CC BY
27
УДК: 612.327:616.34-002.44-092.9
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ГАСТРОДУОДЕНАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ В АЦЕТАТНОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО УЛЬЦЕРОГЕНЕЗА
Камал Э. Т., Привалова И.Л.
ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России г. Курск, Россия, 305041
Аннотация. В результате проведенных экспериментов было выявлены особенности изменения амплитуды электрической активности (ЭА) желудка и двенадцатиперстной кишки в течение 7 суток после моделирования ацетатных язв у крыс. Начальный период экспериментального ульцерогенеза характеризуется десинхронизаци-ей ЭА гладких миоцитов тела желудка и двенадцатиперстной кишки, а также декорреляцией их амплитудных характеристик. Сопряженность между амплитудными характеристиками ЭА всех исследуемых отделов ГДК существенно возрастает на четвертые сутки экспериментального язвообразования. Показатели функциональной сопряженности, рассчитанные на основе амплитудных значений ЭА, могут служить ранним диагностическим критерием развития гастродуоденальной дисфункции, инициированной язвенным повреждением желудка.
Ключевые слова: гастродуоденальный комплекс, электрическая активность, экспериментальное язвообразова-ние, функциональная сопряженность, гастродуоденальная дисфункция.
Введение. В настоящее время проблема гастродуоденальной дисфункции широко обсуждается в мировой литературе [1—3]. Важным ее аспектом является дисфункция, которая сопровождает язвенные повреждения желудка и не устраняется после эрадикационной терапии [3—6]. Ответы на ряд вопросов могут дать экспериментальные исследования, которые позволяют проследить механизмы изменений скоординированной деятельности отделов гастродуоденального комплекса (ГДК), сопровождающие развитие язвенного повреждения желудка. Основой дискоординации моторики желудка и кишечника являются нарушения согласованности электрических реакций, которые предшествуют сокращениям гладких мышц [7; 8]. Известно также, что между компонентами ГДК существуют устойчивые функциональные взаимоотношения [9], количественные характеристики кото-
рых позволяют достоверно оценить его функциональное состояние [10]. О силе возможных сокращений можно судить по амплитудным характеристикам (АХ) электрической активности (ЭА), которые отражают степень синхронизации гладких миоцитов. Поэтому количественный анализ АХ ЭА в экспериментальных условиях дает возможность получить информацию об изменениях синхронизации отдельных миоцитов в пределах одной структуры ГДК, а характер связей между ними — об их скоррелированности и сонастроенности. Цель настоящей работы — изучить изменения синхронизации электрической активности гладких мышц желудка и двенадцатиперстной кишки в ацетатной модели ульцерогенеза у крыс.
Материал и методы исследования. Исследование проводили на беспородных белых крысах массой 250—300 г, содержащихся в стандартных
—--—
~ 531 ~
условиях вивария медико-биологической клиники КГМУ. Работа выполнена с соблюдением этических норм использования животных в медико-биологической практике, руководствуясь приказом № 755 от 12.08.77 МЗ СССР «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», приказом Министерства высшего образования СССР № 724 (1984) «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» и положениями Директивы 2010/63 Еи Европейского парламента и Совета ЕС по охране животных, используемых в научных целях. В пяти группах животных воспроизводили ацетатную модель язвенного повреждения желудка [11], которая используется в современных российских и зарубежных исследованиях для изучения развития и заживления хронических язв [12—14]. Со вторых по седьмые сутки после моделирования хронического язвенного повреждения желудка животным (группы № 2—6) производили релапаротомию и имплантировали серебряные петельчатые электроды в мышечную оболочку тела желудка (ТЖ), пилорического отдела (ПО) и начального отдела двенадцатиперстной кишки (ДК). Для оценки исходного состояния электрической активности служили ложно оперированные животные, которым производилась срединная лапа-ротомия без моделирования язвенного поврежде-
Примечание: статистическая значимость различий: ной группой.
Средние значения амплитуды ЭА ПО не изменялись на вторые сутки после экспериментального моделирования язвенного повреждения, а затем
ния (группа № 1). Запись ЭА отделов желудка и двенадцатиперстной кишки проводили путём прямой многоканальной электрогастрографии с использованием многоканального регистратора «Биоскрипт» (Б8Т-1). Анализировали амплитудные характеристики ЭА гладких мышц желудка и двенадцатиперстной кишки как показатель синхронизации миоцитов исследуемых структур. Полученные данные проверяли на нормальность распределения с использованием теста Шапиро-Уилка. Затем рассчитывали парные коэффициенты линейной корреляции Пирсона. Интегральные характеристики амплитудной составляющей ЭА ГДК в процессе экспериментального язвообразования оценивали с помощью показателей их многосторонней скоррелированности [9; 15]. Для оценки статистической значимости различий между выборками применяли критерий Стьюдента.
Результаты исследования. После инициирования язвообразования с помощью ледяной уксусной кислоты средние значения амплитуды ЭА уменьшались на вторые сутки на 21,7% (р < 0,05). Затем происходило их возрастание, в результате чего они не отличались от значений контрольной группы на четвертые сутки и даже превышали их на пятые сутки — на 53,6% (р < 0,01), на шестые — на 98,5% (р < 0,01), на седьмые — на 27,1% (р < 0,05) (табл. 1).
* — р < 0,05; ** — р < 0,01 по сравнению с контроль-
возрастали и становились выше значений контрольной группы на четвертые сутки — на 57,3% (р < 0,01), на пятые — на 76,2% (р < 0,01), на шес-
Таблица 1
Изменения амплитудных характеристик ЭА компонентов ГДК после моделирования ацетатных язв
Группы Отделы ГДК
ТЖ ПО ДК
Контроль 2,61 ± 0,2 2,10 ± 0,2 2,19 ± 0,1
После моделирования ацетатной язвы
Группа № 2 (2 сутки) 2,13 ± 0,2* 2,29 ± 0,2 1,55 ± 0,2*
Группа № 3 (4 сутки) 2,83 ± 0,08 3,02 ± 0,08 ** 2,11 ± 0,05
Группа № 4 (5 сутки) 3,67 ± 0,08 ** 3,77 ± 0,13 ** 2,45 ± 0,06
Группа № 5 (6 сутки) 4,09 ± 0,2** 3,65 ± 0,2** 3,09 ± 0,2*
Группа № 6 (7 сутки) 3,42 ± 0,07 * 3,13 ± 0,07** 2,67 ± 0,05*
—--—
~ 532 ~
тые — на 68,2% (р < 0,01), на седьмые — на 51,9% (р < 0,01) (табл. 1). На вторые сутки средние значения амплитуды ЭА снижались в начальном отделе двенадцатиперстной кишки на 25,5% (р < 0,05), на четвертые сутки — возрастали на 36,6% (р < < 0,05) и не отличались от значений контрольной группы. На шестые сутки средние значения амплитуды ЭА были выше значений условно интактных животных на 37,3% (р < 0,05), а на седьмые — на 27,2% (р < 0,05) (табл. 1).
Для получения интегральной характеристики амплитудной составляющей электрической активности ГДК на каждом этапе экспериментального язвообразования, полученные данные подвергались корреляционному анализу. На вторые сутки после моделирования ацетатной язвы коэффициенты корреляции, отражающие тесноту связей между АХ отделов желудка, не обнаруживали статистически значимых отличий от значений контрольной группы. На четвертые сутки сопряженность АХ ЭА возрастала в 2,21 раза (р < 0,01), оставалась увеличенной на пятые сутки на 86,9% (р < 0,01), а затем снижалась и не отличалась от исходных значений на шестые и седьмые сутки эксперимента.
Теснота связей между ТЖ и ДК снижалась в 3,2 раза (р < 0,01) на вторые сутки, затем возрастала и составила 391,3% (р < 0,01) по сравнению с контрольными значениями на четвертые сутки. На пятые стуки значения г не отличались от контрольных, на шестые — были снижены в 7, 7 раза (р < < 0,01), а к седьмым суткам также были сопоставимы с контрольными. Корреляционные связи между АХ ЭА ПО и ДК на вторые сутки сохранялись на уровне контрольной группы, а к четвертым суткам возрастали в 3,6 раза (р < 0,01). На пятые сутки не было обнаружено статистически значимых отличий от значений контрольной группы, а на шестые — значения г снижались в 24,1 раза (р < 0,01). Данные проведенного анализа позволили оценить архитектонику связей в системе ГДК на различных этапах экспериментального ульцерогенеза (рис. 1).
«Системообразующий вклад» каждого из компонентов в функционирование ГДК в процессе экспериментального язвообразования оценивали с использованием показателей их многосторонней скоррелированности (ПМС) (табл. 2).
Рис. 1. Изменения сопряженности амплитудных характеристик электрической активности гастродуоденального комплекса крыс в процессе экспериментального язвообразования
—--—
~ 533 ~
—■--—
Таблица 2
Изменения показателей многосторонней скоррелированности амплитудных характеристик ЭА компонентов ГДК после моделирования ацетатных язв
Группы ПМС(Хг)
Xr ТЖ Xr по ХгДК Xr интегр.
Контроль 0,424 ± 0,07 0,444 ± 0,07 0,318 ± 0,07 1,186 ± 0,07
После моделирования ацетатной язвы
Группа № 2 (2 сутки) 0,309 ± 0,08 0,471 ± 0,08 0,162 ± 0,05* 0,942 ± 0,08
Группа № 3 (4 сутки) 1,191 ± 0,09** 1,220 ± 0,09** 1,195 ± 0,07** 3,606 ± 0,09**
Группа № 4 (5 сутки) 0,514 ± 0,08 0,846 ± 0,09* 0,332 ± 0,09 1,692 ± 0,09
Группа № 5 (6 сутки) 0,329 ± 0,07 0,329 ± 0,07 — 0,658 ± 0,07
Группа № 6 (7 сутки) 0,374 ± 0,08 0,374 ± 0,08 — 0,748 ± 0,08
Примечание: статистическая значимость различий: * — р < 0,05; ** — р < 0,01 по сравнению с контрольной группой.
Анализ многосторонней скоррелированности позволил подтвердить выявленные закономерности и выделить особенности каждого из исследуемых компонентов ГДК. Из таблицы 2 видно, что суммарная теснота связей, формирующихся амплитудными значениями ЭА начального отдела двенадцатиперстной кишки с отделами желудка статистически значимо снижалась на 49,1% (р < < 0,05) на вторые сутки эксперимента. На четвертые сутки теснота и количество связей возрастали во всех исследуемых отделах гастродуоденального комплекса, что отражалось в увеличении интегрального коэффициента суммарной скоррелированности в 3,04 раза (р < 0,01). На пятые сутки повышенным оставался только ПМС ПО желудка. Таким образом, можно говорить о декорреляции амплитудных характеристик ЭА в начальный период экспериментального язвообразования, наиболее выраженно проявляющейся во взаимоотношениях ТЖ и начального отдела двенадцатиперстной кишки. Возрастание сопряженности АХ ЭА на четвертые сутки экспериментального язвообразования может являться диагностическим критерием данного периода ульцерогенеза.
Выводы
1. В условиях экспериментального ульцерогенеза на вторые сутки происходит снижение средних значений амплитуды ЭА тела желудка и на-
чального отдела двенадцатиперстной кишки на 21,7% (р < 0,05) и 25,5% (р < 0,05) соответственно, что свидетельствует о развитии десинхро-низации ЭА гладких мышц этих компонентов ГДК.
2. Поздние этапы язвообразования характеризуются повышением амплитуды ЭА гладких мышц всех компонентов ГДК, максимально — на 98,5% (р < 0,01) в ТЖ (шестые сутки), на 76,2% (р < 0,01) в ПО (пятые сутки) и на 37,3% (р < 0,05) в начальном отделе двенадцатиперстной кишки (седьмые сутки).
3. Начальный период экспериментального ульцерогенеза в ацетатной модели у крыс характеризуется десинхронизацией электрической активности гладких миоцитов тела желудка и двенадцатиперстной кишки, а также декорреляцией их амплитудных характеристик.
4. Сопряженность между амплитудными характеристиками электрической активности всех исследуемых отделов ГДК существенно возрастает на четвертые сутки экспериментального язвообразования.
5. Показатели функциональной сопряженности, рассчитанные на основе амплитудных значений электрической активности, могут служить ранним диагностическим критерием развития гаст-родуоденальной дисфункции, инициированной язвенным повреждением желудка.
—--—
~ 534 ~
ЛИТЕРАТУРА
1. Baker G1, Fraser RJ, Young G. Subtypes of functional dyspepsia // World J Gastroenterol. 2006. Vol. 12, No. 17. P. 2667—71.
2. Holtmann G, Talley NJ. Functional dyspepsia // Curr. Opin Gastroenterol. 2015. Vol. 31, No. 6. P. 492— 498.
3. Шептулин А. А. Современные представления о патогенезе, диагностике и лечении синдрома функциональной диспепсии // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2013. Т. 13, № 1. С. 19—25.
4. Вовк Е.И. Функциональная и органическая диспепсия: «перекрест» стратегий диагностики и лечения в общей практике // Лечащий врач. Вып. #09/12.
5. Халимов Э.В., Сигал З.М. Нарушения гемодинамики и моторики при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки // Казанский медицинский журнал. 2003. Т. 84, № 4. С. 251—254.
6. Miyaji H., Azuma T., Ito S. et al. The effect of he-licobacter pylori eradication therapy on gastric antral myo-electrical activity and gastric emptying in patients with non-ulcer dyspepsia // Aliment. Pharmacol. Ther. 1999. Vol. 13, № 11. P. 1473—1480.
7. Этгингер А.П. Основы регуляции электрической и двигательной активности желудочно-кишечного тракта // Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., ко-лопроктол. 1998. Т. 8, № 4. С. 13—17.
8. Папазова М.П. Кортезова Н.И., Атанасова Е.А. Зависимость электрической активности пилорического сфинктера от активности желудка и двенадцатиперстной кишки // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1982. Т. 68, № 4. С. 470—477.
9. Завьялов А.В. Соотношение функций организма: (экспериментальный и клинико-физиологический аспекты). М.: Медицина, 1990.
10. Лазаренко В.А., Мишустин В.Н., Привалова И.Л. и др. Влияние серотонина адипината на функциональные взаимоотношения компонентов гастро-дуоденального комплекса в условиях экспериментального моделирования интраабдоминальной гипер-тензии // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2015. № 2. С. 79—84.
11. Okabe S., Amagase K. An overview of acetic acid ulcer models — the history and state of the art of peptic ulcer research // Biol. Pharm. Bull. 2005. Vol. 28, N 8. P. 1321—41.
12. Бакаева 3.B., Бадмаева K.E., Жемзник Н.Я. и соавт. Протекторный эффект внутрибрюшинного и внутрижелудочного введения PGP-пептида на этано-ловое эрозирование и ацетатное язвообразование у крыс // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2004. № 4. С. 82—86.
13. Лычкова А.Э., Царегородцева Т.М., Серова Т.П. Цитокиновый профиль при экспериментальной язве желудка и двенадцатиперстной кишки: роль серотонина // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. Вып. 104, № 4. С. 29—31.
14. Kang J.W., Yun N., Han H.J. et al. Protective Effect of Flos Lonicerae against Experimental Gastric Ulcers in Rats: Mechanisms of Antioxidant and Anti-Inflammatory Action // Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2014. Article ID 596920, 11 pages http://dx.doi.org/ 10.1155/2014/596920.
15. Шевелев O.A., Ходорович H.A., Завьялов А.В. и др. Функциональная гетерогенность поврежденного гастродуоденального комплекса // Бюллетень эксперим. биол. и мед. 2007. Т. 143. № 2. С. 149—151.
RESEARCH OF THE MECHANISMS
OF GASTRODUODENAL DYSFUNCTION IN ACETATE MODELS OF EXPERIMENTAL ULCEROGENESIS
E. T. Kamal, I.L. Privalova
Kursk State Medical University Kursk, Russian Federation, 305041
Annotation. As the course of experiments, there were found peculiarities of changes in the electrical activity amplitude (EA) of the stomach and duodenum during the 7 days after causing acetate ulcers in rats. The initial period of experimental ulcero-genesis is characterized by desynchronization EA smooth muscle of the fundic stomach and duodenum, and the decorrelation of their amplitude characteristics. The correlation between amplitude characteristics of the received EA in all
parts of GDC significantly increased on the fourth day of experimental ulcer formation. Indicators of functional contingency
—--—
~ 535 ~
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»
—■--—
calculated on the basis of the amplitude values of EA, can serve as an early diagnostic criterion to reveal gastroduodenal dysfunction due to the ulcer damage of the stomach.
Key words: gastroduodenal complex, electrical activity, experimental ulcer genesis, functional contingency, gastroduo-denal dysfunction.
REFERENCES
1. Baker G1, Fraser RJ, Young G. Subtypes of functional dyspepsia. World J Gastroenterol, 2006, vol. 12, no. 17, pp. 2667—71.
2. Holtmann G, Talley NJ. Functional dyspepsia. Curr. Opin Gastroenterol, 2015, vol. 31, no. 6, pp. 492— 498.
3. Sheptulin A.A. Sovremennye predstavlenija o pa-togeneze, diagnostike i lechenii sindroma funkcional'noj dispepsii. Rossijskij zhurnal gastrojenterologii, gepatologii, koloproktologii, 2013, vol. 13, no. 1, pp. 19—25.
4. Vovk E.I. Funkcional'naja i organicheskaja dis-pepsija: «perekrest» strategij diagnostiki i lechenija v ob-shhej praktike. Lechashhij vrach, Vyp. #09/12.
5. Halimov Je.V., Sigal Z.M. Narushenija gemodi-namiki i motoriki pri jazvennoj bolezni zheludka i dvenad-catiperstnoj kishki. Kazanskij medicinskij zhurnal, 2003, vol. 84, no. 4, pp. 251—254.
6. Miyaji H., Azuma T., Ito S. et al. The effect of he-licobacter pylori eradication therapy on gastric antral myo-electrical activity and gastric emptying in patients with non-ulcer dyspepsia. Aliment. Pharmacol. Ther, 1999, vol. 13, no. 11, pp. 1473—1480.
7. Jettinger A.P. Osnovy reguljacii jelektricheskoj i dvigatel'noj aktivnosti zheludochno-kishechnogo trakta. Ros. zhurn. gastrojenterol., gepatol., koloproktol., 1998, vol. 8, no. 4, pp. 13—17.
8. Papazova M.P., Kortezova N.I., Atanasova E.A. Zavisimost' jelektricheskoj aktivnosti piloricheskogo sfink-tera ot aktivnosti zheludka i dvenadcatiperstnoj kishki. Fiziol. zhurn. im. I.M. Sechenova, 1982, vol. 68, no. 4, pp. 470—477.
9. Zav'jalov A.V. Sootnoshenie funkcij organizma: (jeksperimental'nyj i kliniko-fiziologicheskij aspekty). Moscow, Medicina, 1990.
10. Lazarenko V.A., Mishustin V.N., Privalova I.L. i dr. Vlijanie serotonina adipinata na funkcional'nye vzai-mootnoshenija komponentov gastroduodenal'nogo kom-pleksa v uslovijah jeksperimental'nogo modelirovanija int-raabdominal'noj gipertenzii. Kurskij nauchno-prakticheskij vestnik «Chelovek i ego zdorov'e», 2015, no. 2, pp. 79—84.
11. Okabe S., Amagase K. An overview of acetic acid ulcer models — the history and state of the art of peptic ulcer research. Biol. Pharm. Bull., 2005, vol. 28, no. 8, pp. 1321—41.
12. Bakaeva Z.V., Badmaeva K.E., Zhemznik N Ja. i soavt. Protektornyj jeffekt vnutribrjushinnogo i vnutrizhelu-dochnogo vvedenija PGP-peptida na jetanolovoe jerozirova-nie i acetatnoe jazvoobrazovanie u krys. Jeksperimental'-naja i klinicheskaja gastrojenterologija, 2004, no. 4, pp. 82—86.
13. Lychkova A.Je., Caregorodceva T.M., Serova T.I. Citokinovyj profil' pri jeksperimental'noj jazve zheludka i dvenadcatiperstnoj kishki: rol' serotonina. Jeksperimental'-naja i klinicheskaja gastrojenterologija, 2014, vyp. 104, no. 4, pp. 29—31.
14. Kang J.W., Yun N., Han H.J. et al. Protective Effect of Flos Lonicerae against Experimental Gastric Ulcers in Rats: Mechanisms of Antioxidant and Anti-Inflammatory Action. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2014. Article ID 596920, 11 pages http://dx.doi.org/ 10.1155/2014/596920.
15. Shevelev O.A., Hodorovich N.A., Zav'jalov A.V. i dr. Funkcional'naja geterogennost' povrezhdennogo gast-roduodenal'nogo kompleksa. Bjulleten'jeksperim. biol. i med.. 2007, vol. 143, no. 2, pp. 149—151.
^ t4MIirill
nittitTiu!
inj^obase '
index
(^copstwctjs oaji isî:" o ulrichsweb
i < i t m) k i ( ,
GO .Qle^CiteFactor A I¡MsT Ç
^--■ - - ■ ■ - J- - K^ 1
