Ukr.Biochem.J. 2024; Том 96, № 4, липень-серпень, c. 25-32

doi: https://doi.org/10.15407/ubj96.04.025

Вплив довготривалого споживання етанолу та дієти з високим вмістом жирів на мітохондріальне дихання в ацинарних клітинах підшлункової залози і гепатоцитах щурів

04.04.2025   Uncategorized   No comments

O. O. Білонога*, Г. M. Мазур, Б. O. Манько,
O. Р. Кулачковський, В. В. Манько

Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
*e-mail: olha.bilonoha@lnu.edu.ua

Отримано: 26 березня 2024; Виправлено: 09 травня 2024;
Затверджено: 25 липня 2024; Доступно онлайн: 04 вересня 2024

Хронічне вживання алкоголю може спричинити панкреатит і захворювання печінки. У тварин, що перебували на високожировій дієті у поєднанні з алкоголем, було показано як адаптацію так і пошкодження мітохондрій печінки. На сьогодні не відомо, чи здатний алкоголь або його метаболіти викликати порушення функцій мітохондрій у підшлунковій залозі in vivo. Це дослідження мало на меті оцінити вплив тривалого введення алкоголю в поєднанні з високожировою дієтою на мітохондріальне дихання ацинарних клітин підшлункової залози та гепатоцитів щурів. Щурі лінії Wistar перебували на високожировій дієті (35% калорій), яким перорально вводили алкоголь (6 г/кг маси тварини) протягом 14 днів. Дихання панкреа­тичних ацинусів та ізольованих гепатоцитів досліджували з використанням електроду Кларка. Введення алкоголю щурам спричиняло швидку втрату ваги протягом перших 5 днів екс­перименту. Панкреатичні ацинуси цих тварин мали знижену здатність до секреції амілази за стимуляції ацетилхоліном. Однак у групі тварин, які отримували алкоголь, не було виявлено змін ультраструктури ацинарних клітин підшлункової залози. Рівень амілази у плазмі крові не відрізнявся між групами тварин. Алкоголь спричинив значне (~40%) збільшення базальної та максимальної FCCP-стимульованої швидкості дихання ізольованих гепатоцитів. Введення алкоголю не вплинуло на базальне, олігоміцин-нечутливе або FCCP-стимульоване дихання у ізольованих панкреатичних ацинусах. Отже, хронічне введення алкоголю щурам, що перебували на високожировій дієті, не спричинило пошкодження мітохондрій підшлункової залози щурів, тоді як мітохондрії печінки адаптуються до алкоголю шляхом підвищення швидкості дихання.

Ключові слова: , , , ,

Посилання:

  1. Rehm J, Taylor B, Mohapatra S, Irving H, Baliunas D, Patra J, Roerecke M. Alcohol as a risk factor for liver cirrhosis: a systematic review and meta-analysis. Drug Alcohol Rev. 2010;29(4):437-445. PubMed, CrossRef
  2. Samokhvalov AV, Rehm J, Roerecke M. Alcohol Consumption as a Risk Factor for Acute and Chronic Pancreatitis: A Systematic Review and a Series of Meta-analyses. EBioMedicine. 2015;2(12):1996-2002. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Lankisch PG, Apte M, Banks PA. Acute pancreatitis. Lancet. 2015;386(9988):85-96. PubMed, CrossRef
  4. Guo F, Zheng K, Benedé-Ubieto R, Cubero FJ, Nevzorova YA. The Lieber-DeCarli Diet-A Flagship Model for Experimental Alcoholic Liver Disease. Alcohol Clin Exp Res. 2018;42(10):1828-1840. PubMed, CrossRef
  5. Singh M, LaSure MM, Bockman DE. Pancreatic acinar cell function and morphology in rats chronically fed an ethanol diet. Gastroenterology. 1982;82(3):425-434. PubMed
  6. Ponnappa BC, Marciniak R, Schneider T, Hoek JB, Rubin E. Ethanol consumption and susceptibility of the pancreas to cerulein-induced pancreatitis. Pancreas. 1997;14(2):150-157. PubMed, CrossRef
  7. Deng X, Wang L, Elm MS, Gabazadeh D, Diorio GJ, Eagon PK, Whitcomb DC. Chronic alcohol consumption accelerates fibrosis in response to cerulein-induced pancreatitis in rats. Am J Pathol. 2005;166(1):93-106. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Manko BO, Bilonoha OO, Voloshyn DM, Zub AM, Ivasechko II, Manko VV. Pyruvate and Glutamine Define the Effects of Cholecystokinin and Ethanol on Mitochondrial Oxidation, Necrosis, and Morphology of Rat Pancreatic Acini. Pancreas. 2021;50(7):972-981. PubMed, CrossRef
  9. Neelamekam S, Kwok S, Malone R, Wierzbicki AS, Soran H. The impact of lipoprotein lipase deficiency on health-related quality of life: a detailed, structured, qualitative study. Orphanet J Rare Dis. 2017;12(1):156. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Laposata EA, Lange LG. Presence of nonoxidative ethanol metabolism in human organs commonly damaged by ethanol abuse. Science. 1986;231(4737):497-499.  PubMed, CrossRef
  11. Werner J, Laposata M, Fernandez-del Castillo C, Saghir M, Iozzo RV, Lewandrowski KB, Warshaw AL. Pancreatic injury in rats induced by fatty acid ethyl ester, a nonoxidative metabolite of alcohol. Gastroenterology. 1997;113(1):286-294. PubMed, CrossRef
  12. Werner J, Saghir M, Warshaw AL, Lewandrowski KB, Laposata M, Iozzo RV, Carter EA, Schatz RJ, Fernandez-Del Castillo C. Alcoholic pancreatitis in rats: injury from nonoxidative metabolites of ethanol. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002;283(1):G65-G73. PubMed, CrossRef
  13. Criddle DN, Murphy J, Fistetto G, Barrow S, Tepikin AV, Neoptolemos JP, Sutton R, Petersen OH. Fatty acid ethyl esters cause pancreatic calcium toxicity via inositol trisphosphate receptors and loss of ATP synthesis. Gastroenterology. 2006;130(3):781-793. PubMed, CrossRef
  14. Huang W, Booth DM, Cane MC, Chvanov M, Javed MA, Elliott VE, Armstrong JA, Dingsdale H, Cash N, Li Y, Greenhalf W, Mukherjee R, Kaphalia BS, Jaffar M, Petersen OH, Tepikin AV, Sutton R, Criddle DN. Fatty acid ethyl ester synthase inhibition ameliorates ethanol-induced Ca2+-dependent mitochondrial dysfunction and acute pancreatitis. Gut. 2014;63(8):1313-1324. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Criddle DN. The role of fat and alcohol in acute pancreatitis: A dangerous liaison. Pancreatology. 2015;15(4 Suppl):S6-S12. PubMed, cr id=”https://doi.org/10.1016/j.pan.2015.02.009″]
  16. Biczo G, Vegh ET, Shalbueva N, Mareninova OA, Elperin J, Lotshaw E, Gretler S, Lugea A, Malla SR, Dawson D, Ruchala P, Whitelegge J, Samuel W French SW, Wen L, Husain SZ, Gorelick FS, Hegyi P, Rakonczay Z, Gukovsky I, Gukovskaya AS. Mitochondrial Dysfunction, Through Impaired Autophagy, Leads to Endoplasmic Reticulum Stress, Deregulated Lipid Metabolism, and Pancreatitis in Animal Models. Gastroenterology. 2018;154(3):689-703. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Han D, Ybanez MD, Johnson HS, McDonald JN, Mesropyan L, Sancheti H, Martin G, Martin A, Lim AM, Dara L, Cadenas E, Tsukamoto H, Kaplowitz N. Dynamic adaptation of liver mitochondria to chronic alcohol feeding in mice: biogenesis, remodeling, and functional alterations. J Biol Chem. 2012;287(50):42165-42179. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  18. Manko BO, Klevets MYu, Manko VV. An implication of novel methodology to study pancreatic acinar mitochondria under in situ conditions. Cell Biochem Funct. 2013;31(2):115-121. PubMed, CrossRef
  19. Mazur HM, Merlavsky VM, Manko BO, Manko VV. mPTP opening differently affects electron transport chain and oxidative phosphorylation at succinate and NAD-dependent substrates oxidation in permeabilized rat hepatocytes. Ukr Biochem J. 2020;92(4):14-23. CrossRef
  20. Manko BO, Bilonoha OO, Manko VV. Adaptive respiratory response of rat pancreatic acinar cells to mitochondrial membrane depolarization. Ukr Biochem J. 2019;91(3):34-45. CrossRef
  21. Bragado MJ, García LJ, López MA, Calvo JJ. Protective effect of long term high fiber diet consumption on rat exocrine pancreatic function after chronic ethanol intake. J Nutr Biochem. 2001;12(6):338-345. PubMed, CrossRef
  22. Mazur HM, Merlavsky VM, Manko BO, Manko VV. Dependence of the mitochondrial adaptive capacity of hepatocytes on the oxidative substrates availability. Ukr Biochem J. 2019;91(6):5-14. CrossRef
  23. Han D, Johnson HS, Rao MP, Martin G, Sancheti H, Silkwood KH, Decker CW, Nguyen KT, Casian JG, Cadenas E, Kaplowitz N. Mitochondrial remodeling in the liver following chronic alcohol feeding to rats. Free Radic Biol Med. 2017;102:100-110. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  24. Zhong Z, Lemasters JJ. A unifying hypothesis linking hepatic adaptations for ethanol metabolism to the proinflammatory and profibrotic events of alcoholic liver disease. Alcohol Clin Exp Res. 2018;42(11):2072-2089. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Manko BV, Kozopas NM, Mazur HM, Voityk AМ, Manko BO, Manko VV. Bioenergetic functions of mitochondria in liver, pancreatic acinar cells, and sperm cells of rats fed short-term high-fat or high-fat high-sugar diets. Ukr Biochem J. 2023;95(5):51-60. CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.