi.org/10.4103/ijabmr.ijabmr_278_16.

Napoli, G., Pergola, V., Basile, P., De Feo, D., Bertrandino, F., Baggiano, A., Mushtaq, S., Fusini, L., Fazzari, F., Carrabba, N., Rabbat, M. G., Motta, R., Ciccone, M. M., Pontone, G., & Guaricci, A. I. (2023). Epicardial and pericoronary adipose tissue, coronary inflammation, and acute coronary syndromes. Journal of clinical medicine12(23), 7212. https://doi.org/10.3390/jcm12237212.

Nguyen T. M. D. (2020). Adiponectin: Role in Physiology and Pathophysiology. International journal of preventive medicine11, 136. https://doi.org/10.4103/ijpvm.IJPVM_193_20.

Oda, N., Imamura, S., Fujita, T., Uchida, Y., Inagaki, K., Kakizawa, H., Hayakawa, N., Suzuki, A., Takeda, J., Horikawa, Y., & Itoh, M. (2008). The ratio of leptin to adiponectin can be used as an index of insulin resistance. Metabolism: clinical and experimental57(2), 268–273. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2007.09.011.

Qiao, L., Kinney, B., Yoo H. S., Lee, B., Schaack, J., & Shao, J. (2012). Adiponectin increases skeletal muscle mitochondrial biogenesis by suppressing mitogen-activated protein kinase phosphatase-1. Diabetes61(6), 1463–1470. https://doi.org/10.2337/db11-1475.

Radin, M. J., Sharkey, L. C., & Holycross, B. J. (2009). Adipokines: a review of biological and analytical principles and an update in dogs, cats, and horses. Veterinary clinical pathology38(2), 136–156. https://doi.org/10.1111/j.1939-165X.2009.00133.x.

Rasouli, N., & Kern, P. A. (2008). Adipocytokines and the metabolic complications of obesity. The Journal of clinical endocrinology and metabolism93(11 Suppl 1), S64–S73. https://doi.org/10.1210/jc.2008-1613.

Reilly, M. P., Iqbal, N., Schutta, M., Wolfe, M. L., Scally, M., Localio, A. R., Rader, D. J., & Kimmel, S. E. (2004). Plasma leptin levels are associated with coronary atherosclerosis in type 2 diabetes. The Journal of clinical endocrinology and metabolism89(8), 3872–3878. https://doi.org/10.1210/jc.2003-031676.

Robin, C. A., Ireland, J. L., Wylie, C. E., Collins, S. N., Verheyen, K. L., & Newton, J. R. (2015). Prevalence of and risk factors for equine obesity in Great Britain based on owner-reported body condition scores. Equine veterinary journal47(2), 196–201. https://doi.org/10.1111/evj.12275.

Rueda-Clausen, C. F., Lahera, V., Calderón, J., Bolivar, I. C., Castillo, V. R., Gutiérrez, M., Carreño, M., Oubiña, M.delP., Cachofeiro, V., & López-Jaramillo, P. (2010). The presence of abdominal obesity is associated with changes in vascular function independently of other cardiovascular risk factors. International journal of cardiology139(1), 32–41. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2008.09.005.

Tian, F., Luo, R., Zhao, Z., Wu, Y., & Ban, D.j (2010). Blockade of the RAS increases plasma adiponectin in subjects with metabolic syndrome and enhances differentiation and adiponectin expression of human preadipocytes. Experimental and clinical endocrinology & diabetes : official journal, German Society of Endocrinology [and] German Diabetes Association118(4), 258–265. https://doi.org/10.1055/s-0029-1237706.

Tong, H. V., Luu, N. K., Son, H. A., Hoan, N. V., Hung, T. T., Velavan, T. P., & Toan, N. L. (2017). Adiponectin and pro-inflammatory cytokines are modulated in Vietnamese patients with type 2 diabetes mellitus. Journal of diabetes investigation8(3), 295–305. https://doi.org/10.1111/jdi.12579.

Wang, B., Guo, H., Li, X., Yue, L., Liu, H., Zhao, L., Bai, H., Liu, X., Wu, X., & Qu, Y. (2018). Adiponectin attenuates oxygen-glucose deprivation-induced mitochondrial oxidative injury and apoptosis in hippocampal HT22 cells via the JAK2/STAT3 Pathway. Cell transplantation27(12), 1731–1743. https://doi.org/10.1177/0963689718779364.

Wang, Y., Ali, Y., Lim, C. Y., Hong, W., Pang, Z. P., & Han, W. (2014). Insulin-stimulated leptin secretion requires calcium and PI3K/Akt activation. The Biochemical journal458(3), 491–498. https://doi.org/10.1042/BJ20131176.

Wannamethee, S. G., Tchernova, J., Whincup, P., Lowe, G. D., Kelly, A., Rumley, A., Wallace, A. M., & Sattar, N. (2007). Plasma leptin: associations with metabolic, inflammatory and haemostatic risk factors for cardiovascular disease. Atherosclerosis191(2), 418–426. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2006.04.012.

Wasim, M., Awan, F. R., Najam, S. S., Khan, A. R., & Khan, H. N. (2016). Role of leptin deficiency, inefficiency, and leptin receptors in obesity. Biochemical genetics54(5), 565–572. https://doi.org/10.1007/s10528-016-9751-z.

Wray, H., Elliott, J., Bailey, S. R., Harris, P. A., & Menzies-Gow, N. J. (2013). Plasma concentrations of inflammatory markers in previously laminitic ponies. Equine veterinary journal45(5), 546–551. https://doi.org/10.1111/evj.12031.

Wyse, C. A., McNie, K. A., Tannahill, V. J., Murray, J. K., & Love, S. (2008). Prevalence of obesity in riding horses in Scotland. The Veterinary record162(18), 590–591. https://doi.org/10.1136/vr.162.18.590.

Yadav, A., Kataria, M. A., Saini, V., & Yadav, A. (2013). Role of leptin and adiponectin in insulin resistance. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry417, 80–84. https://doi.org/10.1016/j.cca.2012.12.007.

Zhang, L., Yuan, M., Zhang, L., Wu, B., & Sun, X. (2019). Adiponectin alleviates NLRP3-inflammasome-mediated pyroptosis of aortic endothelial cells by inhibiting FoxO4 in arteriosclerosis. Biochemical and biophysical research communications514(1), 266–272. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2019.04.143.

Zhao, S., Kusminski, C. M., Elmquist, J. K., & Scherer, P. E. (2020). Leptin: Less Is More. Diabetes69(5), 823–829. https://doi.org/10.2337/dbi19-0018.

Zhou, Y., & Rui, L. (2013). Leptin signaling and leptin resistance. Frontiers of medicine7(2), 207–222. https://doi.org/10.1007/s11684-013-0263-5.

Мельник, А. А., Фурман, О. В., Руденко, А. А., Дзісь, Н. П., Хитрук, К. М., & Хитрук, С. В. (2024). Порівняння інформативності індексів HOMA та Матсуда, як провідних діагностичних показників інсулінорезистентності. Клінічна та профілактична медицина, (7), 38‒43. https://doi.org/10.31612/2616-4868.7.2024.04.