Острый токсический гепатит у крыс

Оглавление диссертации Равилова, Юлия Равильевна :: 2002 :: Новосибирск

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ Стр.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Роль печени в поддержании постоянства внутренней среды организма

1.2. Диагностическое значение исследования функциональных проб печени. Сывороточные маркеры повреждения печени

1.3. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита организма

1.4. Особенности биотрансформации лекарственных веществ в печени

1.5. Патофизиология повреждения печени гепатотропными ядами

1.5.1. Патогенетические механизмы повреждения печени тетрахлорме-таном

1.5.2. Механизм повреждения печени этанолом

1.6. Коррекция токсического поражения печени

1.6.1. Эффективность природных антиоксидантов при хронических диффузных заболеваниях печени в клинике и эксперименте

1.6.2. Биофлавоноиды пятилистника кустарникового в медицине.

1.7. Обоснование применения биофлавоноидов при хронических гепатитах

Введение диссертации по теме "Патологическая физиология", Равилова, Юлия Равильевна, автореферат

В связи с прогресструюшим ухудшением экологической юбетановки человек все более активно поддвергается воздействию химических веществ техногенного происхождения (Николаев С.М. 1992). За период цивилизации в биосферу было внесено более 1 млн. новых химических соединений (Вольфовская Р.Н., Буданова Л.Ф. 1981). Известно также, что основным барьером, нейтрализующим токсические загрязнения в организме человека и животных, является печень. Заболевания печени и билиар-ной системы составляют 40% в группе нозоологических форм, относящихся к патологии пищеварительной системы (Николаев С М. 1992).

Признавая большую этиологическую роль вирусов в развитии гепатита нельзя не отметить, что значение токсических поражений печени в генезе прогрессирования хронических гепатитов и циррозов печени в последнее время резко возросло (Вольфовская Р.Н., Буданова Л.Ф. 1981).

Лечение больных с острыми и хроническими заболеваниями печени, несмотря на прогресс современной гепатологии, связанной с внедрением новых методов лабораторной и инструментальной диагностики, расшифровкой этиологии и патогенеза многих форм заболеваний печени на клеточном и молекулярном уровне, все еще остается крайне сложной и в ряде случаев далекой от удовлетворительного решения проблемой (Амосов А.Д., 1998; Ястребова О.Н., 1998).

Результаты экспериментальных исследований подтверждают, что любой патологический процесс, приводящий к нарушению функции печени, в той или иной степени отражается на обмене липидов и структурной организации гепатоцитов. Нередко это сказывается на состоянии процесса ПОЛ, активация которого рассматривается в настоящее время как ведущий механизм цитолиза при заболеваниях печени (Скакун Н.П., Шманько В.В., и др. 1995; Губский Ю.И. 1989).

Одним из перспективных направлений фармакологической защиты печени при ее поражении представляется использование полифенольных соединений растительного происхождения, поскольку важнейшим свойством этих веществ является способность к обратимому окислению. При этом переход из фенольной формы в хинонную обеспечивает процесс регуляции свободнорадикального окисления липидов биомембран. Биологически активной формой с антиоксидантным эффектом являются семихинонные радикалы и полифенольные соединения, которые исполняют роль непосредственных акцепторов свободных электронов и протонов, гасят свободно-радикальную стадию процесса ПОЛ (Бурлакова Е.Б., 1975). Кроме того, полифенольные соединения наряду с прямым ингибированием свободно-радикальных цепных реакций способны также образовывать стойкие комплексы с металлами (железо, медь, серебро), которые в свою очередь являются катализаторами свободно-радикального окисления (Головкина М.Г., Новотельное Н.В., Седова В.В. 1968)

В клинической практике для лечения воспалительных заболеваний печени применяют препараты на основе растительных биофлавоноидов. Одним из представителей является пятилистник кустарниковый, лечебные свойства, которого определяются присутствием в нем полифенольных соединений. В его надземной части обнаружены флавоноиды - кверцетин, кемпферол, 7,3,4-три-О-метил кверцетин, б-галлат-3-O-ß-Dгалактопиранозид кверцетина, З-О-а-Ь-арабопиранозид кверцетина (гипе-розид), тернифлорин, трибулозид; дубильные вещества - (+)-катехин, (-)-эпикатехин, (-)-эпигаллокатехин, (-)-эпигалло-кетехингаллат; установлено наличие эллагоьой, кофейной, n-кумаровой, синаповой и феруловой кислот (Шкель U.M., Храмова Е.П., Кузаков Е.В., Волхонская Т.А., Триль В.М. 1997).

Фитохимия пятилистника кустарникового позволяет объяснить и прогнозировать сферу клинического применения Наличие флавоноидов обеспечивает антиоксидантный, регулирующий тонус и проницаемость сосудов, желчегонный и спазмолитический эффект, наличие смол предполагает защиту органа от повреждающего воздействия Отсутствие же значительного количества алкалоидов и гликозидов обуславливают низкую токсичность, что доказывается соответствующими фармакологическими исследованиями

Широкий спектр биологически активных соединений, присутствующих в пятилистнике кустарниковом, делает данный объект перспективным для использования в лечебном процессе и с целью профилактики различных заболеваний В связи с этим актуальным представляется изучение особенностей течения экспериментального токсического гепатита под влиянием водорастворимой субстанции полученной из пятилистника кустарникового

Диссертация выполнена на кафедре фармакологии НГМА и ЦНИЛ в соответствии с планом научно-исследовательской работы Новосибирской государственной медицинской академии по фрагмент) темы "Разработка и внедрение новых методов прогнозирования, профилактики и лечения на основе фундаментальных исследований общих патогенетических механизмов хронических заболеваний гипоксии, ишемии, воспаления" (№ государственной регистрации 10 95 000056)

Выявить особенности течения восстановительных процессов у крыс с экспериментальным токсическим гепатитом при применении водорастворимых фракций биофлавоноидов пятилистника кустарникового [Реп-йарМПсиёез й-Шлсова (Ь)].

1. Оценить показатели цитолитического синдрома в плазме крови у крыс с хроническим токсическим гепатитом при использовании водного экстракта пятилистника кустарникового;

2. Оценить содержание продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида, диеновых конъюгатов, шиффовых оснований и кетотриеновых конъюгатов - в плазме крови и микросомальной фракции печени крыс с хроническим токсическим гепатитом при энтераль-ном применении водного экстракта пятилистника кустарникового;

3. Определить содержание основных антиоксидантов плазмы крови и микросомальной фракции печени - церулоплазмина и а-токоферола на фоне течения хронического токсического гепатита у крыс с применением водного экстракта пятилистника кустарникового;

4. Оценить скорость изменения метаболизма ксенобиотиков (анилина, эритромицина, амидопирина, диазепама) у крыс с хроническим токсическим гепатитом при энтеральном применении водного экстракта пятилистника кустарникового.

5. Оценить морфологические изменения в печени у крыс с хроническим токсическим гепатитом при коррекции биофлавоноидами пятилистника кустарникового.

Впервые дана комплексная оценка влияния водорастворимой субстанции, полученной из пятилистника кустарникового на течение хронического токсического гепатита у крыс, включающая сывороточные маркеры повреждения печени, состояние системы про- и антиоксидантов, функциональное состояние печени

Показана защитная роль бнофлавоноидов пятилистника кустарникового в поддержании окислительного гомеостаза Впервые показано, что у крыс с хроническим токсическим гепатитом при использовании бнофлавоноидов пятилистника кустарникового наблюдается восстановление функциональной активности печени и коррекция соотношения системы про- и антиоксидантов микросомальной фракции печени и плазмы крови Выявлено, что под влиянием водного экстракта пятилистника кустарникового наблюдаются процессы, обеспечивающие уменьшение повреждения клеточных мембран повышение антиоксидантного фона и снижение активности процессов перекисного окисления липидов в печени

Полученные данные расширяют существующие представления о характере репаративных процессов в печени у крыс хроническим токсическим гепатитом при использовании бнофлавоноидов пятилистника кустарникового

Снижение показателей цитолиза и стимуляция восстановительных процессов у животных с хроническим токсическим гепатитом на фоне лечения биофлавоноидами пятилистника кустарникового, связано с торможением процессов липидной пероксидации и сохранением фондов тканевых антиоксидантов (а-токоферола) в печени

Торможение активности ферментов печени, ответственных за метаболизм эндогенных метаболитов и ксенобиотиков (амидопирин-Ы-деметилазы, анилин-Р-гидроксилазы и эритромицин-Ы-гидроксилазы), характерное для хронического токсического гепатита, при применении био-флавоноидов пятилистника кустарникового сохраняется на уровне контрольных показателей.

Механизм сохранения и поддержания функциональных показателей метаболизма ксенобиотиков близких к исходным значениям у животных с хроническим токсическим гепатитом при лечении биофлавоноидами пятилистника кустарникового, связан с ограничением дестабилизирующего действия на мембраны гладкого эндоплазм этического ретикулума продуктов липидной пероксидации.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Хронический токсический гепатит у крыс, вызванный введением че-тыреххлористого углерода и этанола, сопровождается цитолитиче-ским синдромом с выраженным торможением детоксикационной функции печени; водорастворимая субстанция биофлавоноидов пятилистника кустарникового [Реп1ЬарЫ11о1с1е5 Ачиюова (Ь)] у животных с хроническим токсическим гепатитом уменьшение проявления цитолитического процесса и восстанавливает антитоксическую функцию печени,

2. Торможение процессов цитолиза и восстановление активности ферментов детоксикации в печени, при введении вдорастворимой субстанции биофлавоноидов пятилистника кустарникового определяется двумя компонентами:

А) ингибированием процессов липидной пероксидации и увеличением концентрации и увеличением концентрации жиро- и водорастворимых антиоксидантов в ткани печени.

Б) торможение процессов перекисного окисления липидов в мембранах эндоплазматического ретикулума (ЭПР) печени, препятствует инактивации ферментов, ответственных за метаболизм ксенобиотиков

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Валова Я.В., Кутлина Т.Г., Мухаммадиева Г.Ф., Каримов Д.О., Хуснутдинова Н.Ю.

Цель работы заключалась в оценке уровня экспрессии генов ферментов антиоксидантной системы при индуцированном токсическом гепатите у крыс. Токсический гепатит вызывали путем подкожного введения CCl4 в различных дозах. Эксперимент проводился в 2 повторностях, спустя 24 и 72 часа после затравки. В 72-часовом эксперименте было зарегистрировано достоверное снижение экспрессии гена Gclc, в зависимости от дозы введенного гепатотоксина.

ANALYSIS OF EXPRESSION OF GCLC AND GSTT GENES AT ACUTE TOXIC HEPATITIS IN RATS

The aim of the work was to estimate the level of gene expression of antioxidant enzymes in induced toxic hepatitis in rats. Toxic hepatitis was caused by subcutaneous administration of CCl4 in various doses. The experiment was conducted in 2 replications, after 24 and 72 hours after priming. In the 72-hour experiment, a significant decrease in the expression of the Gclc gene was recorded, depending on the dose of hepatotoxin administered.

АНАЛИЗ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ GCLC И GSTT ПРИ ОСТРОМ ТОКСИЧЕСКОМ ГЕПАТИТЕ У КРЫС

Валова Я.В.1,2, Кутлина Т.Г.1, Мухаммадиева Г.Ф.1, Каримов Д.О.1, Хуснутдинова Н.Ю.1, Байгильдин С.С.1

Цель работы заключалась в оценке уровня экспрессии генов ферментов антиокси-дантной системы при индуцированном токсическом гепатите у крыс. Токсический гепатит вызывали путем подкожного введения ^Ц в различных дозах. Эксперимент проводился в 2 повторностях, спустя 24 и 72 часа после затравки. В 72-часовом эксперименте было зарегистрировано достоверное снижение экспрессии гена Gclc, в зависимости от дозы введенного гепатотоксина.

Ключевые слова: острый токсический гепатит, экспрессия генов, тетрахлорметан, глу-тамат цистеин лигаза, глутатион^-трансферазы.

ANALYSIS OF EXPRESSION OF GCLC AND GSTT GENES AT ACUTE TOXIC HEPATITIS IN RATS

Valova YA.V.1' 2, Karimov D.O.1, Kutlina T.G.1, Mukhammadiyeva G.F.1, Khusnutdinova N.YU.1, Baigildin S.S.1

Keywords: acute toxic hepatitis, gene expression, carbon tetrachloride, glutamate cysteine ligase, glutathione-S-transferase.

For quotation: Valova YA.V., Karimov D.O., Kutlina T.G., Mukhammadiyeva G.F., Khusnutdinova N.YU., Baigildin S.S. Analysis of expression of GCLC and GSTT genes at acute toxic hepatitis in rats. Occupational health and human ecology.2019;2:75-79. DOI:http://dx.doi.org/10.24411/2411-3794-2019-10025

Токсические поражения печени различной этиологии в настоящее время являются одной из важных проблем здравоохранения во всем мире ввиду широкой распространенности и существенных расходов на оказание медицинской помощи больным.

промышленные яды, алкоголь), вызывающих патологические изменения в печени и ведущих к нарушениям функции органа [1].

Несмотря на успехи современной медицины в попытках описать общие механизмы развития токсического поражения печени, до сих пор остаются малоизученными вопросы о том, как различаются эти механизмы в зависимости от типа гепатотоксина, его дозы, а также о длительности его поступления в организм. В связи с этим токсический эффект различных ксенобиотиков непредсказуем и представляет большую проблему для клиницистов [6].

В настоящее время известно, что токсическое действие ксенобиотиков на клетки печени обусловлено не столько самим веществом, сколько реактивными метаболитами, образующимися после его биотрансформации системой монооксигеназного окисления ЭПС гепато-цитов [3]. Такие активированные метаболиты являются чрезвычайно реакционноспособны-ми и могут вызывать перекисное окисление важнейших клеточных элементов, приводя к их полной деструкции и, как следствие, к гибели клетки [4].

В норме такие молекулы нейтрализуются антиоксидантной системой, состоящей из различных ферментов и низкомолекулярных соединений. Одним из важнейших внутриклеточных низкомолекулярных антиоксидантов является глутатион. Наличие достаточной концентрации восстановленного глутатиона является критическим фактором выживания клеток в условиях оксидативного стресса, поэтому чрезвычайно важным является изучение активности гена Gclc, белковый продукт которого участвует в первом этапе биосинтеза глутатиона [2].

Реакция конъюгации различных ксенобиотиков с восстановленным глутатионом катализируется ферментами глутатион^-трансферазами. Каталитическая активность GST обеспечивает прямую регенерацию липоперекисей в мембранах, без предварительного фосфоли-пазного гидролиза, снижая последствия окислительного стресса и эндогенной интоксикации [5]. Сочетание антиоксидантных свойств и способности активировать транскрипцию генов, в том числе некоторых антиоксидантных ферментов, а также ингибировать редокс-зависимые пути активации апоптоза свидетельствует о важном вкладе GST в антиоксидантную защитную систему, что повышает устойчивость клеток к окислительному стрессу [8].

Таким образом, токсические поражения печени представляют важную проблему современной медицины, в связи с чем возникает необходимость в дальнейшем изучении этиологии, патогенеза, диагностики, лечения и профилактики данной группы заболеваний.

Цель исследования заключалась в оценке уровня экспрессии генов Gclc и Gstt у крыс с индуцированным острым токсическим гепатитом при различных дозах и времени затравки ТХМ.

Материалы и методы.

Небольшое снижение уровня мРНК отмечалось лишь в группах с минимальной и максимальной дозой ТХМ (в -1,5 и -1,6 раза соответственно). Однако спустя 72 часа после затравки ТХМ были зарегистрированы значительные изменения активности гена вс/с. При повышении дозы от 0,125 до 4 г/кг отмечается закономерное снижение кратности экспресии гена. При этом минимальное значение экспрессии (в 14,4 раза ниже исходного) наблюдается при максимальной дозе гепатотоксина 4 г/кг (Р=15,6,р=0,001).

Столбики ошибок: 95% дов. икт

График 1. Кратность экспрессии гена вс/с при 24- и 72-часовых воздействиях различных доз ТХМ

Анализ экспрессии гена взП при 24-часовом эксперименте не показал достоверных различий уровня экспрессии между экспериментальными группами и группой контроля (график 2).

График 2. Кратность экспрессии гена Gstt при 24- и 72-часовых воздействиях различных доз ТХМ

При повышении дозы ТХМ от 0,125 до 1 г/кг наблюдалось плавное увеличение кратности экспрессии с максимальным ее значением при дозе 1 г/кг (3,47; F=2,28; р=0,06). В дальнейшем прослеживалось незначительное снижение экспрессии с 3,47 при дозе 1 г/кг до 1,12 при 4 г/кг.

Кратность экспрессии гена Gstt при 72-часовом эксперименте характеризуется незначительными изменениями в диапазоне от -1,90 до 1,37. Однако отмеченные различия не достигли уровня статистической значимости ^>0,05).

Известно, что свободные радикалы, образующиеся при метаболизме ТХМ в большом количестве, активируют процессы перекисного окисления, тем самым приводя к декомпенсации АОС [7]. Такие нарушения проявляются, прежде всего, в снижении концентрации основных антиокислительных ферментов, таких как каталаза, глутатионпероксидаза и др., а также внутрипеченочной концентрации глутатиона [10].

В нашем исследовании уровень экспрессии гена GCLC через 24 часа после введения ТХМ значимо не отличался между исследуемыми группами и относительно контроля, что, вероятнее всего, связано с тем, что детоксикация ТХМ на данной стадии осуществляется в основном ферментативным звеном антиоксидантной системы и требует активации системы GSH. Однако спустя 3 суток после затравки ТХМ нами были получены данные о достоверном снижении уровня экспрессии гена Gclc, что может свидетельствовать о прогрессирующих деструктивных процессах, протекающих в печени, и истощении системы GSH.

При изучении кратности экспрессии Gstt в печени крыс мы наблюдали тенденцию к повышению экспрессии в зависимости от дозы, что, скорее всего, было обусловлено повышением концентрации свободных радикалов, которые, в свою очередь, приводят к фосфори-лированию NRF2. После этого он соединяется с промотором Gstt и активирует его экспрессию, которая необходима для детоксикации и метаболизма ксенобиотиков [10]. Интересно отметить, что максимум этой экспрессии наблюдается при дозах 1 и 2 г/кг, тогда как при увеличении дозы до 4 г/кг экспрессия данного гена не повышается, что мы связываем с метаболической депрессией в гепатоцитах, которая обусловлена декомпенсацией АОС, вследствие чего гепатоциты теряют свою синтетическую функцию и не могут синтезировать глута-тион-трансферазы.

Экспериментально нами показано, что активность генов Gclc и Gstt изменяется в зависимости от продолжительности эксперимента и дозы введенного гепатотоксина.

1. Антоненко О.М. Токсические поражения печени: пути фармакологической коррекции. Медицинский совет. 2013; №.6.

2. Бабак О.Я. Глутатион в норме и при патологии: биологическая роль и возможности клинического применения. Здоровья Украши. 2015; №.1:1-3.

3. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов Л.А. Общие механизмы токсического действия. АМН СССР. Л.: Медицина; 1986.

4. Кравченко Л.В., Трусов Н.В., Ускова М.А. и др. Характеристика острого токсического действия четыреххлористого углерода как модели окислительного стресса. Токсикологический вестник. 2009; № 1:12-18.

5. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Система глутатиона. I. Синтез, транспорт глутати-онтрансферазы, глутатионпероксидазы. Биомедицинская химия. 2009; 55(3): 255-277.

6. Пентюк А.А., Мороз Л.В., Паламарчук О.В. Поражения печени ксенобиотиками. Совр. проб. токс. 2001; №.1:8.

7. Altomare E., Vendemiale G., Albano O. Hepatic glutathione content in patients with alcoholic and non alcoholic liver diseases . Life sciences. 1988; 43(12): 991-998.

8. Board P. G., Menon D. Glutathione transferases, regulators of cellular metabolism and physiology //Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects. 2013; 1830(5): 32673288.

9. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes, 18.03.1986.

10. Mahmoodzadeh Y., Mazani M., Rezagholizadeh L. Hepatoprotective Effect of Methanolic Tanacetum Parthenium Extract on CCl4-Induced Liver Damage in Rats . Toxicology Reports. 2017.

1. Antonenko O. M. Toxic liver lesions: ways of pharmacological correction. Medical Council. 2013; №. 6.

2. Babak O.Ya. Glutathione in health and disease: the biological role and possibilities of clinical use. Ukrainian Health. 2015; № 1: 1-3.

3. Golikov S.N., Sanotskiy I.V., Tiunov L.A. General mechanisms of toxic action. USSR Academy of Medical Sciences. L .: Medicine, 1986.

4. Kravchenko L.V., Trusov N.V., Uskova M.A., et al. Characterization of the acute toxic effect of carbon tetrachloride as a model of oxidative stress. Toxicological Vestnik. 2009; №. 1: 12-18.

5. Kulinskiy V.I., Kolesnichenko L.S. System of glutathione. I. Synthesis, transport, glutathione transferase, glutathione peroxidase. Biomedical chemistry. 2009; 55 (3): 255277.

6. Pentiuk A. A., Frost L. V., Palamarchuk O. V. Liver lesions with xenobiotics. Modern prob. of toxic. 2001; №. 18

7. Altomare E., Vendemiale G., Albano O. Hepatic glutathione content in patients with alcoholic and nonalcoholic liver diseases. Life sciences. 1988; 43 (12): 991-998.

8. Board P. G., Menon D. Glutathione transferases, regulators of cellular metabolism and physiology. Biochemical and Biophysical Acta (BBA) - General Subjects. 2013; 1830 (5): 3267-3288.

9. Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes, 03/18/1986

10. Mahmoodzadeh Y., Mazani M., Rezagholizadeh L. Hepatoprotective Effect of Methanolic Tanacetum Parthenium Extract on CCl4-Induced Liver Damage in Rats. Toxicology Reports. 2017.

Поступила/Received:12.02.2019 Принята в печать/Accepted: 26.02.2019

Читайте также: