МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗИ ТА ТКАНИННИЙ ІНГІБІТОР МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗ У РАНОВОМУ ЛОЖІ ШКІРИ САМОК ЩУРІВ ІЗ МЕТАБОЛІЧНИМ СИНДРОМОМ ПРИ ДІЇ МЕЛАНІНУ

Н. Р. Грицевич; Л. І. Степанова; Н. С. Нікітіна; В. В. Верещака; О. М. Савчук

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2026.i1.15804

Автор(и)

Н. Р. Грицевич КОМУНАЛЬНИЙ ЗАКЛАД ВИЩОЇ ОСВІТИ ЛЬВІВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ РАДИ «ЛЬВІВСЬКА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ІМЕНІ АНДРЕЯ КРУПИНСЬКОГО» https://orcid.org/0000-0002-9627-2099
Л. І. Степанова ННЦ «ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ» КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА https://orcid.org/0000-0002-8833-9409
Н. С. Нікітіна ННЦ «ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ» КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА https://orcid.org/0000-0003-4209-5741
В. В. Верещака ННЦ «ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ» КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА https://orcid.org/0000-0003-0978-8028
О. М. Савчук ННЦ «ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ» КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА https://orcid.org/0000-0003-3621-6981

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2026.i1.15804

Ключові слова:

глутамат-індуковане ожиріння; повношарові вирізані площинні рани; мета- лопротеїнази; тканинний інгібітор металопротеїназ; гель карбополу з меланіном.

Анотація

Вступ. У патофізіологічних ускладненнях метаболічного синдрому, зокрема пов’язаних із загоєнням ран, беруть участь матриксні металопротеїнази. Серед сполук, здатних прискорювати загоєння ран, особливе місце займає меланін. Мета роботи – з’ясувати участь металопротеїназ і тканевого інгібітора металопротеїназ у шкірі самок щурів з ожирінням під час загоєння ран за умови їх лікування меланіном. Методи та матеріали. Дослідження проводилися на 40 самках білих нелінійних щурів. Тварин було розділено на 6 груп. Три групи – без ожиріння та три групи із глутамат-індукованим ожирінням (ГІО). Моделювання ран на спинній поверхні здійснювали під загальним наркозом за допомогою тіопенталу натрію. У 4-й групі тварин без ГІО та 6-й групі тварин із ГІО рани щоденно обробляли гелем карбополу з меланіном (0,1 %). Концентрації металопротеїназ (ММП) і тканинного інгібітора металопротеїназ (ТІМП) визначали, використовуючи відповідні набори реактивів, методом непрямого імуноферментного аналізу. Результати й обговорення. За ГІО, де загоєння ран проходило за наявності меланіну (група 6), концентрація ММП-2 зростала в 1,3 раза щодо контролю (група 4). За ГІО (група 4) концентрація ММП- 3 знижується в 1,8 раза щодо контролю (група 1). За ГІО, ГІО і площинній рані, а також ГІО та площинній рані, обробленій меланіном, концентрація ММП-3 практично не змінюється щодо відповідних контролів без ГІО. За ГІО і площинній рані концентрація ММП-9 знижується в 1,6 раза щодо відповідного контрольного значення без ГІО. У щурів контрольної групи із ГІО концентрація ММП-12 знижується в 1,8 раза щодо контролю без ГІО. Концентрація ТІМП за ГІО (група 4) знижується в 1,5 раза щодо контролю без ГІО (група 1). Висновки. 1. Меланін практично не впливає на активності металопротеїназ – ММП-1, ММП-2, ММП-3, ММП-8 та ММП-12 шкіри ранової поверхні за ожиріння самок щурів. Однак у разі оброблення площинних ран самок щурів з ожирінням гелем меланіном активність ММП-9 зростає, що засвідчує її участь у регенеративних процесах. 2. За ожиріння концентрація тканинного інгібітора металопротеїназ шкіри зростає щодо контрольних показників без ожиріння, однак при цьому меланін не впливає на концентрацію даного інгібітора.

Посилання

Matsuzawa, Y., Funahashi, T., Nakamura T. (2011). The concept of metabolic syndrome: Contribution of visceral fat accumulation and its molecular mechanism. J. Atheroscler. thromb., 18, 629–639. DOI: 10.5551/jat.7922.

Ortega, F. B., Lavie, C. J., Blairm, S. N. (2016). Obesity and cardiovascular disease. Circ. res.,118, 1752–1770. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306883.

Laronha, H., Caldeira, J. (2020). Structure and Function of Human Matrix Metalloproteinases. CELLS. 26, 9 (5), 1076. DOI: 10.3390/cells9051076.

Chun, T. H., et al. (2010). Genetic link between obesity and MMP14-dependent adipogenic collagen turnover. Diabetes. 59, 2484–2494. DOI: 10.2337/ db10-0073.

Tinahones, F. J., et al. (2012). Obesity-associated insulin resistance is correlated to adipose tissue vascular endothelial growth factors and metalloproteinase levels. Bmc physiol.,12, 4. DOI: 10.1186/1472-6793-12-4.

Hopps, E., Caimi, G. (2012). Matrix metalloproteinases in metabolic syndrome. Eur. j. intern. med., 23, 99–104. DOI: 10.1016/j.ejim.2011.09.012.

Boumiza, S., Chahed, K., Tabka, Z., Jacob, M. P., Norel, X., Ozen, G. (2021). MMPs and TIMPs levels are correlated with anthropometric parameters, blood pressure, and endothelial function in obesity. Sci rep., 11 (1), 20052. DOI: 10.1038/s41598-021-99577-2.

Caimi, G., et al. (2019). Lipid peroxidation, protein oxidation, gelatinases, and their inhibitors in a group of adults with obesity. Horm. metab. res., 51, 389–395. DOI: 10.1055/a-0887-2770.

Molière, S., Jaulin, A., Tomasetto, C.L., Dali- Youcef, N. (2023). Roles of Matrix Metalloproteinases and Their Natural Inhibitors in Metabolism: Insights into Health and Disease. Int j mol sci., 24 (13), 10649. DOI: 10.3390/ijms241310649.

Berg, G., Schreier, L., Miksztowicz, V. (2014). Circulating and adipose tissue matrix metalloproteinases in cardiometabolic risk environments: pathophysiological aspects. Horm mol biol clin investig. 17 (2), 79–87. DOI: 10.1515/hmbci-2013-0069.

Malyk, C .B., Osipov, O. C. (2018). Postoperative wound complications in obese patients: risk factors, pre- vention, early diagnosis. Kharkiv: Publisher O.A. Miroshnychenko, 104 p. [in Ukrainian].

Alma, A., Marconi, G. D., Rossi, E., Magnoni, C., Paganelli, A. (2023). Obesity and Wound Healing: Focus on Mesenchymal Stem Cells. Life,13 (3), 717. DOI: https://doi.org/10.3390/life13030717

Aragona, M., Dekoninck, S., Rulands, S., Lenglez, S., Mascré, G., Simons, B.,D., et al. (2017). Defining stem cell dynamics and migration during wound healing in mouse skin epidermis. Nat commun, 2017, 8, 14684. DOI: 10.1038/ncomms14684

Díaz-García, D., Filipová, A., Garza-Veloz, I., Martinez-Fierro, M. L. (2021). A beginner’s introduction to skin stem cells and wound healing. Int j mol sci., 22, 11030. DOI: 10.3390/ijms222011030

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

Chou, W. C., Takeo, M., Rabbani, P., Hu, H., Lee, W., Chung, Y.R., et al. (2013). Direct migration of follicular melanocyte stem cells to the epidermis after wounding or UVB irradiation is dependent on Mc1r signaling. Nat med., 19, 924–929. DOI: 10.1038/nm.3194

Leclère, F. M. (2017). 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., 41, 472–473. DOI: 10.1007/s00266-016-0765-z

Boyce, S.T., Lalley, A.L. (2018). Tissue engineering of skin and regenerative medicine for wound care. Burn trauma, 6, 4. DOI: 10.1186/s41038-017-0103-y

Rodrigues, M., Kosaric, N., Bonham, C. A., Gurtner, G. C. (2019). Wound healing: A cellular perspective. Physiol rev., 99, 665–706. DOI: 10.1152/physrev.00067.2017

Tottoli, E. M., Dorati, R., Genta, I., Chiesa, E., Pisani, S., Conti, B. (2020). Skin wound healing process and new emerging technologies for skin wound care and regeneration. Pharmaceutics, 12, 1–30. DOI: 10.3390/ pharmaceutics12080735

Agrawal, M. (2015). Natural polyphenols based new therapeutic avenues for advanced biomedical applications. Drug metabolism reviews, 47 (4), 1–11.

Diaz, D. F. Z., Busch, L., Kroger, M., Klein, A. L., Lohan, S. B. et al. (2024). Significance of melanin distribution in the epidermis for the protective effect against UV light. Scientific reports, 14, 3488. doi: 10.1038/ s41598-024-53941-0.

Solano, F. (2020). 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, O. V., Morgaienko, O. O., Kondratyuk, T. O., Beregova, T. V., Ostapchenko, L. I. (2016). The Effect of “Melanin-Gel” on the Wound Healing. Research journal of pharmaceutical, biological and chemical sciences, 7 (3), 2031–2038.

Taburets, O. V., Grinchenko, O. O., Dvorshchenko, K. O., Vereshchaka, V. V., Ostapchenko, L. I. (2017). The effect of melanin on prooxidant-oxidant homeostasis in blood serum under conditions of cut wounds of the skin of shurikens. Bulletin of problems of biology and medicine, 1, 191–196. Retrieved from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vpbm_2017_1_41. [in Ukrainian].

Papier, K., Knuppel, A., Perez-Cornago, A., Watts, E. L., Tong, T. Y. N., Schmidt J. A., Allen, N., Key, T. J., Travis, R.C. (2022). Circulating insulin-like growth factor-I and risk of 25 common conditions: outcome-wide analyses in the UK Biobank study. Eur j epidemiol., 37 (1), 25–34. DOI: 10.1007/s10654-021-00811-y.

Azevedo, P. S., Gumieiro, D. N., Polegato, B. F., Pereira, G. J., Silva, I. A., Pio, S. M., Junior, C. P., Junior, E. L., de Paiva, S. A., Minicucci, M. F., Zornoff, L. A. (2017). Goldman score, but not Detsky or Lee indices, predicts mortality 6 months after hip fracture. Bmc musculoskelet disord., 18 (1):134. DOI: 10.1186/s12891-017-1480-x.

Crowther, J. R. (2001). The ELISA Guidebook. Totowa, New Jersey: Humana Press. 436 p.

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

Sekhon, B. S. (2010). Matrix metalloproteinases – An overview. Research and reports in biology, 1–20. DOI: 10.2147/RRB.S120434.

de Almeida, L. G. N., Thode, H., Eslambolchi, Y., Chopra, S., Young, D. et al. (2022). Matrix metalloproteinases: from molecular mechanisms to physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacological reviews, 74 (3), 714–770. ff10.1124/pharmrev.121.000349ff. ffhal-03966470f

Hey, S., Linder, S. (2024). Matrix metalloproteinases at a glance. J cell sci., 137, jcs261898. DOI: 10.1242/jcs.261898.

Li, K., Tay, F. R., Yiu, C. K. Y. (2020). The past, present and future perspectives of matrix metalloproteinase inhibitors. Pharmacol. ther., 207, 107465. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2019.107465

Raeeszadeh-Sarmazdeh, M., Do, L. D., Hritz, B. G. (2020). Metalloproteinases and Their Inhibitors: Potential for the Development of New Therapeutics. Cells, 9, 1313. DOI: 10.3390/cells9051313

Krebber, M. M., van Dijk, C. G. M., Vernooij, R. W. M., Brandt, M. M., Emter, C. A., Rau, C. D., Fledderus, J. O., Duncker, D. J., Verhaar, M. C., Cheng, C., Joles, J. A. (2020). Matrix Metalloproteinases and Tissue Inhibitors of Metalloproteinases in Extracellular Matrix Remodeling during Left Ventricular Diastolic Dysfunction and Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Systematic Review and Meta-Analysis. International journal of molec- ular sciences, 21 (18), 6742. DOI: https://doi.org/10.3390/ ijms21186742

Bhartiya, P., Masur, K., Shome, D., Kaushik, N., Nguyen, L. N., Kaushik, N. K., & Choi, E. H. (2021). Influence of Redox Stress on Crosstalk between Fibroblasts and Keratinocytes. Biology, 10 (12), 1338. DOI: https://doi.org/10.3390/biology10121338

Stetler-Stevenson, W.G. (2023). The Continuing Saga of Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 2: Emerging Roles in Tissue Homeostasis and Cancer Progression, The american journal of pathology, 193 (10), 1336–1352. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2023.08.001.

Toriseva, M., Kahari, V.M. (2009). Proteinases in cutaneous wound healing. Cell mol life sci., 66, 203–224. DOI: 10.1007/s00018-008-8388-4.

Widgerow, A. D. (2011). Chronic wound fluid-thinking outside the box. Wound repair regen., 19, 287–291 DOI: 10.1111/j.1524-475X.2011.00683.x

Kandhwal, M., Behl, T., Singh, S., Sharma, N., Arora, S., Bhatia, S., Al-Harrasi, A., Sachdeva, M., Bungau, S. (2022). Role of matrix metalloproteinase in wound healing. Am j transl res. 14 (7), 4391–4405.

Fang, W.-C., Lan, C.-C. E. (2023). The Epidermal Keratinocyte as a Therapeutic Target for Management of Diabetic Wounds. International journal of molecular sciences, 24 (5), 4290. DOI: https://doi.org/10.3390/ ijms24054290

Raeeszadeh-Sarmazdeh, M., Do, L. D., Hritz, B. G. (2020). Metalloproteinases and their inhibitors: potential for the development of new therapeutics. Cells, 9 (5), 1313. DOI: 10.3390/cells9051313.

Wiśniewski, K., Choromańska, B., Maciejczyk, M., Dadan, J., Myśliwiec, P. (2025). Modulating Matrix Metalloproteinase Activity in Obesity: Comparative Effects of Bariatric Surgery and GLP-1/GIP- Based Pharmacotherapy. Journal of clinical medicine, 14 (21), 7648. DOI: https://doi.org/10.3390/jcm14217 648