Уровень свободных аминокислот и их метаболитов в микробно-тканевом комплексе тонкого кишечника и печени в условиях введения ацетата свинца

Известно, что инициирующим событием повреждения печени при свинцовой интоксикации является воздействие ацетата свинца на микробиом кишечника и метаболический профиль энтероцитов. Цель исследования ‒ выявление зависимости концентраций свободных аминокислот и их производных в печени от аминокислотного фонда микробно-тканевого комплекса тонкого кишечника в условиях свинцовой интоксикации. В работе были использованы крысы массой 120‒140 г, которым внутрижелудочно в течение 3 недель с питьевой водой вводили ацетат свинца. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии определяли содержание свободных аминокислот и их азотсодержащих метаболитов в микробно-тканевом комплексе кишечника и печени. Установлено, что энтеральное поступление ацетата свинца с питьевой водой изменяет профиль свободных аминокислот и их производных в микробно-тканевом комплексе тонкого кишечника, что коррелирует с нарушением гомеостаза аминокислот в печени. Анализ корреляционных связей определяемых нами показателей указывает на существенную роль азотсодержащих метаболитов аминокислот – этаноламина и фосфоэтаноламина, таурина, а также цистатионина в обеспечении антиоксидантной защиты клеток тканей в условиях свинцовой интоксикации. Таким образом, направленность корреляционных взаимоотношений между различными азотсодержащими метаболитами микробно-тканевого комплекса и печени можно рассматривать как показатель дискоординации гомеостаза.

1. Effect of lead acetate toxicity on experimental male albino rat / M. I. Nabil [et al.] // Asian Pac. J. Trop. Biomed. – 2012. – Vol. 2, N 1. – P. 41–46. https://doi.org/10.1016/S2221-1691(11)60187-1

2. Environmental exposure to lead and its correlation with biochemical indices in children / M. Ahamed [et al.] // Sci. Total Environ. – 2005. – Vol. 346, N 1‒3. ‒ P. 48–55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.12.019

3. Garza, A. Cellular mechanisms of lead neurotoxicity / A. Garza, R. Vega, E. Soto // Med. Sci. Monit. – 2006. – Vol. 12, N 3. – P. RA57–RA65.

4. Valko, M. Metals, toxicity and oxidative stress / M. Valko, H. Morris, M. T. D. Cronin // Curr. Med. Chem. – 2005. – Vol. 12, N 10. – P. 1161–1208. https://doi.org/10.2174/0929867053764635

5. De Aguiar Vallim, T. Q. Pleiotropic roles of bile acids in metabolism / T. Q. De Aguiar Vallim, E. J. Tarling, P. A. Edwards // Cell Metab. ‒ 2013. ‒ Vol. 17, N 5. ‒ P. 657–669. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2013.03.013

6. Hepatic amino-acid metabolism in liver cirrhosis and in the longterm course after liver transplantation. / U. J. Tietge [et al.] // Trans. Int. – 2003. – Vol. 16, N 1. – Р. 1–8. https://doi.org/10.1007/s00147-002-0484-z

7. Aromatic amino acid metabolism during liver failure / C. H. Dejong [et al.] // J. Nutr. – 2007. – Vol. 137, N 6, suppl. 1. – P. 1579S‒1585S. https://doi.org/10.1093/jn/137.6.1579S

8. Flora, S. J. S. Heavy metal induced oxidative stress its possible reversal by chelation therapy / S. J. S. Flora, M. Mittal, A. Mehta // Indian J. Med. Res. – 2008. – Vol. 128, N 4. – P. 501–523.

9. Clinical and molecular aspects of lead toxicity: an update / P. Mitra [et al.] // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. – 2017. – Vol. 54, N 7‒8. – Р. 506‒528. https://doi.org/10.1080/10408363.2017.1408562

10. Role of DNA methylation and folate metabolismin the development of pathological processes in the human body / T. A. Shumatova [et al.] // Pacif. Med. – 2013. – N 4. – Р. 39–43.

11. Toxicity of environmental lead and the influence of intestinal absorption in children / L. M. Heath [et al.] // Rev. Environ. Health. – 2003. – Vol. 18, N 4. – P. 231–250. https://doi.org/10.1515/REVEH.2003.18.4.231

12. Liu, G. Characteristics of intestinal bacteria with fatty liver diseases and cirrhosis / G. Liu, Q. Zhao, H. Wei // Ann. Hepatol. – 2019. – Vol. 18, N 6. – Р. 796–803. https://doi.org/10.1016/j.aohep.2019.06.020

13. Albillos, A. The gut-liver axis in liver disease: Pathophysiological basis for therapy / A. Albillos, A. Gottardi, M. Rescigno // J. Hepatol. – 2020. – Vol. 72, N 3. – Р. 558–577. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2019.10.003

14. Szabo, G. Gut-liver axis in alcoholic liver disease / G. Szabo // Gastroenterology. – 2015. – Vol. 148, N 1. ‒ Р. 30–36. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2014.10.042

15. Yu, L. X. The gut microbiome and liver cancer: mechanisms and clinical translation / L. X. Yu, R. F. Schwabe // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. – 2017. – Vol. 14, N 9. – P. 527–539. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2017.72

16. Wang, S. Role of gut microbiota in neuroendocrine regulation of carbohydrate and lipid metabolism via the microbiotagut-brain-liver axis / S. Wang, Y. J. Yu, K. Adeli // Microorganisms. – 2020. – Vol. 8, N 4. – Art. 527. https://doi.org/10.3390/microorganisms8040527

17. Hultberg, B. Interaction of metals and thiols in cell damage and glutathione distribution: potentiation of mercury toxicity by dithiothreitol / B. Hultberg, A. Andersson, A. Isaksson // Toxicology. – 2001. – Vol. 156, N 2–3. – P. 93–100. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(00)00331-0

18. Effect of dietary sulfur-containing amino acids on growth parameters, intestinal morphology, activity of enzymes and nutrient carriers in weaned piglets / E. Zong [et al.] // J. Anim. Sci. – 2018. – Vol. 96, N 3. – Р. 1130–1139. https://doi.org/10.1093/jas/skx003

19. Fukui, H. Leaky gut and gut-liver axis in liver cirrhosis: clinical studies update / H. Fukui // Gut Liver. ‒ 2021. – Vol. 15, N 5. – Р. 666–676. https://doi.org/10.5009/gnl20032

20. Taurine alleviates intestinal injury by mediating tight junction barriers in diquat-challenged piglet models / C. Wen [et al.] // Front. Physiol. ‒ 2020. ‒ Vol. 11, N 449. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00449

21. Hunaiti, A. Lead concentration and the level of glutathione, glutathione S-transferase, reductase and peroxidase in the blood of some occupational workers from Irbid City, Jordan / A. Hunaiti, M. Soud, A. Khalil // Sci. Total Environ. – 1995. – Vol. 170, N 1–2. – P. 95–100. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04606-2

22. Vance, J. E. Formation and function of phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine in mammalian cells / J. E. Vance, G. Tasseva // Biochim. Biophys. Acta. – 2013. – Vol. 1831, N 3. – P. 543–554. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2012.08.016

23. Arginine metabolism and nutrition in growth, health and disease / G. Wu [et al.] // Amino Acids. – 2009. – Vol. 37, N 1. – Р. 153–168. https://doi.org/10.1007/s00726-008-0210-y

24. Arginine metabolism and its protective effects on intestinal health and functions in weaned piglets under oxidative stress induced by diquat / P. Zheng [et al.] // Br. J. Nutr. – 2017. – Vol. 117, N 11. – Р. 1495–1502. https://doi.org/10.1017/S0007114517001519

25. Chandel, N. S. Amino acid metabolism / N. S. Chandel // Cold Spring Harb Perspect Biol. – 2021. – Vol. 13, N 4. – Art. a040584. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a040584