urmjУральский медицинский журналUral Medical Journal2949-4389Ural State Medical University10.52420/2071-5943-2022-21-5-26-32urmj-1081Research ArticleПАТОФИЗИОЛОГИЯPATHOPHYSIOLOGYВлияние системного применения озона на окислительную модификацию липидов и белков в толстой кишке при экспериментальном колитеEffect of systemic ozone use on oxidative modification of lipids and proteins in the colon in experimental colitishttps://orcid.org/0000-0001-6487-9083ОсиковМ. В.OsikovM. V.

Михаил Владимирович Осиков, доктор медицинских наук, профессор

Челябинск

Mikhail V. Osikov, Doctor of Science (Medicine), Professor

Chelyabinsk

prof.osikov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8403-8599КайгородцеваН. В.KaygorodtsevaN. V.

Наталья Васильевна Кайгородцева, ассистент кафедры

Челябинск

Natalia V. Kaygorodtseva, Department Assistant

Chelyabinsk

nkaigorodceva@yandex.ruЮжно-Уральский государственный медицинский университет; Челябинская областная клиническая больницаРоссияSouth Ural State Medical University; Chelyabinsk Regional Clinical HospitalRussian FederationЮжно-Уральский государственный медицинский университетРоссияSouth Ural State Medical UniversityRussian Federation2022041120222152632Copyright © Осиков М.В., Кайгородцева Н.В., 20222022Осиков М.В., Кайгородцева Н.В.Osikov M.V., Kaygorodtseva N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.umjusmu.ru/jour/article/view/1081

Введение. Процессы свободно-радикального окисления играют значимую роль в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника. Цель работы – изучить клинический статус, содержание продуктов перекисного окисления липидов, окислительной модификации белков в очаге повреждения толстой кишки при оксазолон-индуцированном колите (ОИК) в условиях внутрибрюшинного применения озона. Материалы и методы. На крысах линии Wistar моделировали ОИК с использованием раствора оксазолона. Озонокислородную смесь (ОКС) вводили внутрибрюшинно один раз в сутки шесть дней. Клинику оценивали по индексу активности болезни (DAI), в гомогенате толстой кишки определяли содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков (ОМБ). Результаты. При ОИК повышается DAI, в гомогенате толстой кишки увеличивается содержание в гептановой фазе уровня первичных и вторичных продуктов; в изопропанольной фазе увеличивался уровень вторичных продуктов и конечных продуктов. В условиях внутрибрюшинного применения озона снижается DAI, в гомогенате толстой кишки повышается на вторые сутки уровень изопропанолрастворимых первичных, вторичных, конечных продуктов ПОЛ, снижается на шестые сутки уровень гептан- и изопропанолрастворимых первичных, вторичных, конечных продуктов ПОЛ, на четвертые, шестые сутки снижаются ранние и поздние продукты ОМБ. Выявлена умеренная и заметная по шкале Чеддока связь между DAI и содержанием в гомогенате толстой кишки продуктов ПОЛ и ОМБ преимущественно на шестые сутки ОИК в условиях внутрибрюшинного применения озона. Обсуждение. Повышение содержания в очаге повреждения толстой кишки продуктов ПОЛ и ОМБ после применения озона, вероятно, обусловлено его опосредованным действием (через активацию АФК) и способностью выступать в роли окислителя липидов и белков клеток слизистой оболочки толстой кишки. Выводы. Зафиксированные при ОИК положительные эффекты внутрибрюшинного применения озона в составе ОКС являются основанием для дальнейшего исследования в изучении механизма протекторного действия озона с возможностью его применения в клинических условиях при воспалительных заболеваниях кишечника.

Introduction. The processes of free radical oxidation play a significant role in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases. The aim of the work was to study the clinical status, the content of lipid peroxidation products, oxidative modification of proteins in the lesion of the colon in oxazole-induced colitis (OIC) under conditions of intraperitoneal application of ozone. Materials and methods. Wistar rats were modeled for OIC using oxazolone solution. Ozone-oxygen mixture (OX) was injected intraperitoneally once a day for six days. The clinic was assessed by disease activity index (DAI), the content of products of lipid peroxidation (LPO) and oxidative modification of proteins (OMB) was determined in colonic homogenate. Results. Under OIK DAI increases, the level of primary and secondary products in the heptane phase increases in the colonic homogenate; the level of secondary products and end products increased in the isopropanol phase. Under conditions of intraperitoneal application of ozone, DAI decreased, the level of isopropanol-soluble primary, secondary, final LPO products increased in colon homogenate on the 2nd day, the level of heptane- and isopropanol-soluble primary, secondary, final LPO products decreased on the 6th day, early and late LPO products decreased on the 4th, 6th day. We found a moderate and significant relationship on the Cheddock scale between DAI and the content of LPO and OMB products in the colonic homogenate mainly on day 6 of OIC under conditions of intraperitoneal application of ozone. Discussion. The increased content of LPO and OMB products in the lesion of the colon after the use of ozone is probably due to its mediated action (through the activation of ROS) and its ability to act as an oxidant of lipids and proteins of the cells of the mucosa of the colon. Conclusions. The positive effects of intraperitoneal application of ozone in OIC are the basis for further research in studying the mechanism of the protective effect of ozone with the possibility of further application in clinical conditions in inflammatory bowel diseases.

перекисное окисление липидовокислительная модификация белковэкспериментальный колитозонlipid peroxidationoxidative modification of proteinsexperimental colitisozoneReferencesBek S., Nielsen J.V., Bojesen A.B. et al. Systematic review: genetic biomarkers associated with anti-TNF treatment response in inflammatory bowel diseases. Aliment Pharmacol Ther. 2016;44(6):554–567. https://doi.org/10.1111/apt.13736.Bek S., Nielsen J.V., Bojesen A.B. et al. Systematic review: genetic biomarkers associated with anti-TNF treatment response in inflammatory bowel diseases. Aliment Pharmacol Ther. 2016;44(6):554–567. https://doi.org/10.1111/apt.13736.Burisch J., Munkholm P. The epidemiology of inflammatory bowel disease. Scand J Gastroenterol. 2015;50(8):942–951. https://doi.org/10.3109/00365521.2015.1014407.Burisch J., Munkholm P. The epidemiology of inflammatory bowel disease. Scand J Gastroenterol. 2015;50(8):942–951. https://doi.org/10.3109/00365521.2015.1014407.Su H.J., Chiu Y.T., Chiu C.T. et al. Inflammatory bowel disease and its treatment in 2018: Global and Taiwanese status updates. J Formos Med Assoc. 2019;118(7):1083–1092. https://doi.org/10.1016/j.jfma.2018.07.005.Su H.J., Chiu Y.T., Chiu C.T. et al. Inflammatory bowel disease and its treatment in 2018: Global and Taiwanese status updates. J Formos Med Assoc. 2019;118(7):1083–1092. https://doi.org/10.1016/j.jfma.2018.07.005.Белоусова Е.А., Абдулганиева Д.И., Алексеева О.П. с соавт. Социально-демографическая характеристика, особенности течения и варианты лечения воспалительных заболеваний кишечника в России. Результаты двух многоцентровых исследований. Альманах клинической медицины. 2018;46(5):445–463. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-5-445-463.Белоусова Е.А., Абдулганиева Д.И., Алексеева О.П. с соавт. Социально-демографическая характеристика, особенности течения и варианты лечения воспалительных заболеваний кишечника в России. Результаты двух многоцентровых исследований. Альманах клинической медицины. 2018;46(5):445–463. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-5-445-463.Himuro H. The effect of ozone on colonic epithelial cells. Kurume Med J. 2018;64(4):75–81. https://doi.org/10.2739/kurumemedj.MS644002.Himuro H. The effect of ozone on colonic epithelial cells. Kurume Med J. 2018;64(4):75–81. https://doi.org/10.2739/kurumemedj.MS644002.Wallace K.L., Zheng L.B., Kanazawa Y., Shih D.Q. Immunopathology of inflammatory bowel disease. World Journal of Gastroenterology. 2014;20(1):6–21. https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i1.6.Wallace K.L., Zheng L.B., Kanazawa Y., Shih D.Q. Immunopathology of inflammatory bowel disease. World Journal of Gastroenterology. 2014;20(1):6–21. https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i1.6.Alzoghaibi M.A. Concepts of oxidative stress and antioxidant defense in Crohn’s disease. World Journal of Gastroenterology. 2013;19(39):6540–6547. https://doi.org/10.3748/wjg.v19.i39.6540.Alzoghaibi M.A. Concepts of oxidative stress and antioxidant defense in Crohn’s disease. World Journal of Gastroenterology. 2013;19(39):6540–6547. https://doi.org/10.3748/wjg.v19.i39.6540.Tian T., Wang Z., Zhang J. Pathomechanisms of oxidative stress in inflammatory bowel disease and potential antioxidant therapies. Oxid. Med. Cell. Longev. 2017;2017:4535194. https://doi.org/10.1155/2017/4535194.Tian T., Wang Z., Zhang J. Pathomechanisms of oxidative stress in inflammatory bowel disease and potential antioxidant therapies. Oxid. Med. Cell. Longev. 2017;2017:4535194. https://doi.org/10.1155/2017/4535194.Assadsangabi A., Evans C.A., Corfe B.M., Lobo A. Application of Proteomics to Inflammatory Bowel Disease Research: Current Status and Future Perspectives. Gastroenterol Res Pract. 2019;2019:1426954.Assadsangabi A., Evans C.A., Corfe B.M., Lobo A. Application of Proteomics to Inflammatory Bowel Disease Research: Current Status and Future Perspectives. Gastroenterol Res Pract. 2019;2019:1426954.Titz B., Gadaleta R.M., Lo Sasso G. et al. Proteomics and Lipidomics in Inflammatory Bowel Disease Research: From Mechanistic Insights to Biomarker Identification. Int J Mol Sci. 2018;19(9):2775–2796. https://doi.org/10.3390/ijms19092775.Titz B., Gadaleta R.M., Lo Sasso G. et al. Proteomics and Lipidomics in Inflammatory Bowel Disease Research: From Mechanistic Insights to Biomarker Identification. Int J Mol Sci. 2018;19(9):2775–2796. https://doi.org/10.3390/ijms19092775.Ashton J.J., Mossotto E., Ennis S., Beattie R.М. Personalising medicine in inflammatory bowel disease-current and future perspectives. Transl Pediatr. 2019;8(1):56–69. https://doi.org/10.21037/tp.2018.12.03.Ashton J.J., Mossotto E., Ennis S., Beattie R.М. Personalising medicine in inflammatory bowel disease-current and future perspectives. Transl Pediatr. 2019;8(1):56–69. https://doi.org/10.21037/tp.2018.12.03.Mittal M., Siddiqui M.R. Reactive Oxygen Species in Inflammation and Tissue Injury. Antioxidants & Redox Signaling. 2014;20(7):1126–1167.Mittal M., Siddiqui M.R. Reactive Oxygen Species in Inflammation and Tissue Injury. Antioxidants & Redox Signaling. 2014;20(7):1126–1167.Bocci V.A. Scientific and medical aspects of ozone therapy. State of the art. Archives of medical research. 2006;37:425–435.Bocci V.A. Scientific and medical aspects of ozone therapy. State of the art. Archives of medical research. 2006;37:425–435.Siniscalco D., Trotta M.C., Brigida A.L. et al. Intraperitoneal Administration of Oxygen/Ozone to Rats Reduces the Pancreatic Damage Induced by Streptozotocin. Biology (Basel). 2018;7(1).Siniscalco D., Trotta M.C., Brigida A.L. et al. Intraperitoneal Administration of Oxygen/Ozone to Rats Reduces the Pancreatic Damage Induced by Streptozotocin. Biology (Basel). 2018;7(1).Bai Z., Li H., Guo X. et al. Successful treatment of acute-on-chronic liver failure and hemolytic anemia with hepatoprotective drugs in combination with intravenous ozone without steroids: A case report. Intractable & rare diseases research. 2018;7(3):204–208.Bai Z., Li H., Guo X. et al. Successful treatment of acute-on-chronic liver failure and hemolytic anemia with hepatoprotective drugs in combination with intravenous ozone without steroids: A case report. Intractable & rare diseases research. 2018;7(3):204–208.Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях. СПб.: 2012.Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях. СПб.: 2012.Turner P.V., Brab Th., Pekow C., Vasbinde M.A. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J. Am. Assoc. Lab. Anim. Sci. 2011;50(5):600–613.Turner P.V., Brab Th., Pekow C., Vasbinde M.A. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J. Am. Assoc. Lab. Anim. Sci. 2011;50(5):600–613.Best W.R., Becktel J.M., Singleton J.W., Kern F.Jr. Development of a Crohn's disease activity index. National Cooperative Crohn's Disease Study. Gastroenterology. 1976;70(3):439–444.Best W.R., Becktel J.M., Singleton J.W., Kern F.Jr. Development of a Crohn's disease activity index. National Cooperative Crohn's Disease Study. Gastroenterology. 1976;70(3):439–444.Cooper H.S., Murthy S.N., Shah R.S., Sedergran D.J. Clinicopathologic study of dextran sulfate sodium experimental murine colitis. Laboratory investigation. 1993;69(2):238–249.Cooper H.S., Murthy S.N., Shah R.S., Sedergran D.J. Clinicopathologic study of dextran sulfate sodium experimental murine colitis. Laboratory investigation. 1993;69(2):238–249.Kim J.J., Shajib M.S., Manocha M.M., Khan W.I. Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD. Journal of visualized experiments. 2012;60. https://doi.org/10.3791/3678.Kim J.J., Shajib M.S., Manocha M.M., Khan W.I. Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD. Journal of visualized experiments. 2012;60. https://doi.org/10.3791/3678.Hughes A. A simplified benzidine test with an evaluation of some faecal occult blood tests. British medical journal. 1952;2(4791):970–975.Hughes A. A simplified benzidine test with an evaluation of some faecal occult blood tests. British medical journal. 1952;2(4791):970–975.Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Ц ейликман. Челябинск: ЧелГПУ; 2000. 167 с.Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Ц ейликман. Челябинск: ЧелГПУ; 2000. 167 с.Львовская Е.И., Волчегорский И.А., Шемяков С.Е., Лифшиц Р.И. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов ПОЛ. Вопросы медицинской химии. 1991;4:92–93.Львовская Е.И., Волчегорский И.А., Шемяков С.Е., Лифшиц Р.И. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов ПОЛ. Вопросы медицинской химии. 1991;4:92–93.Способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях: метод. рекомендации / РИОязГМУ; сост.: М.А. Фомина. Рязань, 2014. 60 c.Способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях: метод. рекомендации / РИОязГМУ; сост.: М.А. Фомина. Рязань, 2014. 60 c.Viebahn-Haensler R., León Fernández O.S. Ozone in medicine. The low-dose ozone concept and its basic biochemical mechanisms of action in chronic inflammatory diseases. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(15):7890. https://doi.org/10.3390/ijms22157890.Viebahn-Haensler R., León Fernández O.S. Ozone in medicine. The low-dose ozone concept and its basic biochemical mechanisms of action in chronic inflammatory diseases. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(15):7890. https://doi.org/10.3390/ijms22157890.Wang Z., Zhang A., Meng W. et al. Ozone protects the rat lung from ischemia-reperfusion injury by attenuating NLRP3-mediated inflammation, enhancing Nrf2 antioxidant activity and inhibiting apoptosis. Eur. J. Pharmacol. 2018;835:82–93. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2018.07.059.Wang Z., Zhang A., Meng W. et al. Ozone protects the rat lung from ischemia-reperfusion injury by attenuating NLRP3-mediated inflammation, enhancing Nrf2 antioxidant activity and inhibiting apoptosis. Eur. J. Pharmacol. 2018;835:82–93. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2018.07.059.

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