Научная статья на тему 'ОПЫТ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕАЛКОГОЛЬНОГО СТЕАТОГЕПАТИТА С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТИОНИН-ХОЛИН-ДЕФИЦИТНОЙ ДИЕТЫ НА МЫШАХ ЛИНИИ C57BL/6'

ОПЫТ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕАЛКОГОЛЬНОГО СТЕАТОГЕПАТИТА С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТИОНИН-ХОЛИН-ДЕФИЦИТНОЙ ДИЕТЫ НА МЫШАХ ЛИНИИ C57BL/6 Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

167
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕАЛКОГОЛЬНЫЙ СТЕАТОГЕПАТИТ / NONALCOHOLIC STEATOHEPATITIS / ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС / OXIDATIVE STRESS / МЕТИОНИН-ХОЛИН ДЕФИЦИТНАЯ ДИЕТА / ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ ЦИТОКИНЫ / PROINFLAMMATORY CYTOKINES / METHIONINE-CHOLINE DEFICIENCY DIET

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Макарова М.Н., Гущин Я.А., Фаустова Н.М., Калатанова А.В., Селезнева А.И.

Поиск и разработка новых лекарственных средств для лечения и профилактики неалкогольного стеатогепатита (НАСГ) является одной из актуальных задач современной фармакологии. НАСГ - существенная угроза для здоровья населения, так как развитие его происходит постепенно, без выраженных проявлений. Патогенез НАСГ сегодня рассматривается в виде теории «двух ударов»: увеличение поступления в печень свободных жирных кислот (СЖК) и развитие стеатоза гепатоцитов - «первичный удар»; реакции окисления СЖК и образование продуктов перекисного окисления липидов и реактивных форм кислорода - оксидативный стресс - «второй удар». Для оценки эффективности кандидатов в лекарственные средства для лечения и профилактики НАСГ используются различные методы моделирования этой патологии у животных, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, которые рассмотрены в данной статье. На основании анализа основных методов моделирования представлены результаты апробации применения метионин-холин-дефицитной диеты у мышей с целью развития НАСГ. В результате длительного (28 дней) применения этой диеты у мышей линии C57bl/6 было отмечено изменение значений ключевых параметров, характеризующих развитие НАСГ у человека. На 29-й день исследования на фоне экспериментальной модели у животных наблюдалось увеличение активности аспартатаминотрансферазы и концентрации про-воспалительных цитокинов (интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли-а), развитие оксидативного стресса (увеличение концентрации малонового диальдегида в печени и крови животных), жировая и баллонная дистрофия гепатоцитов, а также воспалительная инфильтрация печени, зарегистрированная по результатам гистологии. Все отмеченные патологические изменения у экспериментальных животных являются проявлениями основных компонентов патогенеза НАСГ и наблюдаются в клинике. Это позволяет сделать вывод об эффективности моделирования НАСГ с помощью включения в рацион мышей линии C57bl/6 метионин-холин дефицитной диеты для оценки новых лекарственных средств для лечения и профилактики этого заболевания. В статье рассмотрены методологии и условия моделирования НАСГ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIENCE OF MODELING OF NON-ALCOHOL STEMATHEGATITIS WITH USE OF METHYONIN-HOLIN DEFICIENT DIET ON THE MOUSE OF THE C57BL/6 LINE

The research and development of new drugs for the treatment and prevention of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is one of the urgent problems of modern pharmacology. NASH represents a significant threat to health, so its development occurs gradually, without pronounced manifestations. The pathogenesis of NASH is considered today as the theory of «two strikes»: an increase in revenues in the liver, free fatty acids and the development of steatosis hepatocyte - «primary blow»; the reaction of oxidation of free fatty acids and the formation of products of lipid peroxidation and reactive oxygen species - oxidative stress - a «second stroke». To evaluate the effectiveness of drug candidates for the treatment and prevention of NASH, various methods are used to model this pathology in animals, each of which has its own pros and cons, as described in this article. Based on the analysis of the main existing modeling methods, the article presents the results of testing the use of a methionine-choline deficient diet in mice for the purpose of developing NASH. As a result of prolonged (28 days) application of this diet in C57bl / 6 mice, the values of key parameters characterizing the development of NASH in humans were noted. On the 29th day of the study on the background of modeling in animals, an increase of AST and concentration of inflammatory cytokines (lL6, TNF-a), oxidative stress (increasing the concentration of malondialdehyde in the liver and blood of experimental animals), fat and balloon degeneration of hepatocytes and also inflammatory liver infiltration, recorded by the results of histology. All marked pathological changes in experimental animals are manifestations of the main components of the pathogenesis of NASH and are observed in the clinic. This allows us to conclude that simulation NASH via inclusion in the diet of mice C57BL/6-methionine choline deficient diet is effective for the evaluation of new drugs for the treatment and prevention of NASH. Key issues in the methodology and modeling conditions of NASH are described in detail in this article.

Текст научной работы на тему «ОПЫТ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕАЛКОГОЛЬНОГО СТЕАТОГЕПАТИТА С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТИОНИН-ХОЛИН-ДЕФИЦИТНОЙ ДИЕТЫ НА МЫШАХ ЛИНИИ C57BL/6»

https://doi.org/10.29926/2618723X-2018-02-06

Опыт моделирования неалкогольного стеатогепатита с применением метионин-холин-дефицитной диеты

на мышах линии C57BL/6

М.Н. Макарова1, зам. директора по науке, Я.И. Гущин1, научный сотрудник, патоморфолог, Н.М. Фаустова1, канд. хим. наук, старший научный сотрудник, А.В. Калатанова1, фармаколог группы фармакодинамики, А.И. Селезнева2, канд. мед. наук, зам. начальника управления по исследованиям и развитию, С.В. Глембоцкий2, начальник управления по исследованиям и развитию

''Санкт-Петербургский институт фармации, 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, к. 245;

Государственный институт лекарственных средств и надлежащих практик,

109044, Москва, пер. Лавров, 6 Е-тэИ: makarova.mn@doclinika.ru

Резюме. Поиск и разработка новых лекарственных средств для лечения и профилактики неалкогольного стеатогепатита (НАСГ) является одной из актуальных задач современной фармакологии. НАСГ - существенная угроза для здоровья населения, так как развитие его происходит постепенно, без выраженных проявлений. Патогенез НАСГ сегодня рассматривается в виде теории «двух ударов»: увеличение поступления в печень свободных жирных кислот (СЖК) и развитие стеатоза гепатоцитов - «первичный удар»; реакции окисления СЖК и образование продуктов перекисно-го окисления липидов и реактивных форм кислорода - оксидативный стресс - «второй удар». Для оценки эффективности кандидатов в лекарственные средства для лечения и профилактики НАСГ используются различные методы моделирования этой патологии у животных, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, которые рассмотрены в данной статье. На основании анализа основных методов моделирования представлены результаты апробации применения метионин-холин-дефи-цитной диеты у мышей с целью развития НАСГ. В результате длительного (28 дней) применения этой диеты у мышей линии С57Ы/6 было отмечено изменение значений ключевых параметров, характеризующих развитие НАСГ у человека. На 29-й день исследования на фоне экспериментальной модели у животных наблюдалось увеличение активности аспартатаминотрансферазы и концентрации про-воспалительных цитокинов (интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли-а), развитие оксидативного стресса (увеличение концентрации малонового диальдегида в печени и крови животных), жировая и баллонная дистрофия гепатоцитов, а также воспалительная инфильтрация печени, зарегистрированная по результатам гистологии.

Все отмеченные патологические изменения у экспериментальных животных являются проявлениями основных компонентов патогенеза НАСГ и наблюдаются в клинике. Это позволяет сделать вывод об эффективности моделирования НАСГ с помощью включения в рацион мышей линии С57Ы/6 метионин-холин дефицитной диеты для оценки новых лекарственных средств для лечения и профилактики этого заболевания. В статье рассмотрены методологии и условия моделирования НАСГ.

Ключевые слова: неалкогольный стеатогепатит, оксидативный стресс, метионин-холин дефицитная диета, провоспалительные цитокины.

Для цитирования: Макарова М.Н., Гущин Я.И., Фаустова Н.М., Калатанова А.В., Селезнева А.И., Глембоцкий С.В. Опыт моделирования неалкогольного стеатогепатита с применением метионин-холин-дефицитной диеты на мышах линии C57BL/6. Лабораторные животные для научных исследований. 2018; 2. https://doi.org/10.29926/2618723X-2018-02-06

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

Experience of modeling of non-alcohol stemathegatitis with use of methyonin-holin deficient diet on the mouse of the C57BL/6 line

M. Makarova1, Deputy dir. of science, Ya. Gushchin1, researcher, pathomorphologist, N. Faustova1, PhD, senior researcher, A. Kalatanova1, pharmacologist of group pharmacodynamics, A. Selezneva2, PhD, Deputy Head of the Department for Research and Development, S. Glembotsky2, Head of the department for research and development; 1CJSC «Saint-Petersburg institute of pharmacy», 188663, Russia, Leningradskiy region, Vsevolozhskiy district, Kuzmolovskiy, st. Zavodskaya, 3. b. 245; 2State Institute of Drugs and Good Practices, 109044, Moscow, Lavrov lane, 6

E-mail: makarova.mn@doclinika.ru

Summary. The research and development of new drugs for the treatment and prevention of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is one of the urgent problems of modern pharmacology. NASH represents a significant threat to health, so its development occurs gradually, without pronounced manifestations. The pathogenesis of NASH is considered today as the theory of «two strikes»: an increase in revenues in the liver, free fatty acids and the development of steatosis hepatocyte - «primary blow»; the reaction of oxidation of free fatty acids and the formation of products of lipid peroxidation and reactive oxygen species - oxidative stress - a «second stroke». To evaluate the effectiveness of drug candidates for the treatment and prevention of NASH, various methods are used to model this pathology in animals, each of which has its own pros and cons, as described in this article. Based on the analysis of the main existing modeling methods, the article presents the results of testing the use of a methionine-choline deficient diet in mice for the purpose of developing NASH. As a result of prolonged (28 days) application of this diet in C57bl / 6 mice, the values of key parameters characterizing the development of NASH in humans were noted. On the 29th day of the study on the background of modeling in animals, an increase of AST and concentration of inflammatory cytokines (lL6, TNF-a), oxidative stress (increasing the concentration of malondialdehyde in the liver and blood of experimental animals), fat and balloon degeneration of hepatocytes and also inflammatory liver infiltration, recorded by the results of histology.

All marked pathological changes in experimental animals are manifestations of the main components of the pathogenesis of NASH and are observed in the clinic. This allows us to conclude that simulation NASH via inclusion in the diet of mice C57BL/6-methionine choline deficient diet is effective for the evaluation of new drugs for the treatment and prevention of NASH. Key issues in the methodology and modeling conditions of NASH are described in detail in this article.

Key words: non-alcoholic steatohepatitis, oxidative stress, methionine-choline deficiency diet, proinflammatory cytokines.

For citation: Makarova M., Gushchin Ya., Faustova N., Kalatanova A., Selezneva A., Glembotsky S. Experience of modeling of non-alcohol stemathegatitis with use of methyonin-holin deficient diet on the mouse of the C57BL/6 line. Laboratory Animals for Science. 2018; 2; https://doi.org/10.29926/2618723X-2018-02-06

Введение

Термин «стеатогепатит» употребляется для описания группы патологических изменений печени, характеризующихся воспалительной инфильтрацией на фоне жировой дистрофии гепатоцитов [1]. Стеатогепатит подразделяется на алкогольную болезнь печени, метаболический стеатогепатит и лекарственный стеатогепатит [2], которые нередко сочетаются между собой. Лекарственный стеатогепатит возникает при длительном применении лекарственных средств - антибиотиков тет-рациклинового ряда, синтетических гормональных препаратов, антагонистов кальция, противогрибковых препаратов др. Алкогольный стеатогепатит возни-

кает на фоне хронического применения этилового спирта в гепатотоксичных дозах (> 40 г чистого этанола в сутки) [1].

Неалкогольный стеатогепатит (НАСГ) - одна из ключевых проблем современной гепатологии, отражающая поражение печени у лиц, не злоупотребляющих алкоголем [3]; это самостоятельная нозологическая единица, для которой характерны повышение активности ферментов печени в крови, жировая дистрофия и воспалительная реакция в ткани печени. Термин «неалкогольный» подчеркивает обособленность этой нозологической единицы от алкогольной болезни [4].

Патогенез НАСГ изучен недостаточно. Принято считать, что жировой гепатоз предшествует НАСГ. Развитие жирового гепатоза - собственно накопление ли-пидов (триглицеридов - ТГ) - может быть следствием увеличения поступления свободных жирных кислот (СЖК) в печень [5], снижения скорости Ь-окисления СЖК в митохондриях печени [6] и повышения синтеза жирных кислот в митохондриях печени. Важную роль в патогенезе НАСГ играет также воспалительный компонент и развитие инсулинорезистентности [7].

Патогенез НАСГ сегодня рассматривается в виде теории «двух ударов» и объединяет известные факторы риска стеатогепатита. При нарастании ожирения увеличивается поступление в печень СЖК и развивается стеатоз гепатоцитов - «первичный удар». Во время развития этого процесса происходят реакции окисления СЖК и образуются продукты перекисного окисления липидов и реактивные формы кислорода - оксидативный стресс - «второй удар» [8].

Кандидаты в лекарственные средства требуют тщательного изучения их эффективности и механизма действия. Доклинические исследования с использованием животных позволяют изучить механизм и степень выраженности стеатоге-патита у животных, а также оценить фармакологическую активность лекарственных средств, применяемых для его коррекции.

В доклинических исследованиях моделирование НАСГ осуществляется пре -имущественно на мышах с различными экспериментальными моделями, сопровождающимися глубокими структурными изменениями ткани органа, сходными с таковыми нарушениями у человека, но формирующимися за более короткий период. Наиболее распространенные методы моделирования НАСГ представлены в табл. 1.

Наиболее интересны на сегодняшний день модели НАСГ, индуцированного путем метионин-холин-дефицитной диеты. Применение данной диеты вызывает повышение уровня трансаминаз и гистологические изменения печени, характеризующие стеатоз, фокусное воспаление и некроз гепатоцитов [14-16]. Эти гистологические изменения происходят быстро и морфологически сходны с проявлениями НАСГ у человека.

Механизм развития НАСГ у мышей при метионин- и холин-дефицитной диете связан в основном с нарушением образования фосфатидилхолина, участвующего как в построении мембран гепатоцитов, так и в транспорте липопротеинов. При постоянном дефиците в диете метионина и холина количество активных клеток печени критически уменьшается. По этой причине, как правило, происходит

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

Таблица 1

Характеристика основных моделей неалкогольного стеатогепатита

Ключевой фактор моделирования патологии (скорость формирования патологии, нед) Достоинства Недостатки Источник

Содержание животных в клетке с открытым резервуаром,наполненным 70% раствором формалина (20-28) Формирование токсической гепатопатии, жировой дистрофии и цирроза печени Длительное моделирование, побочные эффекты формалина на дыхательную и сердечно-сосудистую системы [9]

Скармливание экспериментальным животным гепатопатогенного корма - гиперхолестериновый рацион (24) Формирование стеатогепатита приближенное к клиническому течению патологического процесса в печени Длительное формирование стеатогепатита [10]

Метионин-холин-дефицитная диета + липополисахарид (3) Формирование стеатогепатита, приближенное к клиническому течению с добавлением воспалительной компоненты (в частности увеличение синтеза TNF-a, что индуцирует апоптоз гепатоцитов) Необходимо использование дорогостоящих диет. Резкая (до 50%) потеря массы тела экспериментальных животных по сравнению с таковым у контрольных мышей [11]

Метионин-холин-дефицитная диета для мышей (до 5) Наиболее широко используемые коммерческие диеты для формирования НАСГ обеспечивают не только дефицит метио-нина и холина, но также содержат избыток сахарозы и жира, что способствует формированию патологии Необходимо использование дорогостоящих диет. Резкая (до 50%) потеря массы тела экспериментальных животных по сравнению с контрольными мышами [12, 13]

и блокирование процессов р-окисления. Оставшийся фосфатидилхолин расходуется печенью «экономно» в небольших количествах, в результате возможно уменьшение образования липопротеинов и снижение транспорта ТГ, холестерина и других стероидов в кровь. Процессы увеличения проницаемости и последующей гибели гепатоцитов сопровождаются выходом в кровь таких индикаторных ферментов, как аспартатаминотрансфераза (АСТ) и аланинаминотрансфераза (АЛТ). В комплексе эти признаки составляют целостную картину, сначала - воспалительного, а потом - и цитолитического синдрома [17], которые являются первыми и па-тогномоничными в развитии поражения печени. Дальнейшее развитие печеночной патологии характеризуется возникновением других 3 синдромов - мезен-химально-воспалительного, холестатического и синдрома печеночно-клеточной недостаточности. Эти три синдрома могут не иметь четкой последовательности, но, как правило, их развитию предшествует мощный цитолитический синдром, клинически проявляющийся выраженной ферментемией. Таким образом, повышенная активность трансаминаз является не столько симптомом выраженности поражения печени, сколько маркером 1-й стадии повреждения гепатоцитов, за ко-

торой следуют более тяжелые стадии развития НАСГ - жировая дистрофия печени, воспаление, дисфункция печени и цирроз.

Роль оксидативного стресса в патогенезе НАСГ достаточно изучена и отражена в литературе [18]. Накопление липидов в гепатоцитах уменьшает работу электрон-транспортной цепи митохондрий и стимулирует пероксисомальный и микросо-мальный пути оксидации при ожирении. Оксидативный стресс - еще один провокатор выделения воспалительных цитокинов, вследствие чего развиваются воспаление и процессы фиброза [19].

Цель данного исследования - апробация метода метионин- и холин-дефи-цитной диеты для моделирования НАСГ на мышах линии C57bl/6 и определение динамики ключевых показателей, характеризующих развитие НАСГ у экспериментальных животных.

Материал и методы

При проведении данного экспериментального исследования в качестве биологической тест-системы использовали мышей линии C57bl/6.

План экспериментального исследования был рассмотрен и одобрен биоэтической комиссией (протокол от 03.06.2015 №1.21/15). Для эксперимента получено 30 мышей из филиала «Андреевка» НЦБМТ ФМБА России. Масса тела животных не различалась между группами более чем на 10%. Во время адаптации и эксперимента мышей содержали в стандартных условиях вивария в соответствии с Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза от 22.09.2010. по охране животных, используемых в научных целях. Животные содержались в клетках по 5 особей одного пола. Подстилом для мышей служили древесные гранулы.

Моделирование НАСГ осуществлялось путем получения животными коммерческой метионин- и холин-дефицитной диеты (MP Biomedicals, LLC. Lot. P112, каталожный номер 960439) ad libitum (не менее 5 г на 1 голову). Пища помещалась в кормовое углубление клетки в течение 28 дней. Животные были разделены на 2 группы по 15 мышей, из них 1-я (интактная) группа получала стандартный рацион «Корм для содержания лабораторных животных» ПК-120-1, 2-я группа находилась в условиях метионин-холин-дефицитной диеты. Эвтаназия животных производилась на 29-й день эксперимента с использованием СО2-камеры. Животные находились там до полной потери сознания, затем мышей поочередно извлекали, вскрывали грудную полость и осуществляли полное стерильное обескровливание шприцем из полостей сердца, после чего проводился забор образцов печени.

Для оценки развития патологии на 29-й день эксперимента (посмертно) определяли следующие параметры: активность аминотрансфераз (АЛТ, АСТ); концентрацию холестерина, ТГ, холестерина липопротеидов высокой (ЛПВП) и низкой (ЛПНП) плотности. Уровень провоспалительных цитокинов IL6, TNFa в крови оценивали спектрофотометрически с помощью наборов TNFa (mouse) ELISA kit, interleukin-6 (mouse) ELISA kit; концентрацию инсулина - набора insulin (mouse) ELISA kit. Кроме того, в рамках данного исследования оценивали уровень перекис-

ного окисления липидов (ПОЛ) в печени и крови мышей, по концентрации малонового диальдегида (МДА) [20].

Для гистологического исследования печень животных, извлеченную после эвтаназии, фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина в течение 24 ч, после чего заливали в парафин. Затем изготавливали срезы толщиной 5-7 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином. Морфологическое исследование гистологических препаратов проводили при помощи светооптического микроскопа Carl Zeiss (Германия). Микрофотографирование осуществляли при помощи цифровой фотокамеры Axio Scope A1 Carl Zeiss (Германия). Выраженность повреждения печени оценивали по критерию гистологической активности неалкогольного стеатогепатита [21]. Каждый морфологический признак поражения печени оценивался в баллах. Наиболее значимым гистологическим критерием развития НАСГ является стеатоз - система оценки в баллах (2; 4; 6). Следующий по значимости - развитие воспалительной инфильтрации - оценка в баллах (1,5; 3; 4,5; 6). Наименее специфично для формирования НАСГ формирование баллонной дистрофии - оценка в баллах от 1 до 3.

Статистический анализ первичных данных выполнялся с помощью программного обеспечения Statistica 10.0 (StatSoft, США).

В ходе эксперимента значительное число животных погибало на фоне моделируемой патологии (25%); к 29-му дню исследования в группе, где применялась специальная диета, осталось 8 мышей. Высокий уровень смертности животных в модели НАСГ, индуцированной метионин- и холин-дефицитной диетой, предположительно, был обусловлен зоосоциальной напряженностью, вызванной сменой корма, либо развитием сильно выраженной печеночной патологии на фоне ее моделирования.

Известно, что моделируемая патология НАСГ характеризуется хроническим течением и имеет несколько компонентов:

• 1-й (ведущий) - жировая дистрофия печени в сочетании с наличием или отсутствием изменений липидного спектра крови;

• 2-й - наличие воспалительной реакции, выражающейся в повышении активности трансаминаз, увеличении концентрации провоспалительных цито -кинов и развитии воспалительной инфильтрации ткани печени наряду с баллонной дистрофией гепатоцитов. Отдельно рассматривалось возможное увеличение концентрации инсулина;

• 3-й - оксидативный стресс и изменение активности антиоксидантной системы. Остановимся подробнее на каждом из составляющих компонентов моделируемой патологии.

Жировая дистрофия печени и липидный спектр крови. По результатам гистологического анализа печени мышей через 28 дней применения метионин- и холин-дефицитной диеты было установлено развитие выраженной жировой дистрофии печени у животных с моделируемой патологией. Критерии гистологической оценки НАСГ и результаты в баллах отражены в табл. 2-5.

Результаты и обсуждение

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

Таблица 2

Гистологические критерии оценки неалкогольного стеатогепатита (компонент стеатоза)

Признак Степень Описание Баллы

Стеатоз 0 Жировая дистрофия отсутствует 0

I <33% гепатоцитов подверглось жировой дистрофии 2

II 33-66% гепатоцитов подверглось жировой дистрофии 4

III >66% гепатоцитов подверглось жировой дистрофии 6

Таблица 3

Степень выраженности стеатоза при моделировании НАСГ у экспериментальных животных; баллы

Группа Описание группы n Степень выраженности стеатоза по группе; Me (Q1; Q3)

1-я Интактная 15 0

2-я Контрольная 8 4,0 (2,0; 5,0)*

Примечание. * - статистически значимое отличие по сравнению с интактной группой, тест Манна-Уитни (p<0,05).

Таблица 4

Гистологические критерии оценки неалкогольного стеатогепатита (баллонная дистрофия гепатоцитов)

0 Отсутствие повреждения 0

Баллонная дистрофия гепатоцитов I Стеатоз 1-2-й степени, минимальная баллонная дистрофия в 3-й зоне ацинуса 1

II Стеатоз любой степени, умеренная баллонная дистрофия в 3-й зоне ацинуса 2

III Панацинарный стеатоз, выраженная баллонная дистрофия 3

Таблица 5

Степень выраженности баллонной дистрофии при моделировании НАСГ у экспериментальных животных; баллы

Группа Описание группы n Степень выраженности баллонной дистрофии по группе Me (Q1; Q)

1-я Интактная 15 0

2-я Контрольная 8 2,0 (0,0; 3,0)*

Примечание. * - статистически значимое отличие по сравнению с интактной группой, тест Манна-Уитни (p<0,05).

Таким образом, в контрольной группе животных было отмечено достоверное изменение структуры ткани печени - жировая и баллонная дистрофия гепатоцитов.

В табл. 6 представлены данные о влиянии применения метионин- и холин-дефицитной диеты на липидный спектр периферической крови мышей.

Таблица 6

Влияние моделируемой патологии на показатели липидного спектра крови мышей (М±т)

Показатель, ммоль/л Интактная группа (n=15) Контрольная группа (n=15)

Холестерин 1,8±0,07 1,8±0,10

ТГ 0,68±0,06 0,70±0,04

ЛПВП 0,84±0,03 0,83±0,04

ЛПНП 0,68±0,09 0,60±0,07

Таблица 7

Гистологические критерии оценки неалкогольного стеатогепатита (воспалительная инфильтрация)

0 Отсутствует 0

I 1-2 очага 1,5

Воспалительная II 3-4 очага 3

инфильтрация

IIIА >4 очагов 4,5

111В Некроз, нейтрофильная инфильтрация 6

Таблица 8

Степень выраженности воспалительной инфильтрации при моделировании НАСГ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

у экспериментальных животных; баллы

Группа Описание группы n Степень выраженности воспалительной инфильтрации в баллах по группе Me (Q^ Q3)

1-я Интактная 15 0

2-я Контрольная 8 2,3 (1,5; 3,0)*

Примечание. * - статистически значимое отличие по сравнению с интактной группой, тест Манна-Уитни (p<0,05).

Гистологическая картина поражения печени у животных с моделируемой патологией полностью соответствовала таковой НАСГ в клинике. Отсутствие изменений липидного спектра крови на фоне патологии может объясняться особенностью патогенеза НАСГ: в процессе развития жировой дистрофии происходит накопление ТГ в ткани печени, а удаление липидов из печени вследствие снижения синтеза или секреции липопротеинов очень низкой плотности (в их составе из печени удаляются ТГ) может быть затруднено. В результате этого концентрация липидов в крови животных не изменяется [22]. Таким образом, оценивать липидный спектр у экспериментальных животных на этой модели нецелесообразно.

Воспалительная инфильтрация гепатоцитов. Воспалительная инфильтрация гепатоцитов на фоне моделируемой патологии выражалась перипортальной воспалительной и очаговой лимфоцитарной инфильтрацией, а также очагами некроза. Гистологические критерии воспалительной инфильтрации как компонента НАСГ представлены в табл. 7.

Полученные в ходе исследования данные приводятся в табл. 8.

Таблица 9

Влияние моделируемой патологии на активность трансаминаз и провоспалительных

интерлейкинов (М±т)

Группа n АСТ, Е/л АЛТ, Е/л IL6, пг/мл TNFa, пг/мл

Интактная 15 107±6 59±3 12,5±0,6 12,5±0,4

Контрольная 8 248±11* 156±17* 43,1±6,6* 17,5±1,9*

Примечание. * - статистически значимое отличие по сравнению с интактной группой, критерий Тьюки (р<0,05).

Таблица 10

Влияние применения метионин-холин-дефицитной диеты на концентрацию МДА

у экспериментальных животных (М±т)

Группа Описание группы n МДА, ммоль/л

в печени в плазме крови

1-я Интактная 15 0,240±0,014 0,0270±0,0017

2-я Контрольная 8 0,620± 0,104* 0,050±0,002*

Примечание. * - статистически значимое отличие по сравнению с интактной группой, критерий Тьюки (р<0,05).

Согласно данным, представленным в табл. 8, на фоне моделирования пато -логии в печени экспериментальных животных наблюдался процесс воспалительной инфильтрации.

Результаты определения активности трансаминаз и провоспалительных цито-кинов у животных экспериментальных групп представлены в табл. 9.

В группах мышей при метионин-холин-дефицитной диете гистологически отмечалось развитие воспалительной реакции в гепатоцитах, что соответствует данным анализа активности трансаминаз в крови экспериментальных животных: активность АЛТ и АСТ у мышей при диете была статистически выше таковой у интактных животных.

Согласно результатам определения уровня провоспалительных цитокинов в плазме крови, на фоне моделируемой патологии также происходило статистически значимое увеличение концентрации 1Ь6 и ТОТа.

Оксидативный стресс. Большинство патологических процессов в печени сопровождается окислительным стрессом. Ведущим критерием окислительного стресса при развитии НАСГ служит концентрация МДА в тканях и плазме крови. В табл. 10 представлены результаты исследования концентрации МДА в крови и печени экспериментальных животных.

Концентрация МДА в печени животных контрольной группы в 2,6 раза, а в плазме крови - в 1,9 раз превышала таковую у животных интактной группы, что свидетельствует о развитии оксидативного стресса, сформированного за счет метионин-холин-дефицитной диеты.

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

Заключение

Для моделирования НАСГ в течение 28 дней мыши получали метионин-холин-дефицитную диету. Применение метионин-холин-дефицитной диеты у мышей в эксперименте позволило смоделировать развитие у них НАСГ с вовлечением всех 3 патогенетических компонентов, наблюдаемых при развитии НАСГ у человека:

• применение метионин-холин-дефицитной диеты способствовало формиро -ванию стеатоза, баллонной дистрофии и воспалительной инфильтрации гепа-тоцитов;

• использование предложенного способа моделирования приводило к достовер -ному увеличению активности АСТ и концентрации провоспалительных цито-кинов (И6 и ТОТа);

• вклад окислительного стресса в развитие экспериментального НАСГ подтверждался достоверным повышением концентрации МДА в печени и крови животных, получавших метионин-холин-дефицитную диету.

Таким образом, совокупность полученных результатов позволяет рекомендовать апробированную методику моделирования НАСГ на мышах линии С57Ы/6 для оценки эффективности препаратов релевантного фармакологического действия.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest

The authors declare no conflict of interest.

Литература

1. Буеверов А.О. Алкогольный и неалкогольный стеатогепатит: общность и различия. Диффузные заболевания печени: диагностика и лечение: Методическое пособие. Под ред. В.Т. Ивашкина. М.: ИД «М Вести». 2004; 32-43.

2. Шульпекова Ю. О. Лекарственные поражения печени // Врач. - 2010; 7: 13-8.

3. Павлов Ч., Бакулин И. Г. Неалкогольный стеатогепатит: клинические особенности и принципы лечения // Врач. - 2007; 10: 24-8.

4. Подымова С.Д. Жировой гепатоз, неалкогольный стеатогепатит. Клинико-морфологические особенности. Прогноз. Лечение. // РМЖ. - 2005; 2: 61-5.

5. Mylonas C., Kouretas D. Lipid peroxidation and tissue damage. In vivo (Athens, Greece). 1998; 13 (3): 295-309.

6. Sanyal A. J. Nonalcoholic steatohepatitis: association of insulin resistance and mitochondrial abnormalities. Gastroenterology. 2001; 120 (5): 1183-92.

7. Robertson G., Leclercq I., Farrell G. C. II. Cytochrome P-450 enzymes and oxidative stress //American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 2001; 281 (5): G1135-39.

8. Hardwick R.N., Fisher C.D., Canet M.J., Lake A.D. et al. Diversity in antioxidant response enzymes in progressive stages of human nonalcoholic fatty liver disease. Drug Metab. Dispos. 2010; 38 (12): 301-2293.

9. Кауров Я.В. Способ создания модели гепатита и цирроза печени млекопитающих. Пат. РФ №94026117; 1996; G 09В23128.

10. Мышкин В.А., Ибатуллина Р.Б., Волкова Е.С. Способ моделирования токсической гепатопатии. Пат. №2188457; 2002.

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

11. Kudo H. Lipopolysaccharide triggered TNF--induced hepatocyte apoptosis in a murine non-alcoholic steatohepatitis model. Journal of hepatology. 2009; 51 (1): 168-75.

12. Anstee Q.M., Goldin R.D. Mouse models in non-alcoholic fatty liver disease and steatohepatitis research. Int. J. Exp. Pathol. 2006; 87 (1): 1-16.

13. Pickens M. K. et al. Dietary sucrose is essential to the development of liver injury in the methionine-choline-deficient model of steatohepatitis // Journal of lipid research. 2009; 50 (10): 2072-82.

14. Rinella M. E., Green R. M. The methionine-choline deficient dietary model of steatohepatitis does not exhibit insulin resistance. Journal of hepatology. 2004;40 (1): 47-51.

15. Ip E. Administration of the potent PPAR agonist, Wy 14,643, reverses nutritional fibrosis and steatohepatitis in mice. Hepatology. 2004; 39 (5): 1286-96.

16. Yamaguchi K. et al. Inhibiting triglyceride synthesis improves hepatic steatosis but exacerbates liver damage and fibrosis in obese mice with nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology. 2007; 45 (6): 1366-74.

17. Ивашкин В.Т., Лапина Т.Л. Гастроэнтерология: национальное руководство. ГЭОТАР-Медиа, 2013.

18. Хазанов А.И. Возможности прогрессирования алкогольного и неалкогольного стеатогепатита в цирроз печени. Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол. и колопроктологии. 2005; 15 (2): 26-32.

19. Rolo A.P., Teodoro J.S., Palmeria C.M. Role of oxidative stress in the pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis. Free Radic. Biol. Med. 2012; 1 (1): 59-69.

20. Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Laakso I., Sepp nen-Laakso T., Makarenko I.E., Faustova N.M., Makarov V.G. Bioactivity and chemical characterization of gonads of green sea urchin Strongylocentrotus droebachiensis from Barents Sea // Journal of Functional Foods. 2015; 17: 227-23.

21. Shahin Merat et al. A Modification of the Brunt System for Scoring Liver Histology of Patients with NonAlcoholic Fatty Liver Disease. Arch. Iran Med. 2010; 13 (1): 38-44.

22. Machado M.V., Michelotti G.A., Xie G., de Almeida T.P., Boursier J., Bohnic B., Guy C.D., Diehl A.M. Mouse model of diet-induced nonalcoholic steatohepatitis reproduce the heterogeneity of the human disease. PLoS ONE. 2015; 10 (6): e0132315. DOI: 10.1371.

LABORATORY ANIMALS FOR SCIENCE

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.