CC BY
35
Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье ". - 2017. - № 3. УДК 612.359:616-009.1-08 DOI: 10.21626/vestnik/2017-3/14
ВЛИЯНИЕ АКТГ4_7-PGP (СЕМАКСА) НА МОРФОЛОГИЮ ПЕЧЕНИ КРЫС В УСЛОВИЯХ ОСТРОГО ЭМОЦИОНАЛЬНО-БОЛЕВОГО СТРЕССА
© Шепелева О.М.1, Иванов А.В.2, Бобынцев И.И.3, Крюков А.А.3, Андреева Л.А.4, Мясоедов Н.Ф.4
1 Кафедра общей гигиены, 2 кафедра гистологии, эмбриологии, цитологии, 3 кафедра патофизиологии Курского государственного медицинского университета, Курск; 4 Институт молекулярной генетики РАН, Москва
E-mail: [email protected]
Острое эмоционально-болевое воздействие на крыс вызывает развитие стрессовой реакции, что подтверждается развитием слабовыраженной акцидентальной инволюции тимуса и сопровождается комплексом стрессиндуцирован-ных изменений паренхимы печени в виде расширения синусоидных капилляров, нарушения балочной структуры паренхимы и признаков гидропической дистрофии. Внутрибрюшинное введение AKTr4-7-PGP (семакса) крысам в условиях острого эмоционально-болевого стресса вызывало снижение выраженности признаков акцидентальной инволюции вилочковой железы, нормализацию структуры паренхимы, уменьшения площади и степени выраженности признаков гидропической дистрофии, увеличение количества многоядрышковых гепатоцитов. Ключевые слова: гепатоциты, стресс, аналог АКТГ, семакс, печень.
THE EFFECT OF ACTH4-7-PGP PEPTIDE (SEMAX) ON THE LIVER STRUCTURE IN RATS
UNDER ACUTE FOOT-SHOCK STRESS Shepeleva O.M.1, Ivanov A. V.2, Bobyntsev I.I.3, Kryukov A.A.3, Аndreeva L.A.4, Myasoedov N.F.4 1 Department of General Hygiene, 2 Department of Histology, Embryology, and Cytology,
3 Department of Pathological Physiology of Kursk State Medical University, Kursk;
4 Institute of Molecular Genetics of Russian Academy of Sciences, Moscow The acute foot-shock stress in rats develops a stress reaction, which is confirmed by accidental involution of the thymus and a set of stress-induced changes in the liver parenchyma in the form of the sinusoidal capillary dilation, discomplexation of hepatic beams and the signs of hydropic dystrophy. The intraperitoneal injection of ACTH4-7-PGP (Semax) under foot-shocked stress caused mitigation of the thymus accidental involution, parenchymal structure recovery, reduction in size and severity of hepatic hydropic degeneration, and increase in the number of poly-nucleolus hepatocytes. Keywords: hepatocytes, stress, an analogue of ACTH, semax, liver.
Известно, что стрессорное воздействие на организм сопровождается различными патологическими изменениями в печени. В механизмах их развития важную роль играют нарушения микроциркуляции, гипоксия тканей [3], прооксидантно-антиоксидантный дисбаланс клеток с развитием перекисного окисления липидов клеточных мембран [7, 8].
Учитывая механизмы стрессиндуцированных сдвигов в печени в поиске стресспротективных средств, представлялось целесообразным использование регуляторных пептидов, которые обладают полифункциональным действием и не оказывают токсического действия [2]. В частности, синтетический аналог фрагмента АКТГ4-10 семакс широко используется в клинической практике. В культуре ткани семакс оказывал выраженное ан-тиоксидантное, антигипоксическое [1], ангиопро-текторное [6] и нейротрофическое действие [9].
С учетом спектра биологической активности семакса являлось целесообразным изучение его влияния на стрессиндуцированные сдвиги в печени. Также непосредственный практический интерес могут представлять сведения о локализации и
виде повреждений паренхимы печени при остром эмоционально-болевом стрессе. Поэтому целью настоящего исследования явилось изучение состояние паренхимы печени в условиях острого эмоционально-болевого стресса (ОЭБС) и при воздействии данного пептида.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты выполнены на 60 крысах-самцах Вистар массой 220-250 г, разделенных на группы по 10 животных, содержащихся в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище при 12-часовом световом режиме и контролируемой температуре (22±2°С). Все манипуляции с животными проводили с соблюдением принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным и в соответствии с решением регионального этического комитета.
В работе использовали фрагмент ^терминального конца АКТГ Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Рго (АКТГ4_7-PGP), синтезированный в Институте
молекулярной генетики РАН. Пептид растворяли в физиологическом растворе и вводили внутри-брюшинно за 15 мин до начала стрессорного воздействия. Контрольным животным вводили эквивалентные объемы физиологического раствора из расчета 1 мл на 1 кг массы тела.
ОЭБС создавали электрокожным раздражением лап попарно сгруппированных животных в камере с электрифицированным решетчатым полом. С помощью программируемого электростимулятора на пол камеры в течение 30 минут подавались импульсы тока силой 0,2-0,3 тА продолжительностью 5 секунд с межимпульсным интервалом 15 секунд [4, 5]. По окончании стрес-сорного воздействия животных выводили из эксперимента обескровливанием под эфирным наркозом путем забора крови из правого желудочка сердца.
Определяли массу печени и тимуса, а также их массовые индексы по формуле: индекс органа
т органа/тживотного* 10°°.
Состояние гепатоцитов и оценку распределения поражений в печеночной дольке, а также реакцию вилочковой железы на стресс оценивали по микрофотографиям парафиновых срезов тол-
щиной 5-7 мкм, окрашенных гематоксилином и эозином. Микрофотографирование осуществляли с помощью оптической системы, состоящей из микроскопа Leica CME и окуляр-камеры DCM-510. Морфометрию проводили с помощью пакета программ Image J. Определяли количество одно- и двуядерных, одно- и многоядрышковых гепатоцитов в центральном и периферическом отделах печеночных долек.
Достоверность полученных результатов определяли по t-критерию Стьюдента и критерию Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Установлено, что моделирование ОЭБС не привело к изменению индексов массы печени и тимуса. Тем не менее при исследовании гистологических препаратов обнаружено, что морфологическая картина тимуса при стрессе характеризовалась маловыраженными признаками акци-дентальной инволюции в виде очаговой делимфа-тизации коркового вещества.
А
В
Б
Г
Рис. 1. Состояние тимуса крыс после моделирования ОЭБС на фоне введения АКТГ4-7-PGP в дозах 450 (А), 150 (Б), 50 (В) и 5 (Г) мкг/кг. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение х100.
■ V
А
Б
Ж
Г
■ -¿г
/ м
у«,.*. ■■
* 0 %
V*
*
Е
УЧ- м' Фч* V
■л
■ * «I
X
ОТ
I • >
З
Рис. 2. Состояние печени крыс в центральном (А, В, Д, Ж) и периферическом (Б, Г, Е, З) отделах дольки после моделирования ОЭБС на фоне введения АКТГ4.7-PGP в дозах 450 (А, Б), 150 (В, Г), 50 (Д, Е) и 5 (Ж, З) мкг/кг. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение х100.
Таблица 2
Состояние гепатоцитов в условиях ОЭБС на фоне введения АКТГ4-7-PGP (М±о)
Группа Процент гепатоцитов Контроль без стресса Стрессированные животные
Контроль введение ЛКТГ4-7-РОР в дозе (мкг/кг)
5 50 150 450
Центроло-булярный отдел Одноядерные 78,85±1,41 84,27±1,37* 88,55±1,6' 81,78±1,36 83,53±1,35 84,21±1,06
Многоядерные 21,15±1,41 15,73±1,37* 11,45±1,60' 18,22±1,36 16,47±1,35 15,79±1,06
Одноядрышковые 17,88±1,52 27,31±2,51* 23,88±1,86 19,72±2,34' 26,11±1,73 18,87±2,03'
Многоядрышковые 82,11±1,52 72,69±2,51* 76,12±1,86 80,28±2,34' 73,89±1,73 81,13±2,03'
Периферический отдел Одноядерные 85,52±1,20 86,82±1,32 89,12±1,25 86,93±1,09 85,85±0,61 88,35±0,84
Многоядерные 14,48±1,20 13,18±1,32 10,88±1,25 13,07±1,09 14,15±1,38 11,65±0,84
Одноядрышковые 24,35±1,95 31,94±3,03* 31,53±2,10 22,79±2,08' 36,87±3,51 31,96±2,60
Многоядрышковые 75,65±1,95 68,06±3,03* 68,47±2,10 77,21±2,08' 63,13±3,51 68,04±2,60
Примечание: * - р < 0,05-0,001 по сравнению с контрольной группой крыс, не подвергавшихся стрессу; 1 - р < 0,05-0,001 по сравнению с контрольной группой крыс, подвергавшихся стрессу.
В печени наблюдались многочисленные расширения капиллярной сети с признаками дезорганизации балочной структуры паренхимы и белковой дистрофии по гидропическому типу, более выраженными в центральном и промежуточном отделах дольки. При этом периферическая часть паренхимы оставалась относительно сохранной.
Введение препарата в дозах 450 и 5 мкг/кг приводило к относительному улучшению состояния вилочковой железы в части относительного уменьшения количества и размеров участков де-лимфатизации (рис. 1А, Г) вплоть до их полного отсутствия у части животных. Доза 50 мкг вызывала нормализацию структуры органа, тогда как при использовании дозы 150 мкг/кг не только усиливались проявления акцидентальной инволюции (рис. 1Б), но и наблюдалось уменьшение массы тимуса.
Состояние печени на фоне введения препарата характеризуется дозозависимым уменьшением степени выраженности признаков дистрофии (рис. 2). Так, доза 450 мкг/кг приводила к полному восстановлению структуры балок гепатоцитов в центральных отделах дольки с сохранением слабовыраженных признаков белковой дистрофии только в промежуточных и периферических отделах. Дальнейшее уменьшение дозы (150 и 50 мкг/кг) вызывало увеличение размеров сохранной паренхимы, а в дозе 5 мкг/кг наблюдались лишь следы дистрофии в виде зернистости цитоплазмы и расширения капиллярной сети.
Изменение относительного числа одно- и многоядрышковых и одно- и многоядерных гепа-тоцитов в центральном и периферическом отделах долек при моделировании ОЭБС имело тенденцию к увеличению одноядерных и однояд-рышковых клеток во всех отделах печеночной дольки (табл. 2). Так, в центролобулярном отделе количество одноядерных клеток увеличилось на 6,44% (р<0,01), а одноядрышковых - на 23,76% (р<0,001). В периферическом отделе относитель-
ное число одноядрышковых гепатоцитов возросло на 23,76% (р<0,05), а число одноядерных клеток также имело тенденцию к увеличению - на 1,5%, но статистической достоверности не достигло.
Введение препарата в дозе 5 мкг/кг привело к увеличению числа лишь одноядерных клеток в центролобулярной зоне - 5,07% (р<0,05), тогда как в центролобулярной зоне статистически значимых различий в количестве одноядерных и од-ноядрышковых клеток не наблюдалось. Увеличение дозы АКТГ4_7-PGP до 50 мкг/кг потенцировало синтетическую функцию печени, что проявилось ростом числа многоядрышковых клеток в центральной зоне дольки на 10,45% (р<0,05) и в периферической - на 13,46% (р<0,01). В дозе 450 мкг/кг препарат также вызывал рост относительного числа многоядрышковых клеток в центральной зоне дольки на 11,61% (р<0,01), без выраженного эффекта на ее центрлобулярную зону.
Таким образом, острое эмоционально-болевое воздействие на крыс вызывает развитие стрессовой реакции, что подтверждается развитием слабо выраженной акцидентальной инволюции тимуса и сопровождается комплексом стрессиндуциро-ванных изменений паренхимы печени в виде расширения синусоидных капилляров, нарушения балочной структуры паренхимы и признаков гид-ропической дистрофии, имеющих разную степень выраженности в различных отделах печеночных долек. Вероятно, данные эффекты реализуются путем активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси с продукцией глюкокорти-коидов, обладающих катаболическим эффектом. Это проявляется нарушением синтетической функции печени, что подтверждает снижение числа многоядрышковых гепатоцитов.
Введение препарата во всех использованных дозах оказывало общее стресслимитирующее воздействие, что выражалось в снижении выраженности признаков акцидентальной инволюции
вилочковой железы. Гепатопротекторный эффект препарата в отношении печени при экспериментальном ОЭБС проявляется в виде нормализации структуры паренхимы, уменьшения площади и степени выраженности признаков гидропической дистрофии, а в дозах 450 и 50 мкг/кг - восстановления синтетической функции печени, что подтверждалось относительным увеличением количества многоядрышковых гепатоцитов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Долотов О.В., Еремин К.О., Андреева Л.А., Ново-садова Е.В., Раевский К.С., Мясоедов Н.Ф., Гривенников И.А. Семакс предотвращает гибель тиро-зингидроксилаза-положительных нейронов в смешанной нейроглиальной культуре клеток среднего мозга эмбрионов крысы в модели нейротоксиче-ского повреждения 6-гидроксидофамином // Нейрохимия. - 2015. - Т. 32, № 4. - С. 3-17.
2. Шабанов П.Д. Фармакология пептидных препаратов // Мед. акад. журн. - 2008. - Т. 8, № 4. -С. 3-23.
3. Arias I.M., Boyer J.L., Chisari F.V., Fausto N., Schachter D., Shafritz D.A. The Liver: Biology and Pathobiology. - Philadelphia : Lippincott Williams & Wilkins, 2001. - 1064 p.
4. Hranilovic D., Bucan M., Wang Y. Emotional response in dopamine D2L receptor-deficient mice // Behav. Brain Res. - 2008. - Vol. 195, N 2. - P. 246-250
5. Matthews D.B., Morrow A.L., O'Buckley T., Flani-gan T.J., Berry R.B., Cook M.N., Mittleman G., Goldowitz D., Tokunaga S., Silvers J.M. Acute mild footshock alters ethanol drinking and plasma corti-costerone levels in C57BL/6J male mice, but not DBA/2J or A/J male mice // Alcohol. - 2008. -Vol. 42, N 6. - P. 469-476.
6. Medvedeva E.V., Dmitrieva V.G., Povarova O.V., Limborska S.A., Skvortsova V.I., Myasoedov N.F., Dergunova L.V. Effect of semax and its C-terminal fragment Pro-Gly-Pro on the expression of VEGF family genes and their receptors in experimental focal ischemia of the rat brain // Journal of Molecular Neuroscience. - 2013. - Vol. 49, N 2. - P. 328-333.
7. Sánchez-Valle V., Chávez-Tapia N.C., Uribe M., Méndez-Sánchez N. Role of oxidative stress and molecular changes in liver fibrosis: a review // Curr. Med. Chem. - 2012. - Vol. 19, N 28. - P. 4850-4860.
8. Selye H. Stress in Health and Disease. - ButterworthHeinemann, 2013. - 1300 p.
9. Shadrina M., Kolomin T., Agapova T., Agniullin Y., Shram S., Slominsky P., Lymborska S., Myasoedov N. Comparison of the temporary dynamics of NGF and BDNF gene expression in rat hippocampus, frontal cortex, and retina under Semax action.// J. Mol Neuro-sci. - 2010. - Vol. 41, N 1. - P. 30-35.
