CC BY
43
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 612.015.3:612.751.3:612.322.7:612.821.3 И.В. Вольхина, Н.Г. Наумова
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОБМЕНА БИОПОЛИМЕРОВ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ В СТЕНКЕ ЖЕЛУДКА ПРИ ИММОБИЛИЗАЦИИ У КРЫС С РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К СТРЕССУ
У крыс с эрозивными поражениями желудка в результате иммобилизации все изменения исследуемых показателей отражали большую степень развития катаболических процессов, чем у животных без поражений желудка. Изменения в содержании свободного гидроксипролина в стенке желудка у животных обеих групп коррелировало с изменениями соотношения массы надпочечников к массе крысы.
Ключевые слова: стресс, эрозии желудка, коллаген, сиаловые кислоты, желудок.
Проблема стресса в течение многих десятилетий привлекала и привлекает внимание специалистов самых различных областей. По результатам многочисленных исследований в одинаковых конфликтных ситуациях, порождающих стресс, выявляются животные, устойчивые и предрасположенные к нарушению различных биохимических процессов и физиологических функций [1-3].
Сильные стрессогенные воздействия на организм активируют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему. В свою очередь гипертрофия надпочечников вызывает резкое повышение уровня глюкокортикоидных гормонов, угнетающих процессы пролиферации клеток и синтеза биополимеров соединительной ткани, в том числе слизистых наложений и стенки желудка [1; 4]. В результате вышеперечисленных изменений развиваются эрозивные поражения желудка, которые, как правило, не достигают мышечной пластины, проявляются в виде различных дефектов слизистой оболочки, и при правильном лечении заживают быстро, не оставляя после себя рубцов и шрамов.
Клиническое значение эрозивно-язвенных поражений желудка и двенадцатиперстной кишки в том, что они выступают как основная причина кровотечений из верхних отделов желудочнокишечного тракта, а показатели летальности при этом осложнении составляют 10% [5].
Коллагены - наиболее распространенные структурные белки межклеточного вещества соединительной ткани, участвующие в поддержании определенной формы органов и тканей, водносолевого обмена, агрегации тромбоцитов, заживлении ран, а также в воспалительных и дегенеративных процессах [6-10].
Сиаловые кислоты (производные нейраминовой кислоты) входят в состав различных низко- и высокомолекулярных соединений. Сиалогликопротеины играют важную роль в слизистых наложениях желудка, выполняя защитную, барьерную и многие другие функции. Данные исследований позволяют утверждать, что практически любые экстремальные воздействия на организм приводят к повышению уровня общих и свободных сиаловых кислот в крови и тканях [10-13].
Для выяснения некоторых механизмов развития и возможных способов диагностики деструктивных поражений, нами проведен сравнительный анализ изменений показателей стресса, обмена коллагена и сиалосодержащих биополимеров соединительной ткани в стенке желудка у крыс с эрозивно-язвенными повреждениями слизистой желудка и у животных без повреждений при иммобили-зационном стрессе.
Материалы и методика исследования
Исследования проводили на 102 белых беспородных крысах-самцах (Rattus norvegicus Berk) в осенне-зимний период. Для моделирования стресса использовали ежедневную трехчасовую иммобилизацию на спине в течение 8 дней. Испытуемых животных после декапитации под кратковременным наркозом делили на две группы: 1-я - с эрозивно-язвенными повреждениями слизистой желудка (стрессреактивные); 2-я - без повреждений (стрессустойчивые). Контрольную группу составили ин-тактные крысы, находившиеся на обычном рационе вивария. Показатели стресса (уровень 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) в крови, соотношение массы надпочечников к массе тела крысы (Кн), наличие деструктивных повреждений стенки желудка), обмена коллагена (уровень свободного (СО) и белоксвязанного гидроксипролина (БСО) в стенке желудка) и обмена сиалосодержащих био-
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
полимеров (свободных сиаловых кислот (ССК) и белоксвязанных сиаловых кислот (БСК) в стенке желудка) исследовали на 1-й, 3-й, 5-й и 8-й дни экспериментов.
Все данные, полученные в ходе проведенных опытов, обрабатывали методом вариационной статистики, достоверность изменений (Р) определялась по критерию Стьюдента (^).
Результаты и их обсуждение
При иммобилизации частота эрозивно-язвенного поражения слизистой желудка экспериментальных крыс в 1-й, 3-й, 5-й и 8-й дни экспериментов составила 29%, 79%, 50% и 14% соответственно.
У интактных животных в плазме крови содержание 11-ОКС составило 411+10 мкг/л, Кн равнялось 0,186+0,019. Концентрация СО в стенке желудка контрольных крыс составила 0,099+0,007 г/кг сухой обезжиренной ткани, уровень БСО соответствовал 18,65+0,75 г/кг сухой обезжиренной ткани, содержание ССК и БСК равнялось следовым количествам и 506+14 мг/кг сухой обезжиренной ткани соответственно.
У крыс 1-й группы при иммобилизации наблюдалось устойчивое достоверное повышение концентрации 11-ОКС на 70% (Р<0,001), 127% (Р<0,001), 82% (Р<0,05) и 63% (Р<0,05) от контрольного уровня в 1-й, 3-й, 5-й и 8-й дни опытов соответственно. Кн достоверно значимо возрастало лишь на 51% (Р<0,01) на 3-й день иммобилизации. Содержание СО превышало контрольный уровень во все сроки эксперимента на 49% (Р<0,001), 53% (Р<0,001), 32% (Р<0,05), 26% (Р<0,05). Количество БСО достоверно уменьшалось у данных животных только на 3-й день эксперимента (на 14%). Содержание ССК превышало контрольный уровень во все сроки эксперимента на 29% (Р<0,001), 37% (Р<0,001), 35% (Р<0,001) и 19% (Р<0,001). Уровень БСК в 1-й и 3-й дни опытов уменьшился на 10% (Р<0,05) и 43% (Р<0,001) соответственно. В последующие дни концентрация БСК приближалась к контролю (рис. 1).
140
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
■ І7 и 1 •
1 и 3-І 5 8
□ - О О
■ I
□ о О
□ СП о О
■ о о
□ СП о
дни эксперимента
Рис. 1. Изменения исследуемых показателей в стенке желудка у крыс с эрозивно-язвенными
поражениями желудка
У животных 2-й группы уровень 11-ОКС достоверно отличался от контрольного уровня только на 3-й день эксперимента (Р<0,01). У крыс этой группы изменения Кн отличались менее выраженным подъемом, не достоверным по отношению к контролю. Содержание СО в стенке желудка превысило контрольный уровень на 3-й день иммобилизации на 25% (Р<0,05), в остальные сроки экспериментов - незначительно выше контроля. Количество БСК достоверно не отличалось от контроля. Содержание ССК в стенке желудка на 3-й и 8-й дни иммобилизации находилось в следовых количествах, в ос-
Сравнительный анализ изменения показателей обмена. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
тальные сроки экспериментов - незначительно выше контроля. Уровень БСК в 3-й день опытов уменьшился на 21% (Р<0,001) соответственно. В остальные дни концентрация БСК приближалась к контролю (рис. 2).
2
ц
0 о. н
1
о
а
60
50
40
2 30
£
Ф
э
0
1
н
о
о
с
03
3
20
10
-10
3 -20
-30
ГГ
мш
□ 11-ОКС
□ Кн
□ СО
□ БСО
□ ССК
□ БСК
дни эксперимента
0
1
3
5
8
Рис. 2. Изменения исследуемых показателей в стенке желудка у крыс без эрозивно-язвенных
поражений желудка
Различия в содержании 11-ОКС между 1-й и 2-й группами были достоверно значимыми во все дни иммобилизации: на 1-й, 3-й и 5-й дни - (Р<0,001), на 8-й день - (Р<0,05). Разница в Кн между 1-й и 2-й группами была достоверной на 3-й день иммобилизации (Р<0,001). В содержании ССК различия между двумя группами были достоверны на протяжении всего эксперимента (Р<0,001). В содержании БСК достоверные различия между двумя группами наблюдались на 3-й день опытов (Р<0,001).
Известно, что глюкокортикоиды влияют на мобилизацию лизосомального аппарата клеток при стрессе [4].
Степень увеличения содержания СО и ССК, а также степень уменьшения концентрации БСО и БСК в стенке желудка отражают интенсивность стрессогенных воздействий и активность реакций катаболизма биополимеров соединительной ткани.
Заключение
Иммобилизационный стресс вызывал у экспериментальных животных активацию катаболиче-ских процессов с максимумом на 3-й день опытов, что подтверждается наибольшим количеством эрозивно-язвенных повреждений слизистой желудка у экспериментальных крыс. У животных с эрозивно-язвенными поражениями стенки желудка все изменения исследуемых показателей обмена биополимеров соединительной ткани в стенке желудка были более выражены, чем у животных без повреждений. Изменения содержания СО в стенке желудка у крыс обеих групп коррелировало с изменениями Кн (0,603 и 0,880 у крыс 1-й и 2-й группы соответственно). Степень изменений изучаемых показателей обмена коллагена в стенке желудка была меньше, чем у показателей обмена сиалосодер-жащих соединений в этих же тканях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пшенникова М.Г. Феномен стресса. Эмоциональный стресс и его роль в патологии // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2001. №3. С. 28-32.
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
2. Судаков К.В. Индивидуальность эмоционального стресса // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2005. №2. С. 4-12.
3. Подковкин В.Г., Иванов Д.Г. Влияние краткосрочной изоляции на поведение крыс в тесте «открытое поле» // Успехи современного естествознания. 2009. №6. С. 12-17.
4. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса. Новосибирск, 1983. 233 с.
5. Лапина Т.Л. Фармакотерапия эрозивно-язвенных поражений желудка и двенадцатиперстной кишки // Med-liks.ru. Раздел: Гастроэнтерология, проктология. URL: http://www.medlinks.ru/article.php?sid=23082
6. Слуцкий Л.И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани. Л.: Медицина, 1969. 368 с.
7. Querejeta R., Varo N., Lopez B., Larman M. Serum carboxy-terminal propeptide of procollagen type I is a marker of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease // Circulation. 2000. Vol. 101. P. 1729-1735.
8. Zannad F., Alla F., Dousset B. Changes of serum markers of cardiac extracellular matrix turnover in heart failure and high risk patients // Eur. Heart J. 2001. Vol. 22. P. 378-382.
9. Данилова О.В., Бутолин Е.Г. Изменение обмена коллагена в губчатой костной ткани и плазме крови крыс при сочетании аллоксанового диабета с введением высоких доз преднизолона // Сиб. мед. журн. 2010. №1. С. 52-54.
10. Соединительная ткань в детском возрасте. 2-е изд., испр. и доп. / П.Н. Шараев, Н.С.Стрелков, Р.Р. Кильдия-рова, Е.Г. Бутолин, А.М. Ожегов. Ижевск, 2009. 144 с.
11. Протасова С.В., Бутолин Е.Г., Оксузян А.В. Обмен углеводсодержащих биополимеров в печени и слизистой желудка при экспериментальном диабете у крыс с различной устойчивостью к стрессу // Сахарный диабет. 2010. №1. С. 10-12.
12. Вахрушев Я.М., Никишина Е.В. Комплексное изучение патогенетических механизмов эрозивного поражения желудка и двенадцатиперстной кишки // Рос. гастроэнтерологический журн. 1998. № 3. С. 10-14.
13. Стрелков Н.С., Шараев П.Н., Вольхина И.В. Об обмене сиалосодержащих соединений при развитии хронического остеомиелита // Бюл. экспериментальной биологии и медицины. 1997. №6. С. 701-702.
Поступила в редакцию 17.11.11
I. V. Volhina, N. G. Naumova
Тне comparative analysis of changes of the exchange indices for biopolymers of the connective tissue in the stomach wall at immobilisation at rats with different reaction to stress
All the changes in the indices investigated at rats with erosive damages in a stomach wall at the immobilisation revealed a greater degree of the catabolic-processes' development, as compared with the animals without such damages. The content of free hydroxyprolinum in a stomach wall at the animals of both groups correlated with the changes in the relation between the weight of adrenal glands and the weight of a rat.
Keywords: stress, stomach erosion, collogen, sialovye of acid, stomach.
Вольхина Ирина Витальевна, кандидат биологических наук, доцент ГОУВПО «Ижевская государственная медицинская академия»
426034, Россия, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281 E-mail: [email protected]
Наумова Наталья Георгиевна, кандидат медицинских наук, доцент ГОУВПО «Ижевская государственная медицинская академия»
426034, Россия, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281
Volhina I.V., candidate of biology, associate professor Izhevsk state medical Academy 462034, Russia, Izhevsk, Kommunarov st., 281 E-mail: [email protected]
Naumova N.G., candidate of medicine, associate professor
Izhevsk state medical Academy
462034, Russia, Izhevsk, Kommunarov st., 281
