Определение активности изоформ пируваткиназы в норме, при токсическом повреждении и в процессе регенерации печени

Цель исследования. Оценить активность изоформ пируваткиназы (ПК) в норме, при токсическом повреждении и в процессе регенерации печени.

Материалы и методы. Проведено экспериментальное исследование на 45 крысах линии Wistar. Токсическое повреждение печени индуцировали внутрибрюшинным введением тетрахлорметана. Механическое повреждение моделировали хирургической резекцией печени. Определены концентрации изоформ ПК R/L и М в сыворотке крови и ткани печени лабораторных животных методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Результаты. Установлено, что концентрация изоформы ПК М статистически значимо увеличивается при хроническом токсическом поражении печени, что может свидетельствовать об активизации процессов пролиферации клеток печени в ответ на повреждающее действие гепатотоксина (Манна — Уитни U-test: Z = 2,143; р = 0,032). После резекции печени увеличивалось содержание ПК R/L, характеризующее активацию гликолиза, и значительно увеличивалась концентрация ПК М, что отражало процессы репаративной регенерации в печени.

Заключение. Сывороточные концентрации изоформ ПК могут быть использованы в качестве лабораторного критерия активности процессов репаративной регенерации, с помощью которого можно оценить репаративный потенциал печени при ее токсическом или механическом повреждении, а также при хронических диффузных заболеваниях.

1. Muirhead H. Isoenzymes of pyruvate kinase. Biochem Soc Trans. 1990 Apr;18(2):193-196. DOI: https://doi.org/10.1042/bst0180193

2. Noguchi T, Yamada K, Yamagata K, Takenaka M, Nakajima H, Imai E, et al. Expression of liver type pyruvate kinase in insulinoma cells: involvement of LF-B1 (HNF1). Biochem Biophys Res Commun. 1991 Nov 27;181(1):259-264. DOI: https://doi.org/10.1016/s0006-291x(05)81411-1

3. Valentini G, Chiarelli LR, Fortin R, Dolzan M, Galizzi A, Abraham DJ et al. Structure and function of human erythrocyte pyruvate kinase. Molecular basis of nonspherocytic hemolytic anemia. J Biol Chem. 2002 Jun 28;277(26):23807-23814. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M202107200

4. Zhang Z, Deng X, Liu Yuan, Liu Y, Sun L, Chen F. PKM2, function and expression and regulation. Cell Biosci. 2019 Jun 26;9:52. DOI: https://doi.org/10.1186/s13578-019-0317-8

5. Oremek GM, Rutner F, Sapoutzis N, Sauer-Eppel H. Tumor marker pyruvate kinase type tumor M2 in patients suffering from diabetic nephropathy. Anticancer Res. MarApr 2003;23(2A):1155-1158.

6. Jeffery J, Lewis SJ, Ayling RM. Fecal dimeric M2- pyruvate kinase (tumor M2-PK) in the differential diagnosis of functional and organic bowel disorders. Inflamm Bowel Dis. 2009 Nov;15(11):1630-1634. DOI: https://doi.org/10.1002/ibd.20946

7. Dong T, Yan Y, Chai H, Chen Sh, Xiong X, Sun D, et al. Pyruvate kinase M2 affects liver cancer cell behavior through up-regulation of HIF-1α and Bcl-xL in culture. Biomed Pharmacother. 2015 Feb;69:277-284. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2014.12.010

8. Hu K, Xu J, Fan K, Zhou D, Li L, Tang L, et al. Nuclear accumulation of pyruvate kinase M2 promotes liver regeneration via activation of signal transducer and activator of transcription 3. Life Sci. 2020 Jun 1;250:117561. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.117561

9. Zheng D, Jiang Y, Qu Ch, Yuan H, Hu K, He L, et al. Pyruvate Kinase M2 Tetramerization Protects against Hepatic Stellate Cell Activation and Liver Fibrosis. Am J Pathol. 2020 Nov;190(11):2267-2281. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2020.08.002

10. Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях. ETS №123. Страсбург, 18.03.1986. [дата обращения 2021 июнь 15]. Режим доступа: https://rm.coe.int/168007a6a8

11. Скуратов АГ. Тетрахлорметановая модель гепатита и цирроза печени у крыс. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012;(9):37-40. [дата обращения 2021 июнь 15]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/tetrahlormetanovaya-modelgepatita-i-tsirroza-pecheni-u-krys/viewer

12. Michalopoulos GK. Liver regeneration after partial hepatectomy: critical analysis of mechanistic dilemmas. Am J Pathol. 2010 Jan;176(1):2-13. DOI: https://doi.org/10.2353/ajpath.2010.090675

13. Скуратов АГ, Лызиков АН, Петренев ДР, Осипов ББ, Ачинович СЛ. Пострезекционная регенерация печени при ретрорсин-индуцированном поражении. Проблемы здоровья и экологии. 2016;(1):66-72. [дата обращения 2021 июнь 15]. Режим доступа: https://journal.gsmu.by/jour/article/view/1671