МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕЧЕНИ КРЫС ПРИ СТРЕССЕ И ИХ ОСОБЕННОСТИ ПРИ ВВЕДЕНИИ СЕМАКСА



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью проведенного исследования явилось изучение изменений паренхимы печени при хроническом иммобилизационном стрессе и влияние на них синтетического аналога аденокортикотропного гормона (АКТГ) - семакса (АКТГ4-7-PGP). Пептид вводили внутрибрюшинно крысам-самцам линии Вистар в дозах 5, 50, 150 и 450 мкг/кг за 15 мин до начала стрессорного воздействия в виде 2-часовой иммобилизации на протяжении 5 сут. Морфометрическими методами выявлено, что данное стрессорное воздействие индуцирует развитие гидропической дистрофии печени. Введение пептида в дозе 5 мкг/кг не вызывает значимых изменений в постстрессорном состоянии печени. Увеличение дозы до 50 и 150 мкг/кг приводит к улучшению состояния гепатоцитов в центральных и периферических отделах долек с сохранением резидуальных участков гидропической дистрофии в промежуточных отделах. Дальнейшее увеличение дозы пептида до 450 мкг/кг не приводит к нормализации структуры паренхимы. Таким образом, внутрибрюшинное введение семакса в дозах 50 и 150 мкг/кг оказывает стресслимитирующее гепатопротекторное действие в условиях хронического иммобилизационного стресса.

Полный текст

Стрессорное воздействие на организм сопровождается различными морфологическими изменениями в печени, в развитии которых наибольшее значение имеет нарушение микроциркуляции и последующие ишемия и гипоксия тканей, а также перекисное окисление липидов клеточных мембран [9, 12, 15]. Морфологические изменения печени при стрессе характеризуются расширением и фрагментацией эндоплазматической сети, укрупнением митохондрий, увеличением числа цитолизосом гепатоцитов [13], нарушением пластинчато-радиальной структуры печеночной дольки, расширением сосудистого русла, периваскулярной лейкоцитарной инфильтрацией, очагами некроза и снижением количества многоядерных гепатоцитов [7]. На фоне перечисленных выше изменений отмечалась также вакуолизация гепатоцитов и увеличение количества коллагеновых волокон в строме [14]. Изложенные данные свидетельствуют о необходимости разработки путей коррекции стрессиндуцированных изменений в печени. В поиске стресспротективных препаратов наше внимание было обращено на препарат «Семакс», являющийся синтетическим аналогом фрагмента АКТГ4-10. При экспериментальных стрессорных воздействиях: препарат уменьшал нарушения микроциркуляции [4], проявлял гастропротекторные свойства в условиях стрессового язвообразования [1], активировал противосвертывающую систему и оказывал антиагрегационное действие на тромбоциты [3]. В культуре ткани семакс проявлял антиоксидантное, антигипоксическое, ангиопротекторное и нейротрофическое свойства [6]. Однако данные о влиянии семакса (АКТГ4-7-PGP) на состояние гепатоцитов в литературе отсутствуют. С учетом представленного спектра биологической активности семакса, а также отсутствия токсических эффектов было целесообразно изучить его влияния на стрессиндуцированные изменения печени, что и явилось целью настоящей работы. Материал и методы. Эксперименты выполнены на 60 крысах-самцах линии Вистар массой 220-250 г, разделенных на следующие группы: 1-ю группу составили крысы, получавшие только изотонический раствор хлорида натрия; 2-ю группу - получавшие раствор хлорида натрия и подвергавшиеся стрессированию; 3-ю группу - получавшие семакс (АКТГ4-7-PGP); 4-ю группу - получавшие семакс и подвергавшиеся стрессированию. Были исследованы также интактные животные. В каждой группе было по 10 животных, которых содержали в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище при 12-часовом световом режиме и контролируемой температуре воздуха (22±2 ºС). Все исследования проводили с соблюдением принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным и в соответствии с решением регионального этического комитета. В работе использовали фрагмент N-терминального конца АКТГ Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (АКТГ4-7-PGP), синтезированный в Институте молекулярной генетики РАН. Пептид растворяли в изотоническом растворе хлорида натрия и вводили внутрибрюшинно за 15 мин до начала каждого стрессорного воздействия в дозах 5, 50, 150 и 450 мкг/кг. Животным, получавшим хлорид натрия, вводили его эквивалентные объемы. Материал брали на 5-е сутки от начала исследования. В работе использована модель хронического иммобилизационного стресса (ХИС), который создавали путём помещения животных в индивидуальные пластиковые боксы, соответствующие размерам животного. Иммобилизацию проводили по 2 ч в течение 5 сут в первой половине дня. По окончании стрессорного воздействия животных выводили из эксперимента путем взятия крови из правого желудочка сердца под эфирным наркозом. Определяли индекс массы печени как массу органа/масса животного × 1000. Состояние гепатоцитов и оценку распределения поражений в печеночной дольке оценивали по микрофотографиям парафиновых срезов толщиной 5-7 мкм, окрашенных гематоксилином - эозином. Микрофотографирование препаратов, полученных от всех животных (4 среза от каждого животного, 7-8 микрофотографий с каждого среза), осуществляли с помощью оптической системы Leica CME и окулярной камеры DCM-510 (Leica, Германия). Морфометрическое исследование проводили с помощью пакета программ ImageJ. Определяли количество и относительное содержание одно- и двуядерных, одно- и многоядрышковых гепатоцитов в центральном и периферическом отделах печёночных долек. Значимости различий судили по t-критерию Стьюдента и критерию Манна-Уитни. Результаты исследования. Обнаружено, что после моделирования ХИС происходит снижение массы печени по сравнению с таковой у интактных животных. Так, индекс массы печени у контрольных нестрессированных крыс составлял 40,5±1,7 мкг/кг, тогда как в контрольной группе стрессированных животных данный показатель был снижен на 35% (Р≤0,05) до 26,5±0,9 мкг/кг. При введении пептида в дозе 50 мкг/кг происходило увеличение индекса массы до 29,4±0,8 мкг/кг (на 11%, Р≤0,05). При введении других доз пептида существенных изменений данного показателя не наблюдалось. В паренхиме печени были обнаружены признаки белковой дистрофии по типу её гидропической разновидности: в цитоплазме гепатоцитов были видны разной величины вакуоли, скопление гранул в цитоплазме, преимущественно на ее периферии. Выраженность признаков дистрофии нарастала в направлении от периферии дольки к ее центральному отделу. Морфологические изменения печени при введении семакса на фоне ХИС характеризовались снижением выраженности проявлений белковой дистрофии при дозах 50 и 150 мкг/кг. Было обнаружено незначительное количество мелких вакуолей и зернистость цитоплазмы гепатоцитов в периферических отделах печёночных долек, незначительное расширение синусоидных капилляров и умеренное содержание гистиоцитов вокруг элементов триад (рисунок, а, б). При увеличении дозы пептида до 450 мкг/кг (см. рисунок, в, г) не приводит к нормализации структуры паренхимы печени. Обнаруживались многочисленные деформированные гепатоциты с крупными вакуолями в цитоплазме, скоплениями гранул. Пластинки гепатоцитов выглядели деформированными вследствие гибели части клеток. Отмечались гепатоциты в стадии гидропического некроза. Выраженность указанных признаков была выше в периферическом отделе дольки. Определение относительного содержания одно- и многоядрышковых, а также одно- и многоядерных гепатоцитов в центральном и периферическом отделах долек показало, что при моделировании ХИС в центральном отделе дольки стресс не вызывает изменения соотношения исследуемых видов гепатоцитов (таблица). В периферическом отделе дольки количество многоядрышковых клеток было существенно снижено - на 14,4%, (Р≤0,001). Введение семакса в дозах 50-450 мкг/кг на фоне ХИС приводило к снижению доли многоядрышковых гепатоцитов лишь в центральном отделе дольки при дозе в 150 мкг/кг. Это происходило на фоне линейного, дозозависимого снижения относительного количества многоядерных гепатоцитов в центральном отделе. Статистически значимыми эти изменения становились лишь при дозе 450 мкг/кг, когда было обнаружено уменьшение значения этого показателя на 13,0% (Р≤0,05) при сравнении с показателями у животных стрессированной контрольной группы. На периферии печеночных долек введение симакса в дозах 50 и 450 мкг/кг вызывало увеличение количества многоядрышковых гепатоцитов по сравнению с таковым у стрессированных контрольных крыс на 7,9 (Р≤0,001) и 5,0% (Р≤0,05) соответственно, но восстановления относительного содержания многоядерных гепатоцитов не происходило. Обсуждение полученных данных. Установлено, что 5-кратное 2-часовое пребывание лабораторных животных в условиях иммобилизации сопровождалось развитием гидропической дистрофии гепатоцитов. Можно полагать, что определённую роль в развитии гидропической дистрофии могла сыграть реакция надпочечников в виде выброса глюкокортикоидов, обладающих катаболическим свойством. Отсутствие динамики в соотношении одно- и многоядрышковых, а также одно- и многоядерных гепатоцитов в центральных отделах долек и снижение относительного содержания многоядрышковых клеток в периферических отделах долек при моделировании ХИС может быть объяснено относительно небольшой продолжительностью стрессового воздействия во время сеанса и адаптацией животных к стрессу. Для стресслимитирующего эффекта семакса характерна некоторая дозозависимость. Так, в дозах 50 и 150 мкг/кг этот пептид приводит к восстановлению состояния гепатоцитов в центральных и периферических отделах долек с сохранением резидуальных участков гидропической дистрофии в промежуточных отделах. Однако наибольшая из использованных доз - 450 мкг/кг таких эффектов не вызывала. Полученные результаты в своей основе могут иметь следующие объяснения. Известно, что пептид в аналогичном диапазоне доз при внутрибрюшинном введении у крыс давал анксиолитический, антидепрессантный и нейропротекторный эффект [5], что могло оказать существенное влияние на развитие стрессорной реакции за счет ослабления ее центральных механизмов. Наряду с этим возможны не только центральные механизмы установленных эффектов пептида, но и периферические. В настоящее время идентифицировано 5 типов рецепторов меланокортина (MC1R - MC5R), к которым АКТГ4-10 обладает высоким сродством, и установлено их распределение в тканях и клетках. МС5-рецепторы экспрессируются во многих органах, в том числе и в печени [9], поэтому семакс может связываться с данными рецепторами и оказывать прямое влияние на состояние гепатоцитов. Отмеченная зависимость эффектов семакса от использованной дозы может быть обусловлена следующими механизмами. Известно, что трансмембранная передача сигнала меланокортиновых пептидов с одного и того же рецептора в зависимости от концентрации лиганда осуществляется за счет активации циклического аденозинмонофосфата или инозитолфосфатной системы [10]. Данный механизм установлен для МС3-рецепторов и может обусловливать различия в направленности эффектов пептидов в зависимости от использованной дозы с учетом степени структурно-функционального сходства различных типов меланокортиновых рецепторов [8]. Данные настоящей работы согласуются с результатами, полученными ранее при исследовании влияния семакса на процессы перекисного окисления липидов в гомогенате ткани печени и активности сывороточных трансаминаз на аналогичной модели стресса у крыс [2]. В частности, семакс в тех же дозах при внутрибрюшинном введении ингибировал процессы перекисного окисления липидов в гепатоцитах крыс. Однако при введении пептида в дозе 450 мкг/кг одновременно увеличивалась активность аланинамино- и аспартатаминотрансферазы. Это сочетание могло препятствовать отсутствию стресспротективных гепатотропных эффектов при использовании данной дозы семакса. Отмеченное влияние пептида на перекисное окисление липидов, активность сывороточных трансаминаз и развивающиеся на этом фоне структурные изменения в печени могут быть связаны с возможностью взаимодействия пептида с различными типами рецепторов. В частности, активация МС-4-рецепторов в миндалевидном теле вызывает стресс-подобные анксиогенные изменения и активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси [11]. Таким образом, внутрибрюшинное введение семакса в дозах 50 и 150 мкг/кг оказывает стресслимитирующее гепатопротекторное действие в виде снижения выраженности гидропической дистрофии гепатоцитов, развивающейся в условиях ХИС.
×

Об авторах

Александр Викторович Иванов

Курский государственный медицинский университет

Email: anatomy@mail.ru
Кафедра гистологии, эмбриологии, цитологии 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3

Игорь Иванович Бобынцев

Курский государственный медицинский университет

Email: bobig@mail.ru
кафедра патофизиологии 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3

Ольга Михайловна Шепелева

Курский государственный медицинский университет

кафедра общей гигиены 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3

Алексей Анатольевич Крюков

Курский государственный медицинский университет

кафедра патофизиологии 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3

Людмила Александровна Андреева

Институт молекулярной генетики РАН

отдел химии физиологически активных веществ 123182, Москва, пл. акад. Курчатова, 2

Николай Федорович Мясоедов

Институт молекулярной генетики РАН

отдел химии физиологически активных веществ 123182, Москва, пл. акад. Курчатова, 2

Список литературы

  1. Бакаева З. В., Багликова К. Е., Климова П. А. и др. Сопоставление гастропротекторных свойств семакса и его метаболитов // Вестник Моск. ун-та. Сер. 16, Биология. 2009. № 4. С. 3-7.
  2. Бобынцев И. И., Крюков А. А., Шепелева О. М., Иванов А. В. Влияние пептида АКТГ-4-7-ПГП на перекисное окисление липидов в печени крыс и активность сывороточных трансаминаз в условиях иммобилизационного стресса // Экспер. и клин. фармакол. 2015. Т. 78, № 8. С. 18-21.
  3. Григорьева М. Е., Ляпина Л. А. Противосвертывающие и антитромбоцитарные эффекты препарата «семакс» в условиях острого и хронического иммобилизационного стресса // Бюл. экспер. биол. 2010. Т. 149, № 1. С. 49-52.
  4. Копылова Г. Н., Смирнова Е. А., Санжиева Л. Ц. и др. Глипролины и семакс уменьшают стрессогенные нарушения микроциркуляции в брыжейке // Бюл. экспер. биол. 2003. Т. 136, № 11. С. 497-499.
  5. Манченко Д. М., Глазова Н. Ю., Левицкая Н. Г. Ноотропные и анальгетические эффекты семакса при различных способах введения// Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2010. Т. 96, № 10. С. 1014-1023.
  6. Пирутин С. К., Туровецкий В. Б., Одгаева А. В., Каменский А. А. Влияние пептида семакса на индуцированное УФ-излучением повреждение плазматических мембран перитонеальных макрофагов мышей // Вестн. МГУ. 2007. № 3. С. 51-54.
  7. Удвал X., Васильева Л. С., Выборова И. С. Структура печени при стрессе и введении арабиногалактана // Сиб. мед. журн. 2004. Т. 48, № 7. С. 22-23.
  8. Catania A., Gatti S., Colombo G., Lipton J. M. Targeting melanocortin receptors as a novel strategy to control inflammation // Pharmacol. Rev. 2004. Vol. 56, № 1. P. 1-29.
  9. Djordjevic J., Djordjevic A., Adzic M. et al. Chronic stress differentially affects antioxidant enzymes and modifies the acute stress response in liver of Wistar rats // Physiol. Res. 2010. Vol. 59, № 5. P. 729-736.
  10. Konda Y., Gantz I., DelValle J. et al. Interaction of dual intracellular signaling pathways activated by the melanocortin-3 receptor // J. Biol. Chem. 1994. Vol. 269, № 18. P. 13162-13166.
  11. Liu J., Garza J. C., Li W., Lu X. Y. Melanocortin-4 receptor in the medial amygdala regulates emotional stress-induced anxiety-like behaviour, anorexia and corticosterone secretion // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2013. Vol. 16, № 1. P. 105-120.
  12. Nayanatara A. K., Tripathi Y., Nagaraja H. S. et al. Effect of chronic immobilization stress on some selected physiological and Lipid parameters in Wistar Albino Rats // Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. 2000. Vol. 3, № 1. Р. 34-42.
  13. Salas M., Tuchweber B., Kourounakis P. Liver ultrastructure during acute stress // Pathol. Res. Pract. 1980. Vol. 167, № 2/4. P. 217-233.
  14. Salem M. A. R. Effect of «Ginseng» administration on the structural and ultrastructural changes produced by restraint stress in the liver cells of albino rats // Egypt. J. Hospital Med. 2001. Vol. 3. P. 1-13.
  15. Sánchez-Valle V., Chávez-Tapia N. C., Uribe M., Méndez-Sánchez N. Role of oxidative stress and molecular changes in liver fibrosis: a review // Curr. Med. Chem. 2012. Vol. 19, № 28. P. 4850-4860.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2017


Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.