Статья: Влияние прекондиционирования про-/антиоксидантами на развитие ишемически-реперфузионного повреждения печени в эксперименте

Использование 0,5-процентного раствора ГПТБ сопровождалось значительным снижением показателей АЛТ, АСТ и ЛДГ у 3-й группы испытуемых животных. Таким образом, раствор ГПТБ способен оказывать гапатопротек- торное действие на группы крыс с ишемически-реперфузионным поражением печени, что прослеживалось в статистически значимом снижении активности аминотрансфераз в 2,1 и 3,5 раза по сравнению с животными 2-й группы без проведения коррекции. Наиболее заметно была снижена активность еще одного фермента цитолиза -- лактатдегидрогезы, -- его содержание было в 4,7 раза ниже аналогичного показателя крыс 2-й группы [2].

У животных 4-й группы, которым вводили аскорбиновую кислоту перед моделированием патологического процесса, наблюдалось снижение на 20 % активности АЛТ, на 30-33 % -- АСТ и ЛДГ. На фоне трехчасового реперфузионного периода, следовавшего за 20-минутным ишемическим периодом, у животных 5-й группы показатели маркеров цитолиза гепатоцитов практически полностью совпали с результатами группы сравнения без коррекции. После введения ГПТБ, следовавшего за аскорбиновой кислотой, наблюдалось сглаживание защитного действия прекондиционирования. Таким образом, было подтверждено защитное влияние антиоксидантного прекондиционирования, показана возможность использования прооксидантного средства для профилактики ишемически-репер- фузионных повреждений печени. При этом нивелирование протективного действия при совместном введении изученных средств дополнительно подтвердило возможность модулирования разнонаправленных механизмов прекондиционирования.

Анализ маркеров окислительного стресса показал, что после моделирования ишемически-реперфузионного повреждения печени антиоксидантная активность, определенная железо-восстанавливающим методом, была статистически значимо снижена на 25 % относительно интактной группы животных (табл. 2).

Таблица 2

Изменения окислительного метаболизма в крови на фоне прекондиционирования ишемически-реперфузионного повреждения печени у крыс (Ме (Р25/Р75))

Примечание: * -- статистически значимые отличия при сравнении показателей 1-й и 2-й групп крыс (р < 0,05); ^Л -- статистически значимые отличия при сравнении с показателем 2-й группы крыс (р < 0,05). Обозначения: ИРП -- ишемически-реперфузионное повреждение; ГПТБ -- трет-бутил гидропероксид; АК -- аскорбиновая кислота.

Ожидаемо наиболее высокие показатели АОА прослеживались в группе животных, которым до моделирования ишемии-реперфузии вводили 10 мг/мл аскорбиновой кислоты. Статистически значимыми были изменения в 5-й группе животных, на фоне введения аскорбиновой кислоты и раствора ГПТБ. Уровень АОА был увеличен, но в меньшей степени, чем на фоне введения только аскорбиновой кислоты.

АОА, определенная методом радикальной сорбции ABTS, продемонстрировала сниженные результаты и в группе сравнения, и в опытных группах. Моделирование ишемии-реперфузии у животных 2-й группы сопровождалось сниженным уровнем общей АОА в 3,0 раза в сравнении с интактной группой испытуемых крыс. Прекондиционирование аскорбиновой кислотой и раствором ГПТБ по отдельности показало одинаковые результаты -- в 2 раза выше показателя 2-й группы, а результат их совместного действия привел к увеличению АОА на 50 %. Таким образом было установлено, что даже введение прооксиданта ГПТБ стимулирует эндогенную систему антиоксидантной защиты перед моделированием ишемии-реперфузии печени. Это, вероятнее всего, является ведущим механизмом действия прооксидантного прекондиционирования.

Анализ ферментативного звена АОС включал определение активности каталазы, глутатионредуктазы и глутатиопероксидазы. Общим для этих трех ферментов было статистически значимое снижение в 1,3 раза их активности на фоне ИРП по отношению к контрольной группе (табл. 3). Внутрибрюшинное введение испытуемым животным 0,5-процентного раствора ГПТБ перед моделированием патологического процесса сопровождалось статистически значимым увеличением уровня рассматриваемых ферментов по сравнению с показателями 2-й группы. Активность ГПО была увеличена в 2 раза, активность ГР -- в 1,5 раза, каталазная активность -- в 1,3 раза. Использование аскорбиновой кислоты перед моделированием ИРП привело к трехкратному повышению активности ГР. Увеличение уровня каталазы в крови животных 4-й группы составило 16 %, активность ГПО была выше на 26 % значения аналогичного параметра животных 2-й группы. Внутрибрюшинное введение животным 0,5-процентного раствора ГПТБ после аскорбиновой кислоты не сопровождалось статистически значимым изменением активности анализируемых ферментов.

Таблица 3

Изменения ферментативного звена антиоксидантной системы на фоне прекондиционирования ишемически-реперфузионного повреждения печени у крыс (Ме (Р25/Р75))

Примечание: * -- статистически значимые отличия при сравнении показателей 1-й и 2-й групп (р < 0,05); ^л -- статистически значимые отличия при сравнении с показателем 2-й группы (р < 0,05). Обозначения: ИРП -- ишемически-реперфузионное повреждение; ГПТБ -- трет-бу- тил гидропероксид; АК -- аскорбиновая кислота; ГПО -- глутатионпероксидаза; ГР -- глута- тионредуктаза.

Оценка соотношения продуктов анаэробных и аэробных энергетических процессов была осуществлена с учетом определения концентрации пирувата и лактата в плазме крови. Анализ показателей метаболитов энергетического обмена показал, что на фоне моделирования ИРП наблюдалось увеличение содержания молочной и пировиноградной кислот, что свидетельствует о накоплении недоокисленных продуктов и приводит к развитию метаболического ацидоза -- одного из ведущих повреждающих факторов ишемии (табл. 4).

Таблица 4

Изменение содержания лактата и пирувата в плазме крови на фоне прекондиционирования ишемически-реперфузионного повреждения печени у крыс (Ме (Р25/Р75))

Примечание: * -- статистически значимые отличия при сравнении показателей 1-й и 2-й групп (р < 0,05); ^Л -- статистически значимые отличия при сравнении с показателем 2-й группы (р < 0,05). Обозначения: ИРП -- ишемически-реперфузионное повреждение; ГПТБ -- трет-бутил гидропероксид; АК -- аскорбиновая кислота.

Введение лабораторным животным 3-й группы перед 20-минутной васкулярной эксклюзией печени 0,5-процентного раствора ГПТБ сопровождалось статистически значимыми изменениями метаболитов энергообмена относительно показателей группы сравнения. Использование аскорбиновой кислоты и аскорбиновой кислоты совместно с раствором ГПТБ привело к снижению рассматриваемых показателей энергообмена. Это свидетельствует о том, что на фоне анти- и прооксидантного прекондиционирования наблюдается увеличение устойчивости печени к гипоксии, повышение защитного потенциала антиоксидантной системы, что в итоге приводит к снижению выраженности повреждения печени по данным изменений маркеров цитолитического синдрома.

Заключение

В результате проведенных исследований было показано, что введение веществ про- или антиоксидантной направленности действия способно оказывать защитное действие на развитие ишемически-реперфузионных повреждений печени в эксперименте. Действие аскорбиновой кислоты связано с непосредственной поддержкой эндогенной системы антиоксидантной защиты, играющей ключевую роль в ограничении интенсификации свободнорадикальных процессов при восстановлении кровотока в постишемической ткани. Эффект ГПТБ вероятно связан с имитацией сигнальных путей, характерных для ишемического прекондиционирования, которые также ведут к увеличению защитного потенциала системы неспецифической резистентности организма. Возможность фармакологического прекондиционирования разнонаправленными эффектами вышеперечисленных веществ подтверждена также нивелированием цитопротективного действия при совместном введении ГПТБ после аскорбиновой кислоты. Полученные данные не только свидетельствуют о перспективе поиска способов использования антиоксидантов в терапевтической практике, но и служат обоснованием возможности прооксидантной терапии.

Список источников

1. Карпищенко А. И. Медицинские лабораторные технологии. Справочник. СПб.: Интермедика, 2002. 600 с.

2. Попов К. А. Прооксидантное прекондиционирование ишемически-реперфу- зионного поражения печени в эксперименте / К. А. Попов [и др.] // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2022. T. 17 (1). C. 56-59. DOI: 10.14300/mnnc.2022. 17015

3. Семенцов А. С. Роль активных форм кислорода в инфаркт-лимитирующем эффекте гипоксического прекондиционирования / А. С. Семенцов [и др.] // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2021. Т 20 (2). С. 87-91. DOI: 10.24884/16826655-2021-20-2-87-91

4. Choi E. K., Lim D. G. Hepatic ischemia-reperfusion injury with respect to oxidative stress and inflammatory response: a narrative review // J Yeungnam Med Sci. 2023. Vol. 40 (2). P. 115-122. DOI: 10.12701/jyms.2022.00017

5. Hausenloy D. J., Yellon D. M. Ischaemic conditioning and reperfusion injury // Nat Rev Cardiol. 2016. Vol. 13 (4). P. 193-209. DOI: 10.1038/nrcardio.2016.5

6. Lin J. Protective effects of ischemic preconditioning protocols on ischemia-reperfusion injury in rat liver / J. Lin [et al.] // J Invest Surg. 2020. Vol. 33 (9). P. 876-883. DOI: 10.1080/08941939.2018.1556753

7. Nakazato P. C. G. Liver ischemia and reperfusion injury. Pathophysiology and new horizons in preconditioning and therapy / P. C. G. Nakazato [et al.] // Acta Cir Bras. 2018. Vol. 33 (8). P. 723-735. DOI: 10.1590/s0102-865020180080000008

8. Oliveira G. C. Impacts of ischemic preconditioning in liver resection: systematic review with meta-analysis / G. C. Oliveira [et al.] // International Journal of Surgery. 2023. Vol. 109 (6). P. 1720-1727. DOI: 10.1097/JS9.0000000000000243

9. Panconesi R. Mitochondria and ischemia reperfusion injury / R. Pancone- si [et al.] // Curr Opin Organ Transplant. 2022. Vol. 27 (5). Р. 434-445. DOI: 10.1097/ MOT.0000000000001015

10. Qing Z. S. Protective effect of ischemia preconditioning on ischemia-reperfusion injury in rat liver transplantation / Z. S. Qing [et al.] // Genet Mol Res. 2015. Vol. 14 (2). P. 3018-3025. DOI: 10.4238/2015.April.10.12

11. Solhjoo S. Oxidative stress in the mitochondrial matrix underlies ischemia/reperfusion-induced mitochondrial instability / S. Solhjoo [et al.] // J Biol Chem. 2023. Vol. 299 (1). P. 102780. DOI: https://doi.org/10.1016/jjbc.2022.102780

12. Spoelstra-de Man A. M. E., Elbers P. W. G., Oudemans-van Straaten H. M. Making sense of early high-dose intravenous vitamin C in ischemia/reperfusion injury // Crit Care. 2018. Vol. 22. P. 70. DOI: 10.1186/s13054-018-1996-y

13. Wu L., Li Z., Yao Y. Hydrogen peroxide preconditioning is of dual role in cardiac ischemia/reperfusion // European Journal of Pharmacology. 2023. Vol. 947. Р. 175684. DOI: 10.1016/j.ejphar.2023.175684

References

1. Karpishchenko A. I. Handbook. Medical Laboratory Technology. SPb.: Intermedika, 2002. 600 p. (In Russ.).

2. Popov К. А. Prooxidant preconditioning of ischemic-reperfusion liver damage in experiment / К. А. Popov [et al.] // Medical News of North Caucasus. 2022. T. 17 (1). Р 56-59. (In Russ.). DOI: 10.14300/mnnc.2022.17015

3. Sementsov A. S. The role of reactive oxygen species in the infarct-limiting effect of hypoxic preconditioning / A. S. Sementsov [et al.] // Regional blood circulation and microcirculation. 2021. Т 20 (2). P. 87-91. (In Russ.). DOI: 10.24884/1682-6655-2021-202-87-91

4. Choi E. K., Lim D. G. Hepatic ischemia-reperfusion injury with respect to oxidative stress and inflammatory response: a narrative review // J Yeungnam Med Sci. 2023. Vol. 40 (2). P. 115-122. DOI: 10.12701/jyms.2022.00017

5. Hausenloy D. J., Yellon D. M. Ischaemic conditioning and reperfusion injury // Nat Rev Cardiol. 2016. Vol. 13 (4). P. 193-209. DOI: 10.1038/nrcardio.2016.5

6. Lin J. Protective effects of ischemic preconditioning protocols on ischemia-reperfusion injury in rat liver / J. Lin [et al.] // J Invest Surg. 2020. Vol. 33 (9). P. 876-883. DOI: 10.1080/08941939.2018.1556753

7. Nakazato P. C. G. Liver ischemia and reperfusion injury. Pathophysiology and new horizons in preconditioning and therapy / P. C. G. Nakazato [et al.] // Acta Cir Bras. 2018. Vol. 33 (8). P. 723-735. DOI: 10.1590/s0102-865020180080000008

8. Oliveira G. C. Impacts of ischemic preconditioning in liver resection: systematic review with meta-analysis / G. C. Oliveira [et al.] // International Journal of Surgery. 2023. Vol. 109 (6). P. 1720-1727. DOI: 10.1097/JS9.0000000000000243

9. Panconesi R. Mitochondria and ischemia reperfusion injury / R. Panconesi [et al.] // Curr Opin Organ Transplant. 2022. Vol. 27 (5). Р 434-445. DOI: 10.1097/ MOT.0000000000001015