МЕЛАТОНІН ПОКРАЩУЄ ГІСТОФІЗІОЛОГІЮ СЕЛЕЗІНКИ ЩУРІВ З ІНДУКОВАНИМ ОЖИРІННЯМ: ХРОНОТЕРАПЕВТИЧНИЙ ПІДХІД
DOI 10.17721/1728.2748.2022.90.34-39
Ключові слова:
хронобіологія, індуковане-висококалорійною дієтою ожиріння, біла пульпа, червона пульпа, гермінативні центри, крайова зона, хронобіологія, індуковане-висококалорійною дієтою ожиріння, біла пульпа, червона пульпа, гермінативні центри, крайова зонаАнотація
Однією з ознак ожиріння є розвиток системного прозапального стану низького рівня в усьому організмі, включаючи органи імунної системи. Збільшення селезінки при ожирінні, спричиненому споживанням висококалорійної дієти, сприяє розвитку хронічного запалення. Мелатонін завдяки імуномодулюючій, антиоксидантній та метаболічній функціям вважається ефективним кандидатом для терапії ожиріння. Оскільки імунна система демонструє виражену циркадну ритмічність, а імунні клітини мають різні типи рецепторів мелатоніну, то хронотерапевтичний підхід може бути використаний при виборі найбільш ефективних режимів введення мелатоніну для корекції пошкодження селезінки, спровокованого ожирінням. Отже, основною метою нашого дослідження був аналіз гістофізіології селезінки щурів під час розвитку ожиріння, спричиненого споживанням висококалорійної дієти (HCD) після різного часу (вранці або ввечері) щоденного введення мелатоніну. Мелатонін вводили через зонд протягом 7 тижнів у дозі 30 мг/кг за 1 годину до вимкнення світла (HCD ZT11, M ZT11, вечір) або через 1 годину після включення світла (HCD ZT01, M ZT01, ранок). Для оцінювання морфофункціонального стану селезінки використовували патогістологічне дослідження червоної, білої пульпи та різних зон лімфоїдних фолікулів. Розвиток ожиріння супроводжувався гіперемією і розширенням судин червоної пульпи; при цьому в білій пульпі зазначали помітну деформацію зародкових центрів і зруйновані межі між зонами лімфоїдних фолікулів. Група HCD демонструє зменшення відносної кількості білої пульпи, площі поперечного перерізу зародкових центрів і площі поперечного перерізу крайової зони при підвищенні відносної кількості червоної пульпи та співвідношення крайової зони / зародкових центрів порівняно з контролем. Введення мелатоніну щурам з ожирінням збільшує відно- сну кількість білої пульпи (група HCD ZT11), площу поперечного перерізу зародкових центрів (групи HCD ZT01 і HCD ZT11), площу попере- чного перерізу крайової зони (група HCD ZT11) і зменшує співвідношення маргінальної зони / зародкових центрів (група HCD ZT01) порівняно із групою HCD. Також лікування мелатоніном вранці або ввечері не вплинуло на гістофізіологію селезінки щурів, які споживали стандартну дієту (групи M ZT01 та M ZT11). Ці результати показали, що мелатонін можна розглядати як потужний потенційний терапевтичний засіб для відновлення змін селезінки, спричинених ожирінням.
Посилання
Abd-Elhakim YM, Hashem MMM, Abo-El-Sooud K, et al. Involvement of tumor necrosis factor-α, interferon gamma-γ, and interleukins 1β, 6, and 10 in immunosuppression due to long-term exposure to five common food preservatives in rats. Gene. 2020;742:144590. doi:10.1016/j.gene.2020.144590
Barrea L, Di Somma C, Muscogiuri G, et al. Nutrition, inflammation and liver-spleen axis. Crit Rev Food SciNutr. 2018;58(18):3141-3158. doi:10.1080/10408398.2017.1353479
Buchan L, St Aubin CR, Fisher AL, et al. High-fat, high-sugar diet induces splenomegaly that is ameliorated with exercise and genistein treatment. BMC Res Notes. 2018;11(1):752. Published 2018 Oct 22. doi:10.1186/s13104-018-3862-z
Cho JH, Bhutani S, Kim CH, Irwin MR. Anti-inflammatory effects of melatonin: A systematic review and meta-analysis of clinical trials. Brain Behav Immun. 2021;93:245-253. doi:10.1016/j.bbi.2021.01.034
El-Aziz A, Naguib M, Rashed LA. Spleen size in patients with metabolic syndrome and its relation to metabolic and inflammatory parameters. The Egyptian Journal of Internal Medicine. 2018;30(2): 78-82. DOI: 10.4103/ejim.ejim_86_17
Ferlazzo N, Andolina G, Cannata A, et al. Is Melatonin the Cornucopia of the 21st Century?. Antioxidants (Basel). 2020;9(11):1088. Published 2020 Nov 5. doi:10.3390/antiox9111088
Foley HM, Steel AE. Adverse events associated with oral administration of melatonin: A critical systematic review of clinical evidence. Complement Ther Med. 2019;42:65-81. doi:10.1016/j.ctim.2018.11.003
Gotoh K, Inoue M, Masaki T, et al. A novel anti-inflammatory role for spleen-derived interleukin-10 in obesity-induced inflammation in white adipose tissue and liver. Diabetes. 2012;61(8):1994-2003. doi:10.2337/db11-1688
Gotoh K, Inoue M, Shiraishi K, et al. Spleen-derived interleukin-10 downregulates the severity of high-fat diet-induced non-alcoholic fatty pancreas disease. PLoS One. 2012;7(12):e53154. doi: 10.1371/journal.pone.0053154
Halenova T, Raksha N, Vovk T, Savchuk O, Ostapchenko L, Prylutskyy Y, et al. Effect of C60 fullerene nanoparticles on the diet-induced obesity in rats. International Journal of Obesity. 2018; 42:1987–1998. doi: 10.1038/s41366-018-0016-2.
Heinke S, Ludwig B, Schubert U, et al. Diabetes induction by total pancreatectomy in minipigs with simultaneous splenectomy: a feasible approach for advanced diabetes research. Xenotransplantation. 2016;23(5): 405-413. doi: 10.1111/xen.12255
Jha AK, Bhagwat S, Dayal VM, Suchismita A. Torsion of spleen and portal hypertension: Pathophysiology and clinical implications. World J Hepatol. 2021;13(7):774-780. doi: 10.4254/wjh.v13.i7.774
Lamas O, Martínez JA, Marti A. Decreased splenic mRNA expression levels of TNF-alpha and IL-6 in diet-induced obese animals. J PhysiolBiochem. 2004;60(4):279-283. doi:10.1007/BF03167074
Lewis SM, Williams A, Eisenbarth SC. Structure and function of the immune system in the spleen. SciImmunol. 2019;4(33):eaau6085. doi:10.1126/sciimmunol.aau6085
Li Q, Wang Q, Xu W, et al. C-Reactive Protein Causes Adult-Onset Obesity Through Chronic Inflammatory Mechanism. Front Cell Dev Biol. 2020;8:18. Published 2020 Feb 20. doi:10.3389/fcell.2020.00018
Lori A, Perrotta M, Lembo G, Carnevale D. The Spleen: A Hub Connecting Nervous and Immune Systems in Cardiovascular and Metabolic Diseases. Int J Mol Sci. 2017;18(6):1216. Published 2017 Jun 7. doi:10.3390/ijms18061216
Macia L, Delacre M, Abboud G, et al. Impairment of dendritic cell functionality and steady-state number in obese mice. J Immunol. 2006;177(9):5997-6006. doi:10.4049/jimmunol.177.9.5997
Ozkanlar S, Kara A, Sengul E, Simsek N, Karadeniz A, Kurt N. Melatonin Modulates the Immune System Response and Inflammation in Diabetic Rats Experimentally-Induced by Alloxan. HormMetab Res. 2016;48(2): 137-144. doi:10.1055/s-0035-1548937
Pandi-Perumal SR, Trakht I, Srinivasan V, et al. Physiological effects of melatonin: role of melatonin receptors and signal transduction pathways. ProgNeurobiol. 2008;85(3):335-353. doi:10.1016/j.pneurobio.2008.04.001
de Souza TA, de Souza DW, Siqueira BS, Rentz T, de OliveriaEmílio HR, Grassiolli S. Splenic participation in glycemic homeostasis in obese and non-obese male rats. Obes Res ClinPract. 2020;14(5):479-486. doi:10.1016/j.orcp.2020.07.009
Sutradhar S, Deb A, Singh SS. Melatonin attenuates diabetes-induced oxidative stress in spleen and suppression of splenocyte proliferation in laboratory mice. Arch PhysiolBiochem. 2022;128(5):1401-1412. doi:10.1080/13813455.2020.1773506
Switzer KC, McMurray DN, Chapkin RS. Effects of dietary n-3 polyunsaturated fatty acids on T-cell membrane composition and function. Lipids. 2004;39(12):1163-1170. doi:10.1007/s11745-004-1343-y
Szewczyk-Golec K, Woźniak A, Reiter RJ. Inter-relationships of the chronobiotic, melatonin, with leptin and adiponectin: implications for obesity. J Pineal Res. 2015; 59(3):277-91. doi: 10.1111/jpi.12257.
Tarantino G, Savastano S, Capone D, Colao A. Spleen: A new role for an old player?. World J Gastroenterol. 2011;17(33):3776-3784. doi:10.3748/wjg.v17.i33.3776
Tarantino G, Scalera A, Finelli C. Liver-spleen axis: intersection between immunity, infections and metabolism. World J Gastroenterol. 2013;19(23):3534-3542. doi:10.3748/wjg.v19.i23.3534
Tarantino G, Citro V, Conforti P, Balsano C, Capone D. Is There a Link between Basal Metabolic Rate, Spleen Volume and Hepatic Growth Factor Levels in Patients with Obesity-Related NAFLD?. J Clin Med. 2019;8(10):1510. Published 2019 Sep 20. doi:10.3390/jcm8101510
Tarantino G, Citro V, Balsano C. Liver-spleen axis in nonalcoholic fatty liver disease. Expert Rev GastroenterolHepatol. 2021;15(7):759-769. doi:10.1080/17474124.2021.1914587
Winer DA, Winer S, Shen L, et al. B cells promote insulin resistance through modulation of T cells and production of pathogenic IgG antibodies. Nat Med. 2011;17(5):610-617. doi:10.1038/nm.2353
Xiong J, Wang Z, Cao J, Dong Y, Chen Y. Melatonin mediates monochromatic light-induced proliferation of T/B lymphocytes in the spleen via the membrane receptor or nuclear receptor. Poult Sci. 2020;99(9):4294-4302. doi:10.1016/j.psj.2020.06.008
Yi WJ, Kim TS. Melatonin protects mice against stress-induced inflammation through enhancement of M2 macrophage polarization. International Immunopharmacology. 2017;48:146-158. doi: 10.1016/j.intimp.2017.05.006
