Preview

Медицинская иммунология

Расширенный поиск

Моделирование синдрома системной воспалительной реакции химической индукцией травмы толстого кишечника у крыс

https://doi.org/10.15789/1563-0625-MOS-1839

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

Ю. Ю. Борщев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ; ООО «НИЦ Пробиокод СП»
Россия

Борщев Ю.Ю. – заведующий НИО токсикологии, Институт экспериментальной медицины; ООО «НИЦ Пробиокод СП»

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;
Москва



И. Ю. Буровенко
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ; ГОУ «Приднестровский государственный университет имени Т.Г. Шевченко»
Россия

Буровенко И.Ю. – аспирант

г. Тирасполь, Республика Молдова;
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;



А. Б. Карасева
ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»
Россия

Карасева А.Б. – научный сотрудник НИО молекулярной микробиологии

Санкт-Петербург



С. М. Минасян
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ
Россия

Минасян С.М. – к.м.н., старший научный сотрудник НИЛ микроциркуляции и метаболизма миокарда

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;



В. Ю. Борщев
Технический университет Молдовы
Молдова

Борщев В.Ю. – студент

г. Кишинев, Республика Молдова



Н. Ю. Семенова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ
Россия

Семенова Н.Ю. – научный сотрудник НИО патоморфологии ЦДТИ

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2



О. В. Борщева
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ
Россия

Борщева О.В. – младший научный сотрудник НИО токсикологии ЦДТИ

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2



В. В. Половинкин
ГБУЗ «Научно-исследовательский институт – Краевая клиническая больница № 1 имени профессора С.В. Очаповского» Министерства здравоохранения Краснодарского края
Россия

Половинкин В.В. – д.м.н., заведующий колопроктологическим отделением

г. Краснодар



Г. Г. Родионов
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» МЧС России
Россия

Родионов Г.Г. – д.м.н., заведующий НИЛ токсикологии и лекарственного мониторинга

Санкт-Петербург



А. Н. Суворов
ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»
Россия

Суворов А.Н. – д.м.н., член-корр. РАН, заведующий НИО молекулярной микробиологии; заведующий кафедрой фундаментальной медицины и медицинских технологий

Санкт-Петербург



М. М. Галагудза
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ
Россия

Галагудза М.М. – д.м.н., член-корр. РАН, директор Института экспериментальной медицины;

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;



Список литературы

1. Аверина О.В., Ермоленко Е.И., Ратушный А.Ю., Тарасова Е.А., Борщев Ю.Ю., Леонтьева Г.Ф., Крамская Т.А., Котылева М.П., Даниленко В.Н., Суворов А.Н. Влияние пробиотиков на продукцию цитокинов в системах in vitro и in vivo // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 5. C. 443-454. [Averina O.V., Ermolenko E.I., Ratushniy A.Yu., Tarasova E.A., Borshchev Yu.Yu., Leontieva G.F., Kramskaya T.A., Kotyleva M.P., Danilenko V.N., Suvorov A.N. Influence of probiotics on cytokine production in the in vitro and in vivo systems. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 5, pp. 443-454. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2015-5-443-454.

2. Борщев Ю.Ю., Ермоленко Е.И. Метаболический синдром и микроэкология кишечника // Трансляционная медицина, 2014. № 1. С. 19-28. [Borshchev Yu.Yu., Ermolenko E.I. Metabolic syndrome and intestinal microecology. Translyatsionnaya meditsina = Translational Medicine, 2014, no. 1, pp. 19-28. (In Russ.)]

3. Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., Буровенко И.Ю., Борщев В.Ю., Галагудза М.М. Антибиотик-индуцированный дисбиоз кишечника и устойчивость миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению у крыс с различным микробиологическим статусом // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология, 2018. № 10 (158). С. 62-67. [Borshchev Yu.Yu., Minasian S.M., Burovenko I.Yu., Borshchev V.Yu., Galagudza M.M. Antibiotic-induced intestinal dysbiosis and myocardial tolerance to ischemia-reperfusion injury in rats with different microbiological status. Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Russian Journal of Experimental and Clinical Gastroenterology, 2018, no. 10 (158), pp. 62-67. (InRuss.)]

4. Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., Буровенко И.Ю., Ермоленко Е.И., Суворов А.Н., Галагудза М.М. Влияние пробиотического штамма E. Faecium L3 на устойчивость миокарда к ишемии-реперфузии в модели антибиотик-индуцированного дисбиоза кишечника // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2016. Т. 102, № 11. С. 1323-1332. [Borshchev Yu.Yu., Minasian S.M., Burovenko I.Yu., Ermolenko E.I., Suvorov A.N., Galagudza M.M. Influence of probiotic strain E. Faecium L3 on myocardial tolerance to ischemiareperfusion injury in the model of antibiotic-induced intestinal dysbiosis. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova = Russian Journal of Physiology, 2016, Vol. 102, no. 11, pp. 1323-1332. (In Russ.)]

5. Борщев Ю.Ю., Синица А.В., Захарченко М.М., Борщев В.Ю., Буровенко И.Ю., Галагудза М.М. Влияние антибиотикоиндуцированного дисбиоза и его коррекции пробиотиками на устойчивость миокарда к ишемически-реперфузионному повреждению у крыс SPF категории // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2018. Т. 166, № 10. С. 426-430. [Borshchev Yu.Yu., Sinitsa A.V., Zakharchenko M.M., Borshchev Vu.Yu., Burovenko I.Yu., Galagudza M.M. Еffect of antiobiotic-induced disbiosis and its correction with probiotics on myocardial tolerance to ischemia-reperfusion injury in SPF rats. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2018, Vol. 166, no. 10, pp. 426-430. (In Russ.)]

6. Джавец Э., Мельник Дж.Л., Эйдельберг Э.А. Руководство по медицинской микробиологии: в 3-х т.: пер. с англ. / под ред. Т.В. Перадзе. М.: Медицина, 1982. Т. 2. С. 9-18. [Jawetz E., Melnick J.L., Adelberg E.A. Review of medical microbiology: in 3 vol. Engl. transl. Ed. T.V. Peradze]. Moscow: Medicine, 1982, Vol. 2, pp. 9-18.

7. Дисбиоз кишечника: руководство по диагностике и лечению / под ред. Е.И. Ткаченко, А.Н. Суворова. СПб.: ИнформМед, 2009. 276 с. [Intestinal dysbiosis. Guidelines for diagnosis and treatment. Ed. E.I. Tkachenko, A.N. Suvorov]. St. Petersburg: InformMed, 2009. 276 p.

8. Князев О.В., Шкурко Т.В., Фадеева Н.А., Бакулин И.Г., Бордин Д.С. Эпидемиология хронических воспалительных заболеваний кишечника. Вчера, сегодня, завтра // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология, 2017. № 3 (139). С. 4-12. [Knyazev O.V., Shkurko T.V., Fadeeva N.A., Bakulin I.G., Bordin D.S. Epidemiology of chronic inflammatory bowel disease. Yesterday, today, tomorrow. Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Russian Journal of Experimental and Clinical Gastroenterology, 2017, no. 3 (139), pp. 4-12. (In Russ.)]

9. Королев Д.В., Александров И.В., Галагудза М.М., Сыренский А.В., Сонин Д.Л., Егорова Е.И. Автоматизация получения и обработки данных физиологического эксперимента // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2008. Т. 7, № 2 (26). С. 79-84. [Korolev D.V., Alexandrov I.V., Galagoudza M.M., Syrensky A.V., Sonin D.L., Egorova E.I. Automation of data acquisition and processing in physiological experiments. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya = Regional Hemodynamics and Microcirculation, 2008, Vol. 7, no. 2 (26), pp. 79-84. (In Russ.)]

10. Минасян С.М., Бадриханова Л.Р., Галагудза М.М. Курапеев Д.И. Сравнительное исследование защитного эффекта гипотермии, ишемического прекондиционирования и модифицированных кардиоплегических растворов при ишемии-реперфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2008. Т. 7, № 2 (26). С. 72-78. Minasyan S.M., Badrikhanova L.R., Galagudza M.M., Kurapeev D.I. Comparative research of protective effect of a hypothermia, ischemic preconditioning and the modified cardioplegic solutions at ischemia-reperfusion of the rat’s isolated heart. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya = Regional Hemodynamics and Microcirculation, 2008, Vol. 7, no. 2, pp. 72-78. (In Russ.)]

11. Осиков М.В., Симонян Е.В., Бакеева А.Е., Бойко М.С., Бивалькевич В.А. Экспериментальное моделирование и перспективные направления коррекции гомеостаза при воспалительных заболеваниях кишечника // Аспирантский вестник Поволжья, 2018. № 1-2. С. 153-160. [Osikov M.V., Simonyan E.V., Bakeeva A.E., Boyko M.S., Bivalkevich V.A. Experimental modeling and future directions of homeostasis correction in inflammatory bowel diseases. Aspirantskiy vestnik Povolzhya = Postgraduate Bulletin of the Volga Region, 2018, no. 1-2, pp. 153-160. (In Russ.)]

12. Пикунов Д.Ю., Рыбаков Е.Г., Головенко Е.Г. Псевдомембранозный колит (обзор литературы) // Колопроктология, 2010. № 2 (32). C. 55-60. [Pikunov D.Yu., Rybakov E.G., Golovenko E.G. Pseudomembranous colitis (literature review). Koloproktologiya = Coloproctology, 2010, no. 2 (32), pp. 55-60. (In Russ.)]

13. Разенак Й., Ситкин С.И. Воспалительные заболевания кишечника: практическое руководство. 7-е изд., перераб. и доп. М.: Форте принт, 2014. 108 с. [Rasenack J., Sitkin S.I. Inflammatory bowel diseases: a practical guide. 7th edition, revised and enlarged]. Moscow: Forte print, 2014. 108 p.

14. Фиокки К. Этиопатогенез воспалительных заболеваний кишечника // Колопроктология, 2015. № 1 (51). C. 5-20. [Fiocchi С. Etiopathogenesis of inflammatory bowel disease. Koloproktologiya = Coloproctology, 2015, no. 1 (51), pp. 5-20. (In Russ.)]

15. Adams S.D., Mercer D.W. Fulminant Clostridium difficile colitis. Curr. Opin. Crit. Care, 2007, Vol. 13, no. 4, pp. 450-455.

16. Baumgart D.C., Sandborn W.J. Inflammatory bowel disease: clinical aspects and established and evolving therapies. Lancet, 2007, Vol. 369, no. 9573, pp. 1641-1657.

17. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B., Dellinger R.P., Fein A.M., Knaus W.A, Schein R.M., Sibbald W.J. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Conference Committee. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine. Chest, 1992, Vol. 101, no. 6, pp. 1644-1655.

18. Dobner J., Kaser S. Body mass index and the risk of infection – from underweight to obesity. Clin. Microbiol. Infect., 2018, Vol. 24, no. 1, pp. 24-28.

19. Ermolenko E., Rybalchenko O., Borshev Y., Tarasova E., Kramskaya T., Leontieva G., Kotyleva M., Orlova O., Abdurasulova I., Suvorov A. Influence of monostrain and multistrain probiotics on immunity, intestinal ultrastructure and microbiota in experimental dysbiosis. Benef. Microbes, 2018, Vol. 9, no. 6, pp. 937-949.

20. Fallucca F., Fontana L., Fallucca S., Pianesi M. Gut microbiota and Ma-Pi 2 macrobiotic diet in the treatment of type 2 diabetes. World J. Diabetes, 2015, Vol. 6, no. 3, pp. 403-411.

21. Kumar M., Dhaka P., Vijay D., Vergis J., Mohan V., Kumar A., Kurkure N.V., Barbuddhe S.B., Malik S.V., Rawool D.B. Antimicrobial effects of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus acidophilus against multidrugresistant enteroaggregative Escherichia coli. Int. J. Antimicrob. Agents, 2016, Vol. 48, no. 3, pp. 265-270.

22. Lam V., Su J., Koprowski S., Hsu A., Tweddell J.S., Rafiee P., Gross G.J., Salzman N.H., Baker J.E. Intestinal microbiota determine severity of myocardial infarction in rats. FASEB J., 2012, Vol. 26, pp. 1727-1735.

23. Martín R., Chain F., Miquel S., Motta JP., Vergnolle N., Sokol H., Langella P. Using murine colitis models to analyze probiotics-host interactions. FEMS Microbiol. Rev., 2017, Vol. 41, no. 1, pp. S49-S70.

24. Saad M.J., Santos A., Prada P.O. Linking gut microbiota and inflammation to obesity and insulin resistance. Physiology (Bethesda), 2016, Vol. 31, no. 4, pp. 283-293.

25. Sanmiguel C., Gupta A., Mayer E.A. Gut microbiome and obesity: a plausible explanation for obesity. Curr. Obes. Rep., 2015, Vol. 4, no. 2, pp. 250-261.

26. Tordjman J., Guerre-Millo M., Clement K. Adipose tissue inflammation and liver pathology in human obesity. Diabetes Metab., 2008, Vol. 34, no. 6, Pt 2, pp. 658-663.

27. Zhu H., Sun X., Wang D., Hu N., Zhang Y. Doxycycline ameliorates aggregation of collagen and atrial natriuretic peptide in murine post-infarction heart. Eur. J. Pharmacol., 2015, Vol. 754, pp. 66-72.


Дополнительные файлы

1. Метаданные
Тема
Тип Чистый текст
Скачать (15KB)    
Метаданные
2. Титульный лист
Тема
Тип Чистый текст
Скачать (17KB)    
Метаданные
3. Резюме
Тема
Тип Чистый текст
Скачать (42KB)    
Метаданные
4. Рисунок_1. Динамика изменения массы тела, потребления воды, корма
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (55KB)    
Метаданные
5. Рисунок_2. Масса внутренних органов
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (50KB)    
Метаданные
6. Рисунок_3. Бактериальный состав микробиоты фекалий крыс из различных групп (ПЦР-РВ)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (249KB)    
Метаданные
7. Рисунок_4.Количественное содержание уксусной и пропионовой кислоты в сыворотке крови.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (53KB)    
Метаданные
8. Рисунок_5. Гемодинамические показатели и площадь некроза миокарда изолированного сердца.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (212KB)    
Метаданные
9. Таблица_1.Биохимические показатели крови крыс в группах по окончании эксперимента
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (40KB)    
Метаданные
10. Таблица_2.Уровень ТNF-α, IL-8, MCP-1, СRP и LPS в крови животных
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (40KB)    
Метаданные
11. исходные данные
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (14KB)    
Метаданные
12. Названия рисунков.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (14KB)    
Метаданные
13. Литература
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (28KB)    
Метаданные
14. Подписи авторов
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (375KB)    
Метаданные
15. Направление в редакцию
Тема
Тип Чистый текст
Скачать (469KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Борщев Ю.Ю., Буровенко И.Ю., Карасева А.Б., Минасян С.М., Борщев В.Ю., Семенова Н.Ю., Борщева О.В., Половинкин В.В., Родионов Г.Г., Суворов А.Н., Галагудза М.М. Моделирование синдрома системной воспалительной реакции химической индукцией травмы толстого кишечника у крыс. Медицинская иммунология. 2020;22(1):87-98. https://doi.org/10.15789/1563-0625-MOS-1839

For citation:


Borschev Y.Y., Burovenko I.Y., Karaseva A.B., Minasyan S.M., Borschev V.Y., Semenova N.Y., Borshcheva O.V., Polovinkin V.V., Rodionov G.G., Suvorov A.N., Galagudza M.M. Modeling of systemic inflammatory response syndrome by chemical induction of colon injury in rats. Medical Immunology (Russia). 2020;22(1):87-98. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-MOS-1839

Просмотров: 34


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1563-0625 (Print)
ISSN 2313-741X (Online)