CC BY
107
УДК 577.1+616.316-056.5 ropdieHKO Л.П.
ОКСИДАТИВНИЙ СТРЕС - ПРОВ1ДНИЙ МЕХАН1ЗМ РОЗВИТКУ ПАТОЛОГ1ЧНИХ ЗМ1Н В СЛИННИХ ЗАЛОЗАХ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОЖИР1ННЯ
ВДНЗУ «Украшська медична стоматологiчна академiя», м. Полтава
На сьогодш, зг/'дно з висновком експерт'в ВООЗ, у ceimi спостергаеться еп'дем'я ожир1ння. За даними лтератури, ожир1ння та асоц/'йован/' з ним патолог'чн'! стани призводять до зниження функцюнування слинних залоз i як насл'док зменшення сал'вацИ, пдвищення в'язкостi слини, розвитку ксеростом'УУ. Порушення функцонування слинних залоз е причиною розвитку патолог'чних процеш в органах порожнини рота, а також призводить до порушення процеш травлення в ¡нших вддлах травного тракту. Метою досл'дження було вивчення вльно-радикальних процесв та стану антиоксидантноУ системи у слинних залозах щур'в за умов висококалоршноУ д1ети (ВКД). Досл1дження проводили на б'тих щурах, якi протягом 20 тижшв перебували на ВКД. Через 3, 10, 12, 15, 20 тижн1в вд групи дослдних тварин рандом'зовано в1дбирали щур'т для отримання б1олог1чного матер'алу, який використовували у подальших досл'дженнях. Перебування на ВКД у щур'т призводить до розвитку абдомнального ожир1ння. За умов перебування на ВКД у слинних залозах щур'в отримано достов'рне пдвищення вмсту реактант'в т1обарб1турово)' кислоти, окисно-модифкованих бтюв, молекул середньоУ маси i достов'рне зниження акmивноcmi каталази та супероксиддисмутази, що св'дчить про дисбаланс про- та антиоксидантноУ системи i розвиток оксидативного стресу, що супроводжуеться ендотоксем'ею.
Ключов1 слова: слинн залози, висококалормна д1ета, оксидативний стрес, ендотоксем1я.
Робота е фрагментом НДР «Механiзми розвитку паmологiчних ei^iM в органах порожнини рота за рiзних умов та )х корек^я» реестра^йний номер 0113U005913.
Вступ
На сьогодш, згщно з висновком експер"пв ВООЗ, у свт спостер^аеться епiдемiя ожиршня. Серед дорослого населення США надлишкову масу тта виявлено в кожного другого мешканця, Велико! Британи - у кожного третього, Ымеччини - у кожного другого. УкраУнц вже ввшшли до европейських нацш, як найбтьше потерпають вщ надлишково! маси тта. На сьогодш ожиршня чи надлишкову масу тта мають 35 - 36 % украУнських чоловшв, 41 % жшок i 15 -16 % д^ей; при цьому збер^аеться небезпека зростання цих показниш [6]. В структурi захворюваност на ожиршня первинне ожиршня (алiментарно-конституцiйне) займае перше мюце, на його долю припадае до 95 %, на вщмшу вщ вторинного (симптоматичного) ожиршня, на долю якого припадае лише 5%. [5]. Глобальш змши в способi життя людства, зростання в рацюш висококалоршних продук^в, хаотичний режим харчування, обмеження фiзичноl активносл призводять до пандемп алiментарного ожиршня, що характеризуеться надмiрним накопиченням у жировш тканиш триацилглiцеролiв. Загальновщомо, що слинш залози е чутливими до метаболiчних та функцюнальних змш в оргашзм^ особливо в патолопчних умовах [8]. За даними л^ератури, ожиршня та асоцшоваш з ним патолопчш стани призводять до зниження функцюнування слинних залоз i як наслщок зменшення салiвацil, пщвищення в'язкост слини, розвитку ксеростомп. Порушення функцюнування слинних залоз е причиною розвитку патолопчних процеав в органах порожнини рота, а також призводить до порушення процеав травлення в шших вщдтах травного тракту [8, 10, 12]. Важливе значення у розвитку патолопчних змш при ожиршш мае надмiрна актива^я втьно-радикальних процеав, i як наслщок, порушення балансу мiж про- та антиоксидантною системою i розвиток оксидативного стресу [9, 11]. У той же час недостатньо вивченою проблемою сучасно! медицини е розкриття патогенетичних механiзмiв ушкодження слинних залоз при ожиршш.
Мета дослщження
Вивчення втьно-радикальних процеав та стану антиоксидантноУ системи у слинних залозах щурiв за умов висококалоршно! дiети (ВКД).
Матерiали та методи
Дослщження проводили на 101 бтих щурах з початковою масою 210-215 г. Упродовж першого тижня ва тварини отримували стандартну Ужу «Purina rodent chow» i воду ad libitum. На 8-й день щурiв рандомiзовано було подтено на двi групи. Тварини 1-! (контрольно!) групи протягом наступних 20 тижшв отримували стандартне харчування, що мютить 20,6 % жирiв, 32,4 % бтюв, 47 % вуглеводiв, i воду ad libitum. Щури II групи перебували на ВКД, яка складалась iз стандартного харчування (47%), солодкого концентрованого молока (44 %), олп (8 %), крохмалю (1 %) (дiета #С 11024) i води ad libitum [13]. Через 3, 10, 12, 15 та 20 тижшв вщ групи дослщних тварин рандомiзовано вщбирали щурiв для отримання бюлопчного матерiалу, який використовували у
подальших дослщженнях. У гомогенатi слинних залоз щурiв визначали вмiст окисно-модифкованих бiлкiв (ОМБ) [3], ТБК-реактантiв [7], молекул середньоТ маси (МСМ) [2], активнють супероксиддисмутази (СОД) [КФ 1.15.1.1] [1] та каталази [КФ 1.11.1.6] [4]. Результати дослщжень обробляли методом варiацшноТ статистики з використанням ^критерш Стюдента.
Результати та 1х обговорення
Через 20 тижшв вiд початку експерименту у щурiв визначали шдекс маси тiла та масу вюцерального жиру.
Встановлено, що у щурiв контрольно!' групи протягом 20 тижшв експерименту маса збтьшилася на 27,5% , але шдекс маси тта i маса вiсцерального жиру не змшилися. Через 20 тижнiв у щурiв II групи, якi перебували на ВКД, маса збтьшилася на 36,6 %. Маса вюцерального жиру у щурiв ^е! групи достовiрно збiльшилась у 1,93 разу порiвняно з контролем. За умов ВКД на 3-й тиждень вiд початку експерименту у слинних залозах щурiв вмют ТБК-реактантiв та ОМБ залишався на рiвнi значень контрольних тварин (табл. 1). Однак вже на 10-й тиждень вживання ВКД спостер^алось достовiрне зростання у 2,09 разу вмюту ТБК-реактанпв та у 1,83 разу вмюту ОМБ порiвняно з контролем та залишались достовiрно пщвищеними до кiнця експерименту (табл. 1).
Актива^я процесiв вiльно-радикального окиснення призводить до ендогенно! iнтоксикацiТ та до збтьшення вмiсту молекул середньоТ маси. Нами встановлено, що на 3-й тиждень вживання ВКД у тканинах слинних залоз щурiв вмют МСМ залишався на рiвнi контрольних значень, однак на 10 тиждень вживання ВКД достовiрно пщвищився у 1,49 разу, вмют МСМ порiвняно з контролем та залишався достовiрно пщвищеним до кшця експерименту (табл. 1). Таким чином, отримаш нами результати свщчать, що тривале перебування на ВКД супроводжуеться посиленням втьно-радикальних процеав у тканинах слинних залоз щурiв, що призводить до ендотоксемп.
Встановлено, що на 3-й тиждень перебування на ВКД показники активност СОД у тканинах слинних залоз щурiв не в^знялися вiд значень контрольних щурiв (табл. 2). Тодi як на 10-й тиждень перебування на ВКД у тканинах слинних залоз щурiв активнiсть СОД достовiрно збiльшилась у 1,35 разу порiвняно з контролем (табл. 2). На 12-й тиждень експерименту у тканинах слинних залоз щурiв активнють СОД залишалась достовiрно збiльшеною у 1,09 разу порiвняно з контролем (табл. 2).
Таблиця 1
Вмст ТБК-реактантiв, окисно-модифкованих бл^в та молекул середньоТ маси у тканинах слинних щу^в за умов
висококалорйноТ дieти, (М±т)
Групи тварин Вмют ТБК-реактант, мкмоль/г Вмют окисно-модифкованих бтив, у.о. Вмют молекул середньоТ маси, у.о
1. Контроль 3 тижш (п=10) 26,925 ±1,001 0,131±0,004 0,136±0,005
2. ВКД 3 тижш (п=10) 27,165 ± 1,136 0,135±0,005 0,140±0,005
3. Контроль 10 тижшв (п=10) 27,646 ± 1,202 0,140±0,005 0,135±0,005
4. ВКД 10 тижшв (п=10) 57,696 ± 1,133 0,256±0,005 0,201±0,005
5. Контроль 12 тижшв (п=10) 29,329 ± 1,001 0,144±0,006 0,138±0,006
6. ВКД 12 тижшв (п=10) 55,532 ± 1,264 0,250±0,005 0,208±0,005
7. Контроль 15 тижшв (п=10) 30,771 ± 1,122 0,143±0,004 0,140±0,007
8. ВКД 15 тижшв (п=10) 52,167 ± 1,343 0,247±0,006 0,214±0,007
9. Контроль 20 тижшв (п=8) 30,050 ± 1,016 0,141±0,005 0,141±0,005
10. ВКД 20 тижшв (п=13) 50,669 ± 1,346 0,241±0,008 0,217±0,006
Статистичний показник Р 1 -2 > 0.05 Р 3-4 > 0.05 Р 5-6 > 0.05 Р 7-8 > 0.05 Р 9-10 > 0.05 Р 1 -2 > 0.05 Р 3-4 > 0.05 Р 5-6 > 0.05 Р 7-8 > 0.05 Р 9-10 > 0.05 Р 1 -2 > 0.05 Р 3-4 > 0.05 Р 5-6 > 0.05 Р 7-8 > 0.05 Р 9-10 > 0.05
Таблиця 2
Активнють супероксиддисмутази та каталази у тканинах слинних залоз щу^в за умов висококалорiйноТ дiemи, (М±т)
Групи тварин Активнiсть супероксиддисмутази, од/г Активнють каталази, нкат/г
1. Контроль 3 тижш (п=10) 0,827 ± 0,015 2,930±0,063
2. ВКД 3 тижш (п=10) 0,815 ± 0,015 2,970±0,080
3. Контроль 10 тижшв (п=10) 0,820 ± 0,016 3,010±0,087
4. ВКД 10 тижшв (п=10) 1,107 ± 0,007 2,411±0,058
5. контроль 12 тижшв (п=10) 0,850 ± 0,014 2,957±0,055
6. ВКД 12 тижшв (п=10) 0,926± 0,010 2,278±0,058
7. Контроль 15 тижшв (п=10) 0,828 ± 0,013 2,890±0,066
8. ВКД 15 тижшв (п=10) 0,556± 0,028 2,131±0,063
9. Контроль 20 тижшв (п=8) 0,834± 0,016 2,880±0,097
10. ВКД 20 тижшв (п=13) 0,442 ± 0,013 1,906±0,059
Р 1 -2 > 0.05 Р 1 -2 > 0.05
Р 3-4 > 0.05 Р 3-4 > 0.05
Статистичний показник Р 5-6 > 0.05 Р 5-6 > 0.05
Р 7-8 > 0.05 Р 7-8 > 0.05
Р 9-10 > 0.05 Р 9-10 > 0.05
На 15-й тиждень ВКД у тканинах слинних залоз щурiв спостер^алось достовiрне зменшення у 1,49 разу цього показника порiвняно з контролем i залишалось достовiрно зниженим до кшця
експерименту (табл. 2).
За умов ВКД у тканинах слинних залоз щурiв на 3-й тиждень експерименту активнють каталази не в^знялась вщ значень контрольних щурiв (табл. 2). На 10-й тиждень експерименту у тканинах слинних залоз щурiв активнють каталази достовiрно знижувалась у 1,25 разу порiвняно з контролем (табл. 2) та залишалась достовiрно зниженою порiвняно зi значеннями активностi цього ферменту у контрольних щурiв протягом усього експерименту (табл. 2). Отже, тривале перебування на ВКД супроводжуеться виснаженням антиоксидантноТ' системи у тканинах слинних залоз щурiв.
Висновки
Таким чином, тривале перебування на ВКД призводить до накопичення вюцерального жиру та розвитку абдомшального ожиршня i викликае патолопчы змши у тканинах слинних залоз, а саме: активацш втьно-радикального окиснення та розвиток оксидативного стресу, що супроводжуеться ендотоксемiею.
Перспективи подальших дослiджень
Для вивчення механiзмiв розвитку патолопчних змiн у слинних залозах щурiв за умов висококалорiйноТ дiети дослiдити в тканинах слинних залоз щурiв стан NO-ерпчно'Т системи, бтоксинтезуючу функцiю, а також провести патоморфолопчш дослiдження.
Лiтература
1. Методи кшшчних та експериментальних дослiджень в медицин / [Л.В. Беркало, О.В. Бобович, Н.О. Боброва та ш.] ; За ред. 1.П.
Кайдашева. - Полтава : Полiмет, 2003. - 320 с.
2. Габриэлян Н.И. Опыт использования показателя средних молекул в крови для диагностики нефрологических заболеваний у детей /
Н.И. Габриэлян, В.И. Липатова // Лабораторное дело. - 1983. - № 3. - С. 131-140.
3. Дубинина Е.Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека. Метод ее определения / Е.Е. Дубинина, С.О.
Бурмистров // Вопросы медицинской химии. - 1995. - № 1. - С. 24-26.
4. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лабораторное дело. - 1988. -
№ 1. - С. 16-19.
5. Манская Е.Г. Клиническая характеристика первичного ожирения у молодых женщин / Е.Г. Манская // Проблеми ендокринноТ' патологи.
- 2014. - № 2. - С. 47-52.
6. ПаЫешвт Л.М. 1мунний дисбаланс як шдфунтя прогресування стеатогепатиту у хворих на артерiальну ппертензто та ожиршня / Л.М.
ПаЫешвл Т.Ф. Хорошавша // УкраТ'нський терапевтичний журнал. - 2014. - № 2. - С. 40-44.
7. Стальная И.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили //
Современные методы в биохимии. - М. : Медицина, 1977. - С. 66-68.
8. Тарасенко Л.М. Слюнные железы (биохимия, физиология, клинические аспекты) / Л.М.Тарасенко, Г.А. Суханова, В.П. Мищенко [и др.].
- Томск: Издательство НТЛ, 2002. - 124 с.
9. Bondia-Pons I. Oxidative stress and inflammation interactions in human obesity / I. Bondia-Pons, L. Ryan, J.A. Martinez // J Physiol Biochem.
- 2012. - Vol. 68, № 4. - P. 701-711.
10. Modeer T. Association between obesity, flow rate of saliva, and dental caries in adolescents / T. Modeer, C. Blomberg, B. Wondimu [et al.] //
Obesity. - 2010. - Vol. 18, № 12. - P. 2367-2373.
11. Savini I. Obesity-associated oxidative stress: strategies finalized to improve redox state / I. Savini, M.V. Catani, D. Evangelista // Int J Mol Sci.
- 2013. - Vol. 14, № 5. - P. 10497-10538.
12. Ueda H. The roles of salivary secretion, brain-gut peptides, and oral hygiene in obesity / H. Ueda, T. Yagi, H. Amitani [et al.] // Obes Res Clin
Pract. - 2013. - Vol. 7, № 5. - P. 321-329.
13. West D.B. Dietary obesity in nine inbred mouse strains / D.B. West, C.N. Boozer, D.L. Moody [et al.] // Am J Physiol. - 1992. - № 262. - P.
1025-1032.
Реферат
ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС - ВЕДУЩИЙ МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В СЛЮННЫХ ЖЕЛЕЗАХ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ОЖИРЕНИИ Гордиенко Л.П.
Ключевые слова: слюнные железы, высококалорийная диета, оксидативный стресс, эндотоксемия.
На сегодня, согласно заключению экспертов ВОЗ, в мире наблюдается эпидемия ожирения. По данным литературы, ожирение и ассоциированные с ним патологические состояния приводят к снижению функционирования слюнных желез и как следствие уменьшению слюноотделения, повышению вязкости слюны, развитию ксеростомии. Нарушение функционирования слюнных желез является причиной развития патологических процессов в органах полости рта, а также приводит к нарушению процессов пищеварения в других отделах пищеварительного тракта. Целью исследования было изучение свободно-радикальных процессов и состояния антиоксидантной системы в слюнных железах крыс при высококалорийной диете (ВКД). Исследования проводились на белых крысах, которые в течение 20 недель находились на ВКД. Через 3, 10, 12, 15, 20 недель от группы опытных животных рандомизированно отбирали крыс для получения биологического материала, который использовали в дальнейших исследованиях. Пребывание на ВКД у крыс приводит к развитию абдоминального ожирения. При ВКД в слюнных железах крыс получено достоверное повышение содержания реактантов тиобарбитуровой кислоты, окислительно-модифицированных белков, молекул средней массы и достоверное снижение активности каталазы и супероксиддисмутазы, что свидетельствует о дисбалансе про- и антиоксидантной системы и развитиии оксидативного стресса, который сопровождается эндотоксемией.
Summary
OXIDATIVE STRESS AS LEADING MECHANISMS IN DEVELOPMENT OF PATHOLOGICAL CHANGES IN THE SALIVARY GLANDS UNDER MODELLED OBESITY Hordinenko L.P., Kondroe M.M.
Keywords: salivary glands, high-calorie diet, oxidative stress, endotoxemia.
Today, according to WHO experts, the world has witnessed the epidemic of obesity. According to the specific literature, obesity and associated pathological conditions lead to a decrease in proper functioning of the salivary glands, and as a consequence to reduction of salivation, increased saliva viscosity and dry mouth. Malfunctions of the salivary glands are the cause of pathological processes in the organs of the oral cavity and disruption of digestive processes in other parts of the gastrointestinal tract. The aim of this research was to study the free-radical processes and the condition of antioxidant system in the salivary glands of rats kept on high-calorie diet (HCD). The study was carried out on white rats kept on HCD during the 20 weeks. In 3, 10, 12, 15, 20 weeks of the experiment the animals were randomly selected for the biological material that was used in further studies. Keeping on HCD leads to the development of abdominal obesity in the rats. The study of salivary glands in rats demonstrates significant increase of thiobarbituric acid reactants, oxidation-modified proteins, molecules of average weight and significant decrease in the activity of catalase and superoxide dismutase, indicating an imbalance of pro- and antioxidant system and oxidative stress, which is accompanied by endotoxemia.
