БІОХІМІЧНІ ПРОЯВИ ГЕПАТОТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ РІЗНОВІКОВИХ ГРУП ЩУРІВ КСЕНОБІОТИКАМИ РІЗНОГО ГЕНЕЗУ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.01.003Ключові слова:
аланінамінотрансфераза, аспартатамінотрансфераза, коефіцієнт де Рітіса, лужна фосфатаза, гамма-глутамілтрансфераза, білірубін, ацетамінофен, дикват, токсичне ураження, печінкаАнотація
Нині проблема захворювань печінки на тлі токсичної дії на організм медикаментозних та промислових (гербіцидів) ксенобіотиків набуває все більшої актуальності. Активація компенсаторних механізмів у відповідь на дію токсичних агентів – ацетамінофену та/або диквату тісно пов’язані з віковими особливостями. Загострення уваги до ацетамінофен-індукованого ураження пов’язано з широким застосуванням даного медикаментозного препарату як анальгетика/антипіретика при пандеміях інфекційних і запальних захворювань, особливо за умов ведення бойових дій в Україні. Натомість, широке використання гербіциду диквату супроводжується зростанням реєстрації випадів дикватоіндукованих гострих отруєнь.
Метою роботи є оцінка біохімічних показників функціонального стану печінки різновікових щурів за умов ацетамінофен- та дикватоіндукованого токсичного ураження. Тварини були поділені на три вікові групи: щури підліткового (60 днів), репродуктивного (150 днів) та зрілого віку (360 днів). Моделювання гострого токсичного ураження ацетамінофеном здійснювали шляхом його перорального введення методом інтубації шлунку в добовій дозі 1250 мг/кг маси тіла тварини протягом 2 останніх діб експерименту. Гостре токсичне ураження дикватом моделювали внутрішньошлунковим одноразовим введенням за допомогою зонду в дозі 115,5 мг/кг маси тіла тварини. Функціональний стан печінки оцінювали на автоматичному біохімічному аналізаторі НТІ Biochem FC-120.
Ацетамінофенова інтоксикація призводила до зростання абсолютного показника маси печінки, органного індексу, зміни макроскопічної структури органу, зростання у сироватці крові активностей АLT та АST, загальної LDH, зниження коефіцієнту де Рітіса на тлі зростання активностей ALP, GGT, рівня загального й непрямого білірубіну в усіх різновікових групах порівняно з контролем. Найсуттєвіші зміни простежуються у тварин зрілого віку (зростання активності АLT на 76 %; AST на 56 %; ALP на 51 %; GGT на 51 % та зниження коефіцієнту де Рітіса на 47 %). За умов дикват-індукованого токсичного ураження спостерігається дещо інша тенденція та ступінь прояву встановлених змін. Вираженіший гепатотоксичний ефект зареєстровано в тварин підліткового віку, що проявляється максимальним зростанням абсолютного показника маси печінки на 26 %, активності АLT на 71 %, АST на 47 %, ALP на 50 %, рівня Bili-T на 69 %. Статистично значущих відмінностей порівняно з контролем та АРАР-індукованим ураженням у активності загальної LDH та GGT при введенні токсичних доз гербіциду диквату незалежно від вікової категорії не спостерігається.
Виходячи з результатів експериментів простежується вікова різноспрямованість у несприятливій дії медикаментозного ксенобіотика ацетамінофену та промислового ксенобіотика диквату на показники морфо-функціонального стану печінки. Чутливішою віковою групою тварин до токсичного ураження ацетамінофеном є щури 360-денного віку, тоді як дикватом – 60-денного віку.
Посилання
Baranov, Y. S., Zemtsova, O. V. (2023). Problems of monitoring some xenobiotics in territories affected by military actions. In S. T. Omelchuk (Ed.), Ecological and Hygienic Problems of Human Life Activity: Proceedings of the Scientific and Practical Conference with International Participation (pp. 52–53). Kyiv, Ukraine: MVC "Medinform". [in Ukrainian].
Benzick, A. E., Reddy, S. L., Gupta, S., Rogers, L. K., Smith, C. V. (1994). Diquat- and acetaminophen-induced alterations of biliary efflux of iron in rats. Biochemical pharmacology, 47(11), 2079–2085. https://doi.org/10.1016/0006-2952(94)90084-1
Botros, M., Sikaris, K. A. (2013). The de ritis ratio: the test of time. The Clinical biochemist. Reviews, 34(3), 117–130.
Caparrotta, T. M., Antoine, D. J., Dear, J. W. (2018). Are some people at increased risk of paracetamol-induced liver injury? A critical review of the literature. European journal of clinical pharmacology, 74(2), 147–160. https://doi.org/10.1007/s00228-017-2356-6
Chidiac, A. S., Buckley, N. A., Noghrehchi, F., Cairns, R. (2023). Paracetamol (acetaminophen) overdose and hepatotoxicity: mechanism, treatment, prevention measures, and estimates of burden of disease. Expert opinion on drug metabolism & toxicology, 19(5), 297–317. https://doi.org/10.1080/17425255.2023.2223959
Chorna, V. V., Podolian, V. M., Volkotrub, M. O., Dzonik, I. A., Syvak, V. M., Slobodian, V. V. (2023). Comparison of approaches to TCCS anesthesia and MOZ order 1122 in combat conditions at the prehospital stage. Perspektyvy ta Innovatsii Nauky. Pedagogika. Psyhologiya. Medytsyna, 8(26), 547–560. [in Ukrainian].
Comandatore, A., Franczak, M., Smolenski, R. T., Morelli, L., Peters, G. J., Giovannetti, E. (2022). Lactate Dehydrogenase and its clinical significance in pancreatic and thoracic cancers. Seminars in cancer biology, 86(Pt 2), 93–100. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2022.09.001
Contreras-Zentella, M. L., Hernández-Muñoz, R. (2016). Is Liver Enzyme Release Really Associated with Cell Necrosis Induced by Oxidant Stress?. Oxidative medicine and cellular longevity, 2016, 3529149. https://doi.org/10.1155/2016/3529149
Fisher, E. S., Curry, S. C. (2019). Evaluation and treatment of acetaminophen toxicity. Advances in pharmacology, 85, 263–272. https://doi.org/10.1016/bs.apha.2018.12.004
Galluzzo, V., Zazzara, M. B., Ciciarello, F., Tosato, M., Bizzarro, A., Paglionico, A., Varriano, V., Gremese, E., Calvani, R., Landi, F., Gemelli against COVID-19 Post-Acute Care Team (2023). Use of First-Line Oral Analgesics during and after COVID-19: Results from a Survey on a Sample of Italian 696 COVID-19 Survivors with Post-Acute Symptoms. Journal of clinical medicine, 12(8), 2992. https://doi.org/10.3390/jcm12082992
Ghasemi, A., Jeddi, S., Kashfi, K. (2021). The laboratory rat: Age and body weight matter. EXCLI journal, 20, 1431–1445. https://doi.org/10.17179/excli2021-4072
Ketsa, O. V., Makarchuk, S. S., Marchenko, M. M. (2022). Biochemical markers of the hepatobiliary system functional state in blood serum of rats under the action of sodium benzoate and ascorbic acid. Fiziol Zh, 68(6), 73–79. https://doi.org/10.15407/fz68.06.073 [in Ukrainian].
Kopylchuk, H. P., Nykolaichuk, I. M., Lylyk, I. S. (2020). Indexes of citrulline metabolism in rat liver under the toxic injury against the background of alimentary protein deficiency. Ukrainian Biochemical Journal, 92(1), 113–119. https://doi.org/10.15407/ubj92.01.113 [in Ukrainian].
Lowe, D., Sanvictores, T., Zubair, M., John, S. (2024). Alkaline phosphatase. In StatPearls [Internet]. Treasure Island, FL: StatPearls Publishing. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459201/
Magalhães, N., Carvalho, F., Dinis-Oliveira, R. J. (2018). Human and experimental toxicology of diquat poisoning: Toxicokinetics, mechanisms of toxicity, clinical features, and treatment. Human & experimental toxicology, 37(11), 1131–1160. https://doi.org/10.1177/0960327118765330
Mast, C., Dardevet, D., Papet, I. (2018). Impact of medication on protein and amino acid metabolism in the elderly: the sulfur amino acid and paracetamol case. Nutrition research reviews, 31(2), 179–192. https://doi.org/10.1017/S0954422418000021
Petersen, K. F., Dufour, S., Cline, G. W., & Shulman, G. I. (2019). Regulation of hepatic mitochondrial oxidation by glucose-alanine cycling during starvation in humans. The Journal of clinical investigation, 129(11), 4671–4675. https://doi.org/10.1172/JCI129913
Puukka, K., Hietala, J., Koivisto, H., Anttila, P., Bloigu, R., Niemelä, O. (2006). Additive effects of moderate drinking and obesity on serum gamma-glutamyl transferase activity. The American journal of clinical nutrition, 83(6), 1351–1449. https://doi.org/10.1093/ajcn/83.6.1351
Sewalk, C. J., Brewer, G. L., Hoffman, D. J. (2001). Effects of diquat, an aquatic herbicide, on the development of mallard embryos. Journal of toxicology and environmental health. Part A, 62(1), 33–45. https://doi.org/10.1080/00984100050201659
Sharma, A., Kumar, V., Shahzad, B., Tanveer, M., Sidhu, G. P., Handa, N., Kohli, S. K., Yadav, P., Bali, A. S., Parihar, R. D., Dar, O. I., Singh, K., Jasrotia, S., Bakshi, P., Ramakrishnan, M., Kumar, S., Bhardwaj, R., Thukral, A. K. (2019). Worldwide pesticide usage and its impacts on ecosystem. SN Applied Sciences, 1(11), 1446. https://doi.org/10.1007/s42452-019-1485-1
Siqueira, I. R., Vanzin, S. I., Tramontina, A. C., Bianchetti, P., Sbaraini, S., Almeida, L. M. V., Stulp, S., Perry, M. L. S., Gonçalves, C. A. S., Feoli, A. M. (2019). Potential susceptibility to liver dysfunction induced by a therapeutic dose of acetaminophen in rats submitted to gestational and lactational protein malnutrition. International Journal of Nutrition Sciences, 4(1), 1028.
Sun, Y. Q., Yuan, L., Gao, H. B., Yao, D. Q., Chen, Q. S., Tian, Y. P. (2019). Establishment and evaluation of acute diquat poisoning model in Wistar rats. Chinese journal of industrial hygiene and occupational diseases, 37(5), 342–346. https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.1001-9391.2019.05.005
Teshayev M. (2023). Xenobiotics and their types. European journal of modern medicine and practice, 3(10), 14–17.
Wolkoff, A. W. (2014). Bilirubin metabolism. In J. F. Reinus, D. Simon (Eds.), Gastrointestinal Anatomy and Physiology (Chapter 12, pp. 17-82). http://dx.doi.org/10.1002/9781118833001.ch12
Wu, Y., Cui, S., Wang, W., Jian, T., Kan, B., Jian, X. (2022). Kidney and lung injury in rats following acute diquat exposure. Experimental and therapeutic medicine, 23(4), 275. https://doi.org/10.3892/etm.2022.11201
Zhou, W., He, H., Wei, Q., Che, L., Zhao, X., Liu, W., Yan, Y., Hu, L., Du, Y., Yin, Z., Shuai, Y., Yang, L., Feng, R. (2023). Puerarin protects against acetaminophen-induced oxidative damage in liver through activation of the Keap1/Nrf2 signaling pathway. Food science & nutrition, 11(10), 6604–6615. https://doi.org/10.1002/fsn3.3609
