КОНЦЕНТРАЦІЯ МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗ У РАНОВОМУ ЛОЖІ ШКІРИ ЩУРІВ-САМЦІВ ІЗ МЕТАБОЛІЧНИМ СИНДРОМОМ ПРИ ДІЇ ГЕЛЮ КАРБОПОЛУ З МЕЛАНІНОМ

Автор(и)

  • Н.Р. Грицевич канд. мед. наук, доцент кафедри хірургічних дисциплін і невідкладних станів Львівської медичної академії імені Андрея Крупинського, м. Львів, Україна
  • Н.С. Нікітіна д-р філософії, асистент кафедри біохімії ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
  • Л.І. Степанова канд.біол.наук, старший дослідник кафедри біохімії ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
  • В.В. Верещака д-р мед. наук, доцент кафедри біомедицини ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.30.1.117.2026.3

Ключові слова:

глутамат-індуковане ожиріння; повношарові вирізані площинні рани; металопротеїнази; гель карбополу з меланіном

Анотація

Ожиріння стає все більш поширеним серед населення світу. Воно пов'язане з розвитком низки захворювань, включаючи ішемічну хворобу серця, цукровий діабет та метаболічний синдром. Існує безліч пороцесів в організмі, на які впливає ожиріння, зокрема, воно може спричиняти незадовільне загоєння ран. Незважаючи на прогрес у розумінні загоєння ран як у здорових, так і у хворих на діабет людей, багато що невідомо про загоєння ран у пацієнтів з ожирінням. Оскільки зростаюча частина населення ідентифікує себе як таку, що страждає на ожиріння, розуміння основних механізмів і способів подолання незадовільного загоєння ран має першорядне значення. Відомо, що матричні металопротеїнази залучені у всі фази регенерації ранового процесу, особливо у фазу ремоделювання.
Мета роботи - з’ясування участі металопротеїнів у шкірі щурів-самців із ожирінням при загоєнні площинних ран за умови їх лікування меланіном.
Матеріал і методи. Дослідження проводилися на 40 самцях білих нелінійних щурів. Тварини розподілені на шість груп. Три групи – без ожиріння та три групи із глутамат-індукованим ожирінням. Моделювання ран на спинній поверхні здійснювали під загальним наркозом за допомогою тіопенталу натрію в дозі 60 мг/кг маси тварини. У 6-й групі тварин із глутамат-індукованим ожирінням рани щоденно обробляли гелем карбополу (загущувач) з меланіном (0,1 %). Концентрації металопротеїназ (ММР) визначали, використовуючи відповідні набори реактивів, методом непрямого імуноферментного аналізу (ELISA) за стандартним протоколом.
Результати. Показано, що у щурів контрольної групи з ожирінням концентрація ММР-1 зростає в 1,4 раза щодо контролю без ожиріння. При ожирінні та наявності площинної рани концентрація даної металопротеїнази зростає в 1, 8 раза, а при ожирінні і наявності площинної рани, обробленою меланіном, концентрація даного фактора зростає в 1, 6 раза щодо відповідних значень без ожиріння. Концентрації ММР-2 при ожирінні теж зростають, як у контролі, так і при площинній рані та площинній рані, обробленій меланіном, в 1,4, 2,2 і 1,6 раза, відповідно. Показано, що при ожирінні концентрація ММР-3 зростає в 1,4 раза щодо контролю. При площинній рані та площинній рані, обробленій меланіном, зростає в 2,1 і 1,7 раза, відповідно. Показано, що при ожирінні, ожирінні і площинній рані, а також ожирінні та площинній рані, обробленій меланіном, концентрація ММР-8 зростає в 1,5, 2,0 та 1,5 раза щодо контролю, відповідно. При ожирінні і площинній рані, а також ожирінні та площинній рані, обробленій меланіном, концентрація ММР-9 зростає в 2,5 та 1,2 раза, відповідно, щодо контрольних значень. У щурів контрольної групи з ожирінням концентрація ММР-12 зростає в 1,4 раза щодо контролю без ожиріння. При ожирінні і наявності площинної рани концентрація даної металопротеїнази зростає в 1,9 раза, а при ожирінні і наявності площинної рани, обробленою меланіном, концентрація даного фактора зростає в 1,5 раза щодо відповідних значень без ожиріння. Показано, що концентрація усіх тканинних інгібіторів металопротеїназ при ожирінні зростає. Так, при ожирінні, ожирінні і площинній рані, а також ожирінні та площинній рані, обробленій меланіном, концентрація тканинного інгібітору металопротеїназ зростає в 1,2, 2,0 та 1,6 раза щодо контролю. Висновки. 1. У щурів-самців із глутамат-індукованим ожирінням порушується процес загоєння повношарових вирізаних площинних ран. Гель карбополу з меланіном проявляє виражену дерматотропну дію, яка супроводжувалась достовірним зростанням металопротеїназ – ММП-1, ММП-2, ММП-3, ММП-8, ММП-9 та ММП-12, що засвідчує їх участь як інтегральної складової системи загоєння ран шкіри. 2. При глутамат-індукованому ожирінні концентрація тканинного інгібітору металопротеїназ зростає щодо контрольних показників без ожиріння, однак, при цьому, гель карбополу з меланіном при ожирінні не впливає на концентрацію даного інгібітору.

Посилання

Cotterell A, Griffin M, Downer MA, Parker JB, Wan D, Longaker MT. Understanding wound healing in obesity. World J Exp Med. 2024;14(1):86898. DOI: 10.5493/wjem.v14.i1.86898.

Chooi YC, Ding C, Magkos F. The epidemiology of obesity. Metabolism. 2019;92:6-10. DOI: 10.1016/j.metabol.2018.09.005.

Ogden CL, Yanovski SZ, Carroll MD, Flegal KM. The epidemiology of obesity. Gastroenterology. 2007;132(7):2087-102. DOI: 10.1053/j.gastro.2007.03.052.

Li H, Shi Z, Chen X, Wang J, Ding J, Geng S, et al. Relationship between obesity indicators and hypertension-diabetes comorbidity in an elderly population: a retrospective cohort study. BMC Geriatr. 2023;23(1):789. DOI: 10.1186/s12877-023-04510-z.

Alma A, Marconi GD, Rossi E, Magnoni C, Paganelli A. Obesity and Wound Healing: Focus on Mesenchymal Stem Cells. Life (Basel). 2023;13(3):717. DOI: 10.3390/life13030717.

Brem H, Tomic-Canic M. Cellular and molecular basis of wound healing in diabetes. J Clin Invest. 2007;117(5):1219-22. DOI: 10.1172/JCI32169.

Wilson JA, Clark JJ. Obesity: impediment to wound healing. Crit Care Nurs Q. 2003;26(2):119-32. DOI: 10.1097/00002727-200304000-00006.

Pierpont YN, Dinh TP, Salas RE, Johnson EL, Wright TG, Robson MC, et al. Obesity and surgical wound healing: a current review. ISRN Obes. 2014;2014:638936. DOI: 10.1155/2014/638936.

Kalupahana NS, Moustaid-Moussa N, Claycombe KJ. Immunity as a link between obesity and insulin resistance. Mol Aspects Med. 2012;33(1):26-34. DOI: 10.1016/j.mam.2011.10.011.

Gurtner GC, Werner S, Barrandon Y, Longaker MT. Wound repair and regeneration. Nature. 2008;453(7193):314-21. DOI: 10.1038/nature07039.

Melnyk O, Vorobets D, Chaplyk V, Vorobets M, Fafula R, Besedina A, et al. Profile of antibiotic resistance of the main infectious contaminants on the wound surface of wounded men in the Russian-Ukrainian war. Wiad Lek. 2025;78(2):295-302. DOI: 10.36740/WLek/197142.

Díaz-García D, Filipová A, Garza-Veloz I, Martinez-Fierro ML. A beginner’s introduction to skin stem cells and wound healing. Int J Mol Sci. 2021;22(20):11030. DOI: 10.3390/ijms222011030.

Mamun AA, Shao C, Geng P, Wang S, Xiao J. Recent advances in molecular mechanisms of skin wound healing and its treatments. Front Immunol. 2024;15:1395479. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1395479.

Chou WC, Takeo M, Rabbani P, Hu H, Lee W, Chung YR, et al. Direct migration of follicular melanocyte stem cells to the epidermis after wounding or UVB irradiation is dependent on Mc1r signaling. Nat Med. 2013;19(7):924-9. DOI: 10.1038/nm.3194.

Leclère FM. The use of integra® Dermal regeneration template versus flaps for reconstruction of full-thickness scalp defects involving the calvaria: A cost–benefit analysis. Aesthetic Plast Surg. 2017;41:472-73. DOI: 10.1007/s00266-016-0765-z.

Boyce ST, Lalley AL. Tissue engineering of skin and regenerative medicine for wound care. Burn Trauma. 2018;6:4. DOI: 10.1186/s41038-017-0103-y.

Nussbaum SR, Carter MJ, Fife CE, DaVanzo J, Haught R, Nusgart M, et al. An economic evaluation of the impact, cost, and medicare policy implications of chronic nonhealing wounds. Value Heal. 2018;21(1):27-32. DOI: 10.1016/j.jval.2017.07.007.

Nagase H, Visse R, Murphy G. Structure and function of matrix metalloproteinases and TIMPs. Cardiovasc Res. 2006;69(3):562-573. DOI: 10.1016/j.cardiores.2005.12.002.

Bassiouni W, Ali MAM, Schulz R. Multifunctional intracellular matrix metalloproteinases: implications in disease. FEBS J. 2021;288(24):7162-82. DOI: 10.1111/febs.15701.

Noro J, Vilaça-Faria H, Reis RL, Pirraco RP. Extracellular matrix-derived materials for tissue engineering and regenerative medicine: A journey from isolation to characterization and application. Bioact Mater. 2024;34:494-519. DOI: 10.1016/j.bioactmat.2024.01.004.

Wang Z, Wang Y, Bradbury N, Bravo CG, Schnabi B, Di Nardo A. Skin wound closure delay in metabolic syndrome correlates with SCF deficiency in kerationocytes. Sci Rep. 2020;10(1):21732. DOI: 10.1038/s41598-020-78244-y.

Solano F. Photoprotection and Skin Pigmenation: Melanin-Related Molecules and Some Other New Agents Obtained from Natural Sources. Molecules. 2020;25(7):1537. DOI: 10.3390/molecules25071537.

Taburets OV, Morgaienko OO, Kondratyuk TO, Beregova TV, Ostapchenko LI. The Effect of "Melanin-Gel" on the Wound Healing. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences (RJPBCS). 2016;7(3):2031-38.

Diaz DFZ, Busch L, Kroger M, Klein AL, Lohan SB, Vierkotten L, et al. Significance of melanin distribution in the epidermis for the protective effect against UV light. Scientific Reports. 2024;14:3488. DOI: 10.1038/s41598-024-53941-0.

Mucha M, Skrzydlewska E, Gegotek A. Natural protection against oxidative stress in human skin melanocytes. Commun Biol. 2025;8:1283. DOI: 10.1038/s42003-025-08725-1.

Çolak R. İnsülin benzeri büyüme faktörleri ve insülin benzeri büyüme faktörü bağlayıcı proteinler. Türkiye Klinikleri Journal of Medical Sciences. 2007;3:10-7.

Bernardis LL, Patterson BD. Correlation between ’Lee index’ and carcass fat content in weanling and adult female rats with hypothalamic lesions. J Endocrinol. 1968;40(4):527-28. DOI: 10.1677/joe.0.0400527.

Crowther JR. The ELISA Guidebook. Totowa, New Jersey: Humana Press; 2001. 436 p.

Laronha H, Caldeira J. Structure and Function of Human Matrix Metalloproteinases. Cells. 2020;9(5):1076. DOI: 10.3390/cells9051076.

Sekhon BS. Matrix metalloproteinases – an overview. Research and Reports in Biology. 2010;2010:1-20. DOI: 10.2147/RRB.S120434.

de Almeida LGN, Thode H, Eslambolchi Y, Chopra S, Young D, Gill S, et al. Matrix metalloproteinases: from molecular mechanisms to physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev. 2022;74(3):714-68. DOI: 10.1124/pharmrev.121.000349.

Hey S, Linder S. Matrix metalloproteinases at a glance. J Cell Sci. 2024;137(2):jcs261898. DOI: 10.1242/jcs.261898.

Visse R, Nagase H. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases: structure, function, and biochemistry. Circ Res. 2003;92(8):827-39. DOI: 10.1161/01.RES.0000070112.80711.3D.

Li K, Tay FR, Yiu CKY. The past, present and future perspectives of matrix metalloproteinase inhibitors. Pharmacol Ther. 2020;207:107465. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2019.107465.

Raeeszadeh-Sarmazdeh M, Do LD, Hritz BG. Metalloproteinases and Their Inhibitors: Potential for the Development of New Therapeutics. Cells. 2020;9(5):1313. DOI: 10.3390/cells9051313.

Tandara AA, Mustoe TA. MMP- And TIMP-Secretion by Human Cutaneous Keratinocytes and Fibroblasts – Impact of Coculture and Hydration. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2010;64(1):108-16. DOI: 10.1016/j.bjps.2010.03.051.

Brew K, Nagase H. The tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs): an ancient family with structural and functional diversity. Biochim Biophys Acta. 2010;1803(1):55-71. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2010.01.003.

Caley MP, Martins VL, O'Toole EA. Metalloproteinases and Wound Healing. Adv Wound Care (New Rochelle). 2015;4(4):225-34. DOI: 10.1089/wound.2014.0581.

Widgerow AD. Chronic wound fluid-thinking outside the box. Wound Repair Regen. 2011;19(3):287-91. DOI: 10.1111/j.1524-475X.2011.00683.x.

Sabino F, dem Keller U. Matrix metalloproteinases in impaired wound healing. Metalloproteinases In Medicine. 2015;2:1-8. https://doi.org/10.2147/MNM.S68420

Grillon C, Matejuk A, Nadim M, Lamerant-Fayel N, Kieda C. News on microenvironmental physioxia to revisit skin cells targeting approaches. Exp Dermatol. 2012;21(10):723-28. DOI: 10.1111/j.1600-0625.2012.01551.x.

Levin M, Udi Y, Solomonov I, Sagi I. Next generation matrix metalloproteinase inhibitors – Novel strategies bring new prospects. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2017;1864(11):1927-39. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2017.06.009.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-16

Номер

Розділ

ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ