Comparative analysis of the anti-inflammatory effect of ozone and 5-aminosalicylic acid in experimental colitis

Abstract

Введение. Уровень маркеров воспаления при воспалительных заболеваниях кишечника (ВЗК) имеет не только диагностическое и прогностическое значение, но важен и для оценки эффективности терапии. Побочные эффекты и рефрактерность базисных средств терапии ВЗК, включая производные 5-аминосалициловой кислоты (5-АСК), явились предпосылкой для оценки эффектов озона - плейотропного фактора регуляции гомеостаза. Цель работы - проведение сравнительного анализа противовоспалительного действия ректального применения озона и 5-АСК при оксазолон-индуцированном колите (ОИК). Методика. На 73 крысах Wistar моделировали ОИК вначале накожным, затем ректальным применением оксазолона. В течение 6 сут применяли ректальные инсуффляции озона в дозе 0,1 мг/кг 1 раз в сутки или ректальные суппозитории с 50 мг 5-АСК 2 раза в сутки. Оценивали выраженность клинических симптомов по индексу активности болезни (DAI), морфологических признаков повреждения кишки - по индексу повреждения тканей (TDI). Определяли концентрацию кальпротектина в кале, содержание в крови лейкоцитов, С-реактивного белка, НСТ-редуцирующую способность нейтрофилов крови. Результаты. При ОИК максимальное увеличение DAI и содержания кальпротектина в кале наблюдается на 6-е сут, НСТ-редуцирующей способности нейтрофилов крови и количества в крови нейтрофилов и моноцитов - на 2-е сут, концентрации С-РБ в сыворотке крови и выраженности морфологических признаков повреждения в толстой кишке - на 4-е и 6-е сут. Применение озона на 4-е и 6-е сут снижает DAI, TDI, содержание кальпротектина в кале и концентрацию С-РБ в сыворотке; на 2-е, 4-е, 6-е сут снижает количество в крови лейкоцитов за счет лимфоцитов, ограничивает кислород-зависимый метаболизм нейтрофилов крови; на 2-е сут увеличивает содержание кальпротектина в кале. Эффекты ректальных инсуффляций озона по сравнению с применением 5-АСК сопоставимы по данным DAI, TDI; менее выражены в отношении уменьшения размера язвенного дефекта на 2-е и 6-е сут, снижения концентрации в кале кальпротектина на 6-е сут, концентрации С-РБ в сыворотке и количества лейкоцитов в крови на 2-е, 4-е, 6-е сут; более выражены в отношении снижения НСТ-редуцирующей способности нейтрофилов крови. Заключение. Полученные результаты об эффективности ректального применения озона при ОИК в отношении клинических признаков, местных и системных проявлений воспалительного процесса в толстой кишке, полной или частичной сопоставимости показателей ответа острой фазы, клинико-морфологических эффектов озона с ректальным применением 5-АСК являются предпосылкой для дальнейшего изучения механизма противовоспалительного действия озона при ВЗК на доклиническом этапе и возможного применения локальной озонотерапии у больных язвенным колитом и болезнью Крона. Introduction. The investigation of inflammatory markers in inflammatory bowel diseases (IBD) is both of diagnostic and prognostic value and important for the evaluation of therapy. Side effects and the refractoriness to basic therapy for IBD, including 5-aminosalicylic acid (5-ASA) derivatives, have warranted evaluating the effects of ozone as a pleiotropic homeostasis-regulating agent. The aim of the study was to comparatively analyze the anti-inflammatory effects of ozone and 5-ASA when administered rectally to treat oxazolone-induced colitis (OIC). Methods. OIC was induced in 73 Wistar rats by cutaneous followed by oral oxazolone. For 6 days, rectal insufflations of ozone were performed at a dose of 0.1 mg/kg once a day, or rectal suppositories containing 50 mg of 5-ASA were administered twice a day. The severity of clinical symptoms was assessed by the disease activity index (DAI). Morphological signs of intestinal damage were assessed by the tissue damage index (TDI). Calprotectin concentration in feces, number of blood leukocytes, C-reactive protein (CRP), and NBT-reducing ability of blood neutrophils were determined. Results. In rats with OIC, the maximum increases in DAI and fecal calprotectin content were observed on the 6th day. The maximum increases in the NBT-reducing ability of blood neutrophils and the number of blood neutrophils and monocytes were observed on the 2nd day. The maximum serum concentration of CRP and the severity of morphological signs of damage in the colon were observed on the 4th and 6th days. The ozone treatment reduced DAI, TDI, calprotectin content in feces, and the serum concentration of CRP on the 4th and 6th days. On the 2nd, 4th, and 6th days, the ozone treatment reduced blood leukocytes at the expense of lymphocytes and limited oxygen-dependent metabolism of blood neutrophils. On the 2nd day of ozone treatment, there was an increased fecal content of calprotectin. The effects of rectal ozone insufflation were comparable with the effect of 5-ASA by DAI and TDI. These effects were less pronounced with regard to the decrease in ulcer size on the 2nd and 6th days, the decrease in the fecal concentration of calprotectin on the 6th day, the serum concentration of CRP, or the number of leukocytes in the blood on the 2nd, 4th, 6th day. The effects were more pronounced in relation to the decrease in the NBT-reducing ability of blood neutrophils. Conclusion. The effectiveness of rectal ozone treatment in OIC in relation to clinical signs, local and systemic manifestations of the inflammatory process in the colon, complete or partial comparability of acute phase response rates, and clinical and morphological effects of ozone with rectal application of 5-ASA warrant further studying the mechanism of the anti-inflammatory effect of ozone in IBD at the preclinical stage and a possible use of local ozone therapy in patients with ulcerative colitis and Crohn’s disease.