Изменения морфологических и иммуногистохимических показателей при оксазолон-индуцированноим язвенном колите в условиях озонотерапии

Введение. Воспалительные заболевания кишечника представляют серьезную медико-социальную проблему в связи с ростом заболеваемости и инвалидизации среди молодого, трудоспособного населения. Цель исследования – изучить влияние внутрибрюшинной и ректальной озонотерапии на морфологию и показатели морфометрии зоны повреждения при оксазолон-индуцированном язвенном колите в динамике эксперимента. Материалы и методы. Исследование выполнено на 97 самцах крыс линии Wistar. Экспериментальный колит (ЭК) моделировали с помощью оксазолона (Sigma-Аldrich; США). Первый этап включал проведение накожной сенсибилизации за счет нанесения 150 мкл 3%-го спиртового раствора оксазолона на межлопаточную область животного, второй этап представлял собой ректальное введение 150 мкл 3%-го спиртового раствора оксазолона per rectum на глубину 7–8 см. Для анестезии был применен препарат Золетил-100 (МНН: тилетамина гидрохлорид) (VirbacSanteAnimale; Фpaнция) в дозе 20 мг/ кг. Морфометрию выполняли с использованием программы ImageScope M (Россия). Повреждение тканей толстой кишки оценивали с помощью индекса повреждения тканей (tissue damage index, TDI). В очаге повреждения толстой кишки на 1 мм2 определяли содержание нейтрофилов (НФ), лимфоцитов (ЛЦ), эозинофилов (ЭО), гистиоцитов (ГЦ), плазматических клеток (ПЦ), фибробластов (ФБ). Диаметр язвенного дефекта (в мкм) на микроскопе PrimoStar (CarlZeiss, Германия), с морфометрической установкой Pro150ES (Pixera Corporation, USA). Результаты. При ЭК на вторые, четвертые, шестые сутки повышается DAI, в очаге повреждения толстой кишки фиксируется язвенный дефект, увеличивается TDI, содержание НФ, ЛЦ, ЭФ, ПЦ, ГЦ, ФБ. Показано, что применение озона внутрибрюшинно позитивно отражается на показателях морфометрии тканей очага повреждения, на вторые сутки, а также в динамике на четвертые и шестые сутки отмечено значимое в сравнении с аналогичными показателями группы II ограничение площади язвенного дефекта с параллельным постепенным снижением показателя повреждения тканей (TDI). При ректальном варианте применения озона динамика изменения состава воспалительного инфильтрата характеризовалась также значимым повышением всех параметров на вторые, четвертые (за исключением ЭФ), шестые (за исключением НФ, ЭФ) сутки в сравнении с группой интактных животных. Размер язвенного дефекта и индекс повреждения тканей после ректального применения озона уже на вторые сутки оказался значимо меньших размеров, чем в группе с ЭК и группе применения озона внутрибрюшинно, однако не достигали значений интактной группы, т. е. полного восстановления не происходило. Обсуждение. В экспериментах на крысах продемонстрировано, что внутрибрюшинное введение озона в дозе 150 мг/кг уменьшает стрептозотоцин-индуцированные повреждения поджелудочной железы за счет увеличения количества в ткани железы глутатионтрансферазы, активации Nrf2-зависимых путей транскрипции, повышения уровня сывороточного инсулина и лептина. В клинических условиях показано гепатопротекторное действие О3, а также увеличение эффективности традиционных гепатопротекторов при комбинированном применении последних с О3. Заключение. Применение озонотерапии при оксазолон-индуцированном язвенном колите обнаружило положительное действие озона на морфологическую картину участка повреждения и динамику изменений клеточного состава воспалительного инфильтрата. Зафиксирован более выраженный позитивный эффект локального применения озона в виде ректальной озонотерапии на показатели морфометрии: нормализация на шестые сутки количества нейтрофилов, более выраженное сокращение площади язвенного дефекта, снижение индекса повреждения тканей.

1. Battistini C., Ballan R., Herkenhoff M.E. et al. Vitamin D Modulates Intestinal Microbiota in Inflammatory Bowel Diseases. Int J Mol Sci. 2020;22(1):362. https://doi.org/10.3390/ijms22010362.

2. 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.

3. Lai L.J., Shen J., Ran Z.H. Natural killer T cells and ulcerative colitis. Cell Immunol. 2019;335:1–5. https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2018.08.010.

4. Omenetti S., Pizarro T.T. The Treg/Th17 Axis: A Dynamic Balance Regulated by the Gut Microbiome. Front Immunol. 2015;6:639. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00639.

5. Weisshof R., El Jurdi K., Zmeter N., Rubin D.T. Emerging Therapies for Inflammatory Bowel Disease. Adv Ther. 2018;35(11):1746–1762. https://doi.org/10.1007/s12325-018-0795-9.

6. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В. Микробиом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии. Альманах клинической медицины. 2018;46(5):396–425. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425.

7. Новгородцев А.Д., Кочагина Ю.А. Потенциал озонотерапии в онкологии // Онкология – XXI век: материалы XXI Междунар. науч. конф. «Онкология – XXI век». Пермь: Книж. формат, 2017. С. 155–159.

8. Kiesler P., Fuss I.J., Strober W. Experimental models of inflammatory bowel diseases. Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2015;1(2):154–170. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2015.01.006.

9. Hoving J.C., Keeton R., Höft M.A. et al. IL-4 Receptor-Alpha Signalling of Intestinal Epithelial Cells, Smooth Muscle Cells, and Macrophages Plays a Redundant Role in Oxazolone Colitis. Mediators Inflamm. 2020;2020:4361043. https://doi.org/10.1155/2020/4361043.

10. Yao J., Lu Y., Zhi M. et al. Dietary n‑3 polyunsaturated fatty acids ameliorate Crohn's disease in rats by modulating the expression of PPAR‑γ/NFAT. Mol Med Rep. 2017;16(6):8315–8322. https://doi.org/10.3892/mmr.2017.7673.

11. Boismenu R., Chen Y. Insights from mouse models of colitis. J Leukoc Biol. 2000;67(3):267–278. https://doi.org/10.1002/jlb.67.3.267.

12. Randhawa P.K., Singh K., Singh N. et al. A review on chemical-induced inflammatory bowel disease models in rodents. Korean J. Physiol. Pharmacol. 2014;18(4):279–288. https://doi.org/10.4196/kjpp.2014.18.4.279.

13. Perše M., Cerar A. Dextran sodium sulphate colitis mouse model: traps and tricks. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:718617. https://doi.org/10.1155/2012/718617.

14. Jiang W., Su J., Zhang X. et al. Elevated levels of Th17 cells and Th17-related cytokines are associated with disease activity in patients with inflammatory bowel disease. Inflamm. Res. 2014;63:943–950. https://doi.org/10.1007/s00011-014-0768-7.

15. Зинчук В.В., Билецкая Е.С. Кислородзависимые механизмы физиологического действия озона (обзор). Журнал медико-биологических исследований. 2019;7(2):216–227.

16. 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.

17. Clavo B., Santana-Rodríguez N., Llontop P. et al. Ozone Therapy as Adjuvant for Cancer Treatment: Is Further Research Warranted? Evidence-based complementary and alternative medicine. 2018;2018: 7931849. URL: https://www.hindawi.com/journals/ecam/2018/7931849.

18. Tian T., Wang Z., Zhang J., Tian T. Pathomechanisms of Oxidative Stress in Inflammatory Bowel Disease and Potential Antioxidant Therapies. Oxidative medicine and cellular longevity. 2017;2017: 4535194. URL: https://www.hindawi.com/journals/omcl/2017/4535194.

19. Mohan S., Gupta D. Crosstalk of toll-like receptors signaling and Nrf2 pathway for regulation of inflammation. Biomed. Pharmacother. 2018;108,1866–1878. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.019.

20. Martínez-Sánchez G., Schwartz A., Di Donna V. Potential cytoprotective activity of ozone therapy in SARS-CoV-2/COVID-19. Antioxidants. 2020;9:389–401. https://doi.org/10.3390/antiox9050389.

21. Bocci V., Valacchi G. Nrf2 activation as target to implement therapeutic treatments. Frontiers in chemistry. 2015;3(4). URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2015.00004/full.

22. Kim Y.M., Pae H.O., Park J.E. et al. Heme oxygenase in the regulation of vascular biology: from molecular mechanisms to therapeutic opportunities. Antioxid Redox Signal. 2011;14(1):137–167.

23. Manoto S.L., Maepa M.J., Motaung S.K. Medical ozone therapy as a potential treatment modality for regeneration of damaged articular cartilage in osteoarthritis. Saudi journal of biological science. 2018;25(4):672–679.

24. Orakdogen M., Uslu S., Emon S.T. et al. The effect of ozone therapy on experimental vasospasm in the rat femoral artery. Turkish neurosurgery. 2016;26:860–865.

25. Sauaia A., Moore F.A., Moore E.E. Postinjury Inflammation and Organ Dysfunction. Crit Care Clin. 2017;33(1):167–191. https://doi.org/10.1016/j.ccc.2016.08.006.

26. Izadi M., Bozorgi M. Health-related quality of life in patients with chronic wounds before and after treatment with medical ozone. Medicine (Baltimore). 2018;97(48):e12505. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000012505.

27. Siniscalco D., Trotta M.C., Brigida AL. Intraperitoneal Administration of Oxygen/Ozone to Rats Reduces the Pancreatic Damage Induced by Streptozotocin. Biology (Basel). 2018;7(1). https://doi.org/10.3390/biology7010010.

28. 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.

29. Seyam O., Smith N.L., Reid I. et al. Clinical utility of ozone therapy for musculoskeletal disorders. Med Gas Res. 2018;8(3):103–110. https://doi.org/10.4103/2045-9912.241075.

30. Bai Z., Li H., Guo X., Liu Y. et al. Successful treatment of acute-on-chronic liver failure and hemolytic anemia with hepato-protective drugs in combination with intravenous ozone without steroids: A case report. Intractable Rare Dis Res. 2018;7(3):204–208. https://doi.org/10.5582/irdr.2018.01074.