Vliv různého poměru n-3 a n-6 nenasycených mastných kyselin na hojení ran v experimentu

MUDr. Alica Hokynková, Ph.D.

Doctoral thesis

Effects of various n-3 a n-6 polyunsaturated fatty acid ratios on the skin wound healing in experiment

Abstract:

Abstrakt Úvod: Hojení ran je složitý proces sestávající z několika etap, který je ovlivněn mnoha faktory. Jedním ze základních parametrů modifikujících hojení nejen kožní rány je i nutriční stav pacienta. Účinky některých složek nutrice ve vztahu k hojení ran byly již v minulosti studovány, nicméně mechanizmus vlivu nenasycených mastných kyselin na hojení ran nebyl doposud zcela objasněn. Cíle: 1) Zavést animální model ke studiu akutní kožní rány; 2) Zjistit, zda krátkodobé systémové podávání různého poměru nenasycených n-3 a n-6 mastných kyselin z rostlinných zdrojů ovlivňuje hojení akutní kožní rány u potkana; 3) Zjistit, zda dochází ke změnám i v plazmatických hladinách podávaných nenasycených mastných kyselin ve fosfolipidové a triacylglycerolové frakci; 4) Zjistit míru oxidačního stresu v plazmě i ve tkáni; 5) Zhodnotit makroskopický obraz rychlosti hojení rány po podávání tukových emulzí. Metody: Mladým potkanům kmene Wistar bylo orogastrickou sondou podáváno buď přesně definované množství 20 % tukových emulzí (experimentální skupiny E a F s různým poměrem n-3: n-6: n-9 nenasycených mastných kyselin) nebo vody (skupina C, kontrolní). Po týdnu aplikace byla zvířatům na hřbetu vytvořena kožní rána a týden bylo pokračováno s dietou. Při ukončení pokusu byla odebrána krev a vzorky rány. Sledovány byly změny v růstu, hematologických parametrech, plazmatických hladinách mastných kyselin, 4- hydroxy-2- nonenalu a míra oxidačního stresu jak v plazmě, tak v ráně fluorescenčními sondami a mikroskopem. Rychlost a kvalita hojení byly posouzeny pomocí digitální planimetrie a histologicky pomocí elektronové mikroskopie. Výsledky byly statisticky zpracovány neparametrickými testy. Výsledky: Celkové množství n-3 ani n-6 mastných kyselin sice nebylo signifikantně změněno, ale ve skupině sledovaných n-3 mastných kyselin se blížilo signifikanci. Detailní analýza odhalila signifikantní změny uvnitř skupin n-3 (jedna kyselina ze čtyř sledovaných) a n-6 (dvě ze sedmi sledovaných) mastných kyselin ve fosfolipidové i triacylglycerolové frakci. Analýza parametrů oxidativního stresu v plazmě i ve tkáni odhalila signifikantní snížení hladiny peroxidu vodíku a poměru nitritů(dusitanů)/nitrátů(dusičnanů) ve skupinách E a F, což vypovídá o vyšší schopnosti vyrovnat se s oxidačním stresem. Vzorky tkáně obsahovaly kolagenní vlákna ve formě mikrofibril s různým stupněm organizace, a to více ve skupinách E a F, což by mohlo odrážet intenzivnější produkci kolagenu. Závěr: Bylo zjištěno, že i krátkodobé podání určitého poměru n-3 a n-6 nenasycených mastných kyselin vede k ovlivnění hojení ran, nicméně jejich působení závisí na jejich poměru, fázi hojení a velikosti a typu rány.

Abstract:

Abstract Introduction: Wound healing is a complex process consisting of several phases, which are affected by numerous factors. Nutritional status is one of the important parameters that may modify this process. The effects of various nutritional components on wound healing have been studied, however the effect of polyunsaturated fatty acids has not been fully elucidated yet. Aim: 1) To introduce animal model of skin wound; 2) To evaluate the effect of short-termed systemic administration of various ratio of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids on acute skin wound healing in rat; 3) To study plasmatic levels of administered polyunsaturated fatty acids in phospholipid and triacylglycerol fraction; 4) To evaluate oxidative stress in plasma and in wound tissue; 5) To assess macroscopic picture of wound healing after polyunsaturated fatty acids administration. Methods: Young male Wistar rats received via orogastric tube either 20% fat emulsion (experimental groups E and F differed by ratio between n-3: n-6: n-9 polyunsaturated fatty acids) or water (control group C). After 7 days, skin wound on back was excised and emulsion or water application continued for another week. Blood and tissue samples were obtained during experiment termination. Growth, haematological parameters, plasmatic levels of polyunsaturated fatty acids, 4-hydroxy-2-nonenal and oxidative stress both in plasma and in wound tissue were examined. Speed and quality of wound healing were assessed by digital planimetry and histological examination. Results were statistically evaluated by non-parametric tests. Results: Total amounts of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids were not significantly changed, but in n-3 group neared significance. Detailed analysis revealed significant changes inside n-3 (one out of four) and n-6 (two out of seven) polyunsaturated fatty acids, both in phospholipid and triacylglycerol fractions. Analysis of oxidative stress parameters in plasma and in tissue revealed significant decrease in hydrogen peroxide level and ratio nitrites/nitrates in groups E and F, which shows higher ability to cope with oxidative stress. Tissue samples contained collagen fibres in the form of microfibrils with various degree of organisation, more in groups E and F, which may reflect more intense collagen production. Conclusion: It has been found that even short-termed administration of certain ratio of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids affects wound healing; however, this effect is modified by the ratio, phase of healing process, size and type of the wound.

Keywords

potkan, rána, hojení, nutrice, n-3 a n-6 polynenasycené mastné kyseliny, oxidační stres, antioxidační kapacita, elektronová mikroskopie, digitální planimetrie, rat, wound, healing, nutrition, n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids, oxidative stress, antioxidant capacity, electron microscopy, digital planimetry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 6. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 25. 9. 2019
• Supervisor: prof. PharmDr. Petr Babula, Ph.D., prof. MUDr. Marie Nováková, Ph.D.
• Reader: doc. MUDr. Lenka Veverková, Ph.D., doc. MUDr. Jiří Gatěk, Ph.D., doc. MUDr. Igor Čižmář, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Surgery (4-years) / Surgery