R Senthilkumar, N Nalini

Ключови думи

холестерол, етанол, глицин, липопротеини, триглицериди

Цитат

R Senthilkumar, N Nalini. Глицинът модулира нивата на липидите и липопротеините при плъхове с причинена от алкохол травма на черния дроб. Интернет списанието по фармакология. 2003 Том 2 Номер 2.

Резюме

Известно е, че глицинът има защитна роля срещу алкохолно увреждане на черния дроб. Целта на нашето проучване беше да се оцени ефектът на глицина върху липопротеините на черния дроб и мозъка при плъхове, хранени с алкохол. Средното общо наддаване на телесно тегло е значително по-ниско при лекувани с алкохол плъхове, но се подобрява при добавяне с глицин. Прилагането на етанол (7,9 g kg-1 телесно тегло) всеки ден на плъхове Wistar в продължение на 60 дни значително повишава нивата на общия холестерол и триглицеридите в черния дроб и мозъка. Нивата на серумен холестерол, LDL и VLDL също са били повишени при прилагане на алкохол, докато е установено, че нивата на серумен HDL са намалени в сравнение с контролните плъхове. Едновременното добавяне на глицин (0,6 g kg-1 телесно тегло) през последните 30 дни от експеримента с плъхове, приемащи алкохол, намалява значително нивата на тъкан и серумен холестерол, триглицериди и липопротеини значително в сравнение с плъховете, третирани с алкохол. Микроскопското изследване на третиран с алкохол черен дроб на плъхове показва възпалителни клетъчни инфилтрати и мастни промени, които са обърнати при лечение с глицин. По подобен начин, лекуваният с алкохол мозък на плъхове демонстрира оток, който значително намалява при лечение с глицин.

Въведение

Повечето рискови фактори, свързани с причината за чернодробните заболявания, се дължат пряко или косвено на нарушенията в метаболизма на липидите и липопротеините (1). Етанолът е мощен индуктор на хиперлипидемия както при животни, така и при хора (2). Увеличение на циркулиращите триглицериди може да се получи при гладуващи индивиди след поглъщане на етанол в продължение на няколко часа (3), както и по време на прием на алкохолни диети в продължение на няколко дни (4). Натрупването на мазнини в черния дроб действа като стимул за секрецията на липопротеини в кръвния поток и развитието на хиперлипидемия (5).

Въз основа на непрекъснато нарастващия списък на изгодната роля на глицина, ние планирахме настоящото проучване. Нашата цел беше да изясним липотропното свойство на глицин в модел на плъх с чернодробно увреждане, предизвикано от етанол.

Материали и методи

Мъжки плъхове албиноси с тегло от 150 до 170 g са набавени от Катедрата по експериментална медицина, Медицински колеж и болница Rajah Muthiah, Университета в Анамалай и са държани в полипропиленови клетки в контролирана среда (22-24 ° C) под 12 h светъл и тъмен цикъл . Стандартна диета с пелети (Hindustan Lever Ltd., Мумбай, Индия) и вода бяха осигурени adlibitum. Грижите за животните са били в съответствие с принципите и насоките на Етичния комитет за грижа за животните на Университета в Анамалай, в съответствие с индийския национален закон за грижите и употребата на животните (Рег. Номер: 166/1999/CPCESA) (14).

Холестерол, хромотропна киселина, глицерол триолеат и натриев перйодат са закупени от Sigma Chemical Company, Сейнт Луис, МО, САЩ. Железен хлорид, албумин и натриев арсенит са закупени от Ranbaxy (P) Ltd., Ню Делхи, Индия. Етанолът е получен от Неликупам, област Кудалоре, Южна Индия. Глицинът е закупен от S.D. Fine Chemicals Ltd., Мумбай, Индия. Други използвани химикали са с аналитичен клас и са получени от Central Drug House, Ню Делхи, Индия.

Животните бяха разделени на четири групи и всички бяха хранени със стандартната диета с гранули. Плъховете в групи 1 и 2 получават изокалорична глюкоза от 40% разтвор на глюкоза. Животните от групи 3 и 4 са получавали 20% етанол (2,5 ml сутринта и 2,5 ml следобед), еквивалентни на 7,9 g kg-1 телесно тегло като воден разтвор чрез интрагастрална интубация за 30 дни (15,16). В края на този период диетичният протокол на животни от група 1 и 3 не се променя. Но в допълнение, животни от група 2 получават глицин (0,6 g kg-1 телесно тегло) в дестилирана вода, а животни от група 4 получават глицин заедно с алкохол всеки ден чрез интрабация на стомаха през следващите 30 дни. Проследеният дизайн на изследването е ясно представен по-долу.

Фигура 1

интернет

Общата продължителност на експеримента е била 60 дни, в края на която част от животните са гладували цяла нощ, обезболявали са с интрамускулно инжектиране на кетамин хидрохлорид (30 mg kg-1 телесно тегло) и са били жертвани чрез дислокация на шийката на матката. Кръвта се събира в хепаринизирани епруветки и се обработва за определяне на холестерола и липопротеините и активността на липопротеиновата липаза (LPL, EC. 3.1.1.34). Черният дроб и мозъкът бяха изчистени от прилепнали мазнини, претеглени прецизно и използвани за липидна екстракция. Липидите са извлечени от тъкани, както е описано по-рано от Folch et al. (17). Общият холестерол се изчислява по метода на Sackett (18). Серумните триглицериди са оценени по метода на Фостър и Дън (19).

Липопротеин с висока плътност (HDL) е оценен в супернатанта след утаяване на серума. Съдържанието на липопротеини с много ниска плътност (VLDL) се изчислява, както следва

Фигура 2

Останалите животни бяха подложени на перфузия на цялото тяло, като се използва нормален физиологичен разтвор и 10% формалин под анестезия с лек етер. Мозъкът и черният дроб се отстраняват и се съхраняват незабавно в 10% формалин. Впоследствие тъканите бяха вградени в парафин, разрязани на тънко с помощта на микротом (5 m), оцветени с хематоксилин и еозин (H&E) и монтирани в среда с неутрален дистерен дибутилфталат ксилол (DPX) и изследвани чрез светлинна микроскопия (21).

Статистически анализ

Всички групирани данни бяха оценени статистически и значимостта на промените, причинени от лечението, беше определена с помощта на еднопосочен вариационен анализ (ANOVA), последван от Multiple Range Test (DMRT) на Дънкан чрез използване на 9.05 за windows (22). Резултатите са представени като SD на десет плъха от всяка група. Статистическата значимост е определена на р -1) (група 4) при плъхове, хранени с алкохол, намаляват нивата на холестерола значително в сравнение с нелекуваните плъхове, допълнени с алкохол. Контролните плъхове, допълнени с глицин (група 2) не показват значителна промяна в концентрациите на холестерола в черния дроб и мозъка.

Фигура 4

Ефект на алкохола и глицина върху серумния холестерол и липопротеините

Ефектът от прилагането на алкохол и глицин върху серумния холестерол и липопротеините е показан на фигура 2. Серумните нива на холестерол, LDL и VLDL са значително по-високи, а нивата на HDL значително по-ниски при плъхове, получавали алкохол (група 3), в сравнение с тези на контролните плъхове ( група 1) (р -1 телесно тегло при плъхове, хранени с алкохол, значително намалява нивата на серумния холестерол, LDL и VLDL и повишава серумните нива на HDL (група 4) в сравнение с нелекуваните плъхове, допълнени с алкохол. Глицин за контрол на плъхове (група 2 ) не са довели до значителни промени в нивата на серумния холестерол, LDL, VLDL или HDL.

Фигура 5

Ефект на алкохол и глицин върху тъканните триглицериди

Ефектът от прилагането на алкохол и глицин върху тъканните триглицериди е показан на фигура 3. Нивата на триглицеридите в черния дроб и мозъка са значително по-високи при плъхове, получавали алкохол (група 3), в сравнение с контролните плъхове (група 1) (р -1 телесно тегло към алкохол хранени плъхове значително намаляват активността на плазмените LPL (група 4) в сравнение с тези на нетретираните плъхове, допълнени с алкохол.Добавянето на глицин за контролни плъхове (група 2) не води до значителни промени в активността на LPL.

Фигура 7

Хистопатологични находки

Черният дроб на лекуваните с алкохол плъхове показва мастни промени както от макро-, така и от микровезикуларен тип и синусоидално разширение се наблюдава във всички полета (Фиг. 3). Черният дроб на лекувани с алкохол плъхове, които са получили 0,6 g kg -1 глицин, показва загуба на отделни хепатоцити чрез дегенерация и пространството, в което клетката първоначално е изглеждала празна, но няма данни за мастна промяна (Фиг. 4). Черният дроб на контролните плъхове, които получават 0,6 g kg -1 глицин, показва само фокусни области на мастна промяна. Но не до степен, наблюдавана в черния дроб на плъхове, третирани само с алкохол (фиг. 2). Контролният черен дроб демонстрира нормална чернодробна морфология (фиг. 1).

Мозъчната тъкан при лекувани с алкохол плъхове показва оток, който не е очевиден при плъхове, лекувани с глицин (Фиг. 7, 8). Мозъчната тъкан на контролни плъхове, лекувани с глицин, разкри нормален модел (Фиг. 5, 6).

Дискусия

Алкохолът е богат на калории и лишен от хранителни вещества, като по този начин допринася за натрупване на мазнини в черния дроб. От друга страна е известно, че алкохолът намалява абсорбцията на други храни и хранителни вещества от червата (23), което може да е причина за намаленото увеличаване на общото телесно тегло, наблюдавано в нашето проучване. Тези резултати корелират с предишните ни констатации (24). Освен това съотношението между теглото на черния дроб и общото телесно тегло показва 3-кратно намаляване на плъхове, хранени с алкохол, допълнени с глицин, отколкото тези на плъхове, хранени с алкохол.

Плазменият LPL е важен ензим, отговорен за хидролизата на триглицеридите, присъстващи в хиломикроните и VLDL (30). Значително ниската активност на плазмени LPL при плъхове, хранени с алкохол, както се вижда в нашето проучване, може да причини натрупване на триглицериди и хидролиза на VLDL. Хипертриглицеридемията, забелязана при алкохолно допълнени плъхове, не се наблюдава, когато плъховете са едновременно третирани с глицин. Понижаващият триглицеридите ефект на глицин може да се дължи както на повишен клирънс на периферната тъкан, така и на повишена плазмена активност на LPL.

Липопротеините са химически модифицирани чрез окисление. Тези окислени или модифицирани липопротеини не реагират с LDL рецептори, което води до естерификация на холестерола и превръщане на макрофагите в пенести клетки, като по този начин допринася за хиперлипидемията, наблюдавана при консумация на алкохол (31). Концентрациите на VLDL и LDL в серума са значително по-високи при плъхове, хранени с алкохол, отколкото в контролите, но при добавяне на глицин както нивата на VLDL, така и LDL са възстановени до почти нормални нива. Глицин, малка ампипатична аминокиселина, може да промени структурата на мембраната и да промени наличността на фосфолипиди като субстрат за биосинтеза на липопротеини (32). Непроменените нива на LDL, наблюдавани при лечение с глицин, може също да се дължат на оптималната активност на плазмения LPL, наблюдавана при тези плъхове.

HDL се счита за полезен липопротеин (33) и има отрицателен ефект върху развитието на затлъстяване на черния дроб. HDL помага за извличането на холестерола от екстрахепаталните тъкани в присъствието на лецитин холестерол ацил трансфераза (LCAT) и го довежда до черния дроб. В нашето проучване концентрацията на HDL в серума е значително по-ниска при плъхове, получаващи алкохол, отколкото при контролни плъхове. Но при допълване на глицин заедно с алкохол, повишените серумни нива на HDL при плъхове, лекувани с алкохол, могат да се отдадат на намалена плазмена LPL и LCAT активност при тези плъхове. Високите серумни концентрации на HDL при плъхове при добавяне на глицин в сравнение с плъхове, хранени с алкохол, може да се дължат на забавен клирънс и синтез на HDL съставки. В този контекст Nikkila et al (34) показват, че повишената активност на плазмените LPL води до повишаване на производството на HDL и намаляване на LDL съставките.

При плъхове, лекувани с алкохол, са наблюдавани значителни патоморфологични промени в черния дроб и мозъка. Тези промени могат да променят свойствата на клетката. Микроскопските промени, наблюдавани в черния дроб на плъхове, третирани с алкохол, са преобладаващи в центробуларната област. Наблюдаваните чернодробни увреждания могат частично да се отдадат на генерираните от цитохром-P450 метаболитни цитохром-P450-зависими ензимни активности в черния дроб, които са склонни да присъстват в най-голямата си концентрация близо до централната вена и най-ниско близо до периферните места (35). Добавянето на глицин към третирани с алкохол плъхове намалява мастната промяна и подобрява хистоморфологията на черния дроб.

Микродисплазия и спонгиоформни промени са демонстрирани в хипоталамусния и таламичния региони на мозъка на плъхове, лекувани с алкохол (36). Те са показателни за локални нарушения на мозъчното развитие. В настоящото проучване наблюдавахме оток в мозъка на лекувани с алкохол плъхове, който беше обърнат при лечение с глицин.

Контролните плъхове също са третирани с глицин, за да се изследва ролята на глицина сам по себе си при контролирани условия и да се оцени статистически степента на ползата, която той предлага при алкохолно-индуцирана хепатотоксичност. Данните не показват значителен ефект върху серумните липопротеини и тъканните липиди, когато се прилага глицин.

Заключение

Горните данни показват, че прилагането на глицин има хиполипидемичен ефект при животински модел на индуцирана от алкохол хиперлипидемия. Значителни подобрения в хистопатологичните промени, наблюдавани в черния дроб и мозъка на алкохолно допълнени плъхове, третирани с глицин, корелират с нашите биохимични находки, подчертаващи защитната роля на глицина.