Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ IL-1β И IL-8 НА МЕХАНИЗМЫ ЦИТОПРОТЕКЦИИ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ МОРБИДНЫМ ОЖИРЕНИЕМ С СОПУТСТВУЮЩИМИ ПАТОЛОГИЯМИ'

ВЛИЯНИЕ IL-1β И IL-8 НА МЕХАНИЗМЫ ЦИТОПРОТЕКЦИИ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ МОРБИДНЫМ ОЖИРЕНИЕМ С СОПУТСТВУЮЩИМИ ПАТОЛОГИЯМИ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
16
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАЖБП / СД 2-ГО ТИПА / ЦИТОПРОТЕКЦИЯ / МИТОХОНДРИИ / ЦИТОКИНЫ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Вульф Мария Александровна, Кузнецов Георгий Львович, Комар Александра Андреевна, Сафиуллина Линара Асхатовна, Карпеева Екатерина Николаевна

Ожирение является глобальной проблемой здравоохранения. Распространенность неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) у лиц с ожирением составляет 62-93 %, сахарного диабета (СД) 2-го типа - 55,5 %. Формирование хронического субклинического воспаления при ожирении способствует развитию окислительного стресса и митохондриальной дисфункции, что лежит в основе патогенеза ассоциированных с ожирением заболеваний - СД 2-го типа и НАЖБП. В исследование были включены 130 пациентов с морбидным ожирением и сопутствующими заболеваниями (НАЖБП и СД 2-го типа). Оценку уровня экспрессии генов (NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70) проводили методом ПЦР в режиме реального времени с подтверждением детекции белкового продукта методом вестерн-блот. Концентрацию цитокинов (IL-1β, IL-8) измеряли в плазме крови с использованием мультиплексного анализа в формате проточной флюориметрии. Доказано, что повышение уровня провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-8 в плазме крови у больных морбидным ожирением ассоциировано с развитием НАЖБП и СД 2-го типа. Установлено, что рост экспрессии гена HSF1 в ткани печени положительно связан с наличием стеатоза и отрицательно - с экспрессией гена AMPK. Выявлено, что снижение экспрессии генов NRF2 и TFAM в печени может указывать на митохондриальную дисфункцию гепатоцитов. Таким образом, ключевым фактором, способствующим развитию НАЖБП и СД 2-го типа при морбидном ожирении, является нарушение функционирования систем, обеспечивающих поддержание окислительно-восстановительного баланса, за счет подавления продукции факторов NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70 в ткани печени.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Вульф Мария Александровна, Кузнецов Георгий Львович, Комар Александра Андреевна, Сафиуллина Линара Асхатовна, Карпеева Екатерина Николаевна

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

IL-1β AND IL-8 INFLUENCE ON CYTOPROTECTIVE MECHANISMS IN LIVER TISSUE IN MORBID OBESITY PATIENTS WITH COMORBIDITIES

Obesity is a global health problem. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in obese patients is 62-93 %, in type 2 diabetes is prevalent and reaches 55.5 %. The development of chronic subclinical inflammation in obesity contributes to the development of oxidative stress and mitochondrial dysfunction, which underlie the pathogenesis of obesity-associated diseases, i. e., type 2 diabetes and NAFLD. The study included 130 patients with morbid obesity and comorbid diseases (NAFLD and type 2 diabetes). The gene expression level (NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70) was determined by real-time PCR and the detection of protein products was confirmed by Western blot. The concentration of cytokines (IL-1β, IL-8) was measured in plasma by multiplex analysis in flow fluorometry format. It was demonstrated that an increase in the concentration of pro-inflammatory cytokines IL-1β, IL-8 in blood plasma was associated with the development of NAFLD and type 2 diabetes in patients with morbid obesity. It was found that an increase in the expression of HSF1 in liver tissue was positively associated with the presence of steatosis and negatively associated with the expression of AMPK. It was found that a decrease in the expression of NRF2 and TFAM in the liver may indicate mitochondrial dysfunction of hepatocytes. Thus, the key factor contributing to the development of NAFLD and type 2 diabetes in morbid obesity is the disruption of the function of systems that maintain redox balance by suppressing the production of the factors NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70 in liver tissue.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ IL-1β И IL-8 НА МЕХАНИЗМЫ ЦИТОПРОТЕКЦИИ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ МОРБИДНЫМ ОЖИРЕНИЕМ С СОПУТСТВУЮЩИМИ ПАТОЛОГИЯМИ»

ВОПРОСЫ МЕДИЦИНЫ

108

УДК 576.3

М. А. Вульф, Г. Л. Кузнецов, А. А. Комар Л. А. Сафиуллина, Е. Н. Карпеева, Д. А. Шунькина М. М. Бограя, Н. Д. Газатова Е. В. Кириенкова, Л. С. Литвинова

ВЛИЯНИЕ 1ЫВ И 1Ь-8 НА МЕХАНИЗМЫ ЦИТОПРОТЕКЦИИ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ МОРБИДНЫМ ОЖИРЕНИЕМ С СОПУТСТВУЮЩИМИ ПАТОЛОГИЯМИ

Поступила в редакцию 15.11.2021 г. Рецензия от 19.12.2021 г.

Ожирение является глобальной проблемой здравоохранения. Распространенность неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) у лиц с ожирением составляет 62 - 93 %, сахарного диабета (СД) 2-го типа - 55,5 %. Формирование хронического субклинического воспаления при ожирении способствует развитию окислительного стресса и митохондриальной дисфункции, что лежит в основе патогенеза ассоциированных с ожирением заболеваний - СД 2-го типа и НАЖБП.

В исследование были включены 130 пациентов с морбидным ожирением и сопутствующими заболеваниями (НАЖБП и СД 2-го типа). Оценку уровня экспрессии генов (NRF2, TFAM, АМРК, HSF1, ШР70) проводили методом ПЦР в режиме реального времени с подтверждением детекции белкового продукта методом вестерн-блот. Концентрацию цитокинов

1в, И^-8) измеряли в плазме крови с использованием мультиплексного анализа в формате проточной флюориметрии. Доказано, что повышение уровня провоспалительных цитокинов ^-Щ ^-8 в плазме крови у больных морбидным ожирением ассоциировано с развитием НАЖБП и СД 2-го типа. Установлено, что рост экспрессии гена HSF1 в ткани печени положительно связан с наличием стеатоза и отрицательно - с экспрессией гена АМРК. Выявлено, что снижение экспрессии генов NRF2 и TFAM в печени может указывать на митохондриальную дисфункцию гепатоцитов. Таким образом, ключевым фактором, способствующим развитию НАЖБП и СД 2-го типа при морбидном ожирении, является нарушение функционирования систем, обеспечивающих поддержание окислительно-восстановительного баланса, за счет подавления продукции факторов NRF2, TFAM, АМРК, HSF1, HSP70 в ткани печени.

Obesity is a global health problem. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in obese patients is 62 — 93 %, in type 2 diabetes is prevalent and reaches 55.5 %. The development of chronic subclinical inflammation in obesity contributes to the development of oxidative stress and mitochondrial dysfunction, which underlie the pathogenesis of obesity-associated diseases, i. e., type 2 diabetes and NAFLD.

© Вульф М. А., Кузнецов Г. Л., Комар А. А., Сафиуллина Л. А., Карпеева Е. Н.,

Шунькина Д. А., Бограя М. М., Газатова Н. Д., Кириенкова Е. В., Литвинова Л. С., 2022

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта.

Сер. Естественные и медицинские науки. 2022. № 1. С. 108—120.

The study included 130 patients with morbid obesity and comorbid diseases (NAFLD and type 2 diabetes). The gene expression level (NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70) was determined by real-time PCR and the detection of protein products was confirmed by Western blot. The concentration of cytokines (IL-1ß, IL-8) was measured in plasma by multiplex analysis in flow fluorometry format. It was demonstrated that an increase in the concentration of pro-inflammatory cytokines IL-1ß, IL-8 in blood plasma was associated with the development of NAFLD and type 2 diabetes in patients with morbid obesity. It was found that an increase in the expression of HSF1 in liver tissue was positively associated with the presence of steatosis and negatively associated with the expression of AMPK. It was found that a decrease in the expression of NRF2 and TFAM in the liver may indicate mitochondrial dysfunction of hepatocytes. Thus, the key factor contributing to the development of NAFLD and type 2 diabetes in morbid obesity is the disruption of the function of systems that maintain redox balance by suppressing the production of the factors NRF2, TFAM, AMPK, HSF1, HSP70 in liver tissue.

Ключевые слова: НАЖБП, СД 2-го типа, цитопротекция, митохондрии, ци-токины

Keywords: NAFLD, type 2 diabetes, cytoprotection, mitochondria, cytokines

109

Введение

Абдоминальное ожирение, ассоциированное с дизрегуляцией ли-пидного обмена на системном уровне, способствует формированию стеатоза, стеатогепатита и может прогрессировать до фиброза, цирроза, печеночной недостаточности и гепатоцеллюлярной карциномы. Все вышеперечисленные процессы объединены понятием «неалкогольная жировая болезнь печени» (НАЖБП). НАЖБП — мультисистемное хроническое прогрессирующее заболевание, которое характеризуется взаиморегуляцией различных метаболических, провоспалительных, ци-топротекторных путей, реализуемых в ткани печени.

В настоящее время наблюдается рост частоты заболеваемости НАЖБП во всех странах мира [9]. Известен ряд патологий, которые неразрывно связаны с НАЖБП — инсулинорезистентность, сахарный диабет (СД) 2-го типа, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, в основе которых лежит хроническое субклиническое воспаление жировой ткани (ЖТ) [17].

Так, увеличение массы ЖТ при ожирении приводит не только к формированию хронического воспаления в пределах данного органа, но и к повышению содержания провоспалительных цитокинов в системном кровотоке. В частности, цитокины способствуют развитию окислительного стресса и воспаления в ткани печени, нарушают чувствительность гепатоцитов к инсулину. Интерлейкин (IL)-8/CXCL8 — ключевой хемо-кин, который привлекает нейтрофилы в очаг воспаления, вызывая повреждение гепатоцитов [13]. IL-ip, продуцируемый клетками печени, способствует активации резидентных иммунных клеток и привлечению других лейкоцитов в поврежденный орган, что приводит к хроническому воспалению. In vivo было показано, что IL-ip повышает скорость синтеза жирных кислот в печени [11].

Известно, что в основе патогенеза многих заболеваний лежит дизре-гуляция систем, поддерживающих окислительно-восстановительный баланс. Так, митохондриальная дисфункция вызывает накопление чрезмерного количества активных форм кислорода (АФК) в клетке, что приводит к развитию окислительного стресса [15]. Фактор теплового шока (HSF1) и ядерный эритроидный фактор 2 (NRF2), напротив, ответственны за активацию цитопротекторных путей, которые имеют решающее значение для функционирования клеток в условиях окислительного, воспалительного и теплового стресса благодаря запуску нижестоящих генов-мишеней [4].

Учитывая вышесказанное, целью исследования стала оценка влияния цитокинов IL-ip, IL-8 на факторы цитопротекции в печени у больных ожирением, ассоциированным с НАЖБП. Мы предполагаем, что изучение аспектов регуляции этих процессов в гепатоцитах может стать основой для разработки фармакологических подходов, направленных на лечение патологий, сопряженных с метаболической дисфункцией (НАЖБП, ожирение, СД 2-го типа, атеросклероз).

Материалы и методы

Характеристика исследуемых групп. В исследование были включены 130 пациентов с ожирением (44,45 ± 8,87 лет; 45,3 ± 8,43 кг/м2; 55 мужчин и 75 женщин) с сопутствующими патологиями: НАЖБП, СД 2-го типа, артериальная гипертензия. Группу контроля составили 45 условно здоровых доноров (39,2 ± 9,9 лет; 21,8 ± 3,29 кг/м2; 20 мужчин и 25 женщин). Все участники исследования дали информированное согласие на участие в исследовании. Исследование проводилось в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (ВМА) (2000) и Протоколом к Конвенции о правах человека и биомедицине (1999). Протокол исследования утвердил Локальный этический комитет Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта (протокол № 1 БФУ им. И. Канта от 28 февраля 2019 г.).

Материалы исследования. Для биохимического и иммунологического исследований была использована венозная кровь из локтевой вены от пациентов исследуемых групп и группы контроля, взятая натощак в вакутейнеры с ЭДТА и с активатором свертываемости крови до проведения оперативных вмешательств. Биоптаты печени, взятые во время плановых бариатрических и рутинных лапароскопических операций (паховая грыжа справа или слева, бедренная, диафрагмальная и вентральная грыжи, нефроптоз) у исследуемых групп, были использованы для гистологических и молекулярных исследований.

Биохимический анализ сыворотки крови. Анализ биохимических показателей в сыворотке крови проводили на биохимическом анализаторе Furuno CA-180 (Furuno Electric Company, Хиого, Япония) с использованием тест-систем DiaSys (DiaSys Diagnostic Systems, Holzheim, Германия). Индекс атерогенности (ИА > (общий холестерин — липопротеины высокой плотности (ЛПВП))/ЛПВП) рассчитывали для всех субъектов.

Определение уровня цитокинов в плазме крови. Уровни цито-кинов в плазме крови оценивали с помощью мультиплексного анализа в формате проточной флуориметрии (Bio-Plex Protein Assay System, BioRad, Heracles, CA, USA) с использованием тест-систем Bio-Plex Pro ™ Human Cytokine Screening Panel, 48-Plex (Bio-Rad, Heracles, CA, США).

Определение уровня экспрессии генов в биоптатах печени. Тотальную РИК из биоптатов печени выделяли с помощью реактива ExtractRNA (Евроген, Россия). Обратную транскрипцию образцов тотальной РМК осуществляли с использованием набора MMLV RT (Евроген, Россия). ПЦР в реальном времени проводили на CFX96 Touch (Bio-Rad, Heracles, CA, USA). Уровень экспрессии генов AМФ-активиру-емой протеинкиназы (AMPK), NRF2, HSFl, белка теплового шока (HSP) 70, митохондриального фактора транскрипции (TFAM) рассчитывали относительно референсного гена — рибосомального белка большой субъединицы PG (RPLPO) с использованием Delta-Delta Ct.

Полуколичественное определение содержания белков с помощью иммуноблоттинга было проведено с использованием специфических моноклональных антител (Thermo Fisher, Waltham, MA, США), miniPROTEAN®Tetra Cell Systems и mini-Trans-blot®Turbo Transfer System (Bio-Rad, Heracles, CA, США). Общий белок выделяли из биоптатов печени с помощью буфера RIPA (Thermo Fisher, Waltham, MA, USA). Для измерения общей концентрации белка использовали метод Бред-форда (Pierce BCA Protein Assay Kit, Thermo Fisher, Waltham, MA, США). Специфические белки были обнаружены с помощью системы визуализации ChemiDoc MP (Bio-Rad, Heracles, CA, USA). Денситометрию выполняли с помощью программного обеспечения ImageLab (Bio-Rad, Heracles, CA, USA).

Гистологический анализ биоптатов печени. Парафиновые срезы биоптатов печени окрашивали гематоксилин-эозином. Традиционное гистологическое исследование проводили с применением микроскопа Leica DM3ÜÜÜ (Leica Microsystems, Weitzlar, Германия). Кроме того, степень стеатоза и инфильтрацию лимфоцитов оценивали с помощью сканирующего микроскопа Pannoramic 25Ü FLASH (3DHISTECH, Венгрия, Будапешт) и программного обеспечения ImageJ.

Для диагностики наличия и прогрессирования HАЖБП использовали следующие индексы: индекс стеатоза, индекс активности HАЖБП и шкалу BARD (Score for NAFLD Fibrosis).

Формула индекса стеатоза > 8 . аланинаминотрансфераза (АЛТ)/ ас-партатаминотрансфераза (АСТ) + индекс массы тела (ИМТ) (+ 2 — СД 2-го типа; + 2 — пол женский) [7]. Если итоговое значение показателей было ниже 3Ü усл. ед., то диагноз HАЖБП исключали, более 3Ü указывало на высокую вероятность наличия HАЖБП.

Для расчета индекса активности HАЖБП использовали сумму баллов по следующим показателям: степень стеатоза, оценка наличия очагов воспаления в поле зрения, баллонирование клеток [1Ü].

Риск прогрессирования фиброза был рассчитан по шкале BARD на основании следующих показателей: ИМТ, отношение АСТ/АЛТ, наличие диабета [1].

lll

Статистический анализ. Проверка нормальности распределения количественных показателей проводилась с помощью тестов Колмогорова — Смирнова. Поскольку исследуемые выборки соответствовали нормальному распределению, гипотеза о равенстве средних значений выборки была проверена с помощью t-критериев Стьюдента. Для оценки значимости различий между независимыми количественными выборками, не подчиняющимися нормальному закону распределения, использовали непараметрический критерий Краскела — Уоллиса. Для выявления статистически значимых различий между группами был проведен попарный анализ с применением непараметрического U-кри-терия Манна — Уитни для независимых групп. Корреляционные связи между изучаемыми показателями определяли с помощью корреляционного анализа Спирмена. Достоверными считали различия при уровне р < 0,05. Для визуализации данных использовали программу GraphPad Prism 9.0.

Результаты

У больных морбидным ожирением регистрировались нарушения ли-пидного обмена: уровни холестерина, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и триглицеридов (ТГ) превышали контрольные значения. Напротив, уровень ЛПВП был снижен. Уровни глюкозы и инсулина, печеночных проб (АСТ/АЛТ, щелочная фосфатаза (ЩФ), гамма-глюта-милтранспептидаза (ГГТ)) были значимо повышены у пациентов с морбидным ожирением относительно контрольных значений (табл.).

Уровни цитокинов — IL-1p, IL-8/CXCL8 и С-реактивного белка (СРБ) в сыворотке крови были выше относительно группы контроля.

Анализ биоптатов печени в контрольной группе не выявил признаков воспаления, однако в гепатоцитах встречались жировые включения (4 %). У всех пациентов с морбидным ожирением, на основании проведенного анализа индекса стеатоза, регистрировалась 100 %-ная вероятность наличия НАЖБП. Анализ биопсии печени у больных мор-бидным ожирением позволил выявить значительные гистологические изменения: стеатоз, дистрофию гепатоцитов, увеличение паренхимы печени, инфильтрацию лимфоцитами, фиброз. Вероятность наличия стеатогепатита у данной категории пациентов, рассчитанная по индексу активности НАЖБП, распределилась следующим образом: высокая вероятность регистрировалась у 47 % (> 5 баллов), умеренная — у 31 % (3 — 4 балла) и отсутствие стеатогепатита — у 22 % (0 — 2 балла) пациентов. Обнаружено, что 82 % пациентов имели высокий риск фиброза, согласно шкале BARD.

У пациентов с морбидным ожирением нами было зафиксировано снижение экспрессии генов AMPK, HSP70, NRF2 в биоптатах печени (рис. 1, 2). Напротив, экспрессия генов HSF1 в печени была увеличена относительно контроля. Содержание белка HSF1, AMPK, SIRT1, HSP70, NRF2 в ткани печени пациентов не изменялось. Уровень экспрессии гена TFAM и содержание его белка в печени не изменялись относительно группы контроля, но имели тенденцию к снижению.

1.3 1.2 1.11.00.90.8-

X

113

Ц НБР70, 78 кБа

САРЭН, 37 кЭа ^

б

Рис. 1. Уровни экспресии генов НБР70, HSF1 (а) и содержание их белков (б) в биоптатах печени исследуемых групп

Примечание: 1 — контрольная группа; 2 — больные морбидным ожирением; значимость определена с использованием критерия Манна — Уитни для двух независимых выборок; *** р < 0,001; **** р < 0,0001.

9

£ и-

Т

?15,

о

5 10-

т

т

ТГЛМ, 25кОЛ

АМРК, 43кОЛ — «

б

Рис. 2. Уровни экспресии генов NRF2/ TFAM/ АМРК (а) и содержание их белков (б) в ткани печени исследуемых групп

а

а

Примечание: 1 — контрольная группа; 2 — больные морбидным ожирением; значимость определена с использованием критерия Маннам — Уитни для двух независимых выборок; * р < 0,05, **** р < 0,0001.

Клинические и лабораторный характеристика исследуемых групп

114

Показатель Контрольная Группа больных

Пол (м/ж) группа (n > 45) ожирением (п > 130)

Возраст, лет 39,2 ± 9,9 44,45 ± 8,87

ИМТ, кг/м2 21,8 ± 3,29 45,3 ± 8,43

СД 2-го типа, % — 66

Гипертоническая болезнь, % — 54

Общий холестерин (< 5,2), ммоль/л 4,67 ± 0,87 5,26 ± 1,18**

Триглицериды (< 2,53), ммоль/л 1,33 ± 0,88 1,94 ± 0,89*

Холестерин ЛПВП (0,78-1,81), ммоль/л 1,50 ± 0,56 1,24 ± 0,61*

Холестерин ЛПНП (0,00-3,4), ммоль/л 2,32 ± 0,73 3,04 ± 0,81**

Глюкоза (3,9 — 6,4), ммоль/л 4,05 ± 1,53 6,65 ± 2,41**

АСТ (< 41), ед./л 18,84 ± 4,97 28,65 ± 20,93**

АЛТ (< 35), ед./л 14,38 ± 3,88 27,81 ± 24,50**

Коэффициент де Ритиса (0,91—1,75), усл. ед. 1,12 ± 0,26 1,2 ± 0,63 р > 0,0221

Индекс атерогенности, ИА 1,71 ± 0,46 3,72 ± 1,79**

ЩФ (< 258), ед./л 106,2 ± 81,35 182,7 ± 57,30**

ГГТ (< 49), ед./л 13,76 ± 8,53 57,75 ± 48,81**

СРБ до 5,0 мг/л 3,58 (0,57—5,07) 6,57 (3,31—12,05) **

Индекс стеатоза, % — 100 %

22 — легкая активность

Индекс активности НАЖБП, % — 31 — умеренная активность 47 % — заметная/ высокая активность

Риск развития фиброза по шкале BARD, % — 18 — низкий 82 — высокий

IL-1P, пг/мл 0,99 (0,75 — 1,43) 2,71 (1,62—4,18) **

IL-8, пг/мл 1,35 (0,45 — 1,73) 4,11 (2,30 — 6,72) **

Инсулин, пг/мл 44,88 (28,51 — 128,5) 242,0 (107,8—1468) **

Примечание: *р < 0,05, **р < 0,01, значимость определялась с помощью критерия (среднее ± стандартное отклонение), критерия Манна — Уитни для двух независимых. Контрольные значения указаны в скобках под названием метаболита.

Обсуждение

НАЖБП является одним из распространенных заболеваний в гепато-логии [12; 14]. В патогенезе НАЖБП ключевую роль играет инсулиноре-зистентность и окислительный стресс [14]. Механизмы прогрессирова-

ния стеатоза до стеатогепатита и фиброза до сих пор остаются мало изученными. Выявленное нами повышение уровня трансаминаз ЩФ и ГГТ у больных морбидным ожирением свидетельствует о гепатоцеллюляр-ном повреждении печени и нарушении оттока желчи или холестазе.

При ожирении миграция клеток иммунной системы в ткани, чувствительные к инсулину (ЖТ и скелетная ткань, печень), приводит к субклиническому хроническому воспалению [22]. Повышение уровней (относительно контроля) провоспалительных медиаторов ГЬ-1р, ГЬ-8/

СХСЬ8 и СРБ в циркуляции при морбидном ожирении свидетельствует о наличии системного воспаления у данной категории больных,

на что также указывают взаимосвязи ИМТ с 1Ь-1р (г > 0,78, р > 0,001) и СРБ -

(г > 0,56, р > 0,003). Кроме этого у больных морбидным ожирением рост 115 продукции 1Ь-1р был ассоциирован с наличием СД 2-го типа (г > 0,46, р > 0,02).

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

1Ь-1р синтезируется в качестве предшественника. Превращение в биологически активную форму происходит через цитоплазматический белковый комплекс, известный как инфламмасома [5]. Многочисленные исследования показали, что высвобождение митохондриальной ДНК (мтДНК), продукция АФК, митохондриальный стресс, разрыв лизосом с высвобождением катепсина В связаны с активацией инфламмасом [5]. Формирование инфламмасом приводит к гибели гепатоцитов и активации звездчатых клеток печени [20].

Поскольку апоптоз гепатоцитов является центральным событием в инициации и поддержании процесса фиброзирования, аутофагию рассматривают как антифиброгенный путь, необходимый для выживания клеток печени. Аутофагия контролирует клеточный гомеостаз путем деградации белков, липидов и органелл [4]. Многочисленные исследования показали, что существуют взаимосвязи между аутофагией и реакцией теплового шока [4]. Так, транскрипционные факторы HSF1 и NRF2 контролируют транскрипцию генов, кодирующих антиоксидантные и метаболизирующие ферменты, шапероны, белки, участвующие в репарации и удалении поврежденных молекул, поддерживая клеточный окислительно-восстановительный баланс [4].

Согласно полученным нами данным, увеличение содержания 1Ь-1р в кровотоке способствовало снижению экспрессии транскрипционного фактора, ответственного за активацию цитопротекторных генов в печени, что подтверждается отрицательной корреляцией между плазменным уровнем 1Ь-1р и экспрессией гена NRF2 в печени (г > - 0,82, р > 0,008).

Так, в исследованиях на гепатоцитах мышей N^2-/-, которых содержали на диете с высокой концентрацией жиров в течение 24 недель, было показано, что клетки имели набухшие митохондрии с редуцированными кристами и разрушенными мембранами [3] и, как следствие, низкий уровень АТФ, сниженную активность ферментов окисления жирных кислот. Исследования на кардиомиоцитах мышей HSf1-/- показали значительное усиление окисления митохондриальных белков, связанное с повышением проницаемости митохондриальной мембраны и открытием пор [3]. Таким образом, исследования на клеточных линиях с делецией данных транскрипционных факторов были связаны с развитием окислительного стресса и нарушением функций митохондрий.

Обнаруженные нами положительные взаимосвязи между экспрессией гена NRF2 и содержанием белка HSF1 в биоптатах печени (г > 0,70, р > 0,006) у пациентов с морбидным ожирением частично подтверждают вышесказанное. Однако выявленная разнонаправленная динамика экспрессии гена HSF1 и содержания его белка в ткани печени может быть следствием РНК-зависимой эпигенетической регуляции. Известно, что повышение :т^455-3р при фиброзе печени подавляет экспрессию гена HSF1, взаимодействуя с 3'-UTR областью мРНК, и ингибирует активацию звездчатых клеток [21].

Одной из мишеней NRF2 является транскрипционный фактор TFAM [18]. TFAM полностью покрывает мтДНК с образованием нуклеосомы, которая также может защищать мтДНК от АФК [2]. При этом TFAM способен поддерживать количество копий мтДНК и регулировать их репликацию [2]. Нами было выявлено, что содержание белка TFAM в биоптатах печени у больных ожирением отрицательно коррелировало с ИМТ (г > - 0,64, р > 0,003), наличием стеатоза (г > - 0,58, р > 0,019), АСТ/АЛТ (г > - 0,53, р > 0,033), что может указывать на митохондриальную дисфункцию в печени у больных морбидным ожирением.

Следует отметить, что HSF1 и NRF2 способны модулировать экспрессию генов белков теплового шока (ЖР70, ЖР90) и белков, ассоциированных с формированием аутофагосомы p62/SQSTM1 и активирующих фактор транскрипции 3 (ATF3) [4]. В целом на снижение экспрессии гена ЖР70 у больных ожирением влияли ИМТ и СРБ (г > - 0,51, р > 0,002 и г > - 0,48, р > 0,027 соответственно). При этом уровень 1Ь-8 в циркуляции отрицательно коррелировал с содержанием белка ЖР70 (г > - 0,70, р > 0,002) в ткани печени.

Было показано, что наличие НАЖБП, стеатогепатита и фиброза ассоциированы с активацией экспрессии гена СХ^8 в печени и его содержанием в циркуляции [13]. Считается, что повышение уровня экспрессии HSP70 обеспечивает цитопротекцию за счет ингибирования компонентов воспалительных сигнальных путей, таких как фактор транскрипции NF-кB [6], и снижения продукции провоспалительных медиаторов 1Ь-6, 1Ь-8 и моноцитарного хемоаттрактантного белка 1 (МСР-1) [8]. Однако у больных морбидным ожирением на фоне повышенного воспалительного статуса мы наблюдали противоположную картину, свидетельствующую об ограничении / истощении компенсаторных возможностей в отношении активности исследуемых нами цитопротекторных генов.

Регуляция аутофагии может осуществляться mГОR-зависимыми путями, где AMPK способна стимулировать аутофагию и поддерживать биогенез митохондрий, необходимый для гомеостаза [23]. С другой стороны, активация AMPK снижает синтез свободных жирных кислот и увеличивает их окисление, подавляет продукцию эндогенной глюкозы в печени, снижая экспрессию генов ключевых глюконеогенных ферментов, фосфоенолпируваткарбоксикиназы и глюкозо-6-фосфатазы [19]. В [3] показано, что AMPK и HSF1 являются антагонистами. Повышение экспрессии гена HSF1 положительно коррелировало с наличием стеатоза (г > 0,73, р > 0,001) у больных морбидным ожирением. Это может быть одной из причин снижения экспрессии АМРК. Предполагают, что HSF1 активирует липогенез в печени посредством подавления активности AMPK [16].

Таким образом, повышение продукции провоспалительных цитоки-нов при ожирении способствует прогрессированию НАЖБП и СД 2-го типа. Цитокины напрямую или опосредованно негативно влияют на ци-топротекторные механизмы в печени при ожирении. Выявленное нами подавление экспрессии гена Т¥АМ приводит к митохондриальной дисфункции в печени у больных морбидным ожирением. Снижение экспрессии генов (NRF2, АМРК, HSP70), ассоциированных с антиоксидат-ной защитой / цитопротекторными реакциями клеток, свидетельствует об истощении компенсаторных механизмов в печени при морбидном ожирении. Безусловно, необходимы дальнейшие исследования, уточняющие роль факторов HSF1 и NRF2 в регуляции аутофагии и их вклад в -

патогенез метаболических нарушений. 117

Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного задания № FZWM-2020-0010, Совета по грантам президента РФ №МК-2072.2022.3 и Программы стратегического академического лидерства Балтийского федерального университета им. И. Канта (ПРИОРИТЕТ 2030).

Список литературы

1. BARD Score for NAFLD Fibrosis. URL: https://www.mdcalc.com/bard-score-nafld-fibrosis (дата обращения: 11.04.2022).

2. Chandrasekaran K., Anjaneyulu M., Choi J. et al. Role of mitochondria in diabetic peripheral neuropathy: Influencing the NAD+-dependent SIRT1-PGC-1a-TFAM pathway // Rev. Neurobiol. 2019. Vol. 45. P. 177-209.

3. Dai S., Tang Z., Cao J. et al. Suppression of the HSF1-Mediated Proteotoxic Stress Response by the Metabolic Stress Sensor AMPK // EMBO J. 2015. Vol. 34. P. 275 - 293.

4. Dayalan Naidu S., Kostov R. V., Dinkova-Kostova A. T. Transcription factors Hsf1 and Nrf2 engage in crosstalk for cytoprotection // Trends Pharmacol Sci. 2015. Vol. 36, № 1. P. 6-14.

5. Fenini G., Contassot E., French L. E. Potential of IL-1, IL-18 and Inflammasome Inhibition for the Treatment of Inflammatory Skin Diseases // Front. Pharmacol. 2017. Vol. 8:278.

6. Ferat-Osorio E., Sánchez-Anaya A., Gutiérrez-Mendoza M. et al. Heat shock protein 70 down-regulates the production of toll-like receptor-induced pro-inflammatory cy-tokines by a heat shock factor-1/constitutive heat shock element-binding factor-dependent mechanism // J Inflamm. 2014. Vol. 11:19.

7. Hepatic Steatosis Index (HSI). URL: https://www.mdapp.co/hepatic-steato-sis-index-hsi-calculator-357/ (дата обращения: 11.04.2022).

8. Luo X., Zuo X., Zhou Y. et al. Extracellular heat shock protein 70 inhibits tumour necrosis factor-a induced proinflammatory mediator production in fibroblast-like synoviocytes // Arthritis Res Ther. 2008. Vol. 10, № 2:R41.

9. Mitra S., De A., Chowdhury A. Epidemiology of non-alcoholic and alcoholic fatty liver diseases // Transl Gastroenterol Hepatol. 2020. Vol. 5, № 16.

10. NAFLD (Non-Alcoholic Fatty Liver Disease) Activity Score. URL: https:// www.mdcalc.com/nafld-non-alcoholic-fatty-liver-disease-activity-score#use-cases (дата обращения: 11.04.2022).

11. Negrin K. A., Roth Flach R. J., DiStefano M. T. et al. IL-1 signaling in obesity-induced hepatic lipogenesis and steatosis // PloS one. 2014. Vol. 9, № 9:e107265.

12. Pafili K., Roden M. Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) from pathogenesis to treatment concepts in humans // Mol. Metab. 2021. Vol. 50:101122.

13. Pan X., Chiwanda Kaminga A., Liu A. et al. Chemokines in Non-alcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Network Meta-Analysis // Frontiers in immunology. 2020. Vol. 11:1802.

14. Parthasarathy G., Revelo X., Malhi H. Pathogenesis of Nonalcoholic Steatohepati-tis // An Overview Hepatol. Commun. 2020. Vol. 4, № 4. P. 478 - 492.

15. Skuratovskaia D., Komar A., Vulf M. et al. Mitochondrial Destiny in Type 2 Diabetes: The Effects of Oxidative Stress on the Dynamics and Biogenesis of Mitochondria // PeerJ. 2020. Vol. 8:e9741.

--16. Su K. H., Dai C. Metabolic control of the proteotoxic stress response: implica-

118 tions in diabetes mellitus and neurodegenerative disorders // Cell. Mol. Life Sci. 2016. Vol. 73. P. 4231-4248.

17. Tilg H., Effenberger M. From NAFLD to MAFLD: when pathophysiology succeeds // Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2020. Vol. 17, № 7. P. 387-388.

18. Tufekci K. U., Civi Bayin E., Genc. S. et al. The Nrf2/ARE Pathway: A Promising Target to Counteract Mitochondrial Dysfunction in Parkinson's Disease // Parkinson s Disease. 2011. Vol. 2011:e314082.

19. Viollet B., Foretz M., Guigas B. et al. Activation of AMP-Activated Protein Kinase in the Liver: A New Strategy for the Management of Metabolic Hepatic Disorders // The Journal of Physiology. 2006. Vol. 574. P. 41-53.

20. Wang H., Mehal W., Nagy L. E. et al. Immunological Mechanisms and Therapeutic Targets of Fatty Liver Diseases // Cellular & Molecular Immunology. 2021. Vol. 18. P. 73-91.

21. Wei S., Wang Q., Zhou H. et al. miR-455-3p Alleviates Hepatic Stellate Cell Activation and Liver Fibrosis by Suppressing HSF1 Expression // Mol Ther Nucleic Acids. 2019. Vol. 16. P. 758-769.

22. Xu L., Kitade H., Ni Y. et al. Roles of Chemokines and Chemokine Receptors in Obesity-Associated Insulin Resistance and Nonalcoholic Fatty Liver Disease // Bios-molecules. 2015. Vol. 5, № 3. P. 1563-1579.

23. Zhu B., Li Y., Mei W. et al. Alogliptin improves endothelial function by promoting autophagy in perivascular adipose tissue of obese mice through a GLP-1depend-ent mechanism // Vascul Pharmacol. 2019. Vol. 115. P. 55-63.

Об авторах

Мария Александровна Вульф - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: mary-jean@yandex.ru

Георгий Львович Кузнецов - канд. мед. наук, зав. вторым хирургическим отделением, Областная клиническая больница Калининградской области, Россия.

E-mail: kuzma163@yandex.ru

Александра Андреевна Комар — инженер Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия. E-mail: alexandkomar@gmail.com

Линара Асхатовна Сафиуллина — асп., Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия. E-mail: saflee4505@mail.ru

Екатерина Николаевна Карпеева — студ., Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: katerina.karpeeva97@gmail.com

Дарья Александровна Шунькина — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: dariask@list.ru 119

Мария Михайловна Бограя — студ., Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: mbograya@mail.com

Наталья Динисламовна Газатова — канд. биол. наук, зав. лабораторией экспериментальных исследований препаратов крови, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: n_gazatova@mail.ru

Елена Витальевна Кириенкова — д-р мед. наук, науч. сотр. Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: elenamed@list.ru

Лариса Сергеевна Литвинова — д-р мед. наук, директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Россия.

E-mail: larisalitvinova@yandex.ru

The authors

Dr Maria A. Wulf, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: mary-jean@yandex.ru

Dr Georgy L. Kuznetsov, Kaliningrad Regional Clinical hospital, Russia. E-mail: kuzma163@yandex.ru

Alexandra A. Komar, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: alexandkomar@gmail.com

Linara A. Safullina, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: saflee4505@mail.ru

Ekaterina N. Karpeeva, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: katerina.karpeeva97@gmail.com

120

Dr Daria A. Shunkina, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: dariask@list.ru

Maria M. Bograya, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: mbograya@mail.com

Dr Natalia D. Gazatova, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: n_gazatova@mail.ru

Prof Elena V. Kirienkova, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: elenamed@list.ru

Prof Larisa S. Litvinova, Immanuel Kant Baltic Federal University, Russia. E-mail: larisalitvinova@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.