ОСОБЛИВОСТІ ВСМОКТУВАННЯ КАЛЬЦІЮ ТА СТАН СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ ТОНКОЇ КИШКИ У ЩУРІВ ПРИ АЛКОГОЛЬНІЙ ІНТОКСИКАЦІЇ Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

4

BIOLOGICAL SCIENCES / «ШШШШШУМ-ШЦТМак» #26(113), 2©21

УДК 616.33:616.348-546.41-59.085:616-099

Макаренко Ольга,

Доктор б1олог1чних наук Одеський нацюнальний утверситет 1мет 1.1. Мечникова

Кша Владислав, Астрант

Одеський нацюнальний унгверситет 1мет 1.1. Мечникова

Хромагта Лариса,

Кандидат б1олог1чних наук

Державна установа «1нститут стоматологи та щелепно-лицево' хгрургИ НацюнальноЧ академИ

медичних наук» Цевух Людмила

Кандидат медичних наук Одеський нацгональний медичний унгверситет DOI: 10.24412/2520-6990-2021-26113-4-8

ОСОБЛИВОСТ1 ВСМОКТУВАННЯ КАЛЬЦ1Ю ТА СТАН СЛИЗОВО1 ОБОЛОНКИ ТОНКО1 КИШКИ У ЩУР1В ПРИ АЛКОГОЛЬНШ ШТОКСИКАЦП

Makarenko Olga,

Doctor of biology Sciences Odesa National Mechnykov University, Ukraine

Kika Vladislav, PhD

Odesa National Mechnykov University, Ukraine

Khromagina Larisa, Candidate of biology Sciences

State Establishment «The Institute of Stomatology and Maxillo-Facial Surgery National Academy of Medical Science of Ukraine», Odessa, Ukraine Tsevukh Liudmyla Candidate of medical Sciences Odesa National Medical University, Ukraine

FEATURES OF CALCIUM ABSORPTION AND THE CONDITION OF THE MUCOSA OF THE SMALL INTESTINE IN RATS WITH ALCOHOL INTOXICATION

Анотаця

В експериментальнш роботi провели досл1дження впливу тривалого введення етанолу самкам та са-мцям лабораторних щурiв на ступень всмоктування i виведення кальцiю, а також стан слизовт оболонки тонкоi кишки. Щурам до^дних груп вводили етанол з питно' водою 108 день, починаючи з 5 %о, поступово збтьшуючи до 15 %. По аналiзу каль^ю у сечi та калi визначали ступень виведення каль^ю. На ¿зольова-ний дiлянцi тонко' кишки щурiв тд тiопенталовим наркозом до^джували всмоктування кальцiю. У слизовт оболонцi тонког кишки визначали показники дисбиозу (активтсть лiзоциму, уреази), запалення (ак-тивтсть еластази, кисло' фосфатази, вмют малонового дiальдегiду) та антиоксидантног системи (активтсть каталази).

Встановили негативну дт алкогольноi ттоксикаци: зниження виведення кальцiю i-з сечею на тлi збi-льшення його виведення зi калом, а також зниження всмоктування кальцю у тонко' кишцi. У самщв по-рушення були вираженi бшьшою мiрою. Бiохiмiчнi до^дження слизово' оболонки тонко'г' кишки показали зниження антимiкробного захисту, рют контамтаци умовно-патогенних бактерш, розвиток дисбюзу, пiдвищення проникностi мембран, зменшення активностi антиоксидантного захисту разом з ттенсифi-кащею перекисного окиснення лiпiдiв у щурiв тсля вживання етанолу. Отримат дат свiдчать про розвиток оксидативного стресу в слизовт оболонцi тонкоi кишки, що може бути на^дком розвитку дисбiозу, збшьшення проникностi слизовоi оболонки кишечнику щурiв тсля тривалого введення етанолу. Затримку всмоктування та виведення кальцю у тварин алкогольних груп можна пояснити розвитком патологiчних змiн у слизовш оболонцi тонкоi кишки щурiв тд впливом алкоголю.

Abstract.

In the experimental work, we studied the effect of long-term administration of ethanol to females and males of laboratory rats on the degree of absorption and excretion of calcium, as well as the condition of the mucous membrane of the small intestine. Rats of the experimental groups were injected with ethanol with drinking water for 108 days, starting with 5%, gradually increasing to 15%. The degree of calcium excretion was determined by

«ШУШ(ШШиМ-Ши©Ма1> #26ШШ)), 2©21 / BIOLOGICAL SCIENCES

5

analysis of calcium in urine andfeces. Calcium absorption was examined in an isolated area of the small intestine of rats under thiopental anesthesia. In the mucosa of the small intestine measured indicators dysbiosis (activity of lysozyme, urease), inflammation (elastase activity, acid phosphatase, malondialdehyde content) and antioxidant system (catalase activity).

The negative effect of alcohol intoxication was established: a decrease in the excretion of calcium in the urine against the background of an increase in its excretion in the feces, as well as a decrease in the absorption of calcium in the small intestine. In males, the violations were more pronounced. Biochemical studies of the small intestinal mucosa showed a decrease in antimicrobial protection, increased contamination of opportunistic bacteria, the development of dysbiosis, increased membrane permeability, decreased antioxidant activity along with the intensification of lipid peroxidation in rats after ethanol intoxication. The data obtained indicate the development of oxidative stress in the mucous membrane of the small intestine, which may be a consequence of the development of dysbiosis, increased permeability of the intestinal mucosa of rats after prolonged administration of ethanol. Delayed absorption and excretion of calcium in animals of alcoholic groups can be explained by the development ofpathological changes in the mucous membrane of the small intestine of rats under the influence of alcohol.

Ключовi слова: алкогольна ¡нтоксикацгя, щури, всмоктування та виведення кальцт, оксидативний стрес, тонка кишка.

Keywords: alcohol intoxication, rats, absorption and excretion of calcium, oxidative stress, small intestine.

Вступ: за даними ВОЗ в Укра!ш в 2016 рощ вживання алкоголю на душу населения (15+) склало для чоловшв 14,1, для жшок 4,0 лггрш чистого алкоголю. Зловживання алкоголем вносить ва-гомий вклад в ризик розвитку нервово-психiатрич-них розладш, серцево-судинних захворювань, ци-розу печшки та раку. £ деяш окремi ввдомосп про згубний вплив алкоголю на шсткову систему [1]. Але на жаль, таких дослвджень небагато, тому проблема в цьому аспекл не розкрита i не виршена. Ведомо лише, що дисбаланс ремоделювання у шст-ковш тканиш е один iз основних ефекив тривало! ди етанолу [2].

Алкоголь всмоктуеться в основному у верхшх вщдшах кишкового тракту шляхом дифузи. Хоча бiльша частина метаболзму алкоголю вщбуваеться в гепатоцитах, ферменти, що беруть участь в окис-лювальному метаболiзмi алкоголю, також присутш в слизовш оболонщ кишечника [3]. Тому пору-шення всмоктування кальцш, а також патолопчш змши у шлунково-кишковому трактi можуть бути можливими причинами негативного впливу хрош-чного вживання алкоголю на шсткову тканину.

Мета: дослвдження впливу тривалого вве-дення етанолу самкам та самцям лабораторних щу-р1в на ступень всмоктування i виведення кальцш, а також стан слизовш оболонки тонко! кишки.

Матерiали i методи дослвдження: експери-мент проводили на лабораторних щурах 2 мюяч-ного вшу на початок дослвду в вшарп ОНУ 1м. I. I. Мечникова. Тварин подшили на 4 групи: двi штак-тнi (самцi, самки) та двi дослiднi групи (самщ, самки), яким в питну воду вводили етиловий спирт, починаючи з 5 % i, поступово (по 2 % в 10 днш), збшьшуючи концентрацш до 15 % [2]. Тривалкть введення етанолу склала 108 днш, тсля чого щур1в помщали в метаботчш клiтки, як1 дозволяють проводите збiр сечi, калу та залишки корму за добу. Корм, сечу та кал брали для визначення концентраций кальцш за 3 дня. Кал та корм попередньо поддавали гiдролiзу у 0,1 н HCl на протязi доби [4].

Дослвдження всмоктування кальцш в тонкому кишечнику у щурiв проводили пiд тiопенталовим наркозом на iзольований дiлянцi тонко! кишки, в

яку вводили 1,0 мл розчину кальцш хлориду (0,24 мг кальцш/мл). Через 60 хв ретельно витягували розчин, що залишився тсля всмоктування, вимь ряли об'ем та концентрацш кальцш [5].

Для проведення бюх1м1чних дослщжень у го-могенатах слизово! оболонки тонко! кишки (50 мг/мл 0,05 М. буферу трю-НО pH 7,5) визначали показники дисбиозу (активтсть л1зоциму, уреази), показники запалення (активтсть еластази, кисло! фосфатази та вмкт малонового д1альдег1ду (МДА)) та антиоксидантно! системи (активтсть каталази) [6].

Статистичну обробку отриманих даних проводили загальноприйнятими методами з використан-ням ^критерш Стьюдента.

Результати дослiдження та 1х обговорення:

У наших попередшх дослщженнях було вста-новлено, що тривале вживання алкоголю щурами призводить до щдвищення атрофи альвеолярного вщростку, яку пояснили активащею бюх1м!чних показникш резорбци та зниженням маркер1в утво-рення ново! шстки у тканин щелеп. Щ негативт наслвдки вживання етанолу можуть бути пов'язаш з порушеннями всмоктування та засвоення кальцш, що у свою чергу може бути викликано патоло-пчними змшами у слизовш оболонц кишечника [7].

Тому на наступному еташ за допомогою вико-ристання метаболчних камер проводили досль дження штенсивносп виведення кальцш !з сечею та калом у щурш шсля тривалого вживання алкоголю, результати якого наведен! у таблиц! 1.

Отримаш результати показують, що з !жею ус! щури отримували однакову кшьшсть кальц!ю (31,834,2 мг за добу). Вживання етанолу сприяло змен-шенню виведення кальц!ю !з сечею на 28,4 % у са-мщв (р < 0,01) та на 13,7 % у самок (р > 0,1). Кшьшсть виведеного кальц!ю !з калом навпаки суттево зб!льшилася у щур!в, яшм тривало вводили алкоголь: у самщв на 43,8 % ф < 0,05), а у самок на 52,3 % ф < 0,001). В подсумку загальна кшьшсть виведеного кальцш з органзму щур!в п!сля хрон!чного вживання алкоголю знизилася на 25,3 % у самщв та у меншому ступеш - на 10,4 % у самок. Це може

БГОШвГСЛЬ 8С1Е1ЧСЕ8 / «ШУШМУМ-ЛОУГМак» #26(113), 2021

6

бути компенсаторною вщповщдю на дефщит кальцш в оргашзм1 щурш на тл1 введения етанолу (табл. 1).

Встановлена затримка виведення кальцш з сечею з одночасним посиленням його виведення з калом у щурш тсля хротчного вживання етанолу пе-редбачае наявтсть порушень всмоктування цього елементу в слизовш оболонщ тонко! кишки. В дос-лвджент всмоктування кальцш в тонкому кишечнику (табл. 2) зареестровано статистично достовь рне зниження цього показнику у самцш, якм вводили етанол, на 22,3 % (р < 0,002) та у самок алкогольно! групи - на 15,7 % (р < 0,001).

При поршняння отриманих результат табл. 1 1 2, можна бачити, що менший вщсоток зниження абсорбци кальцш у кишечнику самок ввдповвдае

Виявлет порушення всмоктування, виведення 1 засвоення кальцш у щур1в, як споживали трива-лий час етанол, дають щдставу припустити про па-толопчт змши в слизовш оболонщ тонко! кишки п1д впливом алкоголю. У зв'язку з цим, в подаль-шому провели дослвдження маркерш запалення 1 дисбюзу в слизовш оболонщ тонко! кишки досль джуваних тварин. Результати цих анал1зш наведен! в таблицях 3 ! 4.

Як показано табл. 3, актившсть л!зоциму, який мае антим1кробну дш, знизилася у слизово! оболо-нки тонкого кишечнику самц1в, що вживали етанол, у 1,63 рази (р < 0,001), а у самок - у 1,51 рази (р <

Таблиця 1

меншо! шлькосл виведеного кальцш !з сечею. У самцш алкогольно! групи спостершаемо бшьш ви-ражене зменшення всмоктування та виведення з1 сечею кальцш. Виведення кальцш !з калом, на-впаки, бшьш значним було у самок. Загальна кль-к1сть виведеного кальцш з органзму щур1в алкого-льних груп знизилася бшьш суттево у самцш. Отри-ман1 дан1 узгоджуються з нашими попередн1ми дослвдженнями, як показали бшьш значн1 порушення ксткового метабол1зму у самц1в, що може бути наслвдком деф1циту кальцш в орган1зм1 тварин, яш вживали алкоголь [7].

Таблиця 2

0,001). Наслвдком зменшення активност1 л1зоциму стало пщвищення активност1 уреази, яка е продуктом умовно-патогенно! м1кроб1оти. Так, у слизово! оболонки тонко! кишки самцш цей показник збшь-шився на 27,8 % (р < 0,001) , а у самиць - на 21,3 % (р < 0,001, табл. 3).

Стушнь дисбюзу у слизово! оболонки тонко! кишки щурш, яш вживали етанол, розраховували по ршню активносп в уреази та л1зоциму. Цей показник збшьшився у тонко! кишки самцш у 2,10 рази, а у самок - 1,84 рази. Отримаш результати вказують на розвиток дисбюзу в тонко! кишщ щурш, яшм тривало вводили алкоголь (табл. 3).

Виведення кальщю з оргамзму щурiв пiсля тривалого вживання алкоголь

Показники Самщ Самки

штактш алкогольна штоксикац1я штактш алкогольна штоксика-ц1я

Постачання Са2+ 1з кормом, мг 34,2 ± 1,2 33,8 ± 1,6 Р > 0,8 34,1 ± 1,5 31,8 ± 2,6 Р > 0,5

Юльшсть виведеного 1з сечею Са2+, мг 3,48 ± 0,25 2,49 ± 0,17 р < 0,01 4,01 ± 0,21 3,46 ± 0,18 Р > 0,1

Юльшсть виведеного 1з калом Са2+ за добу, мг 0,16 ± 0,01 0,23 ± 0,02 р < 0,05 0,21 ± 0,01 0,32 ± 0,02 р < 0,001

Загальна юльисть виведеного Са2+, мг 3,64 ± 0,23 2,72 ± 0,19 р < 0,02 4,22 ± 0,33 3,78 ± 0,21 Р > 0,3

Прим!тка. р - в1рогщшсть по вщношенню до показнику у штактно!' грут

Всмоктування кальцiю в тонкому кишечнику щурiв, якi тривало вживали алкоголь

Група Введено Залишок Всмоктування, ммоль

самщ штактна 3,059 ± 0,09 0,68 ± 0,13 2,38 ± 0,09

алкогольна штоксикац1я 3,059 ± 0,17 1,21 ± 0,28 1,85 ± 0,07 (р < 0,002)

самки штактна 3,059 ± 0,14 0,51 ± 0,07 2,55 ± 0,07

алкогольна штоксикац1я 3,059 ± 0,07 0,91 ± 0,03 2,15 ± 0,03 (р < 0,001)

Прим!тка. р - в1рогщшсть по вщношенню до показнику у штактно! груш

«ШУШ(ШШиМ-Ши©Ма1> #26ШШ)), 2©21 / ВЮШСТСЛЬ 8С1Е1ЧСЕ8

7

Таблиця 3

Бiохiмiчнi показники мшробноТ контамшацп та дисбiозу у слизовоТ оболонки тонкоТ кишки щурiв, _ям тривало вживали алкоголь_

Показники Самцi Самки

iнтактнi алкогольна штоксикацгя iнтактнi

Активнiсть лiзоциму, од/кг 130 ± 7 80 ± 4 р < 0,001 145 ± 7 96 ± 6 р < 0,001

Активнiсть уреази, мккат/кг 3,06 ± 0,08 3,91 ± 0,12 р < 0,001 3,33 ± 0,13 4,04 ± 0,12 р < 0,001

Ступень дисбiозу 1,01 ± 0,03 2,13 ± 0,14 р < 0,001 1,00 ± 0,06 1,84 ± 0,09 р < 0,001

Приметка. р - в1рог1дн1сть по вщношенню до показнику у штактно! груш

В якосп маркерш запалення у слизово! оболонки тонко! кишки щурш визначали вм!ст МДА, ак-тивн!сть еластази ! кисло! фосфатази. 1з таблиц! 4 видно, що при хрон!чн!й алкогольн!й штоксикаци активтсть еластази у слизово! оболонки тонко! кишки щур!в суттево не змшювалася, як у самц!в, так

Бiохiмiчнi показники слизовоТ оболонки тонкого

Алкогольна штоксикацгя також сприяла досто-в!рному зб!льшенню р!вня МДА у слизово! оболонки тонко! кишки щур!в: майже у 2 рази у самщв (р < 0,002) та у 1,6 разш у самок (р < 0,02). Активтсть антиоксидантного ферменту каталази у слизово! оболонки тонко! кишки щур!в шсля тривалого вживания етанолу знижувалася на 25,0 % у самцш (р < 0,002), та на 24,4 % у самиць (р < 0,002, табл. 4).

Активация кисло! фосфатази у тонко! кишки щурш тсля алкогольнш штоксикаци вказуе на збь льшення проникност! мембран слизово! оболонки кишки, а зменшення активност! каталази разом з! зростом концентрац!!' МДА сводчать про розвиток оксидативного стресу в слизов!й оболонц! тонко! кишки.

Таким чином, проведене дослщження встано-вило зниження виведення кальц!ю !з сечею на тл! зб!льшення його виведення з! калом у щур!в тсля тривало! алкогольно! штоксикаци. В подсумку зага-льна кшьшсть виведеного кальцш з орган!зму щу-р!в, яш отримували етанол, знизилася. Це може бути компенсаторною в!дпов!ддю на дефщит кальцш в орган!зм! цих тварин. У щдтвердження були отримаш результати дослщження всмоктування кальцш у тонко! кишц! тварин, як! встановили сут-теве зниження цього показнику у щурш тсля отри-мання алкоголю. У самц!в встановлеш порушення були виражен! б!льшою м!рою.

! у самок. При цьому активн!сть кисло! фосфатази (маркер проникност! мембран) у самцш, яим вводили етанол, пщвищилася на 37,4 % (р < 0,05), а у самиць - на 35,3 % (р < 0,002).

Таблиця 4

кишечнику щурiв, яш тривало вживали алкоголь

Затримка всмоктування та виведення кальцш у тварин алкогольних груп припускають розвиток патолопчних змш у слизов!й оболонц! тонко! кишки щурш под впливом алкоголю. Бюх!м!чш досль дження слизово! оболонки тонко! кишки у щур!в ш-сля тривалого вживання етанолу показали зни-ження антим!кробного захисту (активн!сть л!зоциму), р!ст контам!нац!!' умовно-патогенних ба-ктерш (активн!сть уреази), розвиток дисб!озу, пщ-вищення проникност! мембран ( активтсть кисло! фосфатази), зменшення активност! антиоксидант-ного захисту (активн!сть каталази) разом з штенси-ф!кац!ею перекисного окиснення лшщв (р!вень МДА). Отриман! дан! свщчать про розвиток оксидативного стресу в слизовш оболонц! тонко! кишки, що може бути наслвдком розвитку дисбюзу, збшьшення проникност! слизово! оболонки кишечнику щурш на тл! тривалого введення етанолу.

Результати проведеного експерименту дозво-ляють визначити напрямок подальших дослщжень з розробки патогенетично обгрунтованого комплексу препарапв протизапально! та антiдiсбiотiчио! ди для осiб, яш хронiчно вживають алкоголь, з метою запобтання порушень в слизов!й оболонцi тонко! кишки.

Показники Самцi Самки

iнтактнi алкогольна штоксикацгя штактш алкогольна штоксика-цгя

Активн^ть еластази, мк-кат/кг 912,9 ± 44,4 982,0 ± 75,2 р > 0,5 1033,9±24,1 935,8 ± 88,9 р > 0,5

Активнiсть кисло! фосфатази, мккат/кг 19,0 ± 1,8 26,1 ± 2,5 р < 0,05 21,5 ± 1,6 29,1 ± 1,3 р < 0,002

Вмкт МДА, ммоль/кг 2,05 ± 0,19 4,03 ± 0,47 р < 0,002 2,67 ± 0,46 4,40 ± 0,49 р < 0,02

Активнiсть каталази, мкат/кг 3,84 ± 0,17 2,88 ± 0,18 р < 0,002 3,77 ± 0,23 2,85 ± 0,08 р < 0,002

Приметка. р - вiрогiднiсть по водношенню до показнику у штактно!' групi

8

BIOLOGICAL SCIENCES / «ШУШЩШУМ-ЛШГМак» #26(113), 2021

Висновки

1. Тривале введения етанолу сприяло затри-мцi виведення кальцш i3 сечею на 28,4 % у самщв та на 13,7 % у самок на rai збшьшення його виведення i3 калом: у самц1в на 43,8 %, а у самок на 52,3 %. Загальне виведення кальцш з оргашзму щурiв алкогольних груп знизилося на 25,3 % у самщв та на 10,4 % у самок.

2. Всмоктування кальцш в тонкому кишечнику щурш на rai вживання етанолу знизилося у самщв на 22,3 % та у самок - на 15,7 %.

3. У слизовш оболонщ тонко! кишки алкогольна штоксикац1я викликае зменшення активносп лiзоциму у середньому у 1,57 рази, збшьшення маркеру мкробно! контамшащ! уреази на 27,8 % у самщв i на 21,3 % у самиць, ступеню дисбюзу - у 2 рази.

4. Алкоголь стимулюе оксидативний стрес (рiст МДА у середньому у самц1в та самиць у 1,8 раз1в) та збшьшуе проникшсть мембран в слизовш оболонцi тонкого кишечнику (активац1я кисло! фо-сфатази у середньому у самц1в та самиць на 36,4 %).

Список використаноТ л^ератури.

1. Global status report on alcohol and health 2018. Geneva: World Health Organization; 2018. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.

2. Rosa R. C., Rodrigues W. F., Miguel C. B., Cardoso F. A. G., Espindula A. P., Oliveira C. J. F., Volpon J. B. Chronic consumption of alcohol adversely affects the bone of young rats // Acta Ortop Bras. -2019. - Nov-Dec; 27(6). - Р. 321-324. doi: 10.1590/1413-785220192706222834.

3. Bishehsari F., Magno E., Swanson G., Desai V., Voigt R. M., Forsyth C. B., Keshavarzian A. // Alcohol and Gut-Derived Inflammation // Alcohol Res. - 2017. - Vol. 38(2). - Р. 163-171. PMID: 28988571.

4. Горячковский А. М. Клиническая биохимия в лабораторной диагностике. - [3-е изд.]. -Одесса: Экология, 2005. - 616 с.

5. Макаренко О. А., Майкова Г. В., Кириленко Н. А., Гладкш Т. В., Еберле Л.В. Абсорбцiя кальцш у тонко! кишщ щурiв шсля впливу рiзних ксенобютиив // Вкник ОНУ. Бюлопя. - 2021. - Т. 26, вип. 1 (48). - С. 115-123.

6. Левицкий А. П., Макаренко О. А., Демьяненко С. А. Методы экспериментальной стоматологии. - Симферополь: Тарпан, 2018. - 78с.

7. Макаренко О. А., Кка В. В., Мудрик Л. М. Дисбаланс антиокисдантно-прооксидантно! сис-теми у шстково! тканиш щелеп щурiв при тривало! алкогольно! штоксикащ! // Вкник ОНУ. Бюлопя. -2021. - Т. 26, вип. 1 (48). - С. 105-114.