БІОХІМІЧНА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ ЗМІН ГОМЕОСТАЗУ ЗАЛІЗА ТА ПРОТЕЇНОСИНТЕТИЧНОЇ ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ В ПРОЦЕСІ ПОСТРЕЗЕКЦІЙНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ ПІСЛЯ ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ АЦЕТАМІНОФЕНОМ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2026.01.049Ключові слова:
залізо, загальна залізозв’язувальна здатність, трансферин, загальний протеїн, альбумін, ацетамінофен, часткова гепатектомія, регенерація печінкиАнотація
У роботі представлені результати дослідження змін гомеостазу заліза та протеїносинтетичної функції печінки в різні терміни пострезекційної регенерації після ацетамінофен-індукованого ураження.
Гостре токсичне ураження печінки моделювали шляхом введення ацетамінофену в дозі 1250 мг/кг маси тіла протягом двох діб до виконання часткової гепатектомії. Модель пострезекційної регенерації печінки відтворювали шляхом часткової гепатектомії (резекції 70 % печінкової паренхіми). Тварин розподілили на дві групи: контрольні щури після часткової гепатектомії та щури після часткової гепатектомії на тлі ацетамінофен-індукованого ураження печінки. У сироватці крові визначали концентрацію заліза, загальну залізозв’язувальну здатність сироватки крові (ЗЗЗС), ступінь насичення трансферину залізом, концентрацію загального білка та альбуміну через 24, 48, 72 та 168 год після оперативного втручання.
Встановлено, що у контрольних тварин після часткової гепатектомії на ранніх етапах регенерації (24–48 год) відбувається підвищення концентрації заліза та ЗЗЗС, яке поєднувалося з тимчасовим зниженням ступеня насичення трансферину на 48 год. Одночасно спостерігалося транзиторне зниження концентрації загального білка та альбуміну з подальшою нормалізацією показників на завершальних етапах відновлення.
Натомість у щурів із ацетамінофен-індукованим ураженням печінки після часткової гепатектомії зареєстровано виражені фазні порушення гомеостазу заліза. Через 24 год після операції відзначали зниження концентрації заліза та ЗЗЗС, тоді як на 48 год спостерігали різке підвищення вмісту заліза та ступеня насичення трансферину на тлі зниження залізозв’язувальної здатності сироватки. На 72–168 год відзначали часткове відновлення досліджуваних показників, проте їх значення не досягали рівня фізіологічної норми. Поряд із цим протягом усього періоду спостереження зберігалися гіпопротеїнемія та гіпоальбумінемія, що свідчить про недостатнє відновлення протеїносинтетичної функції печінки.
Отримані результати свідчать, що ацетамінофен-індуковане ураження істотно ускладнює перебіг пострезекційної регенерації печінки та супроводжується порушенням механізмів транспорту, перерозподілу й утилізації заліза. Одночасне збереження ознак пригнічення протеїносинтетичної функції органа вказує на обмежені можливості компенсаторно-регенераторних механізмів печінки за умов попереднього токсичного ушкодження. Виявлені зміни можуть бути важливими для розуміння біохімічних механізмів відновлення печінки та пошуку нових підходів до корекції порушень регенерації після токсичних уражень.
Посилання
1. Bloomer, S. A., Brown, K. E. (2019). Iron-induced liver injury: A critical reappraisal. International Journal of Molecular Sciences, 20(9), 2132. https://doi.org/10.3390/ijms20092132
2. Cao, P., Niu, M., Zhu, H., Zhang, C., Zhu, H., Xu, H., Liu, W., Ni, H.-M., Ding, W.-X. (2026). Hepatic STEAP4 promotes liver regeneration by regulating lysosomal iron homeostasis and membrane integrity in acetaminophen-induced liver injury. Hepatology. Advance online publication. https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000001718
3. de Haan, L., van der Lely, S. J., Warps, A. K., Hofsink, Q., Olthof, P. B., de Keijzer, M. J., Lionarons, D. A., Mendes-Dias, L., Bruinsma, B. G., Uygun, K., Jaeschke, H., Farrell, G. C., Teoh, N., van Golen, R. F., Li, T., Heger, M. (2018). Post-hepatectomy liver regeneration in the context of bile acid homeostasis and the gut-liver signaling axis. Journal of Clinical and Translational Research, 4(2), 113–158. https://doi.org/10.18053/jctres.04.201802.002
4. Ehlting, C., Wolf, S. D., & Bode, J. G. (2021). Acute-phase protein synthesis: A key feature of innate immune functions of the liver. Biological Chemistry, 402(9), 1129–1145. https://doi.org/10.1515/hsz-2021-0160
5. Gao, Y., Cao, Z., Yang, X., Abdelmegeed, M. A., Sun, J., Chen, S., Beger, R. D., Davis, K., Salminen, W. F., Song, B.-J., Mendrick, D. L., Yu, L.-R. (2017). Proteomic analysis of acetaminophen-induced hepatotoxicity and identification of heme oxygenase 1 as a potential plasma biomarker of liver injury. Proteomics Clinical Applications, 11(1–2), e1600123. https://doi.org/10.1002/prca.201600123
6. Kopylchuk, H., Nikolaychuk, I., Voloshchuk, O., Motrich, A., Konovchuk, O. (2021). Biochemical and laser-polarimetric markers of hepatocyte cytolysis syndrome under conditions of toxic damage and protein deficiency. Proceedings of SPIE, 12126. https://doi.org/10.1117/12.2617041
7. Lai, M. S., Yan, X. P., Branch, D. R., Loriamini, M., Chen, L. M. (2024). Ferroptosis in liver diseases: Fundamental mechanism and clinical implications. World Journal of Gastroenterology, 30(32), 3730–3738. https://doi.org/10.3748/wjg.v30.i32.3730
8. Li, R., Wu, H., Xu, Y., Xu, X., Xu, Y., Huang, H., Lv, X., Liao, C., Ye, J., Li, H. (2025). Underlying mechanisms and treatment of acetaminophen-induced liver injury (Review). Molecular Medicine Reports, 31(4), 106. https://doi.org/10.3892/mmr.2025.13471
9. Liao, J., Lu, Q., Li, Z., Li, J., Zhao, Q., Li, J. (2023). Acetaminophen-induced liver injury: Molecular mechanisms and therapeutic strategies. Frontiers in Pharmacology, 14, 1122632. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1122632
10. Liu, Q., Wang, S., Fu, J., Chen, Y., Xu, J., Wei, W., Song, H., Zhao, X., Wang, H. (2024). Liver regeneration after injury: Mechanisms, cellular interactions and therapeutic innovations. Clinical and Translational Medicine, 14(8), e1812. https://doi.org/10.1002/ctm2.1812
11. Michalopoulos, G. K., & Bhushan, B. (2021). Liver regeneration: Biological and pathological mechanisms and implications. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(1), 40–55. https://doi.org/10.1038/s41575-020-0342-4
12. Nemeth, E., Rivera, S., Gabayan, V., Keller, C., Taudorf, S., Pedersen, B. K., Ganz, T. (2004). IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin. The Journal of Clinical Investigation, 113(9), 1271–1276. https://doi.org/10.1172/JCI20945
13. Obeagu, E.I. Iron homeostasis and health: understanding its role beyond blood health – a narrative review. Annals of Medicine & Surgery. 2025. Vol. 87, no. 6. P. 3362–3371. https://doi.org/10.1097/MS9.0000000000003100
14. Sahay, P., Jain, K., Sinha, P., Das, B., Mishra, A., Kesarwani, A., Sahu, P., Mohan, K., Kumar, M., Nagarajan, P., Upadhyay, P. (2019). Generation of a rat model of acute liver failure by combining 70% partial hepatectomy and acetaminophen. Journal of Visualized Experiments, 153, e60146. https://doi.org/10.3791/60146
15. Sato, M., Takeda, K. (2024). Mitochondrial bioenergetics and iron homeostasis during tissue repair and organ regeneration. Cell Death & Disease, 15(3), 204. https://doi.org/10.1038/s41419-024-06580-x
16. Silva, B., Faustino, P. (2015). An overview of molecular basis of iron metabolism regulation and the associated pathologies. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis of Disease, 1852(7), 1347–1359.
17. Voloshchuk, O.M., Kopylchuk, Н.P. (2016). An assessment of the ferrokinetic indices in rats with toxic hepatitis under the conditions of alimentary deprivation of protein. Experimental and Clinical Gastroenterology, 10, 54–57.
18. Yan, M., Huo, Y., Yin, S., Hu, H. (2018). Mechanisms of acetaminophen-induced liver injury and its implications for therapeutic interventions. Redox Biology, 17, 274–283. https://doi.org/10.1016/j.redox.2018.04.019
19. Zhang, E. (2026). Role of ferroptosis in liver diseases and its implications for therapeutic strategies. Food and Chemical Toxicology, 213, 116102. https://doi.org/10.1016/j.fct.2026.116102
20. Zheng, Y., Wang, H. (2025). Liver regeneration after partial hepatectomy: Triggers, metabolic reprogramming, and signaling pathways. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 13, 105–118. https://doi.org/10.3389/fcell.2025.00105
