Борщев Ю.Ю. – заведующий НИО токсикологии, Институт экспериментальной медицины; ООО «НИЦ Пробиокод СП»
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;Москва
Borshchev Yu.Yu., Head, Research Department of Toxicology, Institute of Experimental Medicine
197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.Moscow
Буровенко И.Ю. – аспирант
г. Тирасполь, Республика Молдова;197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;
Burovenko I.Yu., Postgraduate Student
Tiraspol, Republic of Moldova;197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.
Карасева А.Б. – научный сотрудник НИО молекулярной микробиологии
Санкт-Петербург
Karaseva A.B., Research Associate, Research Department of Molecular Microbiology
St.Petersbur
Минасян С.М. – к.м.н., старший научный сотрудник НИЛ микроциркуляции и метаболизма миокарда
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;
Minasyan S.M., PhD (Medicine), Senior Research Associate, Research Laboratory for Myocardial Microcirculation and Metabolism
197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.
Борщев В.Ю. – студент
г. Кишинев, Республика Молдова
Borshchev V.Yu., Student
Kishinev, Republic of Moldova
Семенова Н.Ю. – научный сотрудник НИО патоморфологии ЦДТИ
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2
Semenova N.Yu., Research Associate, Research Department of Pathology
197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.
Борщева О.В. – младший научный сотрудник НИО токсикологии ЦДТИ
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2
Borshcheva O.V., Junior Research Associate, Research Department of Toxicology
197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.
Половинкин В.В. – д.м.н., заведующий колопроктологическим отделением
г. Краснодар
Polovinkin V.V., PhD, MD (Medicine), Head, Coloproctological Department
Krasnodar
Родионов Г.Г. – д.м.н., заведующий НИЛ токсикологии и лекарственного мониторинга
Санкт-Петербург
Rodionov G.G., PhD, MD (Medicine) Head, Research Laboratory of Toxicology and Drug Monitoring
St. Petersburg
Суворов А.Н. – д.м.н., член-корр. РАН, заведующий НИО молекулярной микробиологии; заведующий кафедрой фундаментальной медицины и медицинских технологий
Санкт-Петербург
Suvorov A.N., PhD, MD (Medicine), Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Research Department of Molecular Microbiology; Head, Department of Fundamental Medicine and Medical Technologies
St. Petersburg
Галагудза М.М. – д.м.н., член-корр. РАН, директор Института экспериментальной медицины;
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;
Galagudza M.M., PhD, MD (Medicine), Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Director, Institute of Experimental Medicine
197341, St. Petersburg, Akkuratova str., 2.
Цель исследования – разработка модели синдрома системной воспалительной реакции (ССВР) химической индукцией травмы толстой кишки и антибиотик-ассоциированным дисбиозом кишечника у крыс с первичным висцеральным ожирением (ПВО) для исследований устойчивости миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению. Эксперименты были выполнены на взрослых крысах-самцах стока Wistar с ПВО в условиях улучшенного конвенционального вивария. Однократно химически индуцированное воспалительное заболевание толстой кишки (ХИВЗТК) сопровождалось внутрижелудочным введением смеси антимикробных препаратов широкого спектра действия (АМП) в течение 3-х дней. Через 5 дней проводили иммунологические и биохимические исследования, изучали состав кишечной микробиоты в фекалиях и короткоцепочечных жирных кислот в крови, морфологические изменения структуры толстой кишки, гемодинамические параметры и устойчивость миокарда на модернизированной установке по Лангендорфу. У крыс с ПВО на фоне жироуглеводной диеты (ЖУД) существенно увеличились масса депозитов висцерального жира и содержание липополисахаридов (LPS) в крови. У животных с ХИВЗТК, помимо LPS, произошло достоверное увеличение концентрации провоспалительных цитокинов (TNF, IL-8, MCP-1), а после перорального введения смеси АМП, показаны выраженные нарушения пищевого поведения и эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта, глубокие деструкционные изменения в толстой кишке, качественного и количественного состава кишечной микробиоты, характерные для дисбиоза 1-й степени, и только для IL-8 отмечен высокий уровень. Повышение концентрации уксусной и пропионовой кислоты в крови показано у животных с ХИВЗТК и в большей степени у крыс с антибиотик-индуцированным дисбиозом (АИД). ЖУД существенно снизило представительство лактобацилл и бифидобактерий в толстокишечном содержимом. Индуцирование ВЗК приводит к манифестированию кишечной палочки, а дисбиоза кишечника – протей. Коморбидное сочетание патологических изменений в иммунной и пищеварительной системах вызвало достоверное увеличение площади некроза миокарда изолированного сердца на 35%, то есть снижение устойчивости миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению (ИРП).
Модель ССВР, индуцированная химической травмой толстого кишечника, отягощается введением смеси АМП и характеризуется контролируемым изменением маркеров воспаления. Степень ухудшения морфофункциональных характеристик изолированного сердца, в том числе снижение устойчивости к ИРП, соответствует острому воспалительному заболеванию кишечника с индуцированным дисбиозом кишечника. Данная модель может быть использована в экспериментальной медицине в области кардиологии, эндомикроэкологии, гастроэнтерологии и иммунологии.
Our objective was to develop a model of systemic inflammatory response syndrome (SIRS) by chemical induction of colon injury and antibiotic-associated intestinal dysbiosis in rats with primary visceral obesity (PVO) for studies of myocardial resistance to ischemia-reperfusion injury. The experiments were performed with adult Wistar male rats with PVO under improved conditions of a conventional animal clinic. The chemically induced inflammatory colon disease (CIICD) was accomplished by intragastric administration of a mixture of broad-spectrum antimicrobial agents (AMA) for 3 days. Five days later, immunological and biochemical studies were carried out, as follows: composition of the intestinal microbiota in feces and shortchain fatty acids in blood, morphological changes in the structure of the colon, hemodynamic parameters and myocardial stability with modified Langendorff system. In PVO rats, the mass of visceral fat deposits and the content of lipopolysaccharides (LPS) in the blood were significantly increased when giving them fatcarbohydrate diet (FCD). In animals with CIICD, in addition to LPS, there was a significant increase in proinflammatory cytokine concentration (TNF, IL-8, MCP-1), and after oral administration of the AMA mixture, pronounced disturbances of food behavior and evacuatory function of gastrointestinal tract, deep destructive changes in colon, as well as qualitative and quantitative composition of intestinal microbiota with characteristics typical to the first-grade dysbiosis. High levels were shown for IL-8 cytokine only. An increase in acetic and propionic acid concentrations were shown in blood in animals with CIICD, and, to a greater extent, in rats with antibiotic-induced dysbiosis (AID). FCD was followed by significantly reduced levels of lactobacilli and bifidobacteria in colonic contents. CIICD leads to detection of Escherichia coli, and intestinal dysbiosis leads to the manifestation of Proteus. A comorbid combination of pathological changes in the immune and digestive systems caused a significant increase in the area of myocardial necrosis (by 35 percent) in isolated heart by, thus presuming decreased myocardial resistance to ischemia-reperfusion injury (IRI). The SIRS model induced by chemical trauma to large intestine is aggravated by the introduction of AMAs mixture, and it is characterized by a controlled change in inflammatory markers. Deterioration of morphofunctional characteristics in isolated heart included decrease in resistance to IRI seems to correspond to acute inflammatory bowel disease with induced intestinal dysbiosis. This model can be used in experimental medicine in the field of cardiology, endomicroecology, gastroenterology, and immunology.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.