Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ИЗМЕНЕНИЯ БАЛАНСА ЦИНКА, МАГНИЯ И КАЛЬЦИЯ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ КРЫС С АЦЕТАТНОЙ МОДЕЛЬЮ УЛЬЦЕРОГЕНЕЗА

Привалова И.Л. 1 Камал Э.Т. 1 Озерова И.Ю. 1
1 ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России
В эксперименте была изучена динамика содержания микро- и макроэлементов (цинка, магния, кальция) в сыворотке крови лабораторных крыс при моделировании ацетатной язвы желудка. Концентрация ионов цинка в сыворотке крови повышалась на 38,5 % (p<0,05) к третьим суткам после аппликации ледяной уксусной кислоты на серозную оболочку пилорического отдела желудка крысы. С четвертых суток наблюдалось снижение содержания ионов цинка, которое составило 75,7 % (p<0,05) на седьмые сутки эксперимента. Концентрация магния в сыворотке крови крыс в условиях ацетатной модели язвообразования уменьшалась с четвертых суток эксперимента (на 25 %, р< 0,05) по седьмые сутки (на 38,2 %, р<0,05). Содержание кальция возрастало на 24,7 % на третьи сутки, а к четвертым снижалось на 29,1 % (р<0,05), а к шестым суткам восстанавливалось до значений контрольной группы. Динамика изменения содержания электролитов (цинка, магния, кальция) в сыворотке крови крыс коррелировала с изменениями значения \"язвенного индекса\" Паулса.
экспериментальное язвообразование
ацетатная модель
цинк
магний
кальций.
1. Лаврова А.Е. Дефицит цинка в патогенезе хронического гастродуоденита у детей дошкольного возраста; обоснование методов коррекции / А.Е. Лаврова, Л.А. Щеплягина // Рос. педиатр. журн. – 2004. – № 4. – С. 44-46.
2. Лифшиц И.В. Значение клинико-эндоскопических, биохимических, морфологических критериев и микроэлемента цинка в прогнозировании течения язвенной болезни: автореф. дис. … канд. мед. наук. – Саратов, 2005. – 26 с.
3. Масловский Л.В. Труднорубцующиеся гастродуоденальные язвы / Л.В. Масловский, О.Н. Минушкин // Лечащий врач. – 2011. – № 7. – С. 25-28.
4. Мельченко Е.А. Организация циркадианного ритма уровня внутриклеточного магния общего кальция у крыс с экспериментальной гипокальциемией / E.A. Мельченко, В.А. Батурин // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. – Ставрополь, 2006. – № 1. – С. 156-158.
5. Поветкина В.Н. Уровень магния в биологических жидкостях на фоне применения магнийсодержащей композиции у стресснеустойчивых крыс с экспериментальной язвой желудка / В.Н. Поветкина, Л.Н. Рогова // Человек и лекарство: мат. XVIII Российского национального конгресса. – 2011. – № 1. – С. 470-471.
6. Подобед В.М. Цинк Карнозин: новая формула гастропротекции и восполнения дефицита цинка / В.М. Подобед // Медицинские новости. – 2015. – № 2. – С. 17–20.
7. Рогова Л.Н. Влияние магнийсодержащей композиции на интенсивность пероксидации, магниевый баланс и показатели воспалительной клеточной инфильтрации у крыс с экспериментальным хроническим воспалением эндометрия / Л.Н. Рогова, К.Ю. Тихаева, Н.В. Григорьева [и др.] // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2015. – № 2 (54). – С. 127–130.
8. Тарасова Л.В. Роль алиментарного дефицита селена, цинка и марганца в патогенезе хронического гастрита и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки: автореф. дис. … д-ра мед. наук. – М., 2012. – 38 с.
9. Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Р.У. Хабриев. – Москва: Медицина, 2005. – 832 с.
10. Bononi А. Comparison of Magnesium concentration in serum, erythrocytes and gastric tissue in two groups of patients affected by chronic gastritis, Helicobacter pylori negative and positive / A. Bononi, V. Abbasciano, G. Vecchiatti, M. Ranzini // Magnesium research: official organ of the International Society for the Development of Research on Magnesium. – 2003. – Vol. 12, №11. – P. 30-34.
11. Lansdown A.B. Zinc in wound healing: theoretical, experimental, and clinical aspects / A.B. Lansdown, R.F. Path, U. Mirastschijski // Wound Rep Reg. – 2007. – Vol. 15, № 1. – P. 2-16.
12. Noriaki Nagai. Co-administration of Water Containing Magnesium Ion Prevents Loxoprofen-Induced Lesions in Gastric Mucosa of Adjuvant-Induced Arthritis Rat / Noriaki Nagai, Atsushi Takeda, Yuri Itanami // Biol. Pharm. Bull. – 2012. – Vol. 35, № 12. – P. 2230–2237.
13. Mooren F.C. Magnesium status and gastric function: experimental and clinical data // Magnes Res. – 1999. – Vol. 18, № 12. – P. 311-8.
14. Opoka W. Importance of luminal and mucosal zinc in the mechanism of experimental gastric ulcer healing / W. Opoka, D. Adamek, M. Plonka // Journal of physiology and pharmacology. – 2010. – Vol. 6, № 1. – P. 581–589.
15. Okabe S., Pfeiffer C.J., Roth I.L. A method for experimental penetrating gastric and duodenal ulcers in rats. Digestion. – 1987. – Vol. 1, № 38. – 103-113.

Гомеостаз микро- и макроэлементов тесно связан с функционированием желудочно-кишечного тракта. Цинк стимулирует транскрипцию генов и пролиферацию клеток, а также отвечает за активацию ДНК и РНК-полимеразы [1]. Этот микроэлемент входит в состав ряда ферментов: щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз, ряда дегидрогеназ, аминопептидаз, ангидраз, супероксиддисмутазы и др. [2]. Имеются предположения об участии цинка в поддержании целостности слизистой оболочки желудка [14]. В экспериментах установлено стимулирующее влияние цинка на продукцию слизи в желудке, что может являться одним из механизмов гастропротекции [6]. В экспериментах на животных показано, что цинкдефицитная диета способствует развитию язвенных поражений слизистых оболочек желудка и кишечника и увеличивает степень выраженности экспериментальных повреждений желудка [11]. В ходе экспериментальных исследований также было выявлено, что гипертрофические, эрозивные (по данным эндоскопии) и диффузные (по данным морфологического исследования) изменения в слизистой двенадцатиперстной кишки и антрального отдела желудка коррелировали с более низкими показателями цинка в сыворотке крови. Введение терапевтических доз цинка в состав комплексного лечения способствовало положительной лабораторной динамике [1]. Результаты доклинических и клинических исследований свидетельствуют о том, что цинк-содержащие соединения могут быть успешно использованы для профилактики и для лечения язвенной болезни желудка [11, 6]. Цинк способствует стабилизации лизосомальных мембран, обусловливая терапевтический эффект при эрозивных гастропатиях [8].

Дефицит магния приводит к замедлению синтеза белковых молекул и нуклеиновых кислот, так как является активатором таких ферментов как: ДНК-полимераза, РНК-полимераза, полинуклеотидаза. В ходе экспериментальных исследований доказано, что недостаток магния негативно влияет на заживление эрозивных дефектов [5]. В настоящее время известно о нарушениях статуса магния в качестве основного патофизиологического события при развитии язвы желудка [13]. Показано, что введение магния крысам обладает мощным антиульцерогенным действием, вероятно, за счет ингибирования роста уровней синтетазы оксида азота мРНК и оксида азота в слизистой оболочке желудка [12]. Под влиянием магнийсодержащей композиции происходит разной степени выраженности снижение содержания малондиальдегида в тканях желудка и плазме крови, который, в свою очередь, появляется в крови при деградации полиненасыщенных жирных кислот в процессе язвообразования [7]. Магний является важным фактором для образования соляной кислоты, регулирует секрецию желудка вместе с кальцием [10]. Дисбаланс в магний кальциевой системе может привести к нарушению работы желудочно-кишечного тракта. В частности, у крыс площадь язвы коррелирует с механизмами перераспределения кальция, возможна мобилизации его из депо в активную фазу язвенного повреждения, и снижения в фазы рубцевания и эпитализации [4].

Нарушения функционирования желудочно-кишечного тракта приводит к изменению содержания микро и макроэлементов в плазме крови, что может помочь в ранней диагностике таких заболеваний, как язва желудка и двенадцатиперстной кишки, что и определяет важность данного вопроса.

Цель работы – определить изменения баланса цинка, магния и кальция в сыворотке крови крыс с ацетатной моделью ульцерогенеза.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены в пяти сериях опытов на лабораторных беспородных крысах массой 250–300 г, содержащихся в стандартных условиях вивария медико-биологической клиники КГМУ. Работа выполнена с соблюдением этических норм использования животных в медико-биологической практике, руководствуясь приказом № 755 от 12.08.77 МЗ СССР «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», приказом Министерства высшего образования СССР № 724 (1984) «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» и положениями Директивы 2010/63 EU Европейского парламента и Совета ЕС по охране животных, используемых в научных целях.

Опытным животным воспроизводили ацетатную модель язвенного повреждения желудка, которая используется в современных исследованиях для изучения развития и заживления хронических язв [15]. Для этого крыс после суточного голодания наркотизировали с помощью хлоралгидрата (300 мг/кг). Затем производили срединную лапаротомию и обнажали желудок. К его серозной поверхности в течение 15 секунд плотно прижимали кружок фильтровальной бумаги диаметром 7—8 мм, смоченный в ледяной уксусной кислоте. Для стандартизации условий язвообразования бумагу накладывали примерно на одно и то же место желудка крысы (в области пилорического отдела). Внутренние швы обрабатывали порошком пенициллина или стрептоцида; шов на коже обрабатывали йодом. Прооперированных животных помещали в клетку с чистыми опилками. Обеспечивали свободный доступ к пище и воде. В первые два дня после операции производился ежедневный осмотр наружного шва — его целостности и чистоты.

Для изучения динамики развития язвообразования животных выводили из эксперимента на 3-и сутки (группа № 2), 4-е (группа № 3), 6-е (группа № 4) и 7-е сутки (группа № 5). Контролем служили ложнооперированные животные (группа № 1), которым производили лапаротомию без моделирования язвенного повреждения

Забор крови производили методом пункции сердца. У крыс средних размеров получали 3–5 мл крови, которую аккуратно помещали в вакуумные пробирки UNIVAC® с активатором свертывания крови и центрифугировали на скорости 3000 оборотов в течение 10 минут. В полученной сыворотке определяли содержание цинка, магния и кальция с помощью автоматического анализатора Random Access A-25.

Для оценки состояния слизистой оболочки желудка делали разрез по малой кривизне, подсчитывали количество деструкций у каждого животного, процентное соотношение пораженных животных, и на основании полученных данных рассчитывали значения «язвенного индекса» Паулса [9].

Полученные данные проверяли на нормальность распределения с использованием тестов Шапиро – Уилка. В зависимости от формы распределения для оценки статистической значимости различий между выборками применяли критерии Стьюдента или Крускала –Уоллиса.

Результаты исследования и их обсуждения

На третьи сутки у экспериментальных животных наблюдалось повышение концентрации ионов цинка в сыворотке крови на 35,5 % (p<0,05) по сравнению со значениями контрольной группы. Затем содержание цинка снижалось относительно контроля на 16,3 % (четвертые сутки эксперимента), к шестым суткам это снижение становилось значимым и составило 62,7 % (p<0,05) , а к седьмым – 75,7 % (p<0,05) (табл.1).

Таблица 1

Динамика содержания электролитов в сыворотке крови крыс при моделировании ацетатной язвы, ± m, Ме [P1;P2]

Показатель

Группа №1 (контроль)

Группа №2 (3 сутки)

Группа №3

(4 сутки)

Группа №4 (6 сутки)

Группа №5 (7 сутки)

Zn в сыворотке крови лабораторных крыс (ммоль/л)

68±0,24

92,2*

[97,5

56,7

143,9]

56,9±7,6

25,3±1,9*

16,5±1,1*

Мg в сыворотке крови лабораторных крыс (ммоль/л)

1,65 ±0,09

1,59 ± 0,02

1,32 ±0,06*

1,02 ±0,03*

1,05 ±0,02*

Ca в сыворотке крови лабораторных крыс (ммоль/л)

3,19±0,22

3, 98 ±0,08

2, 26±0,05*

3,02±0,22

2,72±0,25

Примечание: *Статистически значимые отличия от значений контрольной группы (p<0,05).

Концентрация ионов магния также уменьшалась с четвертых (на 25 %, p<0,05) по седьмые сутки эксперимента (на 38,2% (p<0,05) в сравнении со значениями контрольной группы. Содержание кальция возрастало на 24,7 % на третьи сутки, к четвертым снижалось на 29,1 % (р<0,05), а к шестым суткам восстанавливалось до значений контрольной группы.

Колебания концентрации электролитов в сыворотке крови экспериментальных животных с моделью язвенного повреждения желудка могут быть интерпретированы в сопоставлении со значениями «язвенного индекса» Паулса. Наибольшим его значение было на третьи сутки эксперимента, что соответствует максимальной степени повреждения слизистой желудка. Уменьшение индекса Паулса до 1,3 к седьмым суткам эксперимента (табл. 2) подтверждает высокую активность регенеративных процессов.

Таблица 2

Изменения «язвенного индекса» при моделировании ацетатной язвы

Группа

Среднее число деструкций на 1 животное (М+m)

Процентное поражение животных

Индекс Паулса

Группа №1 (контроль)

-

-

-

Группа №2 (3 сутки)

13±1,6

100

13

Группа №3 (4 сутки)

4,7±0,5

90

4,23

Группа №4 (6 сутки)

3,4±0,3

65

1,9

Группа №5 (7 сутки)

2±0,2

56,2

1,3

 

Полученные результаты свидетельствуют о повышении концентрации цинка и кальция в сыворотке крови в острую фазу развития язвенного повреждения (третьи сутки эксперимента). В фазу рубцевания и эпителизации (шестые и седьмые сутки эксперимента) их содержание существенно снижалось. Концентрация магния также уменьшалась, но снижение происходило постепенно, начиная с четвертых суток эксперимента.

Изменения острой фазы можно объяснить разрушением клеточных белков, в частности, цинкзависимых ферментов, вследствие чего и повышается уровень цинка в крови [6]. Спад интенсивности повышения концентрации ионов цинка в плазме крови является одним из показателей активации репаративных процессов, в которых цинк используется для образования новых ферментов пролиферации и дифференцировки. Механизм снижения концентрации ионов цинка в сыворотке крови может быть также связан с потенцированием энергетического обмена в клетках желудочно-кишечного тракта, учитывая известные данные об увеличении содержания АТФ в клетках слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта под влиянием цинка [8]. Снижение концентрации ионов магния также совпадает со временем заживления язвенных дефектов слизистой желудка, что может быть обусловлено накоплением магния активно делящимися клетками, участвующими в репарации поврежденных тканей желудка [6]. Колебания концентрации кальция в сыворотке крови экспериментальных животных на различных этапах язвообразования может быть обусловлено взаимоотношениями метаболизма кальция и секреции соляной кислоты [3]. Относительные изменения концентрации исследуемых ионов в сыворотке крови представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Относительные изменения концентрации цинка, магния и кальция в сыворотке крови крыс с ацетатной моделью язвенного повреждения желудка

Рассматривая полученные данные с точки зрения системной регуляции и ее нарушений, важно обратить внимание на изменение кальций-магниевых соотношений. Известно, что магний действует как физиологический антагонист кальция, конкурируя с ним за потенциалзависимые и рецепторуправляемые каналы [4]. В нашем исследовании концентрации кальция в сыворотке крови контрольных крыс в 1,9 раза превышала концентрацию магния (рис. 2).

Рис. 2. Кальциево-магниевые соотношения в сыворотке крови крыс с ацетатной моделью язвенного повреждения желудка

Это соотношение нарушалось в процессе формирования и последующего заживления язвенного дефекта слизистой оболочки желудка. Концентрация ионов кальция по сравнению с концентрацией ионов магния в сыворотке крови на третьи сутки эксперимента была выше в 2,5 раза, на шестые – в 2,96 раза, а на седьмые – в 2.59 раза. В то же время на четвертые сутки эксперимента кальций-магниевое соотношение составило 1,71, что свидетельствует о снижении относительной концентрации кальция во время перехода к активной репарации поврежденной слизистой желудка.

Выводы

1. В условиях экспериментального моделирования язвенного повреждения желудка наблюдаются фазовые колебания концентрация ионов цинка и кальция в сыворотке крови крыс.

2. Динамика изменения содержания электролитов (цинка, магния, кальция) в сыворотке крови крыс коррелирует с изменениями значения «язвенного индекса» Паулса.

3. Максимальная степень повреждения слизистой желудка сопровождается повышением содержания цинка (на 35,5%, p<0,05) и кальция (на 29,1 % p<0,05). В фазу рубцевания и эпителизации наблюдается снижение концентрации ионов цинка (на 75,7%, p<0,05) и магния (на 38,2 %, p<0,05) в сыворотке крови экспериментальных животных.


Библиографическая ссылка

Привалова И.Л., Камал Э.Т., Озерова И.Ю. ИЗМЕНЕНИЯ БАЛАНСА ЦИНКА, МАГНИЯ И КАЛЬЦИЯ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ КРЫС С АЦЕТАТНОЙ МОДЕЛЬЮ УЛЬЦЕРОГЕНЕЗА // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=27005 (дата обращения: 23.04.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252