СЕГМЕНТ-СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЛИПОПОЛИСАХАРИДА НА УРОВЕНЬ КАНАЛОВ TRPV1 И TRPA1 В ТОЛСТОЙ КИШКЕ КРЫСЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследование молекулярных механизмов интероцепции болевых сигналов остается актуальной проблемой висцеральной физиологии. Одним из видов болевой чувствительности являются хронические абдоминальные боли, возникающие при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и часто продолжающиеся после их завершения. Развитие абдоминального болевого синдрома инициируется запуском молекулярных изменений в стенке кишки, детали которого остаются не исследованными. Каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP), а именно TRPV1 и TRPA1, расположены в нервных клетках энтеральной нервной системы и участвуют в формировании ощущения висцеральной боли и гиперчувствительности. Толстая кишка крыс имеет неравномерное распределение этих каналов на протяжении своей проксимально-дистальной оси. Предполагается, что эти каналы могут быть вовлечены в начальные этапы формирования абдоминальной болевой чувствительности. Целью данного исследования было изучение сегмент-специфического изменения уровня каналов TRPV1 и TRPA1 при инициации воспаления однократным введении липополисахарида (ЛПС). В исследовании использовали тест на болевую чувствительность "холодная и горячая пластина", методы морфометрического анализа, регистрацию электрофизиологических параметров в камере Уссинга и вестерн-блот для оценки уровня белков TRPA1 и TRPV1. Однократное введение ЛПС приводит к уменьшению уровня TRPA1 в восходящем и в нисходящем отделах толстой кишки. В восходящем отделе изменения уровня TRPV1 не выявлено, в то же время в нисходящем отделе зарегистрировано значительное увеличение уровня TRPV1. В тесте "горячая и холодная пластина" изменения ноцицепции не наблюдалось. Таким образом, в прямой модели ЛПС-токсичности было установлено сегмент-специфическое изменение уровня TRPV1- и TRPA1-каналов.

Об авторах

К. А Дворникова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Санкт-Петербург, Россия

Е. Ю Быстрова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Санкт-Петербург, Россия

О. Н Платонова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Санкт-Петербург, Россия

А. А Федорова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

А. Г Марков

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: markovag@infran.ru
Санкт-Петербург, Россия; Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Dekel R, Drossman DA, Sperber AD (2015) Abdominal Pain in Irritable Bowel Syndrome (IBS). In: Kapurai L (ed) Chronic Abdominal Pain: An Evidence-Based, Comprehensive Guide to Clinical Management. Springer, New York, pp. 59–67.
  2. Li Y-C, Zhang F-C, Xu TW, Weng R-X, Zhang H-H, Chen Q-Q, Hu S, Gao R, Li R, Xu G-Y (2024) Advances in the pathological mechanisms and clinical treatments of chronic visceral pain. Mol Pain 20: 17448069241305942. https://doi.org/10.1177/17448069241305942
  3. Ford AC, Yanner S, Kashyap PC, Nasser Y (2024) Chronic Visceral Pain: New Peripheral Mechanistic Insights and Resulting Treatments. Gastroenterology 166: 976–994. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2024.01.045
  4. Zhang M, Ma Y, Ye X, Zhang N, Pan L, Wang B (2023) TRP (transient receptor potential) ion channel family: structures, biological functions and therapeutic interventions for diseases. Signal Transduct Target Ther 8: 261. https://doi.org/10.1038/s41392-023-01464-x
  5. González-Ramirez R, Chen Y, Liedtke WB, Morales-Lázaro SL (2017) TRP Channels and Pain. In: Emir TLR (ed) Neurobiology of TRP Channels. CRC Press/Taylor & Francis, Boca Raton (FL), pp 125–148.
  6. Bharucha AE, Camilleri M (2019) Physiology of the Colon and Its Measurement. In: Yeo CJ (ed) Shackelford’s Surgery of the Alimentary Tract, 2 Volume Set (Eighth Edition). Elsevier, Philadelphia, pp 1676–1688.
  7. Evans C, Howells K, Suzuki R, Brown AJH, Cox HM (2023) Regional characterisation of TRPV1 and TRPA1 signalling in the mouse colon mucosa. Eur J Pharmacol 954: 175897. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2023.175897
  8. Startek JB, Talavera K, Voets T, Alpizar YA (2018) Differential interactions of bacterial lipopolysaccharides with lipid membranes: implications for TRPA1-mediated chemosensation. Sci Rep 8: 12010. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30534-2
  9. Boonen B, Alpizar YA, Sanchez A, López-Requena A, Voets T, Talavera K (2018) Differential effects of lipopolysaccharide on mouse sensory TRP channels. Cell Calcium 73: 72–81. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2018.04.004
  10. Mazgaeen L, Gurung P (2020) Recent Advances in Lipopolysaccharide Recognition Systems. Int J Mol Sci 21: 379. https://doi.org/10.3390/ijms21020379
  11. Dickson K, Lehmann C (2019) Inflammatory Response to Different Toxins in Experimental Sepsis Models. Int J Mol Sci 20: 4341. https://doi.org/10.3390/ijms20184341
  12. Korneev KV (2019) Mouse Models of Sepsis and Septic Shock. Mol Biol (Mosk) 53: 799–814. https://doi.org/10.1134/S0026898419050100
  13. Yalcin I, Charlet A, Freund-Mercier M-J, Barrot M, Poisbeau P (2009) Differentiating thermal allodynia and hyperalgesia using dynamic hot and cold plate in rodents. J Pain 10: 767–773. https://doi.org/10.1016/j.jpain.2009.01.325
  14. Jain P, Materazzi S, De Logu F, Rossi Degl’Innocenti D, Fusi C, Li Puma S, Marone IM, Coppi E, Holzer P, Geppetti P, Nassini R (2020) Transient receptor potential ankyrin 1 contributes to somatic pain hypersensitivity in experimental colitis. Sci Rep 10: 8632. https://doi.org/10.1038/s41598-020-65618-5
  15. López-Estévez S, López-Torrellardona JM, Parera M, Martínez V (2022) Long-lasting visceral hypersensitivity in a model of DSS-induced colitis in rats. Neurogastroenterol Motil 34: e14441. https://doi.org/10.1111/nmo.14441
  16. Tranb RJ, Wang G (2004) Colonic inflammation decreases thermal sensitivity of the forepaw and hindpaw in the rat. Neurosci Lett 359: 81–84. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2004.02.026
  17. Slesarenko N, Komiakova VA, Stepanishin VV (2019) The morphofunctional characteristic of rodenties’ intestine. Lab Anim Sci Rus 2. https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-03-01
  18. Markov AG, Fedorova AA, Kravtsova VV, Bikmurzina AE, Okorokova LS, Matchkov VV, Cornelius V, Amasheh S, Krivoi II (2020) Circulating Ouabain Modulates Expression of Claudins in Rat Intestine and Cerebral Blood Vessels. Int J Mol Sci 21: 5067. https://doi.org/10.3390/ijms21145067
  19. Lyubashina OA, Sivachenko IB, Busygina II (2020) Neurophysiological features of visceral and somatic pain. Usp Fiz Nauk 53: 3–14. https://doi.org/10.31857/S0301179822020072
  20. Bekusova V, Fatyykhov I, Amasheh S, Markov A (2021) Heterogeneity of the barrier properties of the colon in rat. Biol Communicat 66: 160–170. https://doi.org/10.21638/spbu03.2021.207
  21. Di Vincenzo F, Del Gaudio A, Petito V, Lopetuso LR, Scaldaferr i F (2024) Gut microbiota, intestinal permeability, and systemic inflammation: a narrative review. Int Emerg Med 19: 275–293. https://doi.org/10.1007/s11739-023-03374-w
  22. Diogenes A, Ferraz CCR, Akopian AN, Henry MA, Hargreaves KM (2011) LPS sensitizes TRPV1 via activation of TLR4 in trigeminal sensory neurons. J Dent Res 90: 759–764. https://doi.org/10.1177/0022034511400225
  23. Meseguer V, Alpizar YA, Luis E, Tajada S, Denlinger B, Fajardo O, Manenschijn J-A, Fernández-Peña C, Talavera A, Kichko T, Navia B, Sánchez A, Señaris R, Reeh P, Pérez-García MT, López-López JR, Voets T, Belmonte C, Talavera K, Viana F (2014) TRPA1 channels mediate acute neurogenic inflammation and pain produced by bacterial endotoxins. Nat Commun 5: 3125. https://doi.org/10.1038/ncomms4125
  24. Devesa I, Planells-Cases R, Fernández-Ballester G, González-Ros JM, Ferrer-Montiel A, Fernández-Carvajal A (2011) Role of the transient receptor potential vanilloid 1 in inflammation and sepsis. J Inflamm Res 4: 67–81. https://doi.org/10.2147/JIR.S12978
  25. Engel MA, Leffler A, Niedermirth F, Babes A, Zimmermann K, Filipović MR, Izydorczyk I, Eberhardt M, Kichko TI, Mueller-Tribbensee SM, Khalil M, Siklosi N, Nau C, Ivanović-Burmazović I, Neuhuber WL, Becker C, Neurath MF, Reeh PW (2011) TRPA1 and substance P mediate colitis in mice. Gastroenterology 141: 1346–1358. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2011.07.002
  26. Kun J, Szitter J, Kemény A, Perkecz A, Kereskai L, Pohóczky K, Vincze A, Gódi S, Szabó I, Szolcsányi J, Pintér E, Helyes Z (2014) Upregulation of the transient receptor potential ankyrin 1 ion channel in the inflamed human and mouse colon and its protective roles. PLoS One 9: e108164. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0108164
  27. Bertin S, Aoki-Nonaka Y, Lee J, de Jong PR, Kim P, Han T, Yu T, To K, Takahashi N, Boland BS, Chang JT, Ho SB, Herdman S, Corr M, Franco A, Sharma S, Dong H, Akopian AN, Raz E (2017) The TRPA1 ion channel is expressed in CD4+ T cells and restrains T-cell-mediated colitis through inhibition of TRPV1. Gut 66: 1584–1596. https://doi.org/10.1136/guqjnl-2015-310710
  28. Schwartz ES, Christianson JA, Chen X, La J-H, Davis BM, Albers KM, Gebhart GF (2011) Synergistic role of TRPV1 and TRPA1 in pancreatic pain and inflammation. Gastroenterology 140: 1283–1291.e1–2. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2010.12.033
  29. Fischer MJ, Edwardson JM (2014) V2A2lidating TRP channel heteromers. Temperature (Austin) 1: 26–27. https://doi.org/10.4161/temp.29548
  30. Nagpal R, Mishra SK, Deep G, Yadav H (2020) Role of TRP Channels in Shaping the Gut Microbiome. Pathogens 9: 753. https://doi.org/10.3390/pathogens9090753
  31. Zhang W, Lyu M, Bessman NJ, Xie Z, Arifazzaman M, Yano H, Parkhurst CN, Chu C, Zhou L, Putzel GG, Li T-T, Jin W-B, Zhou J, JRI Live Cell Bank, Hu H, Tsou AM, Guo C-J, Artis D (2022) Gut-innervating nociceptors regulate the intestinal microbiota to promote tissue protection. Cell 185: 4170–4189.e20. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.008
  32. Foppa C, Rizkala T, Repici A, Hassan C, Spinelli A (2024) Microbiota and IBD: Current knowledge and future perspectives. Dig Liver Dis 56: 911–922. https://doi.org/10.1016/j.dld.2023.11.015

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».