CC BY
8особенности иммунопатологии у детей, проживающих в ртутной биогехимической .
кинетика азотистых метаболитов в ткани Щитовидной железы после резекции печени на фоне хронического гепатита
П.Н. Савилов
Воронежская государственная медицинская академия им. н.н. Бурденко ,
Воронеж, россия
резюме. В опытах на 115 белых крысах массой 180-220 г, проводили резекцию печени (РП, 15-20% массы органа) на фоне экспериментального хронического СС14-гепатита. Выявили, что длительное действие на организм СС14 приводит к накоплению тироцитами аммиака и мочевины, не изменяя концентрацию в них глутамина, которая остаётся в пределах нормы и после отмены СС14. Повышенное содержание аммиака в тироцитах после отмены СС14 не нормализуется на фоне сохранение артериальной гипераммониемии. Это сопровождается накоплением в них мочевины при снижения её повышенной концентрации в артериальной крови (АК). Применение РП на фоне хронического СС14-гепатита стимулирует аммониогенез в ткани щитовидной железы, увеличивает концентрацию в тироцитах глутамина при отсутствии аналогичных изменений в АК. Увеличивая содержание мочевины в АК животных с гепатитом, РП изменяет её кинетику в ткани щитовидной железы.
Ключевые слова: азотистый метаболизм. тироциты, печень гепатит, операция.
Kinetik of nitrogenous metabolites in the thyroid tissue after resection of the liver at chronic hepatitis
P.N. Savilov
Summary. In experiments on 115 white rats weighing 180-220 g, liver resection was performed (LR, 15-20% of organ weight) on the background of experimental chronic CCl4-hepatitis. Found that the long-term effect on the body CCl4 leads to the accumulation of ammonia and urea thyrocytes without changing the concentration of glutamine in them, which is in the normal range after the abolition of CCl4. Elevated levels of ammonia in the thyrocytes after discontinuation of CCl4 is normalized against the preservation of the arterial hyperammonemia. This is accompanied by the accumulation of urea in them within reducing its high concentration in arterial blood (AB). Application of RP by chronic CCl4-hepatitis stimulate ammoniogenez in the thyroid gland, increases the concentration of glutamine in thyrocytes in the absence of similar changes in the AB. Increasing the content of urea in the animals with hepatitis AB, LR changes its kinetics in the thyroid tissue.
Keywords: nitrogen metabolism, thyrocites, liver hepatitis, surgery.
Одним из хирургических способов лечения хронических гепатитов на стадии их переходов в цирроз печени является резекция печени [1,2]. Это обусловлено способностью данной операции стимулировать в поражённой печени резорбцию образовавшейся соединительной ткани [3,4]. Однако, частое прогрессирование в послеоперационном периоде эндогенной аммиачной интоксикации [5,6,7], приводит к быстрому истощению внепечё-ночных механизмов детоксикации аммиака. Последние, как установлено [8,9], активируются в ответ на нарушение основных путей его связывания в гепатоцитах. В процессе адаптации к операционной агрессии важная роль отводится эндокринной системе [10]. В тоже время состояние азотистого метаболизма при операционной агрессии в органах эндокринной системы, в том числе и щитовидной железы, остаётся неисследованным. Между тем известно, что в условиях хронического гепатита имеет место накопление тироцитами аммиака и мочевины, при отсутствии количественных изменений со стороны глутамина [11].
целью настоящей работы явилось изучение азотистого метаболизма в тироцитах после резекции печени на фоне хронического гепатита.
Материал и методы исследования. Исследо-
вания проведены на 115 беспородных половозрелых белых крысах (самках). Хронический гепатит воспроизводили по методике Д.С. Саркисова и Л.С. Рубецкого [4] введением 50% раствора тетрах-лорметана (СС14) на оливковом масле из расчёта 0,1 мл/100 г массы тела, через день, в течение 65 суток с двумя двухнедельными перерывами между 6-7 и 13 -14 инъекциями. Данные перерывы позволяют снизить гибель животных в процессе моделирования хронического гепатита, тогда как указанный период введения токсина формирует к 65-е суткам (концу затравки) морфологические изменения в печени, характерные для стадии перехода хронического гепатита в цирроз [4]. Резекцию печени (РП) осуществляли на 65-е сутки введения СС14 под эфирным наркозом, удаляя электроножём часть левой доли, что составляло 15-20% массы органа. Животные были разделены на 5 серий опытов. 1 серия - интактные животные (норма); 2 серия- 65-е (последние) сутки введения СС14 (конец затравки), 3,4 и 5 серии- соответственно, 3-и, 7-е и 14-е сутки после отмены СС14 и лапаротомии («ложнооперированые» животные). Эти серии служили контролем для выявления непосредственного влияния РП на исследуемые показатели. Животные с хроническим СС14-ге-
патитом, исследованные на 3-и, 7-е и 14-е сутки после РП, составили, соответственно, 6-ю, 7-ю и 8-ю серии опытов. Животных выводили из опыта декапитацией на фоне этаминалового наркоза (40 мг этаминала-натрия / кг массы). Перед забоем у животных производили забор крови из аорты.
Для определения содержания азотистых метаболитов ткань щитовидной железы предварительно замораживали в жидком азоте и растирали в порошок, из которого готовили навеску тканей для получения 10% гомогената в 60% растворе ТХУ. Гомогенат центрифугировали на холоде в течение 10 мин при 3000 об/мин. Полученный супернатант использовали для изучения содержания аммиака, глутамина и мочевины. Аммиак в ткани щитовидной железы определяли микродиффузионным методом [10], в депротеинизированной плазме крови- фенилгипохлоридным методом [11]. Глута-мин в ткани щитовидной железы и депротеинизи-рованной плазме крови определяли методом кислотного гидролиза [12] по отщепившемуся аммиаку, который в ткани щитовидной железы определяли по Несслеру [10], а в крови - по Келлеру [11]. Содержание мочевины в ткани щитовидной железы и депротеинизированной плазме крови определяли диацетилмоноксимовым методом [13]. Содержание метаболитов в ткани выражали в ммоль/кг влажной ткани, в крови - ммоль/л. Результаты обработаны статистически с учётом параметрического ^крите-рия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Как показали наши исследования, увеличение (на 96%) содержания аммиака в АК, выявленное на 65-е сутки введения СС14 (рис.1а), сопровождалось его накоплением в ткани щитовидной железы. При этом его концентрация в ней превышала норму в 3,4 раза (рис.1б). Последнее является следствием повышенной диффузии аммиака из крови в тироциты в условиях артериальной гипераммониемии и его дальнейшей ретенционной задержки в них [14]. Отмена СС14 в сочетании с контрольной лапаротомией не приводили к прогрессированию артериальной гипераммониемии, наоборот, отмечалось уменьшение её степени на 14-е сутки восстановительного периода. Однако полной нормализации содержания аммиака в АК при этом не наступало (рис.1а). Это связано с сохранением в течение указанного периода нарушений аммиакобезвреживающей функции гепатоцитов [15].
В отличие от АК, в ткани щитовидной железы после отмены СС14 и контрольной лапаротомии обнаружено кратковременное (на 3-и сутки) снижение повышенного содержания аммиака. Сопоставление полученных результатов позволяет говорить об активации к этому сроку реакций связывания аммиака в тироцитах. Однако, они быстро истощаются. Поэтому на 7-е и 14-е сутки восстановительного периода концентрация аммиака в ткани щитовидной железы становилась выше нормы, соответственно на 175% и 153% (рис.1б).
При этом не исключается и активация на этом фоне аммониогенеза в самих тироцитах.
Применение РП у животных с хроническим СС14-гепатитом оказывало кратковременное стимулирующее влияние на развитие артериальной гипераммониемии, вызванное длительным действием СС14 (рис.1а). В результате на 3-и сутки после РП концентрация аммиака в АК увеличилась в 2,2 раза по сравнению с нормой. Это связано с про-грессированием нарушений детоксикации аммиака в гепатоцитах после РП на фоне хронического СС14 -гепатита [16]. Однако, активация внепечёночных механизмов элиминации аммиака из организма через лёгкие и почки, выявленная ранее [17], объясняет снижение степени артериальной гиперам-мониемии на 7-е и 14-сутки послеоперационного периода. В результате концентрация аммиака в АК животных с РП стабилизировалась на уровне «ложнооперированных» крыс (рис.1а).
Совсем иная картина в кинетике аммиака отмечалась в ткани щитовидной железы животных с хроническим СС14 -гепатитом после РП. Если на 3-и сутки послеоперационного периода увеличение концентрации аммиака в ткани щитовидной железы по сравнению с «ложнооперированными» животными (рис.1б) можно связать с прогрес-сированием артериальной гипераммониемии (рис.1а), то её прирост на 14-е сутки после РП этим объяснить нельзя (рис.1б). Как показали исследования, на 14-е сутки после РП содержание аммиака в АК превышало норму на 65% (рис.1а), тогда как в ткани щитовидной железы - на 290% (рис.1б). Это позволяет говорить об отсроченной активации аммониогенеза в тироцитах. Например, в результате возросшей потребности тироцитов в глутамате, который, как известно, увеличивает высоту эпителия фолликулов и стимулирует включение йода в коллоид [26]. Глутамат плохо проникает через клеточную мембрану, в отличие от глутамина, дезамидирование которого и приводит к образованию глутамата и аммиака [20]. Однако нельзя исключить и усиление дезамидирования в тироцитах других аминокислот, метаболизм которых сопряжён с гормонобразующей функцией щитовидной железы.
Одной из универсальных реакций связывания аммиака в клетках млекопитающих является образование глутамина [18], которое нарушается в печени при хроническом СС14-гепатите [15]. Это объясняет формирование артериальной ги-поглутаминемии на 65-е сутки введения токсина (рис.2а). Вместе с тем, нарушение образования глутамина в печени сочетается с активацией его образования в других органах, направленной на предотвращение прогрессирования эндогенной аммиачной интоксикации [9]. Это, в частности, объясняет как нормализацию содержания глутамина в АК после отмены СС14, так и развитие транзиторной артериальной гиперглутаминемии в восстановительном периоде (рис. 2б). Известно,
кинетика Азотистых метаболитов в ткани щитовидной железы после резекции печени ...
рис.1. динамика содержания аммиака в артериальной крови (А) и ткани щитовидной железы (Б) при
хроническом ссИ-гепатите и резекции печени (рп).
КЗ- конец затравки (65-е сутки введения СС14), ЛТ- лапаротомия («ложнооперированные» животные); * (р<0,05) - достоверность различий по сравнению с нормой. В скобках - число животных по сериям опытов.
рис.2. динамика содержания глутамина в артериальной крови (А) и ткани щитовидной железы (Б) при
хроническом ссИ-гепатите и резекции печени (рп)
КЗ- конец затравки (65-е сутки введения СС14), ЛТ- лапаротомия («ложнооперированные» животные); * (р<0,05) - достоверность различий по сравнению с нормой. В скобках - число животных по сериям опытов.
рис.3. динамика содержания мочевины в артериальной крови (А) и ткани щитовидной железы (Б) и при
хроническом ссИ-гепатите и резекции печени (рп)
КЗ- конец затравки (65-е сутки введения СС14), ЛТ- лапаротомия («ложнооперированные» животные); * (р<0,05) -ность различий по сравнению с нормой. В скобках - число животных по сериям опытов.
достовер-
что увеличение концентрации аммиака в клетке стимулирует активность глутаминсинтетазы, катализирующей связывание аммиака через образование глутамина [19]. Вместе с тем, отсутствие изменения концентрации глутамина в ткани щитовидной железы после прекращения введения СС14, и контрольной лапаротомии (рис.2б) указывает на низкую способность тироцитов предотвращать накопление ими аммиака через его вовлечение в образование глутамина.
РП у животных с хроническим СС14,-гепатитом
не оказывала существенного влияния на изменение концентрации глутамина в АК (рис.2а), но стимулировала увеличение его концентрации в ткани щитовидной железы. В результате на 7-е и 14-е сутки после РП оно превышало норму соответственно на 43% и 72% (рис.2б). Сопоставление полученных результатов наводит на мысль, что в качестве триггера, стимулирующего образование глутамина в тироцитах, выступает определённая концентрация аммиака, достигаемая при комбинированном поражении печени (СС14+РП). Однако,
этого оказывается недостаточно для предотвращения отсроченного накопления аммиака тканью щитовидной железы животных с РП на фоне хронического СС14 -гепатита (рис.1б).
В отличие от образования глутамина, которое происходит во всех клетках содержащих глутамин-синтетазу, его обезвреживание через синтез мочевины происходит исключительно в гепатоцитах, где обнаружено полный набор ферментов орнитино-вого цикла [20]. При хроническом СС14-гепатите синтез мочевины в гепатоцитах нарушается [15], однако это не приводит к снижению её концентрации в АК. Наоборот, отмечено её увеличение на 108% к 65-м суткам введения СС14 (рис.3а), тогда как в ткани щитовидной железы содержание мочевины увеличивалось только на 48% (рис.3б). Если учесть, что транспорт мочевины через биологические мембраны идёт по механизму простой диффузии [22], то возникает вопрос о том, куда девается часть избытка мочевины поступившего из артериальной крови в тироциты. Известно, что мочевина в организме млекопитающих существует помимо свободного и в связанном состоянии, которое подразделяется на лабильно- и прочносвя-занную формы [22]. При определённых состояниях организма лабильно связанная мочевина может переходить в свободное состояние и наоборот [23]. Поэтому нельзя исключить, что одной из причин несоответствия прироста содержания мочевины в ткани щитовидной железы и притекающей к ней артериальной крови на 65-е сутки введения СС14 является её связывание с коллоидом фолликулов щитовидной железы.
После отмены СС14 и контрольной лапаротомии концентрации мочевины в АК хотя и снижалась, но оставалась 14-м сутки исследования на 58% выше нормы (рис.3а), тогда как в ткани щитовидной железы, происходило постепенное увеличение концентрации мочевины, которая на 14-е сутки исследования превышала норму в 2 раза (рис.3б). Сведения о наличии в тироцитах аргиназы в доступной нам литературе отсутствуют. Поэтому выявленные «ножницы» изменения содержания мочевины в АК и ткани щитовидной железы в восстановительном периоде у «ложнооперированных» животных позволяет говорить о постепенном переходе в ткани щитовидной железы лабильно связанной с коллоидом мочевины в свободное состояние.
Применение РП на фоне хронического СС14-гепатита не вызывала изменение концентрации мочевины в АК на 3-и сутки, но предотвращало её снижение на 7-е и 14-е сутки до уровня конца затравки (рис.3а). Если учесть, что комбинированное (РП+ СС14) поражение печени усиливает нарушение синтеза мочевины в гепатоцитах [16], то можно говорить о стимуляции механизмов направленных на увеличение концентрации мочевины в АК, например увеличении её реаборбции в почках [21] и стимуляция образование в других органах, клетки которых обладают аргиназной активностью.
В отличие от АК, в ткани щитовидной железы увеличение концентрации мочевины выявлено уже на 3-и сутки после РП. В результате концентрация мочевины в ней на 3-и и 7-е сутки после РП превышала норму, соответственно, на 111% и 130 % (рис.3б). Сопоставление полученных данных позволяет говорить о сложных механизмах изменения кинетики мочевины в тироцитах животных с хроническим СС14-гепатитом после РП. Преобладание прироста мочевины в ткани щитовидной железы на 3-и сутки после РП над аналогичными изменениями её концентрации в АК можно связать с усилением её перехода в тироцитах из связанного с коллоидом в свободное состояние. Между тем в тироцитах на 7-е сутки, вероятно, активируется, а на 14-е сутки после РП усиливается обратный процесс: переход мочевины из свободного в связанное состояние. Неслучайно, увеличение концентрации мочевины в АК к 14-м суткам после РП сопровождалось её снижением в ткани щитовидной железы до уровня «ложнооперированных» животных (рис.3б).
Кинетика мочевины в щитовидной железе при поражении печени указывают на важную роль данного метаболита в адаптации тироцитов к патологическим процессам, развивающимся в организме при печёночной патологии, Нельзя исключить, что это связано с функцией мочевины как эндогенного антиоксиданта [23], стабилизатора лизосомальных мембран [24]. Кроме того, мочевина регулирует активности глутаматдегидрогеназы [25], одного из ключевых ферментов метаболизма глутамата в клетках млекопитающих [20].
Заключение. Длительное действие на организм СС14 приводит к накоплению щитовидной железой аммиака и мочевины, не изменяя концентрацию в ней глутамина, которая остаётся в пределах нормы и после отмены СС14. Отмена СС14 не устраняет гипераммониемию к 14-м суткам восстановительного периода, содействуя сохранению к указанному сроку повышенного содержания аммиака в тироцитах. Одновременно с этим отмечается постепенное накопление тироцитам мочевины на фоне снижения её повышенной концентрации в артериальной крови по сравнению с концом затравки.
Применение РП на фоне хронического СС14-гепатита, кратковременно усиливая степень артериальной гипераммониемии, стимулирует аммониогенез в ткани щитовидной железы, что проявляется прогрессирующим накоплением в ней аммиака к 14-м суткам послеоперационного периода. Не изменяя концентрацию глутамина в артериальной крови, РП стимулирует увеличение его концентрации в тироцитах. Одновременно РП изменяет кинетику мочевины в ткани щитовидной формирующуюся в процессе развития хронического СС14-гепатита.
Благодарность. Считаю своим долгом выразить глубокую признательность заведующему кафедрой нормлаьной физиологии Воронежской
кинетика азотистых метаболитов в ткани щитовидной железы после резекции печени .
государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко Заслуженному работнику ВШ РФ, доктору медицинских наук, профессору В.Н. Яковлеву за предоставленную возможность проведения исследований в лабораториях кафедры и интересные дискуссии при обсуждении полученных результатов.
список литературы:
1. Гершенович З.С., Кричевская А.А., Лукаш А.И. Мочевина в живых организмах Ростов н/Д. : Изд-во РГУ, 1970.
2. Западнюк В.И., Купраш Л.Г., Заика М.У. Безверхая И.С. Аминокислоты в медицине Киев,Здоров'я,1982.
3. КричевскаяА.А., ЛукашА.И., ВнуковВ.В., Дудкин С.И. Железосодержащие белки плазмы крови и протеолитическая активность в сыворотки крови при гипербарической окси-генации и защитном действии мочевины. Биологические науки. 1986;9:30 - 36.
4. Ленинджер А. Основы биохимии: пер. с англ. Изд-е в 3-х т. М.: Мир, 1985. Т.2.
5. Лубенский Ю.И., Нихинсон Р.А. Интенсивная терапия раннего послеоперационного периода у больных оперированных по поводу очаговых поражений печени. В кн. «Физиология и хирургия печени» (Под ред. М.А. Медведева), Томск, 1982: 68-69.
6. Мартынов А.Ю. Сравнительная оценка эффективности частичной резекции печени, криогенной деструкции и лазерной коагуляции части её поверхности для стимуляции репаративных процессов при циррозе (Экспериментальное исследование): Автореф. дисс.. канд. мед наук. ОГМИ, Омск,1979.
7. Молчанов Д.В. Кинетика мочевины в почках при резекции печени и гипербарической оксигенации на фоне хронического гепатита. Бюлл. гипербар.биол. и медици-ны.2006;14(1-4):11-20.
8. Нарциссов Т.В. Об операциях стимулирующих регенерацию печени при её циррозе. Клиническая хирургия. 1976;2:30-33.
9. Пышкин С.А., Малышев Ю.И., Димов П.Г. Показания к хирургическому лечению хронического гепатита и цирроза печени. Клиническая хирургия.1986; 9:29-32.
10. Савилов П.Н., Молчанов Д.В. Кинетика аммиака в организме при резекции печени и гипербарической оксигенации. За-гальна патологiя и патологiчна фiзiологiя-Луганськ,2010; 5(3):114-118.
11. Савилов П.Н. Состояние азотистого метаболизма в ткани щитовидной железы при хроническом гепатите. Медицины Кыргызстана. 2012;6:68-72.
12. Савилов П.Н. Состояние аммиакобезвреживающей функции печени при хроническом активном гепатите. Патол. физиол. и эксперим. терапия 2004;1:24-26.
13. Савилов П.Н. Влияние гипербарической оксигенации на азотистый баланс органов желудочно-кишечного тракта
при резекции печени (экспериментальное исследование) Анестезиология и реаниматология 2005; 6:59 -62.
14. Савилов П.Н., Д.В. Молчанов, В.Н. Яковлев Влияние гипербарической оксигенации на кинетику глутамина в организме при печёночной недостаточности. Общая реаниматология 2012;8(2):20-27.
15. Савилов П.Н., Яковлев В.Н., Леонов А.Н. Роль гипербарической оксигенации в механизмах детоксикации аммиака при резекции печени на фоне хронического гепатита Анестезиология и реаниматология. 1994;6:31-34.
16. Савилов П.Н., Молчанов Д.В. Кинетика аммиака в организме при хроническом гепатите частичной гепатэктомии и гипербарической оксигенации. Журнал теоретической и практической медицины. Воронеж, 2010; 8(2):211-216.
17. Саркисов Д.С. , Рубецкой Л.С. Пути восстановления цирротически изменённой печени. М.: Медицина, 1960.
18. Силакова А.И., Трубин Г.П., Явликова А.И. Микрометод определения аммиака и глутамина в тканевых трихлорук-сусных экстрактах. Вопросы медицинской химии. 1962; 8(5):538 - 544.
19. Фердман Д.Л. Биохимия.-М. : Высшая школа, 1966.
20. Чихачёв А.С. Действие гипербарической окисгенации (ГБО) на проницаемость мембран лизосом и защитное действие мочевины. В кн. «Новое в диагностике, лечении и профилактики заболеваний.-Ростов-н/Д., 1974:53-54.
21. Harris M. Studies regenerating a glutamine-like substance in blood and spinalfluid, including a method for its quantitative determination. J. Clin. Invest. 1943;22(4):569 - 576.
22. Hдussinger D. Hepatocyte heterogeneity in glutamine and ammonia metabolism and the role ofan intercellular glutamine cycle during ureogenesis inperfuzed rat liver. Eur. J. Biochem. 1983;133: 269 - 275.
23. Kamatsu T., Kajanagi N., Matsumoto T. et al. Lack of Preventive Effect of Branchedchain Amino Acid Solution on Postoperative Hepatic Encephalopathy in Patents with Cirrosis. Surg.1988;104 (3):482-488.
24. Keller H. Muller-Beisenritz M., Neumann E. Eine Methode zur Ammoniakbestimmung in Capillarblut Klin. Wsch. 1967;15:314 - 319.
25. Richterrich D. Clinical. Chemistry. -N.Y.:Academia Press, 1962.
26. Yancey P.H., Somero G.H. Methylamine osmoregulatory solubes of elasmofranch fishes connteract urea inhibition of enzymes. J. Exp. Zool. 1980; .213(2): 205 - 213.
сведения об авторах:
савилов павел николаевич - доктор медицинских наук, кафедра нормальной физиологии Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко , Воронеж, Россия, врач анестезиолог-реаниматолог ТОГБУЗ «Тамбовская ЦРБ » р.т. 8-(4752) 44-67-34 p savilov@mail.ru, c. П.Пригородное, Тамбовский р-н, Россия
