vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestim-380Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEУЧАСТИE АРГИНАЗЫ ПЕЧЕНИ И КЛЕТОК КУПФЕРА В ПРОЦЕССАХ ДЕТОКСИКАЦИИ И РАЗВИТИЯ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА У КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ЭТАНОЛОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИPARTICIPATION OF LIVER ARGINASE AND KUPFFER’S CELLS IN THE PROCESSES OF DETOXICATION AND DEVELOPMENT OF THE OXYDATIVE STRESS IN RATS WITH CHRONIC ETHANOL INTOXICATIONВисмонтФ. И.VismontF. I.

член-коррреспондент, д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой

Corresponding Member, D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

patfiz@bsmu.byЛобановаВ. В.LobanovaV. V.

соискатель кафедры патологической физиологии

Applicant of the Department

patfiz@bsmu.byБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical University201708102017031521Copyright © Висмонт Ф.И., Лобанова В.В., 20172017Висмонт Ф.И., Лобанова В.В.Vismont F.I., Lobanova V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/380

Известно, что заболеваемость и смертность при регулярном употреблении алкогольных напитков связаны с токсическим воздействием этанола на важнейшие органы человека и в первую очередь на печень. К настоящему времени накопилось достаточное количество фактов, свидетельствующих об участии клеток Купфера (КК) и аргиназы печени в процессах жизнедеятельности в норме и при патологии. Целью исследования было выяснение значимости аргиназы печени и КК в процессах детоксикации и развития оксидативного стресса у крыс при хронической этаноловой интоксикации. С использованием современных физиологических, биохимических методов исследования и фармакологического подхода в опытах на крысах установлено, что хроническая этаноловая интоксикация приводит к снижению темпера- туры тела, активности аргиназы печени и повышению уровня «средних молекул», NO3− / NO2−, содержания продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в плазме, степени токсичности крови, активности аланинаминотрансферразы и аспартатаминотрансферразы, а также к увеличению продолжительности наркотического сна. В условиях угнетения аргиназы печени Nω-гидроксинор-L-аргинином действие этанола сопровождается более значимым угнетением детоксикационной функции печени, повышением содержания NO3− / NO2− в плазме, продуктов ПОЛ в крови и печени, понижением температуры тела. Депрессия КК гадолиния хлоридом ослабляет токсический эффект этанола на печень, а также приводит к развитию характерных изменений активности аргиназы печени, процессов детоксикации, ПОЛ и температуры тела у крыс с хронической этаноловой интоксикацией.

 

Abstract

Abstract. Alcohol pathology is one of the most important problems of modern medicine. It is known that a high rate of morbidity and mortality caused by a regular use of alcoholic beverages is associated with toxic effects of ethanol on the most important human organs, primarily liver. To date, a sufficient number of facts have been accumulated, indicating the significance of Kupffer’s cells and liver arginase in the processes of life in normal and pathological conditions.The aim of the present investigation was to determine the liver arginase activity and the significance of Kupffer’s cells in the processes of detoxication and development of the oxydative stress in rats with chronic ethanol intoxication.1 In experiments on rats it was established that chronic ethanol intoxication is accompanied by a decrease in body temperature, liver arginase activity and by an increase in the level of «middle molecules», NO−3 / NO−2, lipide peroxidation products in plasma, the extent of blood toxicity, the activity of plasma alanineaminotransferase and aspartateaminotransferase, as well as in the duration of narcotic sleep. In the conditions of liver arginase depression by Nω-hydroxy-nor-L-arginine, chronic alcoholization is accompanied by a more significant inhibition of the liver detoxication function, an increase in the content of NO−3 / NO−2 in plasma, lipid peroxidation products in the blood and liver and by a decrease in body temperature. Inhibition of the activity of Kupffer’s cells by gadolinium chloride reduces the toxic effect of ethanol on the liver, as well as on typical changes in the liver arginase activity, detoxification processes, and body temperature in rats with chronic ethanol intoxication.

 

 

хроническая этаноловая интоксикациядетоксикацияаргиназа печениперекисное окисление липидовклетки Купфераchronic ethanol intoxicationdetoxificationlipide peroxidation productsliver arginaseKupffer’s cellsReferencesБуко, В. У. Метаболические последствия алкогольной интоксикации / В. У. Буко, О. Я. Лукивская, А. М. Хоха; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т биохимии. – Минск: Беларус. навука, 2005. – 207 с.Buko V. U., Lukivskaya O. Ya., Chocha A. M. Metabolic effects of alcohol intoxication. National Academy of Sciences of Belarus, Institute of Biochemistry. Minsk, 2005. 207 p. (in Russian).Маянский, Д. Н. Клетки Купфера и патология печени / Д. Н. Маянский // Патологическая физиология и экспериментальная медицина. – 1985. – № 4. – С. 80–86.Maianskii, D. N. Kupffer cells and liver pathology. Patologicheskaia fiziologiia i eksperimental’naia meditsina [Pathological Physiology and Experimental Medicine], 1985, no. 4, pp. 80–86. (in Russian).Висмонт, Ф. И. О роли клеток Купфера и гепатоцитов в механизмах реализации влияния трийодтиронина на процессы детоксикации и регуляции температуры тела / Ф. И. Висмонт, С. А. Артюшкевич // Белорус. мед. журн. – 2005. – Т. 13, № 3. – С. 45–47.Vismont F. I., Artyushkevich S. A. On the role of Kupffer cells and hepatocytes in the mechanisms of implementation of triiodothyronine influence on the processes of detoxification and regulation of body temperature. Belorusskii miditsinskii zhurnal [Belarusian Medical Journal], 2005, vol. 13, no. 3, pp. 45–47. (in Russian).Висмонт, Ф. И. Роль клеток Купфера и α1-антитрипсина плазмы крови в регуляции детоксикационной функции печени, формировании тиреоидного статуса и терморегуляции при бактериальной эндотоксинемии / Ф. И. Висмонт, М. А. Глебов // Мед. журн. – 2013. – № 4 (46). – С. 54–57.Vismont F. I., Glebov M. A. The role of Kupffer cells and α1-antitrypsin of blood plasma in the regulation of liver detoxification function, the formation of thyroid status and thermoregulation in bacterial endotoxemia. Meditsinskii zhurnal [Medical Journal], 2013, no. 4, pp. 54–57. (in Russian).Ethanol-derived immunoreactive species formed by free radical mechanisms / C. Moncada [et al.] // Mol. Pharmacol. – 1994. – Vol. 46, N 4. – P. 786–791.Moncada C., Torres V., Varghese G., Albano E., Israel Y. Ethanol-derived immunoreactive species formed by free radical mechanisms. Molecular Pharmacology, 1994, vol. 46, no. 4, pp. 786–791.Kupffer cells function in thyroid hormone-induced liver oxidative stress in the rat / G. Tapra [et al.] // Free Radic. Res. – 1997. – Vol. 26, N 3. – P. 267–279.Tapra G., Pepper I., Smok G., Videla L. A. Kupffer cells function in thyroid hormone-induced liver oxidative stress in the rat. Free Radical Research, 1997, vol. 26, no. 3, pp. 267–279.Висмонт, Ф. И. Участие клеток Купфера и гепатоцитов в формировании терморегуляторных реакций организма на действие эндотоксина / Ф. И. Висмонт, К. Н. Грищенко // Здравоохранение. – 2001. – № 8. – С. 29–31.Vismont F. I. Grischenko K. N. Participation of hepatocytes and Kupffer cells in the formation of thermoregulatory reactions of the organism to the action of endotoxin. Zdravookhranenie [Healthcare], 2001, no. 8, pp. 29–31. (in Russian).Висмонт, А. Ф. Роль аргиназы печени в процессах детоксикации и ее участие в механизмах регуляции температуры тела при бактериальной эндотоксинемии / А. Ф. Висмонт, Л. М. Лобанок // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2011. – Т. 55, № 2. – С. 83–87.Vismont A. F., Lobanok L. M. The role of arginase in liver detoxification process and its participation in the mechanisms of regulation of body temperature with bacterial endotoxemia. Doklady Natsyyonal’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2011, vol. 55, no. 2, pp. 83–87. (in Russian).Mendez, J. D. Spermine inereases arginase activity in the liver after carbon tetrachloride-induced hepatic injury in Long-Evans rats / J. D. Mendez, H. De Haro, V. A. Conejo // Biomed. Pharmacother. – 2006. – Vol. 6, N 2. – P. 82–85.Mendez J. D., De Haro H., Conejo V. A. Spermine inereases arginase activity in the liver after carbon tetrachloride-induced hepatic injury in Long-Evans rats. Biomedical Pharmacotherapy, 2006, vol. 6, no. 2, pp. 82–85.Трапезникова, С. С. Активность аргиназы различных тканей крысы при алкогольной интоксикации / С. С. Трапезникова, В. М. Гуртовенко, Д. Г. Навасардянц // Вопр. мед. химии. – 1983. – Т. 29, № 4. – С. 95–98.Trapeznikova S. S., Gurtovenko V. M., Navasardiants D. G. Arginase activity of rat different tissues in alcohol intoxication. Voprosy meditsinskoi khimii [Questions of Medical Chemistry], 1983, vol. 29, no. 4, pp. 95–98. (in Russian).Тэйлор, Б. С. Индуцибильная синтаза оксида азота в печени: регуляция и функции / Б. С. Тэйлор, Л. Х. Аларсон, Т. Р. Биллиар // Биохимия. – 1998. – Т. 63, № 7. – С. 905–923.Teylor B. S., Alarson L. Kh., Billiar T. R. Inducible nitric oxide synthase in the liver: regulation and function. Biokhimiia [Biochemistry], 1998, vol. 63, no. 7, pp. 905–923. (in Russian).Hallemeesch, M. M. Reduced arginine avaliability and nitric oxide production / M. M. Hallemeesch, W. H. Lamers, N. E. Deutz // Clin. Nutr. – 2002. – Vol. 21, N 4. – P. 273–279.Hallemeesch M. M., Lamers W. H., Deutz N. E. Reduced arginine avaliability and nitric oxide production. Clinical Nutrition, 2002, vol. 21, no. 4, pp. 273–279.Scibior, D. Arginine – metabolism and functions in the human organism / D. Scibior, H. Czeczot // Postepy Hig. Med. Dosw. – 2004. – Vol. 58. – P. 321–332.Scibior D., Czeczot H. Arginine – metabolism and functions in the human organism. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 2004, vol. 58, pp. 321–332.Gerstberger, R. Nitric oxide and body temperature Control / R. Gerstberger // News Physiol. Sci. – 1999. – Vol. 14, N 2. – P. 30–36.Gerstberger R. Nitric oxide and body temperature control. News in Physiological Sciences, 1999, vol. 14, no. 2, pp. 30–36.О нормах кормления лабораторных животных и продуцентов [Электронный ресурс]: приказ М-ва здравоохранения СССР от 10 марта 1966 г., № 163 // Полное собрание законодательства СССР. – Режим доступа: www.ussrdoc.com. – Дата доступа: 01.04.2012.On the norms of feeding laboratory animals and producers: the order of the Ministry of Health of the USSR of March 10, 1966, no. 163. Polnoe sobranie zakonodatel’stva SSSR [Complete Collection of legislation of the USSR]. Avialable at: http:// www. ussrdoc. com (accessed 01.04.2012). (in Russian).Volmar, B. Modulation of Kupfer cells activity by gadolinium chloride in endotoxemic rats / B. Volmar, D. Rettinger, G. A. Wanner // Shock. – 1996. – Vol. 6, N 6. – P. 434–441.Volmar B., Rettinger D., Wanner G. A. Modulation of Kupfer cells activity by gadolinium chloride in endotoxemic rats. Shock, 1996, vol. 6, no. 6, pp. 434–441.Geyer, J. W. Rapid method for determination of arginase activity in tissue homogenates / J. W. Geyer, D. Dabich // Anal. Biochem. – 1971. – Vol. 39, N 2. – Р. 412–417.Geyer J. W., Dabich D. Rapid method for determination of arginase activity in tissue homogenates. Analytical Biochemistry, 1971, vol. 39, no. 2, pp. 412–417.Nitrite and nitrate determinations in plasma: a critical evaluation / H. Moshage [et al.] // Clin. Chem. – 1995. – Vol. 41, N 6. – P. 892–896.Moshage H., Kok B., Huizenga J. R., Jansen P. L. Nitrite and nitrate determinations in plasma: a critical evaluation. Clinical Chemistry, 1995, vol. 41, no. 6, pp. 892–896.Способ определения веществ группы средних молекул в биологических жидкостях: а. с. 1520445 СССР, VRB F 01 № 33/50 / В. М. Моин, В. В. Николайчик, В. В. Кирковский // Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки. – 1987. – № 41. – С. 415.Moin V. M., Nikolaychik V. V., Kirkovskii V. V. The method for determining the group of substances of middle molecules in biological fluids: copyright certificate 1520445 USSR, VRB F 01, no. 33/50. Otkrytiia. Izobreteniia. Promyshlennye obraztsy. Tovarnye znaki [Discoveries. Inventions. Industrial designs. Trademarks], 1987, no. 41, p. 415. (in Russian).Способ определения токсичности биологических жидкостей: а. с. 1146570 СССР, МКИ б Ol № 1/28 / О. А. Радькова, Г. А. Бояринов, И. Н. Балишина // Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки. – 1985. – № 11. – С. 616.Rad’kova O. A., Boyarinov G. A., Balishina I. N. A method for determining the toxicity of biological fluids: copyright certificate 1146570 USSR, MKI b Ol, no. 1/28. Otkrytiya. Izobreteniya. Promyshlennye obraztsy. Tovarnye znaki [Discoveries. Inventions. Industrial designs. Trademarks], 1985, no. 11, p. 616. (in Russian).Mihara, M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test / M. Mihara, T. Uchiyama // Analyt. Biochem. – 1978. – Vol. 86, N 1. – P. 271–278.Mihara M., Uchiyama T. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Analytical Biochemistry, 1978, vol. 86, no. 1, pp. 271–278.Костюк, В. А. Спектрофотометрическое определение диеновых конъюгатов / В. А. Костюк // Вопр. мед. химии. – 1984. – № 4. – С. 125–127.Kostyuk V. A. Spectrophotometric determination of diene conjugates. Voprosy meditsinskoi khimii [Questions of Medical Chemistry], 1984, no. 4, pp. 125–127. (in Russian).Fletcher, B. L. Fluorescent products of lipid peroxidation of mitohondria and microsomes / B. L. Fletcher, C. L. Dillard, A. L. Tappel // Analyt. Biochem. – 1973. – Vol. 52, N 1. – P. 1–9.Fletcher B. L., Dillard C. L., Tappel A. L. Fluorescent products of lipid peroxidation of mitohondria and microsomes. Analytical Biochemistry, 1973, vol. 52, no. 1, pp. 1–9.Council Directive 86/609/EEC of 24 November 1986 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States regarding the protection of animals used for experimental and other scientific purposes [Electronic resource]. – Mode of access: www. eur-lex. europa. eu. – Date of access: 21.05.2012.Council Directive 86/609/EEC of 24 November 1986 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States regarding the protection of animals used for experimental and other scientific purposes. Avialable at: http:// www. eur-lex. europa. eu (accessed 21.05.2012).Надлежащая лабораторная практика = Належная лабараторная практыка = Good Laboratory Practice (GLP): ТКП 125–2008 (02040). – Введ. 01.05.2008. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Беларусь, 2008. – 35 с. – (Технический кодекс установившейся практики).Good Laboratory Practice (GLP), TСP 125–2008 (02040), Technical Code of Good Practice. Minsk, Ministry of Health of the Republic of Belarus, 2008. 35 p. (in Russian)Boucher, J. L. Selective inhibitors and substrates for arginases and nitric oxide syntheses / J. L. Boucher // Fund. Clin. Pharmacol. – 2004. – Vol. 18, N 1. – P. 5–15.Boucher J. L. Selective inhibitors and substrates for arginases and nitric oxide syntheses. Fundamental & Clinical Pharmacology, 2004, vol. 18, no. 1, pp. 5–15.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.