Пул свободных аминокислот и их производных в коже крыс и морфологическая структура кожи при остром аллергическом контактном дерматите

Проведена оценка содержания свободных аминокислот в коже крыс при экспериментальном остром аллергическом контактном дерматите (АКД). Концентрацию аминокислот (АК) определяли методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Острый АКД моделировали с применением 2,4-динитрохлорбензола.

В образцах кожи крыс при развитии острого АКД выявлено повышение уровней аспарагиновой и глутаминовой кислот, валина, лейцина, фенилаланина, лизина и таурина и снижение содержания метионина, тирозина, триптофана, α-аминомасляной кислоты, ансерина. О дисбалансе метаболизма аминокислот свидетельствовало повышение соотношения аминокислоты с разветвленной углеродной цепью/ароматические аминокислоты за счет снижения уровня ароматических аминокислот. Повышение соотношения Phe/Tyr указывало на снижение активности гидроксилазного пути метаболизма фенилаланина, а снижение соотношения Met/Tau являлось следствием активации метаболизма серосодержащих аминокислот в коже крыс. При этом только в коже крыс с острым АКД уровни валина, изолейцина и лизина отрицательно коррелировали с уровнем TNF-1α крови, что подтверждает их противовоспалительный эффект.

При гистологическом исследовании выявлена воспалительная реакция, проявляющаяся лимфоцитарной инфильтрацией различных слоев кожи (эпидермис, субэпидермальный слой). В субэпителиальных отделах отмечались периваскулярная пролиферация фибробластов, формирование субэпидермального фиброза. Верхний слой шиповатого слоя был некротизирован, а в зернистом слое наблюдались некроз и выраженный кариопикноз ядер. Толщина эпидермиса была увеличена, а внедрение лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов в эпидермис отмечалось до клеток шиповатого слоя.

Полученные данные свидетельствуют о выраженном метаболическом дисбалансе аминокислот в коже крыс при остром АКД, проявляющемся в обеднении аминокислотного пула за счет ароматических и серосодержащих аминокислот, нарушении метаболизма фенилаланина, а также в повышении уровня иммуногенных аминокислот, играющих функциональную роль в регуляции противовоспалительной, антиоксидантной систем и пролиферативной активности клеток иммунной системы на фоне выраженного воспалительного процесса.

1. Atopic eczema: genetics or environment? / B. Wüthrich [et al.] // Ann. Agric. Environ. Med. – 2007. – Vol. 14, N 2. – P. 195–201.

2. Contact allergy: A review of current problems from a clinical perspective / W. Uter [et al.] // Int. J. Environ. Res. Publ. Health. – 2018. – Vol. 15, N 6. – P. 1108. https://doi.org/10.3390/ijerph15061108

3. Minimum standards on prevention, diagnosis and treatment of occupational and work-related skin diseases in Europe – position paper of the COST Action StanDerm (TD 1206) / J. H. Alfonso [et al.] // J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. – 2017. – Vol. 31, suppl. 4. – P. 31–43. https://doi.org/10.1111/jdv.14319

4. Holeček, M. Branched-chain amino acidsin health and disease: Metabolism, alterationsin blood plasma, and assupplements/ M. Holeček // Nutr. Metab. (Lond). – 2018. – Vol. 15. – Art. 33. https://doi.org/10.1186/s12986-018-0271-1

5. Plasma free amino acid profiles evaluate risk of metabolic syndrome, diabetes, dyslipidemia, and hypertension in a large Asian population / N. Yamaguchi [et al.] // Environ. Health Prev. Med. Environ. – 2017. – Vol. 22, N 1. – Art. 35. https://doi.org/10.1186/s12199-017-0642-7

6. Bi, X. Plasma-free amino acid profiles are predictors of cancer and diabetes development / X. Bi, C. J. Henry // Nutr. Diabetes. – 2017. – Vol. 7, N 3. – P. e249. https://doi.org/10.1038/nutd.2016.55

7. Blood serum metabolome of atopic dermatitis: Altered energy cycle and the markers of systemic inflammation / A. Ottas [et al.] // PLoS ONE. – 2017. – Vol. 12, N 11. – P. e0188580. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188580

8. Serum biomarkers of allergic contact dermatitis: A pilot study / A. Zinkevičienė [et al.] // Int. Arch. Allergy Immunol. – 2015. – Vol. 168, N 3. – P. 161–164. https://doi.org/10.1159/000442749

9. A multi-omics analysis reveals metabolic reprogramming in THP-1 cells upon treatment with the contact allergen DNCB / F. Mussotter [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2018. – Vol. 340. – P. 21–29. https://doi.org/10.1016/j.taap.2017.12.016

10. Simonetta, F. Animal models of contact dermatitis [Electronic resource] / F. Simonetta, C. Bourgeois // Contact Dermatitis / ed. Y. S. Ro. – Mode of access: http://dx.doi.org/10.5772/29462. – Date of access: 27.06.2024.

11. Дорошенко, Е. М. Структура пула свободных аминокислот и их производных плазмы крови у пациентов с ишемической болезнью сердца и проявлением хронической сердечной недостаточности / Е. М. Дорошенко, В. А. Снежицкий, В. В. Лелевич // Журн. Гродн. гос. мед. ун-та. – 2017. – T. 15, № 5. – C. 551–556.

12. Functions and signaling pathways of amino acids in intestinal inflammation / F. He [et al.] // Biomed. Res. Int. – 2018. – Vol. 2018. – Art. ID 9171905. https://doi.org/10.1155/2018/9171905

13. A tryptophan metabolite of the skin microbiota attenuates inflammation in patients with atopic dermatitis through the aryl hydrocarbon receptor / J. Yu [et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. – 2019. – Vol 143, N 6. – P. 2108–2119.e12. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2018.11.036

14. Dysregulation of tryptophan catabolism at the host-skin microbiota interface in hidradenitis suppurativa / L. GueninMacé [et al.] // JCI Insight. – 2020. – Vol. 5, N 20. – P. e140598. https://doi.org/10.1172/jci.insight.140598

15. Immunomodulatory role of branched-chain amino acids / A. Bonvini [et al.] // Nutr. Rev. – 2018. – Vol. 76, N 11. – P. 840–856. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuy037

16. Coordinated modulation of energy metabolism and inflammation by branched-chain amino acids and fatty acids / Z. Ye [et al.] // Front. Endocrinol. (Lausanne). – 2020. – Vol. 11. – P. 617. https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00617

17. The components of Huang-Lian-Jie-Du-Decoction act synergistically to exert protective effects in a rat ischemic stroke model / Q. Zhang [et al.] // Oncotarget. – 2016. – Vol. 7. – P. 80872–80887. https://doi.org/10.18632/oncotarget.12645

18. Antigen receptor control of methionine metabolism in T cells / L. V. Sinclair [et al.] // Elife. – 2019. – Vol. 8. – P. e44210. https://doi.org/10.7554/eLife.44210

19. Marcinkiewicz, J. Taurine and inflammatory diseases / J. Marcinkiewicz, E. Kontny // Amino Acids. – 2014. – Vol. 46, N 1. – P. 7–20. https://doi.org/10.1007/s00726-012-1361-4

20. A NMR-based metabonomics approach to determine protective effect of a combination of multiple components derived from naodesheng on ischemic stroke rats / L. Luo [et al.] // Molecules. – 2019. – Vol. 24, N 9. – Art. 1831. http://doi.org/10.3390/molecules24091831

21. Glutamate and aspartate alleviate testicular/epididymal oxidative stress by supporting antioxidant enzymes and immune defense systems in boars / W. Tang [et al.] // Sci. China Life Sci. – 2020. – Vol. 63, N 1. – P. 116–124. https://doi.org/10.1007/ s11427-018-9492-8

22. Dietary supplementation with L-glutamate and L-aspartate alleviates oxidative stress in weaned piglets challenged with hydrogen peroxide / J. Duan [et al.] // Amino Acids. – 2016. – Vol. 48, N 1. – P. 53–64. https://doi.org/10.1007/s00726- 015-2065-3