Гепатотоксичность парацетамола на фоне хронического стресса: морфология и активность генов антиоксидантной системы у крыс

Введение. Исследование посвящено изучению влияния хронического стресса на гепатотоксическое действие парацетамола. Парацетамол, широко используемый как анальгетик и антипиретик, при передозировке может оказать токсическое воздействие на печень, связанное с образованием активных форм кислорода и развитием окислительного стресса. Антиоксидантные механизмы защиты организма включают ключевые гены, такие как Hmox1, Sod1 и Nqo1, которые регулируют окислительно-восстановительный баланс. Хронический стресс снижает уровень глутатиона, что усиливает уязвимость печени к токсическим воздействиям.

Цель работы – оценка токсичности парацетамола при одновременном воздействии хронического стресса для разработки новых профилактических подходов.

Материалы и методы. Эксперимент проведён на белых аутбредных крысах (четыре группы, по шесть самцов и шесть самок в каждой), которым вводили парацетамол (1000 мг/кг) и моделировали хронический стресс. Проведены морфологические, биохимические и генетические исследования, определён весовой коэффициент печени.

Результаты. У самцов весовой коэффициент печени варьировался: минимальное значение (25,02) зафиксировано в группе «Стресс», максимальное (32,27) – в контрольной группе (p = 0,001). У самок в группе «Стресс» он составил 34,77, что ниже по сравнению с группами «Парацетамол» (39,21; p = 0,017) и «Парацетамол + Стресс» (39,24; p = 0,026). Гистоморфологический анализ выявил признаки некроза и воспаления при сочетанном воздействии. Генетический анализ показал увеличение экспрессии гена Sod1 у самцов в группе «Стресс» (p = 0,001) и наивысший уровень Nqo1 в группе с сочетанным воздействием факторов. Биохимические изменения выражались в снижении уровней АСТ и АЛТ при одновременном воздействии на животных стресса и парацетамола.

Ограничения исследования. Для эксперимента были использованы лабораторные животные одного биологического вида, токсикант применяли только в одной концентрации.

Заключение. Полученные результаты показали необходимость дальнейшего изучения взаимодействия хронического стресса и токсических факторов для разработки профилактических мер.

Соблюдение этических стандартов. Протокол заседания биоэтической комиссии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» № 01-02 от 08.02.2024 г. Животные на протяжении всего исследования находились в стандартных условиях с двенадцатичасовым искусственным освещением в дневное время, уровнем влажности 30–70% и температурой воздуха плюс 20–25 °С. Манипуляции с животными проводили в полном соответствии с нормативными документами, в том числе с «Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Strasbourg, 1986).

Участие авторов:
Гизатуллина А.А. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста;
Каримов Д.О. – концепция и дизайн исследования, статистическая обработка;
Якупова Т.Г., Рябова Ю.В., Кудояров Э.Р., Хуснутдинова Н.Ю. – сбор и обработка материала;
Валова Я.В. – сбор и обработка материала, статистическая обработка;
Смолянкин Д.А. – редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Финансирование. Отраслевая научно-исследовательская программа Роспотребнадзора на 2021–2025 гг. «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России», тема 6.9.1.2 «Изучение воздействия химического производственного фактора в условиях хронического стресса» № НИОКТР И124021200153–3.

Поступила: 30.01.2025 / Поступила после доработки: 05.03.2025 / Принята к печати: 26.03.2025 / Опубликована: 27.06.202

1. Коваленко Л.А., Ипатова М.Г., Долгинов Д.М., Афуков И.И. Острое отравление парацетамолом (ацетаминофеном) у детей. Эффективная фармакотерапия. 2018; (32): 14–8. https://elibrary.ru/sjvpct

2. Chidiac A.S., Buckley N.A., Noghrehchi F., Cairns R. Paracetamol (acetaminophen) overdose and hepatotoxicity: mechanism, treatment, prevention measures, and estimates of burden of disease. Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2023; 19(5): 297–317. https://doi.org/10.1080/17425255.2023.2223959

3. Ивашкин В.Т., Барановский А.Ю., Райхельсон К.Л., Пальгова Л.К., Маевская М.В., Кондрашина Э.А. и др. Лекарственные поражения печени (клинические рекомендации для врачей). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019; 29(1): 101–31. https://doi.org/10.22416/1382-4376-2019-29-1-101-131 https://elibrary.ru/zerhtf

4. Minsart C., Liefferinckx C., Lemmers A., Dressen C., Quertinmont E., Leclercq I., et al. New insights in acetaminophen toxicity: HMGB1 contributes by itself to amplify hepatocyte necrosis in vitro through the TLR4-TRIF-RIPK3 axis. Sci. Rep. 2020; 10(1): 5557. https://doi.org/10.1038/s41598-020-61270-1

5. Крылов Д.П., Родимова С.А., Карабут М.М., Кузнецова Д.С. Экспериментальные модели для изучения структурно-функционального состояния патологически измененной печени (обзор). Современные технологии в медицине. 2023; 15(4): 65. https://doi.org/10.17691/stm2023.15.4.06

6. Du K., Ramachandran A., Jaeschke H. Oxidative stress during acetaminophen hepatotoxicity: Sources, pathophysiological role and therapeutic potential. Redox. Biol. 2016; 10: 148–56. https://doi.org/10.1016/j.redox.2016.10.001

7. Променашева Т.Е., Колесниченко Л.С., Козлова Н.М. Роль оксидативного стресса и системы глутатиона в патогенезе неалкогольной жировой болезни печени. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2014; (5): 80–3. https://elibrary.ru/tmencj

8. Vairetti M., Di Pasqua L.G., Cagna M., Richelmi P., Ferrigno A., Berardo C. Changes in glutathione content in liver diseases: an update. Antioxidants (Basel). 2021; 10(3): 364. https://doi.org/10.3390/antiox10030364

9. Тимашева Г.В., Байгильдин С.С., Бакиров А.Б., Репина Э.Ф., Каримов Д.О., Хуснутдинова Н.Ю. и др. Морфологические изменения в печени экспериментальных животных на ранних сроках после коррекции воздействия высоких доз парацетамола. Токсикологический вестник. 2022; 30(1): 21–8. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2022-30-1-21-28 https://elibrary.ru/lkoafi

10. Matisz C.E., Badenhorst C.A., Gruber A.J. Chronic unpredictable stress shifts rat behavior from exploration to exploitation. Stress. 2021; 24(5): 635–44. https://doi.org/10.1080/10253890.2021.1947235

11. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods. 2001; 25(4): 402–8. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262

12. Davidson D.G., Eastham W.N. Acute liver necrosis following overdose of paracetamol. Br. Med. J. 1966; 2(5512): 497–9. https://doi.org/10.1136/bmj.2.5512.497

13. Белых А.Е., Дудка В.Т., Бобынцев И.И., Крюков А.А. Морфология печени крыс в условиях хронического эмоционально-болевого стресса на фоне введения дельта-сон индуцирующего пептида. Современные проблемы науки и образования. 2017; (1): 49. https://elibrary.ru/xxncej

14. Gonçalves A.C., Coelho A.M., da Cruz Castro M.L., Pereira R.R., da Silva Araújo N.P., Ferreira F.M., et al. Modulation of paracetamol-induced hepatotoxicity by acute and chronic ethanol consumption in mice: a study pilot. Toxics. 2024; 12(12): 857. https://doi.org/10.3390/toxics12120857

15. Mossanen J.C., Tacke F. Acetaminophen-induced acute liver injury in mice. Lab. Anim. 2015; 49(1 Suppl.): 30–6. https://doi.org/10.1177/0023677215570992

16. Solar M., Grayck M.R., McCarthy W.C., Zheng L., Lacayo O.A., Sherlock L.G., et al. Absence of IκBβ/NFκB signaling does not attenuate acetaminophen-induced hepatic injury. Anat. Rec. (Hoboken). 2025; 308(4): 1251–64. https://doi.org/10.1002/ar.25126

17. Wang Y.Q., Geng X.P., Wang M.W., Wang H.Q., Zhang C., He X., et al. Vitamin D deficiency exacerbates hepatic oxidative stress and inflammation during acetaminophen-induced acute liver injury in mice. Int. Immunopharmacol. 2021; 97: 107716. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2021.107716

18. Chatterjee S., Bhattacharya S., Choudhury P.R., Rahaman A., Sarkar A., Talukdar A.D., et al. Drynaria quercifolia suppresses paracetamol‑induced hepatotoxicity in mice by inducing Nrf-2. Bratisl. Lek. Listy. 2022; 123(2): 110–9. https://doi.org/10.4149/BLL_2022_017

19. Toyoda T., Cho Y.M., Akagi J.I., Mizuta Y., Matsushita K., Nishikawa A., et al. A 13-week subchronic toxicity study of acetaminophen using an obese rat model. J. Toxicol. Sci. 2018; 43(7): 423–33. https://doi.org/10.2131/jts.43.423

20. Ogiso T., Fukami T., Zhongzhe C., Konishi K., Nakano M., Nakajima M. Human superoxide dismutase 1 attenuates quinoneimine metabolite formation from mefenamic acid. Toxicology. 2021; 448: 152648. https://doi.org/10.1016/j.tox.2020.152648

21. Maeda H., Fujita K., Kobayashi H., Ushiki J., Nakanishi T., Tamai I. Novel LC-MS/MS method for simultaneous quantification of KW-7158, a new drug candidate for urinary incontinence and bladder hyperactivity, and its metabolites in rat plasma: a pharmacokinetic study in male and female rats. Arzneimittelforschung. 2012; 62(5): 213–21. https://doi.org/10.1055/s-0032-1301883

22. Scholl J.L., Afzal A., Fox L.C., Watt M.J., Forster G.L. Sex differences in anxiety-like behaviors in rats. Physiol. Behav. 2019; 211: 112670. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2019.112670

23. Bossers G.P.L., Hagdorn Q.A.J., Koop A.C., van der Feen D.E., Bartelds B., van Leusden T., et al. Female rats are less prone to clinical heart failure than male rats in a juvenile rat model of right ventricular pressure load. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2022; 322(6): H994–1002. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00071.2022

24. Стекольников А.А., Решетняк В.В., Бурдейный В.В., Искалиев Е.А. Биохимические показатели крови беспородных крыс. Международный вестник ветеринарии. 2020; (3): 163–8. https://doi.org/10.17238/issn2072-2419.2020.3.163 https://elibrary.ru/vqffbr

25. Малинин М.Л., Тихомирова Е.И., Обух Л.Б., Кияшко В.В., Ласкавый В.Н. Половые различия по биохимическим показателям крови у разных видов лабораторных животных. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2008; 8(1): 51–4. https://elibrary.ru/jwazqh