CC BY
17
СОСТОЯНИЕ АГРЕГАЦИИ ТРОМБОЦИТОВ И ДЕЙСТВИЕ ИНТЕРЛЕЙКИНОВ-4 И -6 ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПАРОДОНТИТА И ОСТРОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Волобуева Елена Валериевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры стоматологии общей практики Белгородского государственного национального исследовательского университета, Россия
Леонтьев Валерий Константинович, доктор медицинских наук, профессор стоматологии, профессор биофизической и бионеорганической химии,
академик РАМН и РАН, заслуженный деятель науки Российской Федерации, начальник управления науки
Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова, Россия
Оганесян Арман Аршакович, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой стоматологии общей практики
Белгородского государственного национального исследовательского университета, Россия
Копытов Александр Александрович, доктор медицинских наук, профессор кафедры стоматологии общей практики
Белгородского государственного национального исследовательского университета, Россия
Elena Volobueva, PhD, Associate Professor of the Department of General Practice Dentistry of the Belgorod State National Research University, Russia Valeriy Leontiev, MD, Professor of Dentistry, Professor of Biophysical and Bioinorganic Chemistry, Academician of the Russian Academy of Medical Sciences and the
Russian Academy of Sciences, Honored Scientist of the Russian Federation, Head of the Science Department of the Moscow State Medical and Dental University named after. A.I. Evdokimova, Russia Arman Oganesyan, MD, Professor, Head of the Department of General Dentistry of the Belgorod State National Research University, Russian Aleksandr Kopytov, MD, Professor of the Department of General Practice Dentistry of the Belgorod State National Research University, Russia The state of platelet's aggregation and the effect of interleukin-4 and -6 during experimental modeling
of periodontitis and acute renal failure
Цель. Выявление взаимосвязей между содержанием интерлейкинов-4 и -6 и функциональной активностью тромбоцитов у крыс при пародонтите и острой почечной недостаточности.
Материалы и методы. Эксперименты проведены на 3 группах белых нелинейных крысах-самцах массой 240,0±30,0 г, по 20 животных в каждой группе. Экспериментальный пародонтит моделировали по методу Евдокимова в модификации А.И. Сукманского и А. Макаренко.
Результаты. При пародонтите и острой почечной недостаточности выявлены звенья взаимосвязи системы цитокинов и функциональной активности тромбоцитов, которые проявляются повышением уровня интерлейкина-4, сокращением времени и максимальной скорости агрегации при концентрации индуктора 2,5 мкмоль/л и 5,0 мкмоль/л. При пародонтите и острой почечной недостаточности установлена связь между степенью активности агрегации тромбоцитов и уровнем провоспалительного цитокина интерлейкина-6 при концентрации индуктора аденозиндифосфата 10 мкмоль/л. Наиболее выражены изменения при острой почечной недостаточности. Заключение. Установлены взаимосвязи между содержанием цитокинов и функциональной активностью тромбоцитов у крыс с нарушением обмена соединительной ткани пародонта и почек.
Ключевые слова: агрегация тромбоцитов, интерлейкины, соединительная ткань, пародонтит, острая почечная недостаточность.
Современная стоматология. — 2020. — №4. — С. 83—86. Objective. Revealing the relationship between the content of interieukins-4 and -6 and the functional activity of platelets in rats with periodontitis and acute renal failure.
Materials and methods. The experiments were carried out on 3 groups of white nonlinear male rats weighing 240.0±30.0 g, 20 animals in each group. Experimental periodontitis was modeled using the Evdokimov method modified by A.I. Sukmansky and A. Makarenko. Results. In case of periodontitis and acute renal failure, the links between the cytokine system and the functional activity of platelets are revealed, which are manifested by an increase in the level of interleukin-4, a decrease in time and a maximum aggregation rate at an inductor concentration of 2.5 ymol/L and 5.0 ymol/L. In periodontitis and acute renal failure, a relationship was established between the degree of platelet aggregation activity and the level of the pro-inflammatory cytokine interleukin-6 at a concentration of ADP inducer of 10 ymol/L. The most pronounced changes in acute renal failure.
Conclusion. The relationship was established between the content of cytokines and the functional activity of platelets in rats with impaired exchange of the connective tissue of the periodontal and kidney.
Keywords: platelets aggregation, interleukins, connective tissue, periodontitis, acute renal failure. Sovremennaya stomatologiya. — 2020. — N4. — P. 83—86.
Ведущую роль при воспалении любой локализации отводится межклеточным медиаторам -цитокинам, которые имеют тесные вза-
имосвязи с тромбоцитарным звеном гемостаза и являются триггером запуска изменений метаболизма. Тесная связь воспаления как проявления активно-
сти иммунной системы с механизмами системы гемостаза позволяет рассматривать тромбоциты как участников этих явлений.
Рис. Уровень интерлейкинов-4 и -6 у крыс с пародонтитом и ОПН
В настоящее время установлена зависимость процессов потери костной массы у пожилых пациентов от изменений гомео-стаза кальция, функциональной активности тромбоцитов и липидного обмена [4]. Повышение агрегационной способности тромбоцитов при существенном снижении минеральной плотности костной ткани становится значимым фактором риска неблагоприятного течения и прогноза ишемической болезни сердца. Поэтому аденозиндифосфат-индуцированная агрегация тромбоцитов рассматривается как показатель, наиболее зависимый от уровня минеральной плотности костной ткани, и предпочтителен для оценки состояния сосудисто-тромбоцитарного звена гемостаза у таких пациентов [1, 2].
Если проблема взаимосвязи процессов синтеза цитокинов с агрегацией кровяных клеток исследуется уже достаточно широко [10, 12], то изучение влияния этих процессов на изменения состояния соединительной ткани и интерлейкинов при патологии пародонта и острой почечной недостаточности (ОПН) в доступной зарубежной и отечественной литературе не обсуждалось.
Цель исследования - выявление взаимосвязей между содержанием ин-терлейкинов-4 и -6 и функциональной активностью тромбоцитов у крыс при пародонтите и острой почечной недостаточности.
Материалы и методы
Эксперименты проведены на 3 группах белых нелинейных крыс-самцов массой 240,0±30,0 г по 20 животных в каждой группе. Экспериментальный пародонтит моделировали по методу Евдокимова в модификации А.И. Сукманского и А. Макаренко [7] - у крыс вызывали путем использования диеты легкой консистенции с высоким содержанием углеводов. Состав этой диеты следующий: пшеничная мука - 34%, сухое обезжиренное коровье молоко - 30%, крахмал - 20%, сахар - 15%, поваренная соль - 1%. Для ускорения моделирования дополнительно в рацион питания крыс добавляли переокисленное подсолнечное масло (1 мл -на одну крысу), которое получали путем его нагрева в присутствии 2% сульфата
меди в течение 6-10 часов до достижения перекисного числа выше 30 ед. [6]. Кровь для исследования агрегации тромбоцитов брали шприцем из сердца. Эвтаназию животным проводили с помощью этами-нал-натриевого наркоза [7].
ОПН воспроизводили следующим образом: крыс до начала эксперимента выдерживали 24 часа без еды. Затем однократно, внутримышечно вводили 50% водный раствор глицерола в дозе 10 мл на 1 кг массы тела [8].
Индуцированную агрегацию тромбоцитов исследовали с использованием компьютеризированного анализатора агрегации тромбоцитов «SOLAR 2110» (Беларусь). В качестве индуктора использовали аденозиндифосфат (АДФ) в концентрации 2,5, 5,0 и 10,0 мкмоль/л. Запись агрегатограмм проводили при 37 °С в течение 10 минут. Последующий анализ агрегационной кривой включал в себя определение следующих показателей: 1) степени агрегации - максимального % светопропускания плазмы;
2) времени достижения максимальной скорости агрегации - времени достижения максимального % светопропускания;
3) скорости агрегации, которую рассчитывали через 30 с после начала агрегации тромбоцитов. Оценку агрегационной активности тромбоцитов осуществляли по разработанному авторами методу [5].
Уровень интерлейкинов в крови определяли по окончании моделирования патологии иммуноферментным методом с помощью наборов фирмы «Вектор-Бест».
Статистическую обработку цифровых результатов исследований проводили с использованием методов вариационной статистики пакета программ STATISTICA 8.0 - статистического метода two-way ANOVA (Fisher LCD post-hoctest). Результаты представлены как Mean±SEM, статистически достоверным считали уровень при р<0,05 [3].
Экспериментальные манипуляции проводили в соответствии с принципами «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментов и других научных целей» (Страсбург 1986) и требованиями «Порядка проведения научными учреждениями опытов, экспериментов на животных» (2012) [6].
Результаты и обсуждение
При исследовании уровня интерлей-кина-4 (ИЛ-4) было выявлено, что у крыс с пародонтитом он повысился по сравнению с показателем в контрольной группе в 1,5 раза (р<0,05), а у животных с ОПН - в 2,1 раза. Уровень ИЛ-6 у крыс с пародонтитом не отличался от такового в контроле и у животных при ОПН (рисунок).
При концентрации индуктора агрегации АДФ 2,5 мкмоль/л степень агрегации тромбоцитов, время достижения максимальной агрегации и скорость агрегации у крыс с моделью пародонтита и ОПН почти не отличались от показателей контроля (табл. 1).
При концентрации АДФ 5,0 мкмоль/л у крыс с моделью пародонтита время
Таблица 1 Показатели агрегации тромбоцитов у крыс с экспериментальным пародонтитом при концентрации АДФ 2,5 мкмоль/л (X±SX, п=20)
[руппа животных Показатели агрегации
Степень агрегации, % Время достижения максимальной скорости агрегации, с Скорость агрегации, %/мин
Контроль 45,1±10,54 85,2±7,12 59,1±21,42
Крысы с пародонтитом 41,6±8,71 81,9±7,31 66,2±19,44
Таблица 2 Показатели агрегации тромбоцитов у крыс с экспериментальным пародонтитом при концентрации АДФ 5,0 мкмоль/л (X±SX, п=20)
[руппа животных Показатели агрегации
Степень агрегации, % Время достижения максимальной скорости агрегации, с Скорость агрегации, %/мин
Контроль 80,4±8,92 132,7±8,08 107,4±10,41
Крысы с пародонтитом 77,82±4,38 130,6±6,7 100,8±7,3
Таблица 3 Показатели агрегации тромбоцитов у крыс с экспериментальным
пародонтитом и острой почечной недостаточностью при концентрации
АД Ф 10,0 мкмоль/л (X±SX, n=20)
[руппа животных Показатели агрегации
Степень агрегации, % Время достижения максимальной скорости агрегации, с Скорость агрегации, %/мин
Контроль 90,5±6,22 202,5±4,63 108,5±11,33
Крысы с пародонтитом 88,4±6,1 200,0±10,0 104,8±10,2
Крысы с ОПН 82,4±6,0 182,0±10,0 108,0±10,0
агрегации сокращалось по сравнению с таковым у животных контрольной группы. Другие показатели агрегации имели тенденцию к снижению по сравнению с контролем (табл. 2).
Все показатели агрегации тромбоцитов при концентрации индуктора агрегации 10,0 мкмоль/л у животных с пародонтитом и ОПН также имели тенденцию к снижению по сравнению с таковыми в контрольной группе животных (табл. 3). Причем наиболее выраженные изменения наблюдали при ОПН.
Кроме этого, было обнаружено, что у животных контрольной группы суще-
ствует корреляционная отрицательная связь между степенью агрегации при концентрации индуктора 10 мкмоль/л и уровнем ИЛ-6 (к=-0,97) (р<0,05). У крыс с пародонтитом такой корреляции уже не наблюдали. Таким образом, у животных с пародонтитом выявлено повышение уровня ИЛ-4, сокращение времени достижения максимальной скорости агрегации при концентрации АДФ 5,0 мкмоль/л, а также наличие взаимосвязи между степенью агрегации тромбоцитов и уровнем ИЛ-6 при концентрации АДФ 10,0 мкмоль/л.
В организме, при различных ситуациях, каскад повышения уровней цитокинов начинается с провоспалительных цито-кинов - ИЛ-1, фактора некроза опухоли, затем ИЛ-6. После этого наступает повышение уровня противовоспалительных цитокинов, одним из которых ранее считали ИЛ-4. Последние исследования позволяют предположить, что ИЛ-4 является регуляторным цитокином с плейо-тропными эффектами, который к тому же сам может активировать ИЛ-6 [11, 12]. Воспалительный процесс, как правило, сопровождается повышением стероидов в крови, которые способны модулировать синтез цитокинов [10, 11]. Повышение содержания ИЛ-4 у крыс с пародонтитом и ОПН можно объяснить именно влиянием стероидов.
Кроме того, тромбоциты, после их активации, способны выделять ряд цитокинов [9], что также способствует развитию этих процессов, что объясняет наличие связи между агрегационной активностью тромбоцитов и концентрацией провоспа-лительного ИЛ-6 при пародонтите и ОПН.
Выводы:
1. При пародонтите и острой почечной недостаточности выявлены звенья взаимосвязи системы цитокинов и функциональной активности тромбоцитов, которые проявляются повышением уровня ИЛ-4, сокращением времени и максимальной скорости агрегации при концентрации индуктора 2,5 мкмоль/л и 5,0 мкмоль/л. Повышение уровня ИЛ-4 активнее происходит при пародонтите.
2. При пародонтите и острой почечной недостаточности установлена связь между степенью активности агрегации тромбоцитов и уровнем провоспалитель-ного цитокина ИЛ-6 при концентрации индуктора АДФ 10 мкмоль/л. Наиболее выражены изменения при острой почечной недостаточности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексенко, Е.Ю. Нарушения тромбоцитарного звена гемостаза и цитокинового баланса у больных остеоартрозом в сочетании с артериальной гипертензией / Е.Ю. Алексенко, А.В. Говорин, С.М. Цвингер // Казанский мед. журнал. - 2011. - Т.92, №3. - С.305-308.
2. Аранович, А.М. Тромбоцитарный гемостаз при дистракционном осте-осинтезе / А.М. Аранович, Е.В. Трофимова, С.Л. Сашенков // Известия Челябинского научного центра. - 2005. - Вып.4 (30). - С.208-211.
3. [ублер, Е.В. Применение непараметрических критериев статистики
в медико-биологических исследованиях / Е.В. Гублер, А.А. Генкин. - Л.: Медицина, 1973. - 141 с.
4. Захарова Н.О. Агрегационная функция тромбоцитов у лиц старших возрастных групп с ишемической болезнью сердца на фоне старческого остеопороза / Н.О. Захарова, О.Г. Яковлев, С.Н. Брылякова // Клиническая геронтология. - 2003. - Т.9, №4. - С.23-25.
5. Пат. 77372 УкраТна, МПК 601N 33/86 (2006.01). СпоЫб оцшки агрегацшоТ активност тромбоцита / С.Б. Павлов, Н.М. Бабенко, М.В. Кумечко, Л.В. Черних. Патент вщ 11.02.2013. - Бюл.3. - С.3-4.
6. Резыков, О.Г. Бютична експертиза доклУчних та iнших наукових дослщжень, що виконуються на тваринах: метод. рекомендацп / О.Г. Резыков, А.1. Соловйов [та iн.] // Вюник фармакологií та фармацií. -2006. - №7. - С.47-61.
7. Сукманский, О.И. Экспериментальная модель генерализованного пародонтита / О.И. Сукманский, О.А. Макаренко // Вюник стоматологи. - 2006. - №2. - С.2-3.
8. Ультраструктура и функциональные особенности почек крыс при моделировании токсической острой недостаточности / Т.М. Юрченко, Т.П. Говоруха, Л.М. Марченко [и др.] // Экспериментальная и клиническая медицина. - 2012. - №3 (56). С.49-53.
9. Ceciliani, F The systemic reaction during inflammation: the acute-phase proteins / IF Ceciliani, A. Giordano, V. Spagnolo // Protein Pept. Lett. -2002. - Vol.9, N3. - P.211-223.
10. Chamorro, A. Role of inflammation in stroke and atherothrombosis / A. Chamorro // Cerebrovasc. Dis. - 2004. - Vol.17, Suppl.3. - P.15.
11. Lee, YW. Gene expression profile in interleukin-4-stimulated human vascular endothelial cells / YW. Lee, SY Eum, K.C. Chen [et al.] // Molecular Medicine. - 2004. - Vol.10, N1-6. - P.19-27.
12. Tedgui, A. Cytokines in atherosclerosis: pathogenic and regulatory path ways / A. Tedgui, Z. Mallat // Physiol. Rev. - 2006. - Vol.86. - Р.515-561.
REFERENCES
1. Aleksenko YeYU., Govorin A.V., Tsvinger S.M. Narusheniya trombotsitarnogo zvena gemostaza i tsitokinovogo balansa u bol'nykh osteoartrozom v sochetanii s arterial'noy gipertenziyey [Disorders of the platelet link of hemostasis and cytokine balance in patients with osteoarthritis in combination with arterial hypertension]. Kazanskiy med zhurnal, 2011, vol.92, no.3, pp.305-308. (in Russian)
2. Aranovich A.M., Trofimova Ye.V., Sashenkov S.L. Trombotsitarnyy gemostaz pri distraktsionnom osteosinteze [Platelet hemostasis in distraction osteosynthesis]. Izvestiya Chelyabinskogo nauchnogo tsentra, 2005, vol.4, no.30, pp.208-211. (in Russian)
3. Gubler Ye.V, Genkin A.A. Primeneniye neparametricheskikh kriteriyev statistiki v mediko-biologicheskikh issledovaniyakh [Application of non-parametric criteria for statistics in biomedical research]. L.: Meditsina, 1973, 141 p. (in Russian)
4. Zakharova N.O., Yakovlev O.G., Brylyakova S.N. Agregatsionnaya funktsiya trombotsitov u lits starshikh vozrastnykh grupp s ishemicheskoy bolezn'yu serdtsa na fone starcheskogo osteoporoza [Aggregation function of platelets in persons of older age groups with ischemic heart disease on the background of senile osteoporosis]. Klinicheskaya gerontologiya, 2003, vol.9, no.4., pp.23-25. (in Russian)
5. Pat. 77372 Ukraina, MPK 601N 33/86 (2006.01). Sposib otsinki agregatsiynoi aktivnosti trombotsitiv [Method of assessing platelet aggregation activity]. S.B. Pavlov, N.M. Babenko, M.V. Kumechko, L.V. Chernikh. Patent vid 11.02.2013, Byul.3., pp.3-4. (in Ukrainian)
6. Reznikov O.G., Solov'yev A.I. Biotichna yekspertiza doklinichnikh ta inshikh naukovikh doslidzhen', shcho vikonuyut'sya na tvarinakh: metod. rekomendatsiin [Biotic examination of reports and those of the science of science, how to win on creatures]. Visnik farmakologii ta farmatsii, 2006, no.7, pp.47-61. (in Russian)
7. Sukmanskiy O.I., Makarenko O.A. Eksperimental'naya model' generalizovannogo parodontita [An experimental model of generalized periodontitis]. Visnikstomatologii, 2006, no.2, pp.2-3. (in Russian)
8. Ul'trastruktura i funktsional'nyye osobennosti pochek krys pri modelirovanii toksicheskoy ostroy nedostatochnosti / TM. Yurchenko, TP. Govorukha, L.M. Marchenko [Ultrastructure and functional characteristics of the kidneys of rats in the modeling of toxic acute failure]. Eksperimentainaya iklinicheskaya meditsina, 2012, vol.56, no.3, pp.49-53. (in Russian)
9. Ceciliani IF, Giordano A., Spagnolo V. The systemic reaction during inflammation: the acute-phase proteins. Protein Pept Lett, 2002, vol.9, no.3, pp.211-223.
10. Chamorro A. Role of inflammation in stroke and atherothrombosis. Cerebrovasc Dis, 2004, vol.17, suppl.3, p.15.
11. Lee YW., Eum SY, Chen K.C. [et al.] Gene expression profile in interleukin-4-stimulated human vascular endothelial cells. Molecular Medicine, 2004, vol.10, no.1-6, pp.19-27.
12. Tedgui A., Mallat Z. Cytokines in atherosclerosis: pathogenic and regulatory path ways. Physiol Rev, 2006, vol.86, рp.515-561. Конфликт интересов
Оогласно заявлению авторов, конфликт интересов отсутствует.
Поступила 20.07.2020 Принята в печать 16.10.2020
Адрес для корреспонденции Кафедра стоматологии общей практики
Белгородский государственный национальный исследовательский университет Белгород, ул. Победы 85, корпус 17 308015, Российская Федерация
Волобуева Елена Валериевна, e-mail: volobueva_e@bsu.edu.ru
Adress for correspondence
Department of General Practice Dentistry
Belgorod State National Research University
85, Victory street, 17 building, Belgorod
308015, Russian Federation
Elena Volobueva, e-mail: volobueva e@bsu.edu.ru
Международные Обзоры:
клиническая практика и здоровье
МЕЖДУНАРОДНЫЙ МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Ресурсы сайта www.mednovosti.by
www.obzory.mednovosti.by
Электронный журнал предназначен для врачей и руководителей здравоохранения; просматривается в режиме листания страниц; позволяет публиковать полноцветные статьи со звуковым сопровождением (музыка, вступительное слово автора, руководителя центра), с иллюстрациями, с эффектом слайд-шоу, видеороликами, анимацией. Подписка бесплатная на сайте www.mednovosti.by
г. Минск, ул.Короля, д. 51, офис 22 (7 этаж). Тел./факс: (017) 374-07-02
