CC BY
91
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
experimental gastroenterology
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У КРЫС
Трубицына И.Е. Дроздов В.Н., Ткаченко Е.В., Варванина Г.Г.
ГУ Центральный научно-исследовательский институт гастроэнтерологии ДЗ г. Москвы
Трубицына Ирина Евгеньевна 111123, Москва, ш. Энтузиастов, д. 86 E-mail: gastroen [email protected]
РЕЗЮМЕ
Изучали действие НПВП на слизистую оболочку желудка и кишечника. Животным вводили селективные и неселективные НПВП. Ревизию органов брюшной полости проводили через 24 часа и 14 суток.
В слизистой оболочке определяли уровень содержания простагландинов и измеряли индекс повреждений. Понижение синтеза ПГ в слизистой оболочке ЖКТ способствует образованию повреждений. Через 24 часа при приеме неселективных ингибиторов ЦОГ, так и селективных ингибиторов ЦОГ-2 установлено наличие повреждений слизистой оболочки, которые меньше в группах животных получавших селективные НПВП. После 14 дневного приема сохраняется низкий уровень содержания ПГ в группе животных получавших неселективные НПВП. Визуально в слизистой оболочке повреждения незначительны, но в подслизистом слое сохраняются нарушения микроциркуляторного кровотока. Ключевые слова: модель повреждений слизистой оболочки желудка и кишечника; НПВП; простаглан-дины; микроциркуляция.
SUMMARY
We studied the effect of NSAIDs on the stomach lining and intestines. Animals received the selective and non-selective NSAIDs. Revision of the abdominal cavity was performed after 24 hours and 14 days. In the mucosa was determined by the levels of prostaglandins and measured the index of damage. Lowering the synthesis of PG in the mucosa of the gastrointestinal tract contributes to the formation damage. After 24 hours when receiving non-selective COX inhibitors and selective inhibitors of COX-2 revealed the presence of mucous membrane lesions that are smaller than in groups of animals treated with selective NSAIDs. After 14 days of reception remains a low level of GHGs in the group of animals treated with nonselective NSAIDs. Visually mucosal damage are insignificant, but in the submucosal layer preserved microcirculatory blood flow disturbances. Keywords: damage model of the mucous membrane of the stomach and intestines; NSAIDs; prostaglandins; microcirculation.
Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) являются одной из наиболее востребованных групп лекарственных средств. НПВП обладают уникальным сочетанием противовоспалительного, обезболивающего и жаропонижающего эффектов [1]. Согласно современным представлениям, действие НПВП связано с ингибированием синтеза циклооксигеназы (ЦОГ) — ключевого фермента метаболизма арахидоно-вой кислоты. Существует две изоформы ЦОГ [2]. Изофермент ЦОГ-1 вырабатывается в организме
в непрерывном режиме (конституциональная форма) и отвечает за физиологические реакции [3] (текучесть крови, тонус сосудов, состояние слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, реабсорбция мочи, развитие плода). ЦОГ-2 синтезируется при воздействии патогенных факторов, приводящих к воспалительной реакции (индуци-бельная форма). Именно блокада ЦОГ-2 определяет терапевтический эффект НПВП, а токсичность НПВП в основном связана с соотношением ЦОГ-2 / ЦОГ-1 ингибирующей способности. Это дало
117
№02/2011 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
возможность объяснить феномен различной уль-церогенности НПВП [4; 5].
В процессе биосинтеза из арахидоновой кислоты образуются эйкозаноиды (греч. eikos — двадцать) — термин, применяемый ко всем С20-жирным кислотам. Окисленные эйкозаноиды в зависимости от химической структуры этих цепей разделяются на две группы: 1) простагландины (Р§; ПГ) и тром-боксаны; 2) гидрокси- и гидропероксижирные кислоты и лейкотриены.
ПГ различаются расположением атомов и химических связей в боковых цепях относятся к сериям: А, В, С, D, Е, F, G, Н и I. В каждую серию входят несколько ПГ. Например, в серию А входят простагландины А1 (PG А1) и А2 (PG А2). Эти гормоноподобные молекулы, обладают сильным, но коротким действием. ПГ после стимуляции клеток определяются через 10-20 секунд, действуя в концентрации 10- 11 моль/ л. Синтез происходит в течение 1-5 минут. Первыми были идентифицированы Р§ Е2, Р§ Б2, Р§ D2, которые называются «классическими» простагландинами и имеют широкий спектр действия. Так, простагландины серии Е2 влияют на состояние сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, репродуктивной системы и органов дыхания, являются медиаторами воспаления, лихорадки и определенных типов боли. Простагландины серии Б воздействуют на женскую репродуктивную, дыхательную и пищеварительную системы [3; 6].
ПГ серий Е и Б2а как местные тканевые регуляторы вырабатываются в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта (СОЖКТ) и высвобождаются в кровоток, межклеточное пространство, просвет желудка и кишечника под воздействием нейрогуморальной стимуляции или при патологическом воздействии на СОЖКТ. Эндогенные ПГ вовлечены в процесс поддержания целостности слизистой оболочки, контроля ее кровоснабжения и защиты от потенциальных повреждающих факторов [7; 9]. Поскольку ПГ участвуют в регуляции большинства клеточных процессов, то измерение их уровней в ткани и в крови дает информацию о функциональном состоянии клеток, органов [7].
В итоге сформулирована концепция «структурных» (конституциональных) и «патологических» (индуцибельных) ПГ. Первые (физиологические, конституциональные) синтезируются постоянно присутствующей в организме ЦОГ-1 и играют важную роль в поддержании гомеостаза; вторые (индуцибельные) синтезируются ЦОГ-2, появление которой в очагах воспаления индуцируется про-воспалительными медиаторами. Поэтому наиболее токсичными оказались препараты, способные уже в малой концентрации блокировать ЦОГ-1 (например, кетопрофен и индометацин), то есть имеют высокое соотношение ЦОГ-2/ЦОГ-1 ингибирующей способности. Напротив, препараты, у которых соотношение ингибирующей активности оказывалось низким (ибупрофен, диклофенак натрия),
показывали относительно меньшую ульцероген-ность. Открытие и понимание механизма действия ЦОГ-2 через индуцибельные ПГ позволило создать селективные НПВП — ЦОГ-2-ингибиторы.
Целью наших исследований было установление факторов, которые способствуют развитию НПВП-ассоциированных язвенных поражений слизистой оболочки ЖКТ.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Опыты проводили на белых крыс обоего пола весом 190-210 г (средний вес 200 г). Через зонд утром животным вводили препараты в дозе 15 мг/кг, лорноксикам в дозе 0,08 мкг/кг объем — 1,0 мл, рН растворов 4,0-4,5, перед введением растворы взбалтывали. Неселективные НПВП — целекоксиб и лорноксикам; селективные — нимесулид, кетопрофен. Контрольная (К) группа — вводили 1,0 мл физиологического раствора. Через 24 часа и 14 дней под эфирным наркозом животных вскрывали, проводили ревизию брюшной полости, оценивали состояние серозной оболочки желудка и кишечника. Слизистую оболочку промывали физиологическим раствором и осматривали с помощью лупы. Подсчитывали количество язв, эрозий, геморрагий, наличие гиперемии и отека. При осмотре констатировали сохранение складчатости слизистой оболочки. Индекс повреждения (ИП) подсчитывали исходя из суммы баллов выявленных повреждений у каждой крысы, затем брали среднее значение. В каждой группе было 5 животных. Метод подсчета баллов: визуальный осмотр — отек = 1; гиперемия = 2; геморрагии единичные = 3; геморрагии слитые = 4; эрозия = 5; язва = 6. Микроскопическое исследование: отек = 1; стаз = 2; гиперемия = 2; геморрагии единичные = 3; геморрагии слитые = 4; эрозия = 5; язва = 8; некроз = 9.
Содержание животных в виварии соответствовало санитарным правилам. Все эксперименты проводились в соответствии с правилами гуманного обращения с животными. Операции выполняли под общей анестезией с соблюдением требований асептики и антисептики. Простагландины определяли иммуноферментным методом, статистическую обработку проводили, используя программу Biostat, по критерию t.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализируя полученные данные, можно отметить, что прием ПНВП вызывает образование повреждений слизистой оболочки желудка тонкой и толстой кишки как через 24 часа, так и 14 дней (табл. 3, рис. а, б см. на цветной вклейке). Через 24 часа в группе опытных животных, получавших неселективные НПВП, резко снижено содержание ПГ Е2, ПГ Б2а, в группе с селективными НПВП ПГ Е2 не менялся, а синтез ПГ Б2а уменьшен. Низкий уровень ПГ
Таблица 1
УРОВЕНЬ ПРОСТАГЛАНДИНОВ (НГ/Г ТКАНИ) И ИНДЕКС ПОВРЕЖДЕНИЯ В СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКЕ ЖКТ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ВВЕДЕНИЯ НПВ
Отдел ЖКТ Желудок Тонкая кишка Толстая кишка
Группы ПГ е2 ПГ Р2 2 ИП пге2 ПГ Р2 2 ИП ПГ е2 ПГ Р2 2 ИП
Контроль 1903 ±121 1460 ±135 0 1504±108 1113 ± 111 0 1089 ± 97 1313 ± 101 0
Лорноксикам 313 ± 65,6* 122 ± 62,1* 8 ± 1,1 384 ± 57,8* 213 ± 74,5* 3 ± 1,3 327 ± 51,4* 147 ± 36,8* 3,5 ± 0,5
Кетопрофен 211 ± 66,4* 127 ± 62,1* 7,5 ± 1,9 222 ± 34,5* 365 ± 28,7* 3,5 ± 1,5* 228 ± 30,2* 412 ± 37,8* 2,5 ± 0,57
Целекоксиб 1791 ± 138 546 ± 73,3* 4 ± 0,5* 1299 ±168* 562 ± 67,3* 1,1 ± 0,1* 1750 ± 201 627 ± 59,7* 1,0 ± 0,9
Нимесулид 2738±215 855 ± 75,7* 5,0 ± 0,8* 1967 ±187 552 ± 78,6* 1,98 ± 0,4* 1595 ±163 412 ± 37,8* 1,5 ± 0,09
Б >
а
5 О
I- 2
О і
Я--
Щ а
Н]Ё
2 ^
о.
I- ч
и
га
ь
Б
га
х
<
га
I-
х
ш
2
а
ш
с
и
V
т
Примечание: * — р < 0,05; простагландины — контроль/введение НПВП; ИП — селективные/неселективные НПВП.
в слизистой оболочке желудка и кишечника снижает защитные свойства слизистой оболочки, способствует образованию отека, кровоизлияний, эрозий и язв (рис. а см. на цветной вклейке). Снижение
синтеза ПГ Е. и ПГ Б сочетается с высоким ИП.
22
Снижен микроциркуляторный кровоток СО желудка и кишечника. Стаз артериол, капилляров и венул нарушает согласованную работу притекающей, обменной и оттекающей части микроциркуляторного русла. Нарушен баланс содержания ПГ Е2, ПГ Б2а, которые регулируют сужение и расширение сосудов. Снижение ПГ Б2а при нормальном содержании ПГ Е2
обеспечивает дилатацию артериол и капилляров (рис. а, б см. на цветной вклейке), которая сохраняется длительное время. Через 14 суток после приема НПВП отек и кровоизлияния на слизистой оболочки отсутствуют, но они сохраняются в подслизистом слое. Полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что в опытных группах животных с НПВП-ассоциированными повреждениями снижен уровень содержания ПГ Е2 и ПГ Б2а во всех отделах ЖКТ (через 24 часа и 14 суток). Введение селективных НПВП, ингибирующих
Таблица 2
УРОВЕНЬ ПРОСТАГЛАНДИНОВ (НГ/Г ТКАНИ) И ИНДЕКС ПОВРЕЖДЕНИЯ В СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКЕ ЖКТ ПОСЛЕ 14-ДНЕВНОГО ВВЕДЕНИЯ НПВП
Отдел ЖКТ Желудок Тонкая кишка Толстая кишка
Группы ПГ е2 ПГ Р2 2 ИП ПГ е2 ПГ Р2 2 ИП ПГ е2 ПГ Р2 2 ИП
Контроль 1903 ±121 1460±135 0 1504±108 1113 ± 111 0 1089 ± 97 1313 ± 101 0
Лорнокси- кам 987 ± 90,7* 862 ± 92,1* 1,2 ± 0,38 531 ± 71,4* 350 ± 56,8* 0,5 ± 0,028 1098 ± 105 984 ± 67,9** 0,2 ± 0,02
Кетопро- фен 2484 ± 201 804 ± 77,8* 2,6 ± 0,35 1177±145 534 ± 58,7* 0,15 ± 0,02 2561±130* 412 ± 37,8* 0,2 ± 0,047
Целекок- сиб 3360 ± 191* 940 ± 73,3* 0,43 ± 0,05* 1751 ± 117 556 ± 78,9* 0,1 ± 0,01* 2218± 231* 633 ± 78,5* 0,1 ± 0,03
Нимесулид 2273 ± 221 1086 ±108 0,55 ± 0,009* 1595± 117 764 ± 68,5* 0,15 ± 0,01* 1183 ± 116* 1634 ±135* 0,1 ± 0,01*
Примечание: * — р < 0,05; простагландины — контроль/введение НПВП; ИП — селективные/неселективные НПВП.
Таблица 3
ИНДЕКС ПОВРЕЖДЕНИЯ (СУММА БАЛЛОВ) В СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКЕ ЖКТ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО И МНОГОКРАТНОГО ВВЕДЕНИЯ НПВП (ВИЗУАЛЬНЫЙ ОСМОТР И МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Отдела ЖКТ Макроскопическая картина Микроскопическая картина
Желудок 12 23
Тонкая кишка 5 14
Толстая кишка 3 9
№02/2011 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
ЦОГ-2, не оказывало достоверного влияния на уровень ПГ Е2, но достоверно снижался ПГ Б2 .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Показано, что существует взаимосвязь между степенью снижения уровня ПГ и тяжестью поражения слизистой оболочки ЖКТ. Наиболее низкие значения уровней ПГ Е2 и ПГ Б2 отмечаются в группах животных после приема неселективных НПВП. Понижение синтеза ПГ в слизистой оболочке ЖКТ
способствует образованию повреждений. Через 24 часа при приеме как неселективных ингибиторов ЦОГ, так и селективных ингибиторов ЦОГ-2 установлено наличие повреждений слизистой оболочки, которые меньше в группах животных, получавших селективные НПВП. После 14-дневного приема сохраняется низкий уровень содержания ПГ в группе животных, получавших неселективные НПВП. Визуально в слизистой оболочке повреждения незначительны, но в подслизистом слое сохраняются нарушения микроциркуляторного кровотока.
1 ЛИТЕРАТУРА
^ 1. Brzozowski T., Konturek P. C. Konturek S. J. et al Classic NSAID
i and selective cyclooxygenase (COX) — 1 and COX-2 inhibitrs in heal-
5 ing of chronic gastric ulcers // Microsc. Res. Tech. — 2001. — Vol. 53,
1 № 5. — P. 343-353.
« 2. Botting R.M. Inhibitors of cyclooxygenases: mechanism, selectiv-
ity and uses // J. Physiol. Pharmacol. — 2006. — Vol. 57, Suppl. l5. — P. 113 -124.
3. Funatsu T., Chono K., Hirata T. et al. Mucosal acid causes gastric mucosal microcirculatory disturbance in nonsteroidal anti-inflammatory drug-treated rats // Eur. J. Pharmacol. — 2007. — Vol. 554, № 1. — P. 53-59.
4. Okazaki M., Shimizu I., Ishikava M. et al. Gastric mucosal levels of prostaglandins and leucotrienes in patients with gastric iucer after
treanment with rabeprasole in comparison to treatment with ranitidine // J. Med. Invest. — 2007. — Vol. 54, № 1-2. — P. 83-90.
5. Tanaka A., Araki H., Hase S. et al. Up-regulation of COX-2 by inhibition of COX-1 in the rat: A key to NSAID-induced gastric injury // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2002. — P. 90-11.
6. Vane J. R., Botting R. M. The mechanism of action of aspirin // Tromb. Res. — 2003. — Vol. 110, № 5-6. — P. 255-258.
7. Дроздов В. Н., Ткаченко Е. В., Варванина Г. Г., Трубицына И. Е. Экспериментальное исследование влияния НПВП на содержание простагландинов // Эксперим. и клин. гастроэнтерол. — 2007. — № 5. — С. 77-80.
CD
CN
