Morphological changes in the stomach when using a complex of aluminum hydroxide and inulin in experi-mental gastritis in rats

Full Text

Гастрит – это воспаление желудка, которое обычно затрагивает слизистую оболочку органа [1]. На возникновение гастрита влияют такие факторы, как инфекционные агенты, погрешности в питании, использование нестероидных противоспалительных препаратов (НПВП), стресс. Так, Whitfield-Cargile C.M.(2016) отмечает, что ульцерогенный эффект является распространенным побочным действием при применении нестероидных противоспалительных препаратов, который может привести к различным патологиям, от неспецифической боли в области эпигастрия, до эрозивно-язвенного поражения и кровотечения [14].

Ульцерогенный эффект обусловлен ингибированием циклооксегиназы (ЦОГ)[3], важнейшего фермента, который участвует в синтезе простагландинов (PG)[3, 10]. Нестероидные противовоспалительные препараты, содержащие структурные элементы арилуксусной кислоты, такие как индометацин, арилпропионовой кислоты — ибупрофен, кетопрофен и флурбипрофен, или антранилатов — меклофенамовая кислота и аналогичные вещества, подавляют работу обеих изоформ фермента циклооксигеназы (ЦОГ-1 и ЦОГ-2). ЦОГ-1 отвечает за синтез простагландинов — веществ, защищающих слизистую пищеварительного канала. В результате подавления фермента возникает серьёзный побочный эффект в виде снижения продукции слизи в желудке [7].

Engevik A.C. et al. (2019) сообщает о том, что избыточная секреция соляной кислоты может вызвать дополнительные повреждения слизистой оболочки желудка, так как рецептор гистамина 2 (H2R) связывается с гистамином, который вызывает выброс соляной кислоты в просвет желудка [5].

Исходя из патогенеза, препараты, назначаемые при воспалительных заболеваниях желудка, включают в себя ингибиторы протонной помпы (ИПП), антагонисты гистаминовых рецепторов, обволакивающие средства, которые усиливают защиту слизистой оболочки желудка и снижают секрецию соляной кислоты.

ПоданнымTracy L. Hill et al. (2018) сукральфат так же стимулирует высвобождение простагландинов E-1, благодаря которому усиливается кровоток в слизистой оболочке и увеличиваются синтез слизисто-бикарбонатного компонента. На собачьей модели гастрита, спровоцированного повышенной кислотностью, сукральфат был эффективен при восстановлении слизистого барьера [9]. По данным Hedges, K., Odunayo A. (2019) H-2 блокаторы являются препаратами выбора, когда нужно невыраженное подавление кислоты в желудке. Антагонисты Н2-гистаминовых рецепторов эффективны во время сна, так как подавляют базальную секрецию кислоты. При отсутствии возможности для применения ингибиторов протонной помпы (ИПП) у собак с эрозивно-язвенной болезнью, когда необходима агрессивная терапия, было доказано, что непрерывная инфузия фамотидина в дозировке 8 мг/кг/сут обеспечивает эффективное снижение кислотности желудочного сока [8].

Ингибиторы протонной помпы (ИПП) являются препаратами выбора при подтвержденных эрозивно-язвенных поражениях, кровотечениях, вызванными приемом нестероидных противовоспалительных препаратов. Но, применение омепразола и нестероидных противовоспалительных препаратов одновременно, может вызвать повреждение тонкого отдела кишечника [10].

Испытания новых лекарственных препаратов на лабораторных животных (крысах, морских свинках) лежит в основе экспериментальной медицины. Beduleva L. et al. (2023) в своих исследованиях пишет о возможности моделирования аутоиммунного гастрита у крыс линии Вистар путем иммунизации экстрактом слизистой оболочки желудка. При гистологическом исследовании была обнаружена значительная инфильтрация T-лимфоцитами у крыс на 56 и 91 день после первичной иммунизации [2].

Eslami-Farsani M. et al. (2018) в своих исследованиях выпаивали 36-ти самцам линии Вистар, весом 200-250 мг 1 мл 100% этанола натощак [6].

Крысам Sprague-Dawley (120-150 г) предварительно выпаивали стрептомицин с водопроводной водой (5 мг/мл), в течение 3 дней перед первой инокуляцией H. pylori. После этого крысам вводили перорально, через зонд, по 1 мл на крысу суспензии H. pylori (5×10⁸-5×10¹⁰ КОЕ/мл) два раза в день с интервалом в 4 часа в течение трех дней подряд. Успешно инфицировали 69,8-83,0% H. pylori с использованием уреазного теста [12].

Таким образом, на данный момент в ветеринарной медицине нет гастропротекторов для применения у животных и все используемые препараты заимствованы из гуманной медицины. Отмечается дефицит информации о побочных реакциях у животных на человеческие гастропротекторы. Поиски новых способов моделирования гастрита важны тем, что каждая методика позволяет смоделировать разные возможные причины гастрита, которые могут быть использованы для изучения патогенеза гастрита у различных животных и исследования новых методов при лечении данной патологии.

Цель исследования – изучить морфологические изменения при применении комплекса гидроокиси алюминия и инулина при экспериментальном гастрите у крыс.

Задачи исследований –доказать терапевтическую эффективность комплекса гидроокиси алюминия и инулина в терапии эрозивно- язвенного гастрита у крыс.

Материалы и методы исследований. Объект исследования – 40 разнополых неинбредных белых крыс пятимесячного возраста, содержащихся в условиях вивария. Исследования реализованы в Ветцентре им. Пирогова г. Ставрополя в 2023 году. При работе с крысами руководствовались документом «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ Министерства здравоохранения СССР № 742 от 13.11.1984 г.) и «Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» от 18 марта 1986 г. Конфликт каких-либо интересов, отсутствовал. Крысам однократно, перорально вводили индометацин в дозе 20 мг/кг, разведенный в 1 мл водопроводной воды за 4 часа до кормления.

Далее, всех животных делили на 2 экспериментальные группы по 20 животных в каждой.

Животным из первой группы вводили 1 мл водопроводной воды 2 раза в день, ежедневно, на протяжении 6-ти дней, они служили контролем.

Животным из второй группы через 24 часа перорально через шприц вводили смесь 50мг гидроксида алюминия и 50мг инулина, разведенного в 1 мл водопроводной воды 2 раза в день: в 8:00 и 20:00 каждого дня в течении 6-ти дней. На 3-й и на 6-й день после начала эксперимента 10-ти животным из каждой группы проводили эутаназию путем перерезки спинного мозга под эфирным наркозом и осуществляли отбор гистологических материалов из разных отделов желудка (кардиальный, дно желудка, тело желудка и пилорический отдел), который фиксировали в 10% формалине, в соотношении 1:10. Пробы заливали в парафин, срезы (3-4 мкм) делались на ротационном микротоме, наносились на стекла с адгезивным покрытием (яичный альбумин), окрашивали эозином и гематоксилином и оценивали при световой микроскопии. Цифровые изображения гистопрепаратов получены с использованием микроскопа AxioImager.A2 и фотокамеры AxioCamMRc5 (Zeiss, Germany).

Статистический материал обработан однофакторным дисперсионным анализом и критерием Стьюдента для множественных сравнений на компьютере в программе Primer of Biostatistics.

Результаты исследований. При проведении патоморфологического исследования у 10-ти животных из первой группы на 3-й день было выявлено слущивание эпителия слизистой оболочки желудка (Рис.1, 3), расширение просвета желез, очаговая атрофия экзокриноцитов (Рис. 2), на дне желез, часть париетальных экзокриноцитов в состоянии дистрофии с некробиозом – вакуолизацией цитоплазмы, кариопикнозом, границы клеток стерты, гомогенизированы. Васкуляризация стенки желудка активная, крупные сосуды гиперемированы, в подслизистой основе присутствуют единичные эозинофилы.

 

Рис.1. Слущивание эпителия слизистой оболочки стенки желудка. Ув. ×400

 

Рис. 2. Атрофия экзокриноцитов желез слизистой оболочки желудка. Ув. ×400

 

При проведении патоморфологического исследования животных из первой группы на 6-й день было выявлено, что стенка желудка имеет типичное строение, в слизистой оболочке присутствуют крупные фокусы дефекта - глубокого некроза и слущивания эпителия, смешанного со слизью (Рис. 3). Мышечная пластинка слизистой оболочки с очагами отека – мутная, гомогенизирована, имеет рыхлый вид. Подслизистая основа в состоянии деструкции, гомогенизирована, волокна стромы набухшие, разволокнены. Отек между волокнами обильные инфильтраты из эозинофилов, редких фибробластов. Отмечается, что инфильтрация эозинофилов распространяется и в мышечную пластинку (Рис.4). Кровеносные сосуды в состоянии гиперемии, микроциркуляторное русло в состоянии стаза

 

Рис. 3. Некроз и слущивание эпителия стенки желудка. Ув. ×400

 

Рис. 4. Отек с воспалительным эозинофильным инфильтратом Ув. ×200

 

При проведении патоморфологического исследования у животных из второй группы на 3-й день было выявлено, что поверхностный железистый эпителий слизистой оболочки в состоянии атрофии, тотально слущивается (Рис.5). Эпителий, выстилающий железы представлен в основном слизистыми экзокриноцитами, что придает железам пенистый вид, просветы желез расширены. Очагово отмечается атрофия и слущивание эпителия, также присутствуют фокусы гомогенизации желез – отек. Васкуляризация стенки желудка активная. Сосуды гиперемированы, в слизистой оболочке в собственно-слизистом слое отмечается стаз крови в капиллярах.

 

Рис. 5. Атрофия и слущивание поверхностного эпителия. Ув. ×200

 

При проведении патоморфологического исследования у животных из второй группы на 6-й было замечено, что слизистая оболочка представлена складками, мышечная оболочка имеет типичное строение. На поверхности слизистой очагово присутствует зернисто-гомогенная масса, состоящая из тотально слущенного поверхностного эпителия, смешанного с большим количеством слизи, а также мелкими нитевидными фрагментами, предположительно растительного корма (Рис. 6). Некоторые участки слизистой в боковой области складок покрыты утолщенным слоем слизи в состоянии отторжения от эпителия. Железы желудка сохранены, содержат большое количество слизистых экзокриноцитов, что придает железам пенистость. Железы за счет развития в них слизистых экзокриноцитов имеют широкие просветы. Также стенка желез выстлана большим количеством париетальных экзокриноцитов.

 

Рис. 6. Слущенный поверхностный эпителий. Ув. ×100

 

Между железами микроциркуляторное русло в состоянии стаза, повсеместно собственно-слизистый слой инфильтрирован лимфоцитами (Рис. 7)

 

Рис. 7. Инфильтрация слизистой желудка лимфоцитами. Ув. ×400

 

Изменения, обнаруженные в желудке у крыс 1 группы на 3-й день, свидетельствуют о дистрофии с некробиозом, кариопикнозе у части париетальных экзокриноцитов. Границы клеток стерты и гомогенезированы.

У второй группы животных на 3-й день обнаружена атрофия и слущивание эпителия, присутствуют фокусы гомогенизации, но некробиоза экзокриноцитов не выявлено.

Изменения на 6-й день у животных из первой группы свидетельствуют о присутствии крупных фокусов глубокого некроза и слущивания эпителия, смешанного со слизью. Подслизистая основа в состоянии деструкции, гомогенезирована.

У животных из второй группы на 6-й день по сравнению с животными из первой группы фокусы некроза отсутствуют, деструкция подслизистой основы не выявлена. Присутствует тотальное слущивание поверхностного эпителия.

Данное сравнение свидетельствует о явном терапевтическом эффекте комплекса инулина и гидроокиси алюминия.

Ранее в терапии эрозивно-язвенных поражений желудка применялся Сукральфат, который является комплексом октасульфата сахарозы и гидроксида алюминия, однако в данный момент Суркальфат не доступен на фармрынке, так как была установлена главенствующая роль H. pylori в патогенезе развития гастрита у людей. Сукральфат образует в очаге поражения стабильный комплекс с белком в поврежденной слизистой оболочке, образуя защитную пленку на поверхности язвы или эрозии [11].

 

Таблица

Характеристика гистологических образцов желудка крыс по гистопатологическим стандартам для диагностики воспаления пищеварительного канала Всемирной ассоциации ветеринарии мелких животных (M.J. Day et al. (2008)) [4]

Группа животных / день взятия образца		Оцениваемый параметр и степень его градации
		Повреждение поверхностного эпителия (-/+++)	Повреждение эпителия желудочной ямки (-/+++)	Фиброз/ атрофия желез/ слизистой оболочки (-/+++)	Интраэпителиальные лимфоциты (лимфоцитов на участок из 50 эпителиальных клеток)	Лимфоциты и плазмоциты Lamina propria (клеток в поле зрения при увеличении х40)	Эозинофилы Lamina propria (клеток в поле зрения при увеличении х40)	Нейтрофилы Lamina propria (клеток в поле зрения при увеличении х40)	Лимфофолликулярная гиперплазия (-/+++)
					M±m
I	3	+	+	-	3,57±1,13	2,14±1,21	5,42±1,71	-	-
	6	++	++	+	7,16±2,13*	7,14±2,03*/**	68,28±5,02*/**	-	-
II	3	+	+	+	8,85±2,79**	2,79±10,42	2,43±0,81	-	-
	6	-	-	-	11,28±2,28*/**	2,28±71,42*	3,17±0,42*	-	-

* - разница между 3-м и 6-м днём в группе достоверна (p≤0,01)

** - разница между группами достоверна (p≤0,01)

 

Комбинация инулин + гидроокись алюминия, применяемая крысам при гастрите, показала достаточно эффективный гастропротективный результат.

Нами отмечена динамика лимфоцитов и эозинофилов в слизистой желудка у животных обеих опытных групп (табл 1). В обеих группах увеличивалось количество интраэпителиальных лимфоцитов. Так, в первой и второй группе на 6-й день этот показатель возрос на 50,14% и 21,55% в сравнении с 3-м днём исследования (p≤0,01). Однако, данный показатель отличался между группами. На 3-й день и 6-й дни исследования он был выше во второй группе на 59,66% и 36,53% соответственно (p≤0,01).

При сравнении количества лимфоцитов в собственной пластинке слизистой обнаружено, что в 1-й группе данный показатель возрос на 6-й день на 70,03% (p≤0,01) в сравнении с 3-м днём исследования, а во второй группе этот показатель оставался без существенных колебаний (табл.), также мы отметили преобладание данного показателя в первой группе на 6-й день исследования в сравнении со второй группой на 68,07% (p≤0,01). В обеих группах увеличивалось количество эозинофилов в собственной пластинке слизистой желудка. Так, в первой и второй группе на 6-й день этот показатель возрос на 92,06% и 23,34% в сравнении с 3-м днём исследования (p≤0,01). Однако, данный показатель также отличался между группами. На 3-й день и 6-й дни исследования он был выше в первой группе на 55,17% и 95,36% соответственно (p≤0,01). Наблюдаемая динамика свидетельствует о менее выраженных клеточных реакциях в слизистой желудка у животных второй опытной группы.

Заключение. Таким образом, применение комбинации гидроксида алюминия и инулина крысам при провокации гастрита имеет эффект, который подтвержден гистопатологически и служит основанием для дальнейших исследований применения данной комбинации при лечении эрозивно-язвенных поражений желудка
у собак и кошек.

About the authors

Roman A. Sherstobitov

Stavropol State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: sherstobitov15@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-1713-7685

graduate student

Russian Federation, Stavropol

Roman A. Tsygansky

Stavropol State Agrarian University

Email: gypsyrom@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9643-2080

Doctor of Biological Sciences

Russian Federation, Stavropol

References

Supplementary files