МАРКЕРИ ЗАПАЛЕННЯ У ЩУРІВ ЗА УМОВ ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ НА ТЛІ АЛІМЕНТАРНОЇ НЕСТАЧІ ПРОТЕЇНУ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2023.02.109Keywords:
С-реактивний білок, прокальцитонін, фактор некрозу пухлини-альфа, інтерлейкін-6, аліментарна депривація протеїну, ацетамінофенAbstract
У роботі представлені дослідження біомаркерів розвитку запальних реакцій в сироватці крові щурів за умов токсичного ураження ацетамінофеном на тлі аліментарної нестачі протеїну. Дослідні тварини протягом експерименту споживали напівсинтетичний раціон відповідно до рекомендацій Американського інституту харчування. З метою моделювання аліментарної депривації протеїну щурі впродовж 28 днів щоденно отримували низькопротеїновий раціон, що містив 1/3 загальноприйнятої норми добової потреби білка. Після чотиритижневого утримання тварин на експериментальній дієті моделювали гостре токсичне ураження ацетамінофеном. Введення токсину здійснювали з розрахунку 1250 мг/кг маси тварини у вигляді суспензії в 2 % розчині крохмального гелю один раз в день протягом 2 діб за допомогою спеціального зонда. Визначення рівня С-реактивного білка, прокальцитоніну, фактора некрозу пухлини-альфа, інтерлейкіну-6 в сироватці крові щурів проводили методом імуноферментного аналізу. Нами встановлено, що токсичне ураження медикаментозним ксенобіотиком (ацетамінофеном) на тлі аліментарної нестачі протеїну супроводжується максимальним підвищенням рівня С-реактивного білка (в 15,5 разів) та прокальцитоніну (в 10 разів) в сироватці крові щурів порівняно зі значенням контролю, що можна розглядати як прогностичні біомаркери системної запальної реакції за даних експериментальних умов.
Водночас за даних умов у сироватці крові дослідних груп щурів зареєстровано гіперпродукцію фактора некрозу пухлини-альфа та інтерлейкіну-6 з максимальними значеннями при введенні токсичних доз ацетамінофену протеїнодефіцитним тваринам, що узгоджується зі змінами рівня С-реактивного білка та прокальцитоніну. Встановлений нами факт дає можливість припустити, що аліментарна депривація протеїну посилюює продукування TNF-α та IL-6 як прозапальних медіаторів при токсичному ураженні ацетамінофеном, таким чином індукуючи первинне пошкодження паренхіматозних клітин печінки.
References
Batool R., Butt M.S., Sultan M.T., Saeed F., Naz R. Protein-energy malnutrition: a risk factor for various ailments. Crit Rev Food Sci Nutr. 2015; 55(2):242-253. https://doi.org/10.1080/10408398.2011.651543.
Chiew A.L., Gluud C., Brok J., Buckley N.A. Interventions for paracetamol (acetaminophen) overdose. Cochrane Database Syst Rev. 2018; 2(2):CD003328. https://doi.org/10.1002/14651858.
Dandona P., Nix D., Wilson M.F., Aljada A., Love J., Assicot M. Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects. J Clin Endocrinol Metab. 2014; 79:1605–1608.
Drevet S., Gavazzi G. Undernutrition of the elderly. Rev Med Interne. 2019; 40(10):664-669. https://doi.org/ 10.1016/j.revmed.2019.05.003.
Kitada M., Ogura Y., Monno I., Koya D. The impact of dietary protein intake on longevity and metabolic health. EBioMedicine. 2019; 43:632-640. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.04.005
Kopylchuk H. P., Nykolaichuk I. M., Lylyk I. S. Indexes of citrulline metabolism in rat liver under the toxic injury against the background of alimentary protein deficiency. Ukr. Biochem. J. 2020; 92(1). Р 113-119.
Kopylchuk H., Nikolaychuk I., Voloshchuk O., Motrich A., Konovchuk O. Biochemical and laser-polarimetric markers of hepatocyte cytolysis syndrome under conditions of toxic damage and protein deficiency. Proc. SPIE. 2021; 12126, https://doi.org/10.1117/12.2617041
Kopylchuk Н., Nykolaichuk I., Motrich A., Ushenko O. Algorithm for diagnosing pancreatic endocrine dysfunction based on biochemical and laser polarimetric parameters. Proc. SPIE 2021; 12126, 121261Z https://doi.org/10.1117/12.2616526
Li H.Y., Tang Z.M., Wang Z., et al. C-Reactive Protein Protects Against Acetaminophen-Induced Liver Injury by Preventing Complement Overactivation. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2022; 13(1):289-307. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2021.09.003.
Lind T., Lind P.M., Hu L., Melhus H. Studies of indirect and direct effects of hypervitaminosis A on rat bone by comparing free access to food and pair-feeding. Ups J Med Sci. 2018; 123(2):82-85. https://doi.org/10.1080/03009734.2018.1448020.
Lu S., Wang Y., Liu J. Tumor necrosis factor-α signaling in nonalcoholic steatohepatitis and targeted therapies. J Genet Genomics. 2022; 49(4):269-278. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.09.009.
Mandato C., Di Nuzzi A., Vajro P. Nutrition and Liver Disease. Nutrients. 2017; 10(1):9. https://doi.org/10.3390/nu10010009.
Mastronuzzi T., Grattagliano I. Nutrition as a Health Determinant in Elderly Patients. Curr Med Chem. 2019; 26(19): 3652-3661. https://doi.org/10.2174/09298673246661705231258
McFadyen J.D., Kiefer J., Braig D., et al. Dissociation of C-Reactive Protein Localizes and Amplifies Inflammation: Evidence for a Direct Biological Role of C-Reactive Protein and Its Conformational Changes. Front Immunol. 2018; 9:1351
Normandin P.A., Benotti S.A., Mullins M.A. Hidden Danger: Pediatric Acetaminophen Overdose Unintentional and Intentional Emergencies. J Emerg Nurs. 2020; 46 (6):914-922. https://doi.org/10.1016 / j.jen.2020.06.015
Oh J., Teoh H., Leiter L.A. Should C-reactive protein be a target of therapy? Diabetes Care. 2011; 34:155-160. https://doi.org/10.2337/dc11-s211.
Pellicoro A., Ramachandran P., Iredale J.P., Fallowfield J.A. Liver fibrosis and repair: immune regulation of wound healing in a solid organ. Nat Rev Immunol. 2014; 14:181–194
Ramachandran A., Jaeschke H. Acetaminophen Hepatotoxicity. Semin Liver Dis. 2019; 39(2):221-234. https://doi.org/10.1055/s-0039-1679919.
Reeves P.G., Nielsen F.H., Fahey G.C. Jr. AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. J Nutr. 1993; 123(11): 1939–1951.
Sato S., Tsuzura H., Ikeda Y., Hayashida S., et al. Elevated serum procalcitonin levels and their association with the prognosis of patients with liver cirrhosis. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2020; 32(9): 1222-1228. https://doi.org/10.1097/MEG.0000000000001644.
Schmidt-Arras D., Rose-John S.. IL-6 pathway in the liver: From physiopathology to therapy. J Hepatol. 2016; 64(6):1403-1415. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2016.02.004.
Schwabe R.F., Brenner D.A.. Mechanisms of Liver Injury. I. TNF-alpha-induced liver injury: role of IKK, JNK, and ROS pathways. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 290(4):583-589. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00422.2005.
Solon-Biet S.M., Mitchell S.J., Coogan S.C., et al. Dietary Protein to Carbohydrate Ratio and Caloric Restriction: Comparing Metabolic Outcomes in Mice. Cell Rep. 2015;11(10):1529-34. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2015.05.007.
Tilg H., Moschen A.R. Insulin resistance, inflammation, and non-alcoholic fatty liver disease. Trends Endocrinol. Metab. 2008; 19:371–379
van der Heijden R.A., Sheedfar F., Morrison M.C., et al. High-fat diet induced obesity primes inflammation in adipose tissue prior to liver in C57BL/6j mice. Aging (Albany NY). 2015; 7(4):256-268. https://doi.org/10.18632/aging.100738.
