DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2018.4.37
Ткаченко А.С.1, Жуков В.И.1, Губина-Вакулик Г.И.1, Наконечная О.А.1, Горбач Т.В.1, Онищенко А.И.1, Ткаченко М.А.2
Экспериментальное изучение патогенеза каррагинан-индуцированного гастроэнтероколита
1Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков, Украина
2Харьковская городская клиническая больница № 27, г.Харьков, Украина
Вестник ВГМУ. – 2018. – Том 17, №4. – С. 37-47.
Резюме.
Целью работы явился анализ возможных механизмов развития каррагинан-индуцированного гастроэнтероколита у лабораторных животных в условиях экспериментальной модели.
Материал и методы. У половозрелых крыс-самок, употреблявших каррагинан перорально в течение двух и четырех недель, в сыворотке крови определяли уровни ТБК-активных продуктов и диеновых конъюгатов, карбонилированных белков, общую антиоксидантную активность, активность каталазы и супероксиддисмутазы, содержание цитокинов, содержание каспазы-3, матриксной металлопротеиназы-2, фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и sFASL, а в гомогенате тонкого кишечника – активность поли(АДФ-рибоза) полимеразы, протеинкиназы-1, регулирующей апоптотический сигнал, индуцибельной и эндотелиальной NO-синтаз, уровень фрагментации ДНК, а также концентрацию эндотелина-1. Оценивали белковый спектр сыворотки крови. Проводили морфологическое и иммуногистохимическое исследование препаратов тонкого кишечника с использованием антител к антигену Кі-67.
Результаты. Установлено, что употребление каррагинана приводит к развитию гастроэнтероколита. Заболевание сопровождается развитием оксидативного стресса, активацией апоптоза энтероцитов с компенсаторной недостаточной активацией их пролиферации, нарушениями со стороны цитокинового спектра сыворотки крови, увеличением проницаемости эпителиального барьера тонкого кишечника, эндотелиальной дисфункцией сосудов тонкого кишечника и явлениями неоангиогенеза.
Заключение. Пусковыми звеньями развития каррагинан-индуцированного гастроэнтероколита являются, по всей видимости, нарушения редокс-гомеостаза, возникающие под действием каррагинана, и активный синтез провоспалительных цитокинов.
Ключевые слова: пищевые добавки, каррагинан, каррагинан-индуцированное воспаление, патогенез, гастроэнтероколит.
Литература
1. Kozlowska, J. Carrageenan-based hydrogels: effect of sorbitol and glycerin on the stability, swelling and mechanical properties / J. Kozlowska, K. Pauter, A. Sionkowska // Polymer Testing. – 2018 May. – Vol. 67. – P. 7–11.
2. Osthole attenuates the development of carrageenan-induced lung inflammation in rats / Z. Li [et al.] // Int. Immunopharmacol. – 2014 May. – Vol. 20, N 1. – P. 33–36.
3. The analgesic efficacy of intra-articular acetaminophen in an experimental model of carrageenan-induced arthritis / O. Arun [et al.] // Pain Res. Manag. – 2013 Sep-Oct. – Vol. 18, N 5. – P. e63–e67.
4. Evaluation of the anti-inflammatory activity of riparin II (O-methil-N-2-hidroxi-benzoyl tyramine) in animal models / A. M. de Carvalho [et al.] // Chem. Biol. Interact. – 2013 Oct. – Vol. 205, N 3. – P. 165–172.
5. Лилли, Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия : пер. с англ. / Р. Лилли ; ред. В. В. Португалов. – М. : Мир, 1969. – 645 с.
6. Бабиченко, И. И. Новые методы иммуногистохимической диагностики опухолевого роста : учеб. пособие / И. И. Бабиченко, В. А. Ковязин. – М. : РУДН, 2008. – 109 с.
7. Галитовский, В. Е. Ингибиторы энергетики митохондрий предотвращают межнуклеосомную фрагментацию ДНК в тимоцитах / В. Е. Галитовский, В. Г. Гогвадзе // Биохимия. – 1998. – № 12. – С. 1616 – 1620.
8. Федорова, Т. К. Реакция с ТБК для определения МДА крови методом флюометрии / Т. К. Федорова, Т. С. Коршунова, Э. Т. Ларская // Лаборатор. дело. – 1983. – № 3. – С. 25–28.
9. Гаврилов, Б. В. СФ-метрическое определение содержание ГПЛ в плазме крови / Б. В. Гаврилов, М. И. Мишкорудная // Лаборатор. дело. – 1983. – № 3. – С. 33–36.
10. Антиоксидантная активность сыворотки крови / Г. И. Клебанов [и др.] // Вестн. РАМН. – 1999. – № 2. – С. 15–22.
11. Окислительная модификация белков плазмы крови больных психиатрическими расстройствами (депрессия, деперсонализация) / Е. Е. Дубинина [и др.] // Вопр. мед. химии. – 2000. – Т. 46, № 4. – С. 398–409.
12. Особливості утворення азоту оксиду до та після операції при вроджених вадах серця з легеневою гіпертензією / М. Ф. Зіньковський [и др.] // Серце і судини. – 2005. – № 1. – С. 47–50.
13. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии : справоч. изд. / И. П. Кондрахин [и др.]. М. : Агропромиздат, 1985. – 287 с.
14. Uno, Y. Molecular weight and fecal excreted quantity of carrageenan administered to rats in blended feed / Y. Uno, T. Omoto, Y. Goto // Jpn. J. Food Chem. – 2001 Jan. – Vol. 8. – P. 83–93.
15. Bhattacharyya, S. Carrageenan-induced NFkappaB activation depends on distinct pathways mediated by reactive oxygen species and Hsp27 or by Bcl10 / S. Bhattacharyya, P. K. Dudeja, J. K. Tobacman // Biochim. Biophys. Acta. – 2008 Jul-Aug. – Vol. 1780, N 7/8. – P. 973–982.
16. Жуков, В. И. Система перекисного окисления липидов и активность апоптоза при экспериментальном хроническом гастроэнтероколите / В. И. Жуков, А. С. Ткаченко // Науч. вед. БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. – 2013. – Т. 23, № 18. – С. 138–141.
17. Ткаченко, А. С. Стан прооксидантно-антиоксидантної системи при хронічному експериментальному гастроентероколіті / А. С. Ткаченко, В. Г. Гопкалов // Вісн. проблем біології і медицини. – 2014. – Т. 1, № 1. – С. 194–199.
18. Содержание моноцитарного хемоаттрактантного белка 1 (МСР-1) при каррагенан-индуцированном гастроэнтероколите / А. С. Ткаченко [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. – 2017. – № 2. – С. 64–67.
19. Содержание матриксной металлопротеиназы-9 и ФНО-α в сыворотке крови при употреблении пищевой добавки Е407 / А. С. Ткаченко [и др.] // Сучаснi медичнi технології. – 2017. – № 1. – С. 40–43.
20. Жуков, В. И. Уровень фактора некроза опухолей альфа и активность матриксной металлопротеиназы-2 при хроническом каррагенан-индуцированном гастроэнтероколите / В. И. Жуков, А. С. Ткаченко // Науч. вед. БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. – 2014. – Т. 27, № 18. – C. 150–153.
21. Ткаченко, А. С. Уровень VEGF и ФНО-α при хроническом каррагенан-индуцированном гастроэнтероколите / А. С. Ткаченко // Вісн. проблем біології і медицини. – 2013. – Т. 2, № 3. – С. 231–234.
22. Ткаченко, А. С. Особливості білкового спектру і цитокінового складу сироватки крові щурів при хронічному карагенан-індукованому інтестинальному запаленні / А. С. Ткаченко, Т. В. Горбач, О. М. Пономаренко // Актуальні питання фармац. і мед. науки та практики. – 2014. – № 1. – С. 73–75.
23. Bile synthesis in rat models of inflammatory bowel diseases / N. Dikopoulos [et al.] // Eur. J. Clin. Invest. – 2007 Mar. – Vol. 37, N 3. – P. 222–230.
24. Oxidative stress induces the expression of Fas and Fas ligand and apoptosis in murine intestinal epithelial cells / T. L. Denning [et al.] // Free Radic. Biol. Med. – 2002 Dec. – Vol. 33, N 12. – P. 1641–1650.
25. Ткаченко, А. С. FASL-индуцированный апоптоз при хроническом карагенановому гастроэнтероколите / А. С. Ткаченко // Буков. мед. вестн. – 2014. – Т. 18, № 1. – С. 117–119.
26. Identification of ICAD-derived peptides capable of inhibiting caspase-activated DNase / D. Kutscher [et al.] // FEBS J. – 2012 Aug. – Vol. 279, N 16. – P. 2917–2928.
27. Proteolytic degradation of poly (ADP-ribose) polymerase in rats with carrageenan-induced gastroenterocolitis / A. S. Tkachenko [et al.] // Вісн. ХНУ ім. В. Н. Каразіна. Сер. Медицина. – 2017. – № 34. – С. 41–46.
28. Atmospheric gas plasma-induced ROS production activates TNF-ASK1 pathway for the induction of melanoma cancer cell apoptosis / M. Ishaq [et al.] // Mol. Biol. Cell. – 2014 May. – Vol. 25, N 9. – P. 1523–1531.
29. ASK1 is required for sustained activations of JNK/p38 MAP kinases and apoptosis / K. Tobiume [et al.] // EMBO Rep. – 2001 Mar. – Vol. 2, N 3. – P. 222–228.
30. Enzymatic processing of collagen IV by MMP-2 (gelatinase A) affects neutrophil migration and it is modulated by extracatalytic domains / S. Monaco[et al.] // Protein Sci. – 2006 Dec. – Vol. 15, N 12. – P. 2805–2815.
31. Губина-Вакулик, Г. А. Морфологическое состояние тонкого кишечника при длительном употреблении пищевой добавки каррагинан / Г. А. Губина-Вакулик, А. С. Ткаченко, М. А. Орлова // Вісн. проблем біології і медицини. – 2014. – Т. 3, № 2. – С. 252–257.
32. Damage and regeneration of small intestinal enterocytes under the influence of carrageenan induces chronic enteritis / G. I. Gubina-Vakyulyk [et al.] // Com. Clin. Pathol. – 2015 Nov. – Vol. 24, N 6. – P. 1473–1477.
33. TNF-alpha stimulates activation of pro-MMP2 in human skin through NF-(kappa)B mediated induction of MT1-MMP / Y. P Han [et al.] // J. Cell Sci. – 2001 Jan. – Vol. 114, pt. 1. – P. 131–139.
34. Ткаченко, А. С. Система генерации оксида азота при экспериментальном гастроэнтероколите / А. С. Ткаченко, В. Г. Гопкалов, М. А. Орлова // Буков. мед. вісн. – 2014. – Т. 18, № 2. – С. 109–112.
35. Elevated endothelin-1 levels impair nitric oxide homeostasis through a PKC-dependent pathway / D. Ramzy [et al.] // Circulation. – 2006 Jul. – Vol. 114, N 1, suppl. – P. I319–I326.
36. Endothelial TLR4 activation impairs intestinal microcirculatory perfusion in necrotizing enterocolitis via eNOS-NO-nitrite signaling / I. Yazji [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2013 Jun. – Vol. 110, N 23. – P. 9451–9456.
37. Resistance to endotoxic shock as a consequence of defective NF-κB activation in poly (ADP-ribose) polymerase-1 deficient mice / F. J. Oliver [et al.] // EMBO J. – 1999 Aug. – Vol. 18, N 16. – P. 4446–4454.
Сведения об авторах:
Ткаченко А.С. – к.м.н., ассистент кафедры биологической химии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Жуков В.И. – д.м.н., профессор кафедры биологической химии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Губина-Вакулик Г.И. – д.м.н., профессор кафедры патологической анатомии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Наконечная О.А. – д.м.н., профессор, заведующая кафедрой биологической химии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Горбач Т.В. – к.б.н., доцент кафедры биологической химии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Онищенко А.И. – очный аспирант кафедры биологической химии Харьковского национального медицинского университета, Украина;
Ткаченко М.А. – врач-интерн Харьковской городской клинической больницы № 27, Украина.
Адрес для корреспонденции: Украина, 61022, г. Харьков, пр. Науки, 4, Харьковский национальный медицинский университет, кафедра биологической химии. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Ткаченко Антон Сергеевич.
