4-Метилсквалентин уменьшал вызванное афлатоксином B1 повреждение печени и ферритинофагию через ось AMPK-TOR-Ulk у белого амура

4-Метилэскулетин предотвращает индуцированное афлатоксином B1 поражение печени и ферритинофагию посредством активации пути AMPK-TOR-Ulk у белого амура (Ctenopharyngodon idella).

Афлатоксин B1 (AFB1) является распространённым и высокотоксичным микотоксином кормов для животных, способствующим повреждению печени путём накопления окислительных повреждений, клеточной деструкции и нарушений функций органа. Поиск эффективных методов детоксикации крайне важен.

Цель исследования
Проверить способность природного соединения кумариновой природы — 4-метилэскулетина (4-ME) предотвращать гепатотоксичность, обусловленную воздействием AFB1, у белого амура, и выявить молекулярные механизмы данного эффекта.

Методы исследования
Молодых особей белого амура распределили на четыре экспериментальные группы: контрольная, группа AFB1 (60 мкг/кг корма), группа 4-ME (10 мг/кг корма) и комбинированная группа AFB1+4-ME. Длительность эксперимента составила 60 суток. Затем изучали состояние ткани печени, проводили анализы биохимических показателей сыворотки крови, определяли экспрессию генных продуктов и белков, вовлечённых в реакции окислительного стресса, метаболизм AFB1, апоптоз, аутофагию и ферроптоз.

Основные результаты
1. Защищающее воздействие на печень: У группы AFB1 отмечались выраженные морфологические изменения печени (вакуолизация, липидная дистрофия) и повышение активности печёночных ферментов. Добавление 4-ME существенно улучшало ситуацию.

2. Антиоксидантная защита: 4-ME усиливал систему антиоксидантной защиты организма через сигнальный путь Nrf2, приводя к снижению уровня активных форм кислорода (ROS), малонового диальдегида (MDA) и повышению концентрации глутатиона (GSH) и активности антиоксидантных ферментов.

3. Нормализация метаболизма AFB1: Под действием 4-ME содержание остаточного AFB1 в тканях печени было ниже, сокращалось образование токсичного метаболитов AFB1-exo-8,9-эпоксида и опасных ДНК-аддуктов («AFB1-ДНК»), кроме того, подавлялась ферментативная активность цитохрома P450 CYP3A4.

4. Регуляция стрессового состояния эндоплазматической сети (ERS): 4-ME понижал гиперэкспрессию генов, ассоциированных с реакциями ER-стресса (XBP1, IRE1, ATF6, PERK, GRP78 и др.) вследствие воздействия AFB1.

5. Ингибиция процессов аутофагии и апоптоза: 4-ME тормозила избыточную стимуляцию аутофагии (за счёт понижения уровней Beclin1, LC3, ATG12) и процесса апоптоза (через снижение Bax, каспаз-3, -8 и увеличение антиапоптотического белка Bcl-2).

6. Обеспечение защиты от ферроптоза: 4-ME препятствовала развитию АФВ1-индуцированного ферротоза, уменьшая внутрипеченочное накопление железа и ферритина, одновременно стимулируя защитные белки против ферроптоза (SLC7A11, GPx4).

7. Модулирующее влияние на путь AMPK-TOR-Ulk1: AFB1 активирует сигнальную цепь, ведущую к ферритинофагии (аутофагическому разрушению ферритина). Это проявляется усилением фосфорилирования протеинкиназ AMPK и Ulk1, параллельно с подавлением фосфорилирования mTOR. Однако 4-ME успешно блокирует этот процесс.

Таким образом, механизм поражения печени белым амуром, индуцированный AFB1, включает развитие окислительного стресса, нарушение метаболизма токсинов, запуск аутофагии, апоптоза и завершающего этапа — ферритинофагии и ферроптоза, осуществляемого через активацию сигнального каскада AMPK-TOR-Ulk1. Использование 4-метилэскулетина обеспечивает комплексную защиту печени, устраняя первопричину окислительной агрессии и последующее патологическое развитие указанных механизмов.

Практическое значение
Полученные данные подтверждают эффективность применения 4-метилэскулетина в рационе рыбы для предотвращения негативного влияния AFB1 и открывают перспективу для разработки профилактических мер в борьбе с заболеваниями, сопровождающимися процессом ферроптоза.

Исследование: Animal Nutrition