Метиленовый синий и жировая печень: что показали экспериментальные исследования

Жировая печень — это общее обозначение для нескольких различных состояний. У одного человека причиной может быть длительное употребление большого количества алкоголя. У другого — избыток питательных веществ с инсулинорезистентностью и повышенной доставкой жира в печень. Под микроскопом в обоих случаях может наблюдаться простое накопление жира, но причины, лежащие выше по цепочке, различаются. Именно это различие определяет, что может доказать любой эксперимент.

Литература по метиленовому синему и жировой печени в рамках этого вопроса невелика и полностью относится к доклиническим исследованиям. Чаще всего цитируются три исследования на крысах и мышах, и они не все указывают в одном направлении. Одно исследование с употреблением этанола исправило сдвиг окислительно-восстановительного состояния, но не изменило количество жира в печени. Одно исследование с высокожировой диетой уменьшило жир в печени вместе с изменением сигнального пути. Одно исследование на здоровых животных выявило противоположные результаты по перекисному окислению липидов в печени и почках. Если рассматривать их вместе, они показывают, почему три показателя необходимо разделять: изменение окислительно-восстановительного состояния, активация сигнальных путей и накопление жира в тканях.

Три показателя, которые легко перепутать

Показатель окислительно-восстановительного состояния описывает обращение с электронами. Соотношение NAD+ к NADH в печени показывает, является ли клеточная среда относительно окисленной или восстановленной. Окисление этанола превращает NAD+ в NADH, поэтому хроническое употребление алкоголя снижает это соотношение. Краситель, принимающий электроны, может вернуть его в обратную сторону. Это химический процесс, а не доказательство уменьшения накопленного жира.

Показатель сигнального пути описывает регуляцию. SIRT1 — это регуляторный фермент, зависимый от NAD+, который модифицирует белки, участвующие в функции митохондрий и обмене липидов. AMPK действует как датчик низкого энергетического состояния, который при активации способствует окислению топлива и ограничивает синтез липидов. Когда статья сообщает об активации SIRT1 в печени под действием метиленового синего, она описывает регуляторный сдвиг. Это еще не описание исхода у человека.

Гистологический или биохимический показатель описывает саму печень. Распространенные примеры — содержание триглицеридов на грамм ткани, окрашивание Oil Red O для нейтрального жира, оценка вздутия клеток и повреждения с помощью гематоксилина и эозина, а также активность АЛТ в плазме. Только этот третий класс отвечает на вопрос, улучшился ли стеатоз печени под действием метиленового синего в данном эксперименте.

Разделение этих классов предотвращает наиболее распространенное неверное толкование: благоприятный результат по окислительно-восстановительному состоянию или сигнальным путям не равен уменьшению жировой болезни печени.

Модель с этанолом: восстановление окислительно-восстановительного состояния без изменения жира

Наиболее четкий отрицательный результат получен в исследовании хронического введения этанола самцам крыс Wistar. Животные получали этанол как часть жидкой диеты, в которой он составлял до 36 процентов общей энергии, а контрольная группа с парным кормлением получала глюкозу вместо энергетического вклада этанола. Одна группа с этанолом и одна контрольная группа также получали метиленовый синий в концентрации 130 мг на литр диеты, около 42 мг на кг в день, с 5-го по 30-й день.

Окислительно-восстановительное состояние оценивали по стандартным парам метаболитов: лактат к пирувату для цитозоля и 3-гидроксибутират к ацетоацетату для митохондрий. На раннем этапе высоких доз этанола группы с этанолом показали значительные сдвиги: соотношение NAD+ к NADH в цитозоле снизилось примерно на 62 процента, а в митохондриях — примерно на 71 процент, при этом уровень глицерол-3-фосфата повысился. Метиленовый синий в значительной степени обратил эти изменения и восстановил уровень глицерол-3-фосфата почти до контрольных значений, не изменяя потребление этанола, увеличение массы тела или сывороточный этанол.

Жир в печени показал другую картину. На 12-й день, до значительного накопления жира, содержание триглицеридов не различалось между группами. На 27-й день группы с этанолом имели значительное повышение триглицеридов независимо от метиленового синего. На 30-й день общее количество липидов увеличилось примерно на 89 процентов, а триглицеридов — примерно на 196 процентов у животных, получавших этанол, и снова не изменилось под действием красителя. Центрилобулярная жировая инфильтрация выглядела одинаково с лечением и без него. Авторы пришли к выводу, что вызванный этанолом сдвиг окислительно-восстановительного состояния не является основной причиной жировой печени после длительного кормления в этой модели. Понимание различий между переносом результатов исследований на животных и клетках и риском для человека помогает здесь: механизм может быть реальным и при этом не определять конечный результат.

Это исследование следует цитировать, когда кто-либо утверждает, что любое исправление окислительно-восстановительного состояния должно устранить жир в печени. В этой модели этого не произошло.

Метаболическая модель: сигнальные пути и уменьшение жира у мышей

Другая картина получена в исследовании гепатоцитов и мышей на высокожировой диете, построенном вокруг SIRT1 и AMPK. В клетках HepG2, AML-12 и первичных гепатоцитах крыс метиленовый синий повышал соотношение NAD+ к NADH, увеличивал количество белка SIRT1, снижал ацетилирование регулятора PGC-1alpha, повышал содержание митохондриальной ДНК и потребление кислорода, а также активировал AMPK с последующим увеличением CPT-1 и PPARalpha. Когда экспрессия SIRT1 была снижена, активация AMPK исчезала, что связывает эту цепочку с SIRT1 в данной клеточной системе. Краситель также противодействовал липогенным сигналам от агониста LXR T0901317 и воздействия пальмитата, включая индукцию SREBP-1c, FAS и ACC.

В части с животными использовали самцов мышей C57BL/6, получавших диету с содержанием 60 процентов жира в течение 8 недель, при этом метиленовый синий вводили перорально четыре раза в неделю в течение последних 4 недель в дозах 3 или 10 мг на кг в день. У обработанных мышей наблюдалось меньшее окрашивание Oil Red O, более низкое содержание триглицеридов в печени, меньшее вздутие клеток и жировая дегенерация при гистологии, а также более низкий уровень АЛТ в плазме по сравнению с мышами на высокожировой диете без лечения. Фармакокинетическая работа в той же статье показала пероральную биодоступность около 31–35 процентов с почти полным всасыванием в кишечнике, но значительным метаболизмом, а самое высокое соотношение концентрации в ткани к плазме было в печени, что делает печеночный эффект по крайней мере правдоподобным с точки зрения распределения.

Это является реальным сигналом против стеатоза, но его границы узкие. Это короткий эксперимент на мышах с 9–10 животными в группе, одной диетой, двумя дозами и четырьмя неделями лечения. Он изучает метаболический стеатоз и признаки стеатогепатита, а не заболевание, связанное с алкоголем, и не оценивает цирроз, обратное развитие фиброза или какие-либо исходы у людей. Роль митохондриальных и окислительно-восстановительных показателей при интерпретации таких результатов заключается в том, чтобы рассматривать их как подтверждение гипотезы, а не как дозировку или протокол.

Снимок здоровых тканей: одна доза, противоположные органы

Третье исследование часто включают в обсуждения печени, хотя оно не относится к этому вопросу напрямую. В 30-дневном эксперименте на здоровых самках крыс Wistar пять животных получали 1 мМ метиленового синего в питьевой воде, а пять служили контролем. Супероксиддисмутаза, каталаза и восстановленный глутатион не изменились в печени или почках. Перекисное окисление липидов немного увеличилось в печени и снизилось в почках. Сывороточные АЛТ и креатинин снизились, при этом уровень азота мочевины крови не изменился.

Корректная интерпретация — это тканеспецифичность у здоровых животных, а не лечение заболевания. Одно и то же воздействие выглядело слегка прооксидантным по одному показателю в печени и слегка защитным по тому же показателю в почках, при этом стандартные антиоксидантные системы защиты оставались неизменными. При пяти животных в группе и отсутствии модели заболевания это исследование предостерегает от названия метиленового синего универсальным антиоксидантом для печени. Оно также показывает, почему изменения печеночных ферментов требуют определенного контекста заболевания прежде чем их можно интерпретировать как улучшение.

Сравнение трех экспериментов с печенью

Таблица делает основной вывод очевидным. Один и тот же синий краситель — разная биология. Исследование с этанолом отделяет успех в изменении окислительно-восстановительного состояния от отсутствия эффекта на жир. Исследование с диетой объединяет изменение сигнальных путей и уменьшение жира в одной модели. Исследование на здоровых животных показывает, что показатели окислительно-восстановительного состояния могут изменяться в противоположных направлениях в разных органах.

Почему из этого не следует утверждение о лечении

Ни в одном из этих исследований не участвовали люди с жировой болезнью печени. Дозы, пути введения и продолжительность отличаются между статьями и не переводятся в человеческую схему простым масштабированием. Небольшие размеры групп, особенно три животных на одну временную точку для измерения окислительно-восстановительного состояния в работе с этанолом и пять животных в группе в исследовании здоровых животных, оставляют значительную неопределенность. Пол, штамм, состав диеты и время начала лечения относительно повреждения также различаются. Кроме того, две модели заболеваний представляют разные исходные причины, поэтому положительный результат диетической модели не может исправить отрицательный результат этанольной модели и наоборот.

Для людей с диагностированным заболеванием печени наиболее важное прочтение этих данных связано с осторожностью, а не с терапией. Обзор мер предосторожности для почек и печени при применении метиленового синего объясняет, почему нарушение функции органов меняет вопросы безопасности даже тогда, когда исследование на животных выглядит благоприятным. Предоставьте врачу диагноз, последние лабораторные показатели, точный продукт и путь введения, а также полный список лекарств, и спросите, какие доказательства поддерживают применение этого продукта с такой целью у человека с такой степенью нарушения функции.

Итог: метиленовый синий изменил окислительно-восстановительное состояние печени в одной этанольной модели без уменьшения накопленного жира, активировал SIRT1 и AMPK с уменьшением жира в одной метаболической модели на мышах и показал органоспецифические изменения окислительно-восстановительного состояния у здоровых крыс. Это набор направлений для исследований, а не установленное лечение жировой печени.