ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ БИОГЕННЫХ АМИНОВ В ЭНТЕРАЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КРЫС

УДК 612.334+547.233

© Коллектив авторов, 2015

Поступила 28.05.2015 г.

Л.М. ЯКОВЛЕВА,

А.А. ЮСОВ, П.П. ЯКОВЛЕВ

ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

НА СОДЕРЖАНИЕ БИОГЕННЫХ АМИНОВ

В ЭНТЕРАЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КРЫС

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии

и репродуктологии им. Д.О. Отта, Санкт-Петербург

Приведены результаты исследований содержания катехоламинов, серотонина и гистамина в подвздошной кишке экспериментальных крыс. С помощью методов люминесцентной микроскопии и цитоспектрофлюориметрии дана количественная характеристика особенностей клеточных биоаминсодержащих элементов стенки кишечника. Выявлено, что хроническая алкогольная интоксикация приводит к повышению содержания биогенных аминов в энтероцитах ворсинок, крипт, тучных клетках подслизистой основы, а также в адренергических нервных волокнах прослойки соединительной ткани мышечной оболочки. В каждом исследуемом сроке нарушается динамическое равновесие между биоаминами и их паракринное влияние на окружающие ткани.

Ключевые слова: хроническая алкогольная интоксикация, биогенные амины, энтральные структуры.

Введение. В современной медицинской литературе имеется большое число работ, посвященных проблеме воздействия этанола на организм. Прежде всего, он поражает головной мозг, сердце, печень, эндокринные железы [2, 4, 5, 6]. В то же время изменения в нижнем отделе кишечного тракта при хронической алкогольной интоксикации организма остаются малоизученными.

Стенка кишечника содержит большое число энтерохромаффинных клеток, которые секретируют достаточное количество биологически активных веществ [11]. Экспрессия эпителиальных клеток рецепторов к соответствующим биогенным аминам свидетельствует об ауто- и паракринном механизмах действия последних. Проявляется выраженная взаимосвязь между уровнем содержания моноаминов и состоянием слизистой оболочки кишечника [8]. Биоамины принимают участие в коррекции процессов деления и дифференцировки энтероцитов, в конечном итоге оказывают регулирующее влияние на физиологические функции [7]. Учитывая механизмы биологической регуляции функций кишечного тракта, опосредованные действием нейромедиаторных биогенных аминов, сравнительное исследование биоаминного профиля (серотонина, катехоламинов, гистамина) нейроаминсодержащих структур стенки кишечника на фоне хронической алкогольной интоксикации является весьма актуальной.

Целью настоящего исследования явилось изучение содержания биогенных аминов в слизистой оболочке подвздошной кишки на различных сроках экспериментальной хронической алкогольной интоксикации.

Материалы и методы. Работа выполнена на белых беспородных крысах массой 160-200 г. Животные были разделены на две группы: контрольная (интактные n=12) и опытная (n=36 в 3 временных группах). Опытная группа в качестве единственного источника питьевой воды получала 20% раствор этилового спирта в течение 60, 120 и 180 суток. Все действия, предусматривавшие контакт с лабораторными животными, осуществлялись с учетом «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных».

Объектом исследования являлись фрагменты подвздошного отдела кишечника, которые замораживались в криостате при -20оС. Криостатные срезы кишечника исследовались люминесцентно-гистохимическим методом Кросса (1971) для определения гистамина и методом Фалька-Хилларпа (1969) для определения катехоламинов и серотонина. Количественное содержание биоаминов оценивали с помощью цитоспектрофлюориметрии на люминесцентном микроскопе ЛЮМАМ-4 (ЛОМО) с насадкой ФМЭЛ-1А (ЛОМО). Результат выражали в условных единицах люминесценции (усл. Ед.) по шкале регистрирующего прибора усилителя.

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием стандартного пакета программ. Степень достоверности определяли по t критерию Стьюдента. Различия считали достоверным при p<0,05.

Результаты исследования. Полученные результаты свидетельствуют о значительном изменении содержания биогенных аминов в стенке подвздошной кишки крыс, находившихся в состоянии хронической алкогольной интоксикации. В дистальном отделе тонкого кишечника, где в полостном содержимом практически отсутствует употребленный этанол, нейроаминсодержащие структуры при люминесцентной микроскопии проявляются неоднородным свечением. В эпителиальном слое ворсинок выявляются клетки с зеленовато-желтой люминесценцией, содержащие нейроамины. Гранулярные люминесцирующие клетки (клетки АПУД-системы) собственной пластинки слизистой оболочки и подслизистой основы, способные синтезировать биогенные амины, выявляются яркой люминесценцией. В подслизистой основе определяются в большом количестве различной формы тучные клетки, которые имеют выраженную ярко-желтую люминесценцию [1]. В то же время мышечная оболочка проявляется более слабым свечением, что указывает на незначительное содержание биоаминов. Несмотря на отсутствие прямого воздействия этанола на эпителиальный слой ворсинок со стороны кишечной полости, в оболочках стенки подвздошной кишки сохраняется неравномерное люминесцентное свечение.

Количественная оценка подтверждает возникшие изменения уровня биогенных аминов в нейроаминсодержащих структурах кишечника. Наибольшее повышение катехоламинов в эпителиоцитах, расположенных в области ворсинок, достигает 160% на 120-е сутки. При дальнейшей алкоголизации данный показатель проявляет тенденцию к снижению, но остается статистически значимо высоким по сравнению с показателем в контроле. В энтероцитах, расположенных в области крипт, катехоламины достигают наибольшего значения − 152% на 120-е сутки, сохраняется такое состояние на 180-е сутки. В тучных клетках подслизистой основы их содержание на всех сроках увеличивается и достигает максимального значения − 138% на 180-е сутки − по сравнению с результатом интактных крыс. В адренергических нервных волокнах прослойки соединительной ткани мышечной оболочки наблюдается общая тенденция увеличения их содержания. Следует отметить, что катехоламины в мышечной оболочке подвздошной кишки преобладают по сравнению с эпителиальным слоем. Их динамика показывает, что на 60-е сутки катехоламины достигают 115% по сравнению с данными контрольной группы, на 120-е сутки − 161%, на 180 сутки − 147% (таблица). В литературных источниках имеются данные, указывающие на взаимосвязь между употреблением алкоголя и содержанием катехоламинов в организме. Полученные нами экспериментальные данные дополняют эти сведения тем, что содержание катехоламинов повышается в стенке подвздошной кишки, однако их накопление в структурах кишечника происходит неравномерно. Причем накопление их прямо коррелируется с продолжительностью хронической алкогольной интоксикации.

Содержание биогенных аминов в структурах подвздошной кишки крыс при алкогольной интоксикации (M±m; усл. ед.)

Исследуемые

структуры

Биогенные амины Контроль Опыт (алкогольная интоксикация)
60 сут 120 сут 180 сут
Энтероциты кишечных ворсинок катехоламины 6,70 ± 0,28 8,51 ± 0,34 *** 10,85 ±0,92*** 7,11 ±0,39*
серотонин 46,95 ± 2,41 57,80 ± 2,40** 59,01 ± 4,05** 58,35 ± 4,21 *
гистамин 21,31 ± 1,24 23,6 0± 2,04 29,46 ±2,82* 32,08 ± 2,84***
Энтероциты крипт катехоламины 8,40± 0,47 9,75± 0,45* 12,85 ±1,23** 12,16±1,02**
серотонин 56,80 ± 2,41 74,50 ± 4,48** 68,28 ± 4,05** 67,68± 3,96**
гистамин 22,65 ± 1,47 27,85 ± 2,09* 30,19 ± 3,36* 28,01 ± 1,53**
Тучные кл. подслизистой основы катехоламины 8,30 ± 0,31 9,6 1± 0,55* 10,90 ±0,1** 11,51 ±0,96**
серотонин 43,90 ± 1,89 51,01 ± 0,99** 56,98 ± 2,95*** 53,34± 3,78*
гистамин 22,61 ± 1,69 29,10 ± 2,29* 28,83 ± 2,49* 28,75 ± 2,41*
Мышечная оболочка катехоламины 9,15 ± 0,32 10,50 ± 0,51* 14,75 ±1,85** 13,45 ±1,22**
серотонин 55,7 0± 3,45 70,05 ± 3,08** 75,47 ± 3,22*** 64,49± 2,32*
гистамин 13,75 ± 0,85 16,21 ± 1,69 17,15 ± 1,04* 15,7 ± 0,91

* - P < 0.05; ** - P < 0.01; *** - P < 0.001 по сравнению с контролем.

Энтерохромаффинные клетки пищеварительного тракта, являющиеся источником биологически активного вещества серотонина, также подвергаются влиянию этанола. Учитывая достаточно высокий уровень серотонина у контрольных животных, уже на 60-е сутки алкоголизации в энтероцитах крипт наблюдается значительное нарастание его содержания до 131%. В других структурах максимальное повышение содержания наступает лишь на 120-е сутки. В мышечной оболочке серотонин достигает 135%. Следует отметить, что на 180-е сутки алкоголизации содержание данного биоамина сохраняется на достоверно высоком уровне во всех исследуемых структурах (таблица).

Несмотря на увеличение в структурах стенки подвздошной кишки катехоламинов и серотонина, соотношение серотонин/катехоламины значительно выше контрольных показателей на 60-е сутки алкогольной интоксикации. Из этого следует, что нарушается динамическое равновесие между ними с преобладанием серотонина. Повышенное его влияние на кишечник, возможно, связано с адаптационным механизмом, направленным на поддержку функциональных возможностей кишечника [10]. По литературным данным, серотонин оказывает влияние на конечное звено дифференцировки клеток [3]. При более длительной алкоголизации на сроках 120 и 180 суток в данном соотношении начинают превалировать катехоламины. Роль серотонина начинает ослабевать в большинстве структур кишечной стенки, лишь в энтероцитах поверхностного слоя ворсинок серотониновое влияние остается высоким. Учитывая токсическое воздействие этанола на клетки кишечной стенки, вероятно, возникает необходимость активации процесса дифференцировки бокаловидных клеток слизистой оболочки и выведения этанола из организма через желудочно-кишечный тракт.

Возникающие изменения в содержании паракринных регуляторов кишечной функции, вероятно, являются одной из основных причин энтеральной недостаточности. Определенную роль в ее развитии играет гистамин. Из литературы известно, что центральное место в системе механизмов воспалительной реакции занимает гистамин. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в кишечнике этанол оказывает влияние на гистаминсодержащие клетки. В процессе алкоголизации происходит постепенное накопление данного диамина в стенке кишечника. Содержание его в тучных клетках достигает 129% на 60-е сутки и на этом уровне сохраняется на всех последующих сроках исследования. Динамика содержания гистамина в энтероцитах, расположенных в области ворсинок и крипт, а также в мышечной оболочке кишечной стенки указывает на значительное его увеличение на 120-е сутки. При дальнейшей алкоголизации показатель содержания гистамина сохраняется на высоком уровне. Это позволяет предположить индуцирующую роль провоспалительного медиатора в повреждении собственной ткани кишечника и формировании воспалительного процесса.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что в инициировании морфофункциональной недостаточности кишечника при хронической алкогольной интоксикации важную роль играет нарушение соотношений биогенных аминов, влияющих в норме на автономную нервную систему.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Быков В.Л. Развитие и гетерогенность тучных клеток / В.Л. Быков // Морфология. 2000. Т. 117. №2. С. 86-92.
  2. Высокогорский В.Е. Гликопротеиды сыворотки крови у больных алкоголизмом / В.Е. Высокогорский, О.А. Арзамасова, Н.Ю. Лукина // Наркология. − 2012. − №2. − С. 33-38.
  3. Дыгай А.М. Моноаминергическое регулирование кроветворения в экстремальных условиях / А.М. Дыгай, Е.Г. Скурихин // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. − 2011. − Т. 151. − №2. − С.171-178.
  4. Левицкий В.П. Особенности течения алкоголизма и его лечение в зависимости от типа сопутствующих церебрально-сосудистых расстройств / В.П. Левицкий, О.А. Фатеева, О.О. Любченко // Наркология. − 2006. − № 6. − С. 23-24.
  5. Нарушения механизмов, контролирующих реакцию иммунных и печеночных клеток на эндотоксин, в патогенезе алкоголь-индуцированных заболеваний печени. Гипотеза «двойного удара» / Л.Ф. Панченко [и др.] // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. − 2012. − №4. − С. 117-127.
  6. Разводовский Ю.Е. Влияние таурина на содержание в ЦНС нейроактивных соединений при синдроме отмены этанола / Ю.Е. Разводовский, Е.М. Дорошенко // Эксперимент. и клин. фармакол. − 2007. − Т. 70. − №5. − С. 38-43.
  7. Трубицина И.Е. Острый и хронический панкреатит у крыс, участие серотонита в образовании и поддержании воспалительной реакции / И.Е. Трубицина // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. Прил. №34. − 2009. −Т. 19. − №5. − С. 138.
  8. Яковлева Л.М. Динамика содержания нейромедиаторов в структурах тощей кишки крыс при хронической алкогольной интоксикации / Л.М. Яковлева Л.А. Любовцева Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. − 2013. − Т. 155. − №1. −С. 36-40.
  9. A study of methods available for cytochemical localization of histamibe by fluorescenct induced with o-phtaldehyde or acetaldehyde / S.A. Cross [et al.] // J. Histochem. − 1971. − Vol. 3. − № 6. − P. 471-476.
  10. De Ponti F. Irritable bowel syndrome: new agents targeting serotonin receptor / F. De Ponti // Drugs. − 2001. − Vol. 61. − № 3. − P. 317-332.
  11. Distinct cellular origins for serotonin-expressing and enterochromaffin-like cells in the gastric corpus / H.J. Li [et al.] // Gastroenterology. − 2014. − Vol. 146. − №3. − Р. 754-764.
  12. Falk B. Fluorescence of catecholamines and related compounds condensed with formaldehyde / В. Falk, N.A. Hillarp, G. Thieme // J. Histochem. Cytochem. − 1962. − Vol. 10. − P. 348-354.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Яковлева Любовь Максимовна

профессор кафедры нормальной и патологической физиологии ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова», доктор биологических наук

Юсов Александр Аринариевич

доцент нормальной и патологической физиологии ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова», кандидат биологических наук

Яковлев Павел Павлович

клинический ординатор ФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта»

Адрес для переписки:

428015, Чувашская Республика, г. Чебоксары, Московский пр., 15

Тел.: +7(8352) 58-31-93

E-mail: 28Lybov@mail.ru

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:

Lubov Maksimovna Yakovleva

professor of the Normal and Pathological Physiology department at FSBEI HPE «the Chuvash State University named after I.N. Ulyanov», Doctor of Biology

Alexander Arinarievich Yusov

associate professor of the Normal and Pathological Physiology department at FSBEI HPE «the Chuvash State University named after I.N. Ulyanov», Ph.D.

Pavel Pavlovich Yakovlev

resident physician FSBSI «the Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott»

Correspondence address:

Moskovskiy av., 15, Cheboksary, the Chuvash Republic, 428015

Tel.: +7 (8352) 62-66-37

E-mail: 28Lybov@mail.ru

L.M. YAKOVLEVA,

A.A. YUSOV, P.P. YAKOVLEV

INFLUENCE OF CHRONIC ALCOHOL INTOXICATION ON BIOGENIC AMINES' CONTENT IN ENTERIC STRUCTURE OF THE EXPERIMENTAL RATS

the Chuvash State University named after I.N. Ulyanov, Cheboksary

the Research Institute of Obstetrics ,Gynecology andReproductology named after D.O.Ott, Saint-Petersburg

The article presents the results of study of catecholamines, serotonin and histamine content in the ileum of the experimental rats. With the help of fluorescence microscopy and cytospectroflyuorometre it has been characterized the quantitative features of bioaminocontaining cell elements of the intestinal wall. It was revealed that chronic alcohol intoxication leads to an increase of biogenic amines in the enterocytes of the villi, crypts, mast cells of submucous coat and in adrenergic nerve fibers of the connective tissue layer of the muscle membrane. In each studied period the dynamic equilibrium between bioamines and its paracrine effect on the surrounding tissue has been violated.

Key words: chronic alcohol intoxication, biogenic amines, enteric structures.