CC BY
17
В1СНИК ВДНЗУ «Укршиська медична стоматологЫна академхя»
УДК 616.341-089-085.468.6+612.015.3 Дхтенко Т.Г., Костенко В.О.
МЕХАН1ЗМИ ВПЛИВУ L-АРГШШУ, 1ММОБ1Л1ЗОВАНОГО НА Х1РУРГ1ЧНОМУ ШОВНОМУ МАТЕР1АЛ1, НА 1НТЕГРАЛЬН1 ПОКАЗНИКИ ДЕЗОРГАНIЗАЦIÏ СПОЛУЧНОÏ ТКАНИНИ ОПЕРОВАНОÏ ТОНКОÏ КИШКИ ЩУР1В
ВДНЗУ «Украшська медична стоматологiчна академiя», м. Полтава
В експериментi на 40 блих щурах niHiï Встар масою 180-220 г досл/'джено вплив L-аргiнiну за умов системного та мсцевого введення (у складi синтетичного шовного матер1алу, що розсмоктуеться) на ¡нтегральш показ-ники дезорган/'зац/!' сполучноУ тканини оперованоï тонкоï кишки. Показано, що введення 1-арг1н1ну у складi полi-гл/'кол/'дноï нитки обмежуе в паравульнарних тканинах тонкоï кишки на 3 добу пюляоперац1йного перюду дезор-ган/'защ'ю сполучноУ тканини (колагенол/'з та депол1мер1зац1ю протеогл/'кан/'в). З'ясована роль NO-синтаз (NOS) та аргнази у механ/'змах ди' L-apгiнiну, введеного у складi шовного матер1алу (обмеження колагенол1зу пов'язано з функц1ональною активнстю нейрональноï NOS та аргнази, пригн/'чення депол1мер1зацп протеоглi-кан1в - нейрональноï NOS, iндуцибельноï NOS та аргнази).
Ключовi слова: L-apriHiH, шовний MaTepian, по^тколщ, сполучна кишка, xipypri4Ha травма.
Сполучна тканина в^грае важливу роль у глдтри-мц гомеостазу оргаызму, осктьки обмш мiж кров'ю та к^тинами е, перш за все, обмшом мiж кров'ю й основною речовиною [3]. Протеоглкани сполучноТ тканини - глкопротеТни 3i значним ступенем глкозилювання, вуглеводними залишками яких е довп нерозгалужен полюахариды ланцюги - глiкозaмiноглiкaни (ГАГ). Вони за рахунок високоТ' пдрофтьност забезпечують транспорт води, солей, амшокислот та iнших сполук iз судин у позaкniтинний пpостip та у зворотному напря-мку. Ц сполуки значною мipою впливають на пруж-нiсть та тургор тканин, а при пщвищены кaтaболiзму сприяють утворенню набряку. Вiд опорноТ функци сполучноТ тканини тонкоТ кишки залежить збереження ТТ бар'ерних властивостей, що попереджуе ризик транслокаци мiкpооpгaнiзмiв i пpодуктiв Тх розпаду за мeжi кишки.
Вiдомо, що гострий стрес стимулюе дeгpaдaцiю бю-полiмepiв сполучноТ тканини, про що свщчить пщви-щення в кpовi piвня оксипролшу та окремих мономepiв неколагенових бтгав [3,5,7,10]. Показано, що L-apгiнiн у щуpiв зi стресорними пошкодженнями шлунка та пеп-тичною виразкою чинить протективний ефект на сли-зову оболонку, зменшуючи ступiнь кaтaболiзму захис-них бiлкiв шлункового слизу, Ыпбуючи пiдвищeну акти-вaцiю пероксидного окиснення лт^в, ноpмaлiзуючи пpотeТнaзно-iнгiбiтоpний потeнцiaл та гемоциркуляцю, що визначае послаблення або усунення деструктивних змiн [5,7,10]. За умов експериментальноТ гостроТ тонко-кишковоТ нeпpохiдностi системне введення L-apгiнiну покращуе стан кишкового бар'ера [2].
Проте ефективнють застосування L-apгiнiну на стан сполучноТ тканини тонкоТ кишки пюля хipуpгiчноТ травми paнiшe не дослщжувалася. Пeвнi перспективи щодо мiсцeвого застосування ^еТ сполуки як засобу регуляци мeтaболiзму та репаративних пpоцeсiв у паравульнарних тканинах вщкриваються у зв'язку зi створенням експериментальних зразюв бiологiчно активного синтетичного шовного мaтepiaлу на основi полiглiколeвоТ кислоти з введенням L-арпшну у склад полiмepу (НВО "Бiополiмep, м. Полтава). Проте дiя iммобiлiзовaного таким чином L-apгiнiну на метабо-лiзм сполучноТ тканини оперованих внутршшх оpгaнiв рашше не вивчалася.
Метою роботи е оцшка впливу L-apгiнiну за умов системного та мюцевого введення (у скnaдi синтетичного шовного мaтepiaлу, що розсмоктуеться) на Ытег-ральн показники дeзоpгaнiзaцiТ сполучноТ тканини оперованоТ тонкоТ кишки щуpiв та з'ясування pолi NO-синтаз та арпнази у мeхaнiзмaх його дГТ.
тканина, колаген, протеошкани, пapaвуnьнapнi тканини, тонка
Матерiали та методи дослiдження
Дослщження були пpовeдeнi на 40 бтих щурах ль нiТ Вiстap масою 180-220 г. У першш сери необхщш показники вивчали у штактних тварини (контрольна); у дpугiй виконували несправжню опера^я (наркоз, роз-piз шкipи без лaпapотомiТ); у третш - виконували енте-pотомiю з ушиванням рани пол^лколщною ниткою; у четвертш - пiсля виконання ентеротоми з ушиванням рани полiглiколiдною ниткою щурам внутршньооче-ревинно вводили L-apгiнiн (щоденно протягом 3 дiб пюляоперацшного пepiоду у дозi 100 мг/кг); у п'ятш -виконували ентеротоми з ушиванням рани пол^лко-лщною ниткою, модифiковaною L-apгiнiном (у концен-тpaцiТ 4,5 мг на 1 м нитки), у шостш, сьомш i восьмiй -з ушиванням пол^лколщною ниткою, модифiковaною L-apгiнiном, пюля чого щоденно протягом 3 дiб внут-piшньоочepeвинно вводили вiдповiдно селективний шпб^ор нейрональноТ NO-синтази (nNOS) - 7-нiтpоiндaзол (7-NI) у дозi 30 мг/кг, селективний шпбь тор шдуцибельноТ NO-синтази (iNOS) - амшогуанщин у дозi 20 мг/кг та неселективний шпб^ор apгiнaз - L-ноpвaлiн у дозi 10 мг/кг.
Для дослщження використовували субстан^ю L-apгiнiну виробництва "Kyowa Hakko Kogyo Co LTD" (Япошя), у якост шовного мaтepiaлу - полiглiколeву кислоту (мефт, виробництва НВО "Бiополiмep", м. Полтава). Виробництво експериментальноТ серп поль глколщу, модифiковaного L-apгiнiном, проведено на бaзi НВО "Бiополiмep". Оперативне втручання на тва-ринах проводили пщ тiопeнтaловим наркозом (40 мг/кг маси тта).
Стан сполучнотканинних структур тонкоТ кишки оцЫювали на пiдстaвi визначення вмюту вiльного ок-сипpолiну [4] та ГАГ [6]. Отpимaнi дат обробляли ва-piaцiйно-стaтистичним методом з використанням кри-тepiю Ст'юдента.
Результати та Тх обговорення
Вмют втьного оксипpолiну та ГАГ у тканинах тонкоТ кишки Ытактних щуpiв складае вiдповiдно 4.78±0.08 мкмоль/г та 1.67±0.04 мкмоль/г. При виконaннi неспра-вжньоТ опepaцiТ (контрольна сepiя) концeнтpaцiя цих сполук достг^рно не змiнюеться (табл. 1).
На 3 добу пюля ентеротоми у паравульнарних тканинах вiдмiчaеться достг^рне збтьшення вмiсту вiльного оксипролЫу та ГАГ - вiдповiдно на 10.8% та 18.0% у поpiвняннi з даними серп з виконанням "не-справжньоТ" опepaцiТ, що вказуе на пщвищений ката-болiзм колагену та протеоглкашв сполучноТ тканини тонкоТ кишки.
Актуальт проблеми сучасно'1 медицини
Таблиця 1
Вплив L-аргiнiну на Ытегральш показники дезоргашзацп сполучноГ тканини оперованоГ тонко'1' кишки щур'в (М+т, п=20)
Показники Несправжня опера^я (контроль) Модель ентеротоми
Контроль + L-аргiнiн (системно) + L-аргiнiн (у dt^i РШМ)
Вмют втьного оксипролшу, мкмоль/г 4.91±0.05 5.44±0.06 * 5.42±0.07* 4.83±0.05 **
Вмют ГАГ, мкмоль/г 1.61±0.03 1.90±0.03 * 1.96±0.07 * 1.57±0.02 **
Примтка: * - р<0,05 у пор'внянш з даними друго'1' серИ' ("несправжня операц1я"); ** - р<0,05 у пор'внянш з даними третьоУ серИ'
Вщомо, що у втьному виглядi знаходиться лише 1% оксипролшу, тому зростання його рiвня в тканинах чи рщинах оргаызму свщчить про актива^ю колаге-нолiзису [1].
Системне введення L-аргiнiну у дозi 100 мг/кг до-стовiрно не позначаеться на величинах концентрацií втьного оксипролiну та ГАГ у тканинах тонко! кишки.
У той же час, введення L-аргiнiну у скл^ пол^ль колiдноí нитки достовiрно знижуе вмют вiльного окси-пролiну та ГАГ, яга вщповщно на 11.2% та 17.4% по-ступаються даним третьо'' серií.
Для з'ясування механiзмiв дií L-аргiнiну (чи це е ефекти, опосередкован певними NO-синтазами, арп-наза-залежними процесами чи 'хньою комплексною дiею) ми поряд з вщтворенням моделi абдомiнальноí хiрургiчноí травми (виконання ентеротоми) та засто-сування для зшивання тканин тонкоí кишки пол^лко-лiду, модифiкованого L-аргiнiном, щоденно протягом 3 дiб пiсляоперацiйного перiоду тваринам внутрш-ньоочеревинно вводили селективний шпб^ор nNoS 7-NI у дозi 30 мг/кг, селективний шпб^ор iNOS амшо-гуанiдин у дозi 20 мг/кг та неселективний шпб^ор ар-гшаз L-норвалiн у дозi 10 мг/кг.
Вщомо, що метаболiзм L-аргiнiну можливий як через окисний ^О-синтазний) шлях з утворенням L-цитрулшу та N0, так i неокисний (арпназний) - з утворенням L-орнiтину та сечовини. Можливий одночас-ний перебiг цих двох процеав [9,11]. L-аргiнiн, що ме-таболiзуе у аргiназному шляху, е попередником низки фiзiологiчно активних сполук (полiамiнiв, креатину, глутамату, глутамiну, глутатiону, Y-амiномасляноí ки-слоти).
Полiамiни розглядаються як уыверсальы внутрш-ньоядернi посередники впливу соматомед^в, а через них - i самототропний гормон, на процеси пролiфера-цií. Вони входять до складу хроматину та беруть участь у реплкацп ДНК. Доведено, що концентра^я полiамiнiв значно збiльшуеться у перюд активноí мь тотичноí активностi кллтин [8].
Введення селективного iнгiбiтору nN0S 7-NI за умов застосування для зшивання тканин тонко! кишки пол^лколщу, модифiкованого L-аргiнiном, достовiрно пiдвищуе вмют втьного оксипролшу та ГАГ, що вщповщно на 19.3% та 19.1% перевищуе результати п'ято1 сери (табл. 2).
Таблиця 2
Роль NOS- та аргiназного шляхiв у меха^змах diï L-аргiнiну, введеного у складi хiрургiчноï нитки, на iнтегральнi показники дезорганiзацiï сполучноГ тканини оперовано'1 тонко)' кишки
щур'в (M+m, n=25)
Показники Модель ентеротоми
Контроль + введення L-аргiнiну (у складi РШМ)
Без додавання rnn6i-торiв NOS i арпнази + 7-NI + амiно-гуанiдин + L-норвалш
Вмiст вiльного оксипролiну, мкмоль/г 5.44±0.06 4.83±0.05 * 5.76±0.08 */** 4.82±0.07 * 5.31±0.12 **
Вмiст ГАГ, мкмоль/г 1.90±0.03 1.57±0.02 * 1.87±0.04 ** 1.72±0.04 */** 1.83±0.07 **
Примтка: * - р<0,05 у пор'внянш з даними третьоУ серИ' (контроль); ** - р<0,05 у пор'внянш з даними п'ято'1' сери.
Тобто здатнють L-аргiнiну, введеного у складi шовного матерiалу, обмежувати процес дезоргаызацп сполуч-но1 тканини оперовано! тонко! кишки щурiв усуваеться при пригычены nN0S. Це вказуе на участь N0, який утворюеться цим конститутивним ферментом, у регуля-цп (обмежены) колагенол^ично! функцп та катаболiзму протеоглiканiв за умов надходження L-аргiнiну, що вивь льняеться з модифкованого полiглiколiду.
При впливi селективного iнгiбiтору iN0S амшогуа-нщину за умов введення L-аргiнiну у скл^ пол^лко-лiдноí нитки збер^аеться зменшений вмiст вiльного оксипролiну у паравульнарних тканинах тонко! кишки. Це ставить пщ сумнiв роль iN0S у реалiзацií ефектiв L-аргiнiну за цих умов.
Проте при цьому достг^рно збтьшуеться концен-трацiя ГАГ, яка на 9.6% перевищуе результат п'ято1 сери Тобто за умов надходження L-аргiнiну, що вивь льняеться з модифкованого полiглiколiду, N0, який утворюеться iN0s, у певнiй мiрi здатний пригнiчувати катаболiзм протеоглiканiв.
Введення шпб^ору аргiназ L-норвалiну за умов застосування для зшивання тканин тонко1 кишки поль глiколiду, модифiкованого L-аргiнiном, достовiрно пщ-вищуе вмiст втьного оксипролшу та гАг, що переви-щують вiдповiдно на 9.9% та 16.6% дан п'ятоí серií.
Отриман нами данi свiдчать, що здатнють L-аргiнiну, введеного у скл^ РШМ, обмежувати процес дезорганiзацií сполучно1 тканини оперованоí тонкоí кишки щурiв усуваеться при пригнiченнi аргiнази. Це вказуе на участь метаболтв арпназного шляху в об-меженнi катаболiзму колагену та протеоглiканiв спо-лучно1 тканини оперованоí тонкоí кишки за умов локального надходження екзогенного L-аргiнiну.
Висновки
1. Введення L-аргiнiну у скл^ полiглiколiду обме-жуе в паравульнарних тканинах тонко1 кишки на 3 до-бу пюля ентеротомií дезорганiзацiю сполучноí тканини (колагенолiз та деполiмерiзацiю протеоглiканiв), на що вказуе зниження вмюту втьного оксипролшу та глiкозамiноглiканiв.
2. Здатнють L-аргiнiну, введеного у складi шовного матерiалу, обмежувати колагенолiз у паравульнарних тканинах тонко1 кишки пiсля ентеротоми пов'язана з функцюнальною активнiстю nN0S та аргiнази.
3. Здатнiсть L-аргiнiну, введеного у складi шовного матерiалу, обмежувати деполiмерiзацiю протеоглка-нiв у паравульнарних тканинах тонко1 кишки пюля ентеротоми пов'язана з функцюнальною активнютю nN0S, iN0S та аргiнази.
Том 13, Випуск 1(41)
337
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологЫна академЫ»
Л1тература
Аскерова Т.А. Диагностическая значимость определения свободного оксипролина при наследственных и приобретенных коллагенозах / Т.А. Аскерова, Н.А. Юсифова, Г.Т. Гасанова [и др.] // Клин. лаб. диагн. - 2009. - № 9. - С. 15-17. Левков А.А. ЫО-залежш змши метабол1зму бюпол1мер1в сполу-чноТ тканини в тканинах тонкоТ кишки за умов гостроТ тонкокиш-ковоТ непрохщност1 / А.А. Левков, В.О. Костенко // Загал. патол. та патол. ф1зюл. - 2010. - Т.5, № 3. - С.65-70. Тарасенко Л.М. Ушкодження сполучнотканинних структур як провщний патогенетичний мехашзм стрес-синдрому / Л.М. Тарасенко, 1.М. Скрипник, К.С. Непорада [та ¡н.] // Мед. х1м. - 2001. - Т.3, №2. - С. 26-30.
Тетянец С.С. Метод определения свободного оксипролина в сыворотке крови / С.С. Тетянец //Лабор. дело. - 1985. - №1. -С. 61-62.
Скрипник 1.М. Вплив L-аргiнiну на стан метабол1чних процеЫв та морфофункцюнальш змши гастродуоденальноТ зони у щур1в за пептичноТ виразки / 1.М. Скрипник // Актуал. пробл. сучасн. мед.: Вюн. Укр. мед. стоматол. академп. - 2003. - Т.3, №1. - С. 58-60.
10.
11.
Шараев П.Н. Метод определения гликозаминогликанов в биологических жидкостях / П.Н. Шараев // Лаб. дело. - 1987. - № 5. - С. 530-532.
Kwiecien S. The role of reactive oxygen species in action of nitric oxide-donors on stress-induced gastric mucosal lesions / S. Kwiecien, T. Brzozowski, P.C. Konturek, S.J. Konturek // J. Phys. Pharm. - 2002. - V.53, №4. - Р. 761-773.
Moinard C. Polyamines: metabolism and implications in human diseases / C. Moinard, L. Cynober, J.P. de Bandt // Clin. Nutr. -2005. - V. 24, №2. - P. 184-197.
Morris S.M. Jr. Arginine metabolism: boundaries of our knowledge / S.M. Jr. Morris // J. Nutr. - 2007. - V. 137, №6. - Suppl 2. - P. 1602S-1609S.
Ohta Y. L-arginine protects against stress-induced gastric mucosal lesions by preserving gastric mucus / Y. Ohta, K. Nishida // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. - 2002. - V.29, №1-2. - P.32-38. Wu G. Arginine metabolism and nutrition in growth, health and disease / G. Wu, F.W. Bazer, T.A. Davis [et al.] // Amino Acids. -2009. - V. 37, №1. - P. 153-168.
Реферат
МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ L-АРГИНИНА, ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ХИРУРГИЧЕСКОМ ШОВНОМ МАТЕРИАЛЕ, НА ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЕЗОРГАНИЗАЦИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ОПЕРИРОВАННОЙ ТОНКОЙ КИШКИ КРЫС Дихтенко Т.Г., Костенко В.А.
Ключевые слова: L-аргинин, шовный материал, полигликолид, соединительная ткань, коллаген, протеогликаны, паравульнарные ткани, тонкая кишка, хирургическая травма.
В эксперименте на 40 белых крысах линии Вистар массой 180-220 г исследовано влияние L-аргинина в условиях системного и местного введения (в составе синтетического рассасывающегося шовного материала) на интегральные показатели дезорганизации соединительной ткани оперированной тонкой кишки. Показано, что введение L-аргинина в составе полигликолидной нити ограничивает в паравульнарных тканях на 3 сутки послеоперационного периода дезорганизацию соединительной ткани (коллагенолиз и деполимеризацию протеогликанов). Выяснена роль NO-синтазы (NOS) и аргиназы в механизмах действия L-аргинина, введенного в составе шовного материала (ограничение коллагенолиза связано с функциональной активностью нейрональной NOS и аргиназы, угнетение деполимеризации протеогликанов - нейрональной NOS, индуцибельной nOs и аргиназы) .
Summary
MECHANISMS OF INFLUENCE PRODUCED BY L-ARGININE IMMOBILIZED ON SURGICAL SUTURE MATERIAL ON CONNECTIVE TISSUE DISORGANIZATION INTEGRAL INDICES IN RATS' SMALL INTESTINE SUBJECTED TO SURGERY Dihtenko T.G., Kostenko V.A.
Key words: L-arginine, suture material, polyglycolide, connective tissue, collagen, proteoglycans, paravulnare tissue, small intestine, surgical trauma.
The experiment was aimed to study the effect produced by systemically (immobilized on suture absorbable suture material) and topically administered L-arginine on connective tissue disorganization integral indices in rats' small intestine subjected to surgery. The experiment was carried out on 40 white Wistar rats weighing 180-220 g. It has been shown the administration of L-arginine incorporated into the polyglycolic surgical thread cuts down disorganization of connective tissue (collagenolysis, proteoglycan depolymerization) in intestinal paravulnare tissues on the 3th day of postoperative period. The role of NO-synthase (NOS) and arginase in the mechanisms of L-arginine action administered with suture material (collagenolysis limitation associated with the functional activity of neuronal NOS and arginase, inhibition of proteoglycan depolymerization - neuronal NOS, inducible NOS and arginase) has been determined.
6
7
2
8
3
9
4
5
