CC BY
62
УДК 616.33-002.44:613.83
Л.М. Тарасенко, О.Є. Омельченко, В.Ю. Цубер
ПАТОГЕНЕТИЧНІ МЕХАНІЗМИ СТРЕСОРНИХ ВИРАЗОК СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ ШЛУНКА (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)
ВДНЗ України «Українська медична стоматологічна академія» (м.Полтава)
Дана робота є фрагментом НДР «Роль біоре-гуляторів у механізмі розвитку патологічних змін органів системи травлення», № держ. реєстрації 010911007982.
Вступ. В сучасному житті постійно відбуваються стресорні події, які викликають широкий спектр психосоматичних розладів. З часів основоположника вчення про стрес Г Сельє добре відомо, що обов’язковим компонентом стресорних реакцій організму є виразки шлунка. Провідним патогенетичним механізмом їх розвитку вважають ішемію слизової оболонки шлунка (СОШ) [7,13].
Мікроциркуляція відіграє ключову роль в системній гемодинаміці, а її розлади є патогенетичною основою багатьох захворювань. Ендотелій судин забезпечує механіку кров’яного потоку, регуляцію коагуляції, прилипання лейкоцитів, секрецію вазоак-тивних речовин [12]. Стан кровотоку, поряд з іншими характеристиками (секреція слизу, гідрокарбонатів, оновлення клітин та ін. ), відносять до факторів захисту СОШ. До агресивних факторів належать секреція хлористоводневої кислоти, пепсину, вплив окремих медикаментів [1]. Корекція локального кровотоку після підшкірного введення індометацину який реєстрували за допомогою водневого кліренсу в фундальному або антральному відділі шлунка щурів, приводила до його нормалізації під впливом антистресорної дії пептиду РЯО-ОЬУ-РЯО [4].
Таким чином, розлади мікроциркуляції є важливим ланцюгом патогенезу виразок СОШ.
Суттєву роль в регуляції гемодинаміки відіграє синтез в ендотеліоцитах вазоактивних речовин. Оксид азоту виконує роль вазодилататора, а ен-дотелін-1 (ЕТ-1) є медіатором паракринної регуляції гемодинаміки шляхом скорочення резистивних артерій та формування локального кровотоку в мі-кроциркуляторному руслі органів [11]. ЕТ-1 - найбільш могутній вазоконстриктор довготривалої дії, що викликає ендотеліальну дисфункцію та посилює вплив оксидативного стресу на судинну стінку [3]. Введення ЕТ-1 щурам приводило до інтенсифікації перекисного окиснення ліпідів та зниження антиоксидантного захисту міокарду [9].
Мета даної роботи - оцінити зміни вмісту ЕТ-1 в гомогенаті СОШ і сироватці крові та їх зв’язок з
структурними і метаболічними змінами шлунка щурів при гострому стресі залежно від типу реагування.
Об’єкт і методи дослідження. Експерименти виконані на 48 статевозрілих щурах-самцях Вістар масою 180-220 г. Гострий емоційний стрес моделювали за методом Г Сельє [10]. Попередньо індивідуально-типологічні особливості поведінки тварин і оцінку їх стресостійкості визначали у нейроетоло-гічному тесті «відкрите поле» з використанням факторно-аналітичного методу [6]. За індивідуальними значеннями показників, що характеризують особливості поведінки і нейроендокринної регуляції, яку оцінювали на підставі глюкокортикоїдної функції наднирників - визначення вмісту видоспецифічного гормону кортикостерону в сироватці крові - тварин розподілили на стресостійких та стресонестійких. Контролем слугували інтактні тварини з відповідним типом реагування.
Евтаназію тварин здійснювали шляхом кровопускання під гексеналовим наркозом (50 мг/кг) через 2 години після завершення стресорного впливу. Ви-разкоутворення ОДИ визначали на підставі частоти (число тварин з наявністю виразок), множинності (кількість виразок на 1 тварину) та площі виразок шлунка [8]. Вміст кортикостерону визначали за допомогою та стандартною методикою набору ELISA-тест DRG-diagnostics (США), а ендотеліну-1 за допомогою набору ELISA-тест DRG-diagnostics (Німеччина). Стан слизового бар’єру шлунка визначали за вмістом в гомогенаті ОДИ N-ацетилнейрамінової кислоти (NANA) [5] та на підставі гістохімічної характеристики слизового гелю (реакція Шик-Хейла на кіслі глікозаміноглікани). Oтpимані результати піддавали математико-статистичному аналізу з використанням критерію t Ст’юдента.
Результати досліджень та їх обговорення. Гострий стрес супроводжується закономірним розвитком виразок шлунка, які виникали у 100% тварин стресонестійкого типу. У стресостійких щурів частота виразок була значно меншою і становила 65,4%. Множинність і площа виразок при стресі у тварин з різним типом реагування також достовірно відрізнялись: 3,9 ± 0,42 та 1,31 ± 0,22 виразок на одного щура та 7,04 ± 0,79 та 1,8 ± 0,35 мм2 площі на один шлунок відповідно.
Ульцерогенний ефект гострого стресу та концентрація М-ацетилнейрамінової кислоти в гомогенаті слизової оболонки шлунка у щурів залежно від типу реагування на тлі корекції' мексидолом (М ± т)
Групи Контроль (гострий стрес + плацебо) Дослід (гострий стрес + мексидол)
Показники Стресонестійкий тип (n=7) Стресостійкий тип (n=7) Стресонестійкий тип + мексидол (n=7) Стресостійкий тип + мексидол (n=7)
Частота виразок, % 100 28,6 14,3 0
Множинність виразок, число виразок на 1 щура 3,43 ± 0,37 0,29 ± 0,18* 0,14 ± 0,14* 0
3. Площа виразок на 1шлунок, мм2 5,43 ± 0,53 0,43 ± 0,30* 0,29 ±0,29* 0
МІ-ацетилнейрамінова кислота, мкмоль/г 102,37 ± 5,33 74,89 ± 4,1 67,06 ± 4,55* 51,63 ± 2,5*
Примітка: * - достовірна різниця між контрольною і дослідною групами (р<0,05).
Oтже, тварини стресонестійкого типу відзначаються підвищеною чутливістю до стресогенних чинників порівняно зі стресостійкими щурами.
Вміст NANA в слизовому гелі шлунка тварин стресонестійкого типу достовірно зріс в 1,4 рази, а в групі стресостійких - в 1,3 рази по відношенню до контролю і становив відповідно 73,75 ± 4,55 та 51,75 ± 2,38 мкмоль/г (стресонестійкі щури); 59,12 ± 3,2 та 43,81 ± 2,05 мкмоль/г (стресостійкі щури). Приведені дані відображають підвищений катаболізм біополімерів ТОШ під впливом гострого стресу, який залежить від типу реагування тварин.
За умов гострого стресу у щурів стресонестійкого типу шар ШИК-позитивного муцину на поверхні ТОШ був слабо виражений, а на окремих ділянках був зовсім відсутній. В групі стресостійких тварин на тлі гострого стресу гістохімічні зміни слизового гелю були менш виражені порівняно зі стресонестійким типом.
Oтже, порушення муцинпродукуючої функції під впливом гострого стресу більш виражені в групі стресонестійких тварин, чим у стресостійких. Результати наших досліджень добре узгоджуються з даними інших авторів, які відзначають при стресі підвищену проникність слизових оболонок травного каналу для флуоресцеїну із-за розширення міжклітинних проміжків [14]. Варто підкреслити, що вихідний рівень кортикостерону в сироватці крові тварин стресонестійкого типу був вірогідно вищим порівняно зі щурами стресостійкого типу (395,1 ± 3,0 та 339,3 ± 10,16 нмоль/л відповідно, р < 0,02).
Таким чином, приведені дані обґрунтовують залежність захисної функції ТОШ від особливостей нервової регуляції та типу реагування організму на гострий стрес.
Патофізіологічною основою деструктивних змін ТОШ, безсумнівно, є зниження локального кровотоку внаслідок ендотеліальної дисфункції. Про це свідчить підвищення в 4,5 рази вмісту ЕТ-1 в сироватці крові щурів стресонестійкого типу та 2,3 рази -у щурів стресостійкого типу порівняно з контролем
(32,06 ± 11,41 та 7,15 ± 0,86 нг/мл та 16,55 ± 3,6 та 7,15 ± 0,86 нг/мл, відповідно). Аналогічна закономірність локальних змін ЕТ-1 в слизовій оболонці у щурів з різним типом стресостійкості (0,78 ± 0,14 та 0,48 ± 0,07 нг/г; 0,52 ± 0,06 та 0,35 ± 0,07 нг/г) переконує в тому, що ступінь вираженості деструктивних змін в тканинах шлунка і послаблення захисної функції слизового гелю при стресі залежать від тяжкості ендотеліальної дисфункції, яка обумовлена підвищенням продукції вазоконстриктора ЕТ-1.
Переконливим доказом ролі порушень локального кровотоку в ґенезі стресорних виразок СОШ залежно від типа реагування є дослідження захисного впливу мексидолу, який володіє ангіопротекторною та антигіпоксичною дією [2] (табл.).
Таким чином, профілактичне введення мексидолу при моделюванні гострого стресу спричиняє виражений стреспротективний ефект, що виражається в зменшенні ступеня деполімеризації глікопротеїнів слизового гелю шлунка та тяжкості ульцерогенного ефекту гострого стресу як у тварин стресостійкого, так і стресонестійкого типів, що обумовлено його впливом на провідні патогенетичні механізми уль-церогенезу при гострому стресі - порушення мікро-циркуляції та захисної функції СОШ.
Висновки.
1. Гострий стрес супроводжується підвищенням вмісту ендотеліну-1 в сироватці крові та слизовій оболонці шлунка, тобто розвитком ендотеліальної дисфункції, яка ініціює ульцерогенний ефект та послаблення слизового бар’єру шлунка.
2. Порушення мікроциркуляції та захисної функції слизового гелю шлунка залежить від типу стресостійкості організму.
3. Мексидол здійснює виражений стреспротек-тивний вплив на слизову оболонку шлунка.
Перспективи подальших досліджень. Використати препарати, що викликають регресію проявів ендотеліальної дисфункції, і співставити їх вплив на ульцерогенез та метаболічні зміни слизової оболонки шлунка при гострому та хронічному стресі.
Література
1. Бабак O. Я. Повышение эффективности лечения пептических язв / O. Я. Бабак // Сучасна гастроентерологія. -2009. - № 4 (48). - С. 54-58.
2. Воронина Т. А. Мексидол: основные эффекты, механизм действия, применение / Воронина Т. А. - Киев, 2004. - 16 с.
3. Ельский В. Н. Роль дисфункции эндотелия в генезе сердечно-сосудистых заболеваний / В. Н. Ельский, Н. Т. Ватутин, Н. В. Калинкина [и др. ] // «Журн. АМН України». - 2008. - Т. 14, №1. - С. 51 -62.
4. Железняк Н. Я. Увеличение кровотока в желудке как один из возможных механизмов реализации противоязвенных свойств PRO-GLY- PRO / Н. Я. Железняк, Г. Е. Самонина, В. И. Сергеев [и др.] // Бюл. эксперим. биолог. и медицины -2000. - Т. 129, №2. - С. 133-134.
5. Камышников В. С. Клиническая биохимия / Камышников В. С. - Минск: “Беларусь”, 2000. - Т. 2. - 463 с.
6. Майоров O. Ю. Нейродинамическая структура системных механизмов устойчивости к эмоциональному стрессу: ав-тореф. дис. на соискание ученой степени доктора мед. наук: спец. 14.00.17 “Нормальная физиология” / O. Ю. Майоров. - Москва, 1988. - 45 с.
7. Меерсон Ф. З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам / Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова. -М. : Медицина, 1988. - 256 с.
8. Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессорным воздействиям повышает устойчивость к повреждениям желудка при остром стрессе у крыс популяции Вистар и снижает устойчивость у крыс линии Август: роль серотонина / М. Г. Пшенникова, Е. В. Попкова, М. В. Шимкович // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2002. - №10. - С. 383-386.
9. Сазонова Е. Н. Влияние эндотелина-1 на синтез ДНК в миокарде белых крыс на раннем этапе постнатального онтогенеза / Е. Н. Сазонова, O. А. Сазонов, O. А. Лебедько [и др.] // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2000. - Т. 130, №12. -С. 623-626.
10. Селье Г. Oчеpки об адаптационном синдроме / Селье Г. - М. : Медицина, 1960. - 254 с.
11. Титов В. Н. Диагностическое значение эндотелийзависимой вазодилатации. Функциональное единение эндотелина, оксида азота и становление функции в филогенезе / В. Н. Титов // Клин. лаб. диагностика. - 2009. - №2. - С. 3-16.
12. Торшин И. Ю. Гены и цереброваскулярная патология (ассоциативные исследования) / И. Ю. Торшин, O. А. Громова, А. А. Никонов // Журнал неврологии и психиатрии - 2009. - Т. 109, №3. - С. 56-59.
13. Desiderato O. Development of gastric ulcers in rats following stress termination / O. Desiderato, J. MacKinnon, H. Hissom // J. Comp. Physiol. Psyhol. - 1974. - Vol. 87. - P. 208-214.
14. Farre R. Critical role of stress in increased oesophageal mucosa permeability and dilated intercellular spaces / R. Farm, R. De Vos, K. Geboes // Gut. - 2007. - September; Vol. 56(9) - P. 1191-1197.
УДК 616. 33-002. 44:613. 83
ПАТОГЕНЕТИЧНІ МЕХАНІЗМИ СТРЕСОРНИХ ВИРАЗОК СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ ШЛУНКА (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)
Тарасенко Л. М., Омельченко О. Є., Цубер В. Ю.
Резюме. В експерименті на щурах-самцях стресостійкого і стресонестійкого типу встановлено підвищення вмісту ендотеліну-1 в сироватці крові та слизовій оболонці шлунка за умов гострого стресу, яке більш виражене у тварин стресонестійкого типу. Ендотеліальна дисфункція та розлади мікроциркуляції ініціюють деструктивні зміни, послаблення слизового бар’єру шлунка. Мексидол здійснює стреспротективний вплив на шлунок.
Ключові слова: стрес, слизовий гель шлунка, стресостійкість, тип реагування, мексидол.
УДК 616. 33-002. 44:613. 83
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТРЕССОРНЫХ ЯЗВ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Тарасенко Л. М., Омельченко А. Е., Цубер В. Ю.
Резюме. Oстpый стресс вызывает у крыс-самцов повышение содержания эндотелина-1 в сыворотке крови и слизистой оболочке желудка. Эндотелиальная дисфункция инициирует язвообразование, ослабление слизистого барьера желудка, которые больше выражены у крыс стрессонеустойчивого типа по сравнению со стрессоустойчивым. Мексидол оказывает стресспротетивный эффект на желудок.
Ключевые слова: стресс, слизистый гель желудка, стрессоустойчивость, тип реагирования, мексидол.
UDC 616. 33-002. 44:613. 83
Pathogenetic Mechanisms of Stress-Induced Ulcers of Gastric Mucosa (an Experimental Study)
Tarasenko L. M., Omelchenko O. Y., Tsuber V. Y.
Summary. The aim of the present study was to examine alterations of endothelin- 1concentration, protective role of gastric mucosal gel and ulcerogenic effect of acute stress in rats depending on the reactivity type.
Frequency, multiplicity and area of gastric ulcers were examined in adult male rats of different reactivity types at acute immobilization stress (by H. Selye, 1960). The reactivity types were determined with the open field test and an assessment of the adrenal glucocorticoid function. We distributed the animals into a stress- resistant group and a stress- predisposed group on the basis of the obtained data that reflect characteristics of behavior and neuroendocrine regulation.
We established that the destructive changes in the gastric mucosa depend on the circulation impairment that is caused by both systemic and local increases of endothelin-1 production. We found significant elevations of en-dothelin-1 concentration in blood plasma of both stress-predisposed and stress-resistant rats compared to the controls - 4,5 times and 2,3 times respectively. The findings were consistent with local changes of endothelin-1 concentration in the gastric mucosa in rats of different reactivity types. The results suggest that the severity of the destructive alterations and the decrease of the protective function of gastric mucosal gel at stress depend on the severity of endothelial disfunction caused by an increased production of vasoconstrictor endothelin-1.
Acute stress is accompanied by a decrease of the protective function of the gastric mucosal barrier manifested as an intensified glycoprotein catabolism (increased concentration of N-acetylneuraminic acid) and a decreased layer of Schiff iodic acid positive mucin on the gastric mucosa.
The observed biochemical and histochemical alterations in the gastric tissues were more exacerbated in the stress- predisposed rats compared to the stress- resistant rats.
Administration of mexidol prior to acute stress generated a stress protective effect. We found a 7 times decrease of ulcer frequency as well as a 24,5 times ulcer multiplicity decrease and a 18,7 times ulcer area decrease in the stress- predisposed rats. Mexidol prevented ulceration of the gastric mucosa and ameliorated the state of the gastric mucosal barrier in the stress- resistant rats.
Therefore, disfunctions of systemic and local circulation are prominent factors in the development of destructive alterations and decrease of the gastric mucosal barrier functioning. The severity of hemocirculation impairments that initiate an increased biopolymer catabolism and ulceration of the gastric mucosa depends on the reactivity type of the organism.
Key words: stress, gastric mucosal gel, stress resistance, reactivity type, mexidol.
Рецензент - проф. Непорада К. С.
Стаття надійшла 22.08.2013 р.
