МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ І.Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО

РОМАНІВ ЛЮДМИЛА ВІКТОРІВНА

УДК 616.61 - 06:616 - 099:546.4/.5] – 092(019)

ПАТОГЕНЕЗ ТОКСИЧНОЇ НЕФРОПАТІЇ У ЩУРІВ РІЗНОГО ВІКУ

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Тернопіль – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському державному медичному університеті МОЗ України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Гоженко Анатолій Іванович,

Одеський державний медичний університет,

завідувач кафедри загальної та клінічної

патологічної фізіології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Кришталь Микола Васильович, Національний медичний університет ім.О.О.Богомольця МОЗ України, професор кафедри патологічної фізіології;

доктор медичних наук, професор Роговий Юрій Євгенович, Буковинський державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри фізіології.

Провідна установа: Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П.Комісаренка АМН України (відділ ендокринології репродукції та адаптації), м.Київ.

Захист відбудеться 30 березня 2006 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.601.01 у Тернопільському державному медичному університеті імені І.Я.Горбачевського (46001, м.Тернопіль, майдан Волі, 1).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського державного медичного університету імені І.Я.Горбачевського (м.Тернопіль, вул. Січових Стрільців, 8).

Автореферат розісланий 27 лютого 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор медичних наук, професор Боднар Я.Я.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЇ

Актуальність теми. Актуальність дослідження вікових особливостей функціонального стану нирок обумовлена, з одного боку, неухильним ростом в усьому світі кількості нефрологічних хворих (Zauderer B., 1996), а з іншого боку повідомленнями про те, що особливості перебігу захворювань нирок мають виражені закономірні ознаки, обумовлені віком пацієнта (Mangoni A.A., Jackson S.H., 2004). Разом з тим, для підвищення ефективності методів діагностики та лікування захворювань нирок потрібна більш чітка вікова градація значень фізіологічних (патофізіологічних) параметрів діяльності нирок (Atiyeh B.A. et al., 1996; Dieguez S. et al., 2004).

Здатність нирок людини забезпечувати сталість фізико-хімічних параметрів позаклітинної рідини організму з віком може істотно змінюватися (Lorenz J.M. et al., 1995). При цьому, починаючи з постнатального розвитку до статевого дозрівання організму, особливості гомеостатичної функції органу обумовлені фізіологічним становленням процесів клубочкової фільтрації (Watanabe H. et al., 1996), канальцевої реабсорбції речовин (Boulat O. et al., 2003) і фізіологічних механізмів внутрішньониркової ауторегуляції (Sequeira Lopez M.L., Gomez R.A., 2004). Показано, що фізіологічні показники виділення нирками таких біологічно важливих речовин, як глюкоза, амінокислоти і фосфати в дитячому віці істотно вищі, ніж у дорослих (Vaisbich M.H. et al., 1999). З іншого боку, зміни діяльності нирок у осіб літнього віку торкаються всіх параметрів функціонального стану органу, включаючи зниження чутливості паренхіми нирки до гуморальних факторів ауторегуляції органу (Thompson M. M. et al., 2000), як на канальцевому (Halloran B.P. et al., 1996), так і на судинно-клубочковому рівнях (Campo C. et al., 1996), зміни процесів канальцевого транспорту речовин (Mac Laughlin M. et al., 2001).

Морфологічні дослідження свідчать про те, що протягом життя у людини реєструється неухильне зниження популяції діючих нефронів, а це може бути однією з причин зменшення швидкості клубочкової фільтрації в літньому віці (Baylis C., Schmidt R. et al., 1996). Таким чином, дані літератури вказують, що абсолютні значення фізіологічних констант, які характеризують функціональний стан нирок практично здорових людей, можуть істотно варіювати протягом життя, що важливо враховувати при діагностиці захворювань і моніторингу ефективності використовуваних методів лікування. Крім того, вікові особливості стану функції нирок указують на необхідність більш глибокого аналізу патогенетичних механізмів ренальних дисфункцій токсичного ґенезу в залежності від віку (Sweet D. H. et al., 2001; Pless-Mulloli T. et al., 1998).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою планової науково-дослідної роботи Одеського державного медичного університету і є фрагментом планової наукової роботи “Молекулярно-генетичні та екологозалежні механізми розвитку пухлин репродуктивної системи: шляхи удосконалення діагностики, лікування і профілактики” (№ державної реєстрації 0102U006588), у виконанні якої автором проведено дослідження, спрямовані на з’ясування патогенетичних ланок токсичної нефропатії.

Мета дослідження. З’ясувати вікові особливості функціонального стану нирок білих щурів при сулемовій нефропатії в умовах індукованого діурезу.

Задачі дослідження:

1.

2.

3.

4. З’ясувати вікові особливості канальцевого транспорту речовин (осмотично активних речовин, білка, фосфатів і кальцію) у нормі та при сулемовій інтоксикації.

Об’єкт дослідження: токсична нефропатія у щурів різного віку, індукована дихлоридом ртуті. Предмет дослідження: водно-сольовий обмін у тварин різних вікових груп при ураженні нирки дихлоридом ртуті (сулемою).

Методи дослідження: патофізіологічні моделі сулемової нефропатії у щурів різного віку; біохімічні (спектрофотометричні) та гістологічні методи – для дослідження функціонального та морфологічного стану нирок; методи комп’ютерної математичної статистики - для аналізу отриманих результатів.

Наукова новизна отриманих результатів. Встановлено, що абсолютна та відносна величини ниркового функціонального резерву досягають максимальних значень у групі молодих статевозрілих тварин, тоді як у статевонезрілих щурів і тварин старшої вікової групи даний показник істотно нижчий.

Встановлено, що у інтактних щурів, незалежно від віку, навантаження 3% розчином хлориду натрію в об’ємі 5% від маси тіла приводить до збільшення системної продукції та ниркової екскреції ендогенних нітратів і нітритів у порівнянні з водним навантаженням. У той же час показано, що в умовах водного навантаження величина ниркової екскреції ендогенних нітратів у інтактних щурів залежить від віку і досягає максимальних значень у групі молодих статевозрілих тварин і є мінімальною у щурів старшої вікової групи.

Доведено, що у статевонезрілих щурів виведення надлишкових кількостей осмотично активних речовин нирками здійснюється в умовах більш низьких темпів канальцевої реабсорбції на фоні підвищення ниркових втрат пептидів і фосфатів.

Доведено, що ефективність осморегулюючої функції нирок залежить від віку, при цьому найбільш висока потужність і точність ренальних механізмів осморегуляції зареєстровані у групі молодих статевозрілих тварин, а у щурів старшої вікової групи здатність нирок до виведення надлишку осмотично активних речовин і рідини – найбільш низька.

Показано, що нефротоксичний ефект дихлориду ртуті залежить від віку і носить найбільш виражений характер у групі молодих статевозрілих щурів, у той час, як у статевонезрілих тварин ознаки токсичного ураження нирок мінімальні.

Показано, що експериментальна ниркова недостатність, викликана солями ртуті, приводить до зниження системної продукції та ниркової екскреції ендогенних неорганічних окислів азоту на фоні зниження здатності нирки збільшувати швидкість клубочкової фільтрації під впливом гострого навантаження 3% розчином хлориду натрію.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані в роботі результати сприяють більш повному розумінню фізіологічних і патофізіологічних вікових особливостей гомеостатичних функцій нирок. У ході проведених досліджень установлено, що значення абсолютних і відносних показників ниркового функціонального резерву залежать від віку: максимальні вони у молодих статевозрілих тварин і мінімальні - у щурів старшої вікової групи. Проведені дослідження показали, що цикл оксиду азоту є важливою ланкою у реалізації ниркового функціонального резерву. У той же час, темпи продукції ендогенного оксиду азоту в організмі, які реєструються по нирковій екскреції ендогенних нітритів і нітратів, мають виражені вікові особливості, що полягають у більш низьких рівнях виділення нирками нітритів і нітратів у статевонезрілих щурів і тварин старшої вікової групи. Дані досліджень указують на те, що цикл оксиду азоту виконує важливу роль у регуляції швидкості клубочкової фільтрації і канальцевого транспорту речовин у щурів різних вікових груп. Експериментально доведено, що найбільш високу чутливість до нефротоксичного впливу дихлориду ртуті мають нирки молодих статевозрілих щурів. В той же час однократне введення сулеми статевонезрілим щурам супроводжується помірними змінами функціонального стану нирок як на судинно-клубочковому, так і на канальцевому рівнях.

Результати проведених досліджень свідчать про діагностичну цінність визначень величини ниркового функціонального резерву. Разом з тим, даний показник менш інформативний для тварин старшого віку, що обумовлено віковими змінами функціональної активності ниркової паренхіми і гуморальних механізмів регуляції водно-сольового обміну. Крім того, на етапі онтогенезу, що передує статевому дозріванню, робота канальцевих систем транспорту мінеральних і органічних речовин менш ефективна, ніж у дорослих статевозрілих тварин, що може привести до збільшення ниркових втрат фізіологічно важливих речовин. Отже, з метою забезпечення позитивного балансу, зокрема, фосфатів і кальцію, необхідно враховувати дану особливість гомеостатичних функцій нирок у статевонезрілих тварин.

Матеріали дисертаційної роботи впроваджено до лекційного курсу та практичних занять для студентів на кафедрах гістології, ембріології, цитології, загальної та клінічної патологічної фізіології Одеського державного медичного університету; патологічної фізіології Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського, патологічної фізіології з курсом гістології, цитології, ембріології Української медичної стоматологічної академії, патологічної фізіології Дніпропетровської державної медичної академії, патологічної фізіології Буковинської державної медичної академії, патологічної фізіології Харківського державного медичного університету. У тій частині актів впровадження, що стосується науково-практичної новизни, викладено фактичний матеріал дисертаційного дослідження.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто виконано інформаційний пошук, визначені мета, завдання та план дослідження. Самостійно проведені експерименти, статистична обробка отриманих результатів, написано й оформлено дисертацію. Разом з науковим керівником сформульовано висновки, теоретичні та практичні рекомендації.

У шести наукових працях, опублікованих у співавторстві, автору належить аналіз літератури, дані експериментальних досліджень, їх статистична обробка, обговорення та висновки і підготовка матеріалу до друку.

Апробація результатів дисертації. Внесені в дисертацію результати досліджень оприлюднені на науково-практичній конференції з міжнародною участю “Фізіологія регуляторних систем” (Чернівці, 2003), на науково-практичній конференції „III-і читання ім. В.В.Підвисоцького” (Одеса, 2004), на ІV національному конгресі патофізіологів України з міжнародною участю „Фундаментальні аспекти сучасної медицини” (Чернівці, 2004), на V українській конференції молодих вчених, присвяченій пам’яті академіка В.В.Фролькіса (Київ, 2004), на науково-практичній конференції молодих вчених “Вчені майбутнього” (Одеса, 2004), на Міжнародній науково-практичній конференції “Науковий потенціал світу – 2004” ( Дніпропетровськ, 2004).

Публікації результатів досліджень. Основні наукові положення дисертаційної роботи опубліковано у 10 наукових працях, з яких 3 - статті у фахових наукових виданнях, рекомендованих ВАК України, 7 – тези у матеріалах і збірниках конференцій та конгресів.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 184 сторінках і складається із вступу, 4-х розділів, висновків, списку використаних літературних джерел (всього 224 найменування) і додатків. Робота проілюстрована 64 таблицями. Бібліографічний опис літературних джерел, додатки викладені на 28 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Експериментальні дослідження проведені на кафедрі загальної та клінічної патологічної фізіології Одеського державного медичного університету із дотриманням вимог положення “Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей” (Страсбург, 1985 р.). Комісією Одеського державного медичного університету з питань експертизи біоетики (протокол № 43а від 4 листопада 2005 р.) порушень у проведенні дослідів на тваринах не виявлено.

Відповідно до мети і задач дослідження в експеримент відбирали білих безпородних щурів-самців у віці від 5 тижнів до 18 місяців з масою тіла від 40 до 470 г. Усього в ході проведення досліджень було використано 174 тварини, що були розділені на такі вікові групи:

1. статевонезрілі щурі у віці 5-7 тижнів;

2. молоді статевозрілі щурі у віці 3-3,5 місяці;

3. щурі старшої вікової групи у віці 16-18 місяців.

Вікові особливості діяльності нирок із сулемовою нефропатією вивчали через 7 діб після введення водного розчину дихлориду ртуті (сулеми). Водний розчин сулеми вводили підшкірно, з розрахунку 0,4 мг на 100 г м.т. З моменту введення до проведення навантаження тварини споживали стандартний раціон харчування при вільному доступі до води. Функцію нирок щурів вивчали в умовах індукованого (водного і сольового) діурезу. Водне навантаження проводили з 800

до 830 щодня. Відстояну водопровідну воду вводили внутрішньошлунковим зондом з розрахунку 5% від маси тіла. Сечу збирали протягом наступних 2 годин. Осмотичне навантаження також проводили ранком при обмеженні споживання їжі за 12 годин до навантаження. У якості навантаження використовували 3% розчин хімічно чистого хлориду натрію (осмоляльність розчину складала 1050 мосмоль/кг Н2О). Розчин хлориду натрію вводили внутрішньошлунковим зондом з розрахунку 5% від маси тіла. Сечу збирали протягом наступних 2 годин. Виведення тварин з експерименту здійснювали під легкою ефірною анестезією шляхом декапітації. Зразки отриманої крові стабілізували гепарином. Цільну кров центрифугували і відбирали плазму для подальших досліджень. В сечі та плазмі крові визначали наступні показники:

-

-

-

-

-

-

-

-

Показники функціонального стану нирок на 100 г маси тіла тварин обчислювали відповідно до методів, описаних Ю.В. Наточиним (1974) і О.Шюк (1981). Отримані дані обробляли математично програмами “Exel – 7” та “Biostat” (США).

Статистичний аналіз отриманих результатів проводили за загальноприйнятою методикою з використанням критерію Ст’юдента.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Вікові особливості водно-сольового обміну і функції нирок у інтактних щурів. За даними водного навантаження (табл. 1) установлено, що найбільш високий об’єм діурезу має місце у групі статевонезрілих тварин. Показники осмоляльності сечі і екскреції осмотично активних речовин у групі щурів старшого віку нижчі, ніж у двох інших групах.

Таблиця 1

Вікові особливості функції нирок інтактних щурів.

Водне навантаження. (М±m)

Досліджуваний показник | Статевонезрілі щурі, n=13 | Статевозрілі щурі,

n=12 | Щурі старшої вікової групи, n=13

Діурез, мл | 2,28±0,21 | 1,45±0,11, p1<0,01 | 1,46±0,12

Осмоляльність сечі, мосмоль/кгН2О | 157±11 | 154±12, p2<0,01 | 96±8

Екскреція ОАР, мосмоль/год | 0,35±0,03 | 0,22±0,02

p1<0,01, p2<0,01 | 0,14±0,02

Креатинін сечі, мкмоль/л | 677±61 | 1512±119, p1<0,01 | 1622±135

Екскреція креатиніну, мкмоль/год | 1,54±0,13 | 2,19±0,17, p1<0,01 | 2,36±0,19

Білок сечі, мг/л | 17±2 | 28±3, p1<0,01 | 31±3

Екскреція білка, мг/год | 0,380,003 | 0,410,003 | 0,0450,003

p1- показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою статевонезрілих щурів;

p2 – показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою щурів старшого віку.

У групі статевонезрілих тварин вміст креатиніну в сечі і його екскреція нижчі, ніж у статевозрілих щурів. Концентрація білка в сечі статевозрілих щурів вища, ніж у статевонезрілих і не має суттєвих відмінностей з показником сечі щурів старшого віку. Відзначимо, що вміст нітритів у сечі трохи підвищується в міру старіння тварин – у групі статевозрілих щурів їх концентрація (1,87±0,15 мкмоль/л) вище, ніж у статевонезрілих (1,19±0,10 мкмоль/л) і дещо нижча, ніж у щурів старшої вікової групи (2,61±0,23). Найбільш високий показник концентрації нітратів відзначається у групі статевозрілих щурів (12,4±1,1 мкмоль/л), що істотно вище, ніж у статевонезрілих (6,9±0,6 мкмоль/л) і старих (7,3±0,6).

Результати досліджень вікових особливостей реакції нирок щурів на навантаження 3% розчином хлориду натрію представлені в таблиці 2. Найбільш високий стандартизований на 100 г м.т. об’єм діурезу реєструється у групі статевозрілих тварин – у 1,6 рази більше, ніж у статевонезрілих і у 2 рази більше, ніж у щурів старшого віку.

Таблиця 2

Вікові особливості функції нирок щурів.

Навантаження 3% розчином NaCl. (M±m)

Досліджуваний показник | Статевонезрілі щурі, n=11 | Статевозрілі щурі, n=12 | Щурі старшої вікової групи, n=12

Діурез, мл | 1,74±0,16 | 2,81±0,21

p1<0,01, p2<0,01 | 1,38±0,11

Осмоляльність сечі, мосмоль/кгН2О | 816±42 |

687±54 |

735±61

Екскреція ОАР, мосмоль/год | 1,42±0,13 |

1,93±0,14

p2<0,01 | 1,01±0,08

Креатинін сечі, мкмоль/л | 1160±119 |

1011±82, p2<0,01 | 1887±155

Білок сечі, мг/л | 30±3 |

20±2

p1<0,01, p2<0,01 | 37±4

Екскреція білка, мг/год | 0,052±0,004 | 0,056±0,004 | 0,051±0,004

P1- показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою статевонезрілих щурів;

P2 – показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою щурів старшого віку

Найбільш високі значення екскреції осмотично активних речовин зареєстровані у групі молодих статевозрілих щурів. Також у даній групі виявлена найбільш низька концентрація креатиніну – у 1,8 рази нижча, ніж у тварин старшого віку. Однак показник екскреції креатиніну майже на 30% вищий, ніж у статевонезрілих щурів і не має значимих розходжень зі старими щурами. Концентрація білка у сечі молодих статевозрілих тварин перевищує значення двох інших груп, а по величині його екскреції значних міжгрупових відмінностей не знайдено. У групі щурів старшого віку концентрація нітритів у сечі (6,81±0,56 мкмоль/л) перевищує аналогічний показник у групах молодих статевозрілих тварин (1,78±0,15 мкмоль/л) і статевонезрілих щурів (1,38±0,12 мкмоль/л). Концентрація нітратів у сечі молодих статевозрілих щурів (42,1±3,6 мкмоль/л) вища, ніж у статевонезрілих (23,4±2,2 мкмоль/л) і тварин старшої вікової групи (32,5±2,7 мкмоль/л). Екскреція нітратів у молодих статевозрілих щурів (0,1180,009 мкмоль/год) вірогідно перевищує значення аналогічних показників у статевонезрілих (0,0420,003 мкмоль/год) і старих щурів (0,0440,003 мкмоль/год).

Показники функціонального стану нирок в умовах водного навантаження тварин різних вікових груп, розраховані на основі кліренс-методів показують, що стандартизована за масою тіла величина кліренсу креатиніну у статевозрілих тварин (68845 мкл/хв) вища, ніж у щурів старшої вікової групи (53925 мкл/хв) і статевонезрілих щурів (41735). Не знайдено міжгрупових відмінностей у величинах екскреції осмотично активних речовин у розрахунку на 1 мл клубочкового фільтрату (КФ) між групами молодих статевозрілих (0,530,04х10-2 мосмоль/мл) і старих щурів ((0,430,03)х10-2). Величина даного показника статевонезрілих тварин ((1,440,12)х10-2) вища, ніж у статевозрілих. Розрахована на 1 мл клубочкового фільтрату екскреція білка у групі статевонезрілих щурів ((1,520,12)х10-3 мг/мл) вища, ніж у статевозрілих ((0,990,08)х10-3 мг/мл). Найбільш низькі значення екскреції нітритів виявлено у групі молодих статевозрілих щурів ((4,80,4)х10-5 мкмоль/мл) проти (8,10,6)х10-5 мкмоль/мл) статевонезрілих щурів і (9,20,7)х10-5 мкмоль/мл) у старих. Екскреція нітратів у групі статевонезрілих щурів ((6,00,5)х10-4 мкмоль/мл) перевищує значення даного показника у молодих статевозрілих тварин ((4,30,3)х10-4) і щурів старшої вікової групи ((3,10,2)х10-4 мкмоль/мл).

Відзначимо, що в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію кліренс креатиніну у молодих статевозрілих щурів (104771 мкл/хв) вищий, ніж у статевонезрілих (56449 мкл/хв) і тварин старшої вікової групи (63251 мкл/хв). Найбільш низьке значення екскреції білка відзначається у групі статевозрілих щурів ((0,880,07)х10-3 мг/мл) - нижче, ніж у статевонезрілих ((1,540,11)х10-3 мг/мл) і тварин старшого віку ((1,350,10)х10-3 мг/мл). Показник екскреції нітритів у групі старих щурів ((23,81,9)х10-5 мкмоль/мл) вищий, ніж у статевозрілих ((7,70,6)х10-5 мкмоль/мл) і статевонезрілих тварин ((5,90,4)х10-5 мкмоль/мл). Значення екскреції нітратів у молодих статевозрілих щурів ((18,71,6)х10-4 мкмоль/мл) вірогідно перевищує аналогічні показники статевонезрілих тварин ((12,41,1)х10-4 мкмоль/мл) і старих щурів ((11,60,9)х10-4 мкмоль/мл).

Вікові особливості водно-сольового обміну у щурів після однократного введення дихлориду ртуті. Дослідження функціонального стану нирок щурів різних вікових груп на фоні сулемової нефропатії свідчать про те, що при водному навантаженні (табл. 3) найбільш високі показники стандартизованого на 100 г м.т. діурезу відзначаються у групі статевонезрілих тварин.

У групі молодих статевозрілих тварин концентрація осмотично активних речовин у сечі у 1,8 рази вища, ніж у статевонезрілих і на 23% вища, ніж у старих щурів. При цьому, екскреція осмотично активних речовин у зазначеній групі вірогідно вища, ніж у щурів старшої вікової групи і трохи перевищує показник статевонезрілих тварин.

Крім того, вміст креатиніну в сечі статевозрілих щурів у 1,8 рази вище, ніж у статевонезрілих і на 22% нижче, ніж у тварин старшого віку. Аналогічна динаміка встановлена і для показників екскреції креатиніну.

Таблиця 3

Вікові особливості діяльності нирок через 7 діб після введення HgCl2

(0,4 мг/100 г м.т.). Водне навантаження. (M±m)

Досліджуваний показник | Статевонезрілі

щурі, n=12 | Статевозрілі

щурі, n=12 | Щурі старшої вікової групи, n=12

Діурез, мл | 2,38±0,21 | 1,65±0,18

p1<0,01, p2<0,01 | 1,19±0,09

Осмоляльність сечі, мосмоль/кгН2О | 152±12 | 271±22

p1<0,01 | 210±17

Екскреція ОАР, мосмоль/год | 0,36±0,03 | 0,44±0,03

p2<0,01 | 0,25±0,02

Креатинін сечі, мкмоль/л | 925±79 | 1686±140

p1<0,01 | 2167±181

Білок сечі, мг/л | 11±2 | 82±7

p1<0,01, p2<0,05 | 115±10

Екскреція білка, мг/год | 0,025±0,002 | 0,135±0,012

p1<0,01 | 0,137±0,011

P1- показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою статевонезрілих щурів;

P2 – показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою щурів старшого віку

Концентрація білка у сечі молодих статевозрілих щурів у 7,4 рази вища, ніж у статевонезрілих і у 1,4 рази нижча, ніж у тварин старшої вікової групи. Не виявлено відмінностей між показниками екскреції білка у статевозрілих і старих щурів, однак темпи виділення нирками білку у статевонезрілих тварин у 5,4 рази нижчі. Концентрація нітритів у сечі молодих статевозрілих тварин (1,33±0,11 мкмоль/л) і їх екскреція ((2,2±0,2)х10-3мкмоль/год) істотно нижчі, ніж у статевонезрілих (відповідно 4,3±0,4 мкмоль/л і (10,2±0,8)х10-3 мкмоль/год) і щурів старшого віку (3,8±0,3 мкмоль/л і (4,1±0,3)х10-3 мкмоль/год). Однак показник концентрації нітратів у сечі молодих статевозрілих тварин (19,5±1,7 мкмоль/л) перевищує аналогічний параметр у групах статевонезрілих (3,9±0,3 мкмоль/л) і старих (4,1±0,3 мкмоль/л) щурів.

За даними навантаження 3% розчином хлориду натрію (табл. 4) найбільш високий об’єм діурезу зареєстрований у статевонезрілих щурів. Величина показника відносного діурезу також зменшується в міру старіння щурів. Трохи вища осмоляльність сечі у щурів старшої вікової групи, однак достовірних відмінностей не знайдено.

Таблиця 4

Вікові особливості діяльності нирок через 7 діб після введення HgCl2

(0,4 мг/100 г м.т.). Навантаження 3% розчином NaCl. ( M±m)

Досліджуваний показник | Статевонезрілі

щурі,

n=12 | Статевозрілі

щурі,

n=11 | Щурі старшої вікової групи,

n=11

Діурез, мл | 2,69±0,23 | 1,14±0,12

p1<0,01, p2<0,01 | 0,64±0,05

Осмоляльність сечі, мосмоль/кгН2О | 720±60 |

721±60

p2<0,01 | 891±74

Екскреція ОАР, мосмоль/год | 1,93±0,15 |

0,82±0,06

p1<0,01,p2<0,01 | 0,57±0,05

Креатинін сечі, мкмоль/л | 1276±112 | 2434±202

p1<0,01, p2<0,05 | 3527±294

Білок сечі, мг/л | 19±3 |

156±13

p1<0,01, p2<0,01 | 272±23

Екскреція білка, мг/год | 0,049±0,004 |

0,164±0,014

p1<0,01 | 0,174±0,014

p1- показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою статевонезрілих щурів;

p2 – показник вірогідності відмінностей між групою статевозрілих щурів і групою щурів старшого віку

Екскреція осмотично активних речовин у молодих статевозрілих тварин у 2,3 рази менша, ніж у статевонезрілих і у 1,4 рази вища, ніж у щурів старшого віку. Відзначимо, що концентрація креатиніну у сечі тварин підвищується з віком. Однак найбільш високий показник екскреції креатиніну - у статевонезрілих щурів. Концентрація білка у сечі молодих статевозрілих щурів і його екскреція вищі, ніж у статевонезрілих і у 1,7 рази нижчі, ніж у щурів старшої вікової групи.

Установлено також, що вміст нітритів у сечі статевозрілих щурів (2,21±0,18 мкмоль/л) нижчий, ніж у статевонезрілих (7,81±0,65 мкмоль/л) і у старих тварин (4,61±0,38 мкмоль/л). Крім того, виділення нітритів із сечею у статевозрілих тварин ((0,21±0,02)х10-2 мкмоль/год) нижче, ніж у статевонезрілих ((2,10±0,17)х10-2 мкмоль/год) і істотно не відрізняється від аналогічного параметру у щурів старшого віку ((0,29±0,02)х10-2 мкмоль/год). Вміст нітратів у сечі молодих статевозрілих щурів (65,9±5,6 мкмоль/л) вищий, ніж у статевонезрілих (5,4±0,5 мкмоль/л) і старих тварин (24,1±2,1 мкмоль/л). Найбільш висока екскреція нітратів також спостерігається у молодих статевозрілих щурів ((7,31±0,61)х10-2 мкмоль/год), її значення перевищує аналогічний показник у статевонезрілих ((1,44±0,12)х10-2 мкмоль/год) і старих щурів ((1,52±0,12)х10-2 мкмоль/год).

Дані показують, що в умовах водного навантаження швидкість клубочкової фільтрації (ШКФ) за кліренсом ендогенного креатиніну не має виражених міжгрупових відмінностей і коливається в межах від 259±21 мкл/хв у старих щурів до 228±17 мкл/хв у молодих статевозрілих тварин. Показано, що у молодих статевозрілих щурів екскреція осмотично активних речовин ((3,18±0,26)х10-2 мосмоль/мл) перевищує значення у групі старих ((1,62±0,13)х10-2 мосмоль/мл) і статевонезрілих тварин ((2,44±0,19)х10-2 мосмоль/мл). У статевонезрілих тварин виділення нирками білка ((1,70±0,14)х10-2 мг/мл) нижче, ніж у статевозрілих ((9,78±0,81)х10-2 мг/мл) і старих ((8,89±0,73)х10-2 мг/мл) щурів.

Однак у групі статевонезрілих щурів зареєстрований найвищий показник екскреції нітритів ((6,8±0,5)х10-4 мкмоль/мл), що істотно вище, ніж у статевозрілих щурів ((1,44±0,11)х10-4 мкмоль/мл). Розрахована на 1 мл клубочкового фільтрату екскреція нітратів у молодих статевозрілих тварин ((23,9±1,99)х10-4 мкмоль/мл) більша, ніж у статевонезрілих ((6,3±0,5)х10-4 мкмоль/мл) і щурів старшої вікової групи ((1,29±0,11)х10-4 мкмоль/мл).

Тим часом, в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію ШКФ у статевозрілих щурів (225±18 мкл/хв) нижча, ніж у статевонезрілих (358±29 мкл/хв) і тварин старшої вікової групи (267±24 мкл/хв). Знайдено, що екскреція осмотично активних речовин, розрахована на 1 мл клубочкового фільтрату, з віком знижується. Не виявлено значимих відмінностей між показниками екскреції білка у молодих статевозрілих ((13,8±1,2)х10-3 мг/мл) і старих тварин ((10,9±0,9)х10-3 мг/мл), у той же час у групі статевонезрілих щурів даний показник ((2,1±0,2)х10-3 мг/мл) нижче, ніж у статевозрілих. Не знайдено відмінностей між показниками екскреції нітритів у статевозрілих ((1,69±0,14)х10-4 мкмоль/мл) і старих щурів ((1,25±0,10)х10-4 мкмоль/мл), однак величина даного показника у статевонезрілих тварин ((8,7±0,7)х10-4 мкмоль/мл) вища у порівнянні з групами статевозрілих тварин. Екскреція нітратів, розрахована на 1 мл клубочкового фільтрату, у молодих статевозрілих щурів ((6,18±0,51)х10-3 мкмоль/мл) вища, ніж у статевонезрілих ((0,58±0,04)х10-3 мкмоль/мл) і тварин старшого віку ((0,94±0,07)х10-3 мкмоль/мл.

Таким чином, у ході проведених досліджень вікових особливостей діяльності нирок інтактних щурів показано, що в умовах водного навантаження у статевонезрілих тварин на фоні найбільш низьких показників кліренсу креатиніну виявлені максимальні значення показників виділення нирками осмотично активних речовин, фосфатів і кальцію. Показано, що величини екскреції осмотично активних речовин, білка, фосфатів і кальцію, стандартизовані на одиницю об'єму КФ (клубочкового фільтрату) у групі інтактних статевонезрілих тварин досягають найбільш високих значень незалежно від виду навантаження. У свою чергу, найбільш високі величини ШКФ при сольовому навантаженні зареєстровані у молодих статевозрілих тварин.

У групі молодих статевозрілих тварин установлене майже дворазове підвищення ШКФ під впливом 3% розчину хлориду натрію і найбільш значний приріст абсолютної екскреції осмотично активних речовин. Розрахунки екскреції білка і фосфатів, стандартизованих на одиницю об'єму КФ показали, що у групі молодих статевозрілих тварин дані параметри трохи нижчі, ніж у двох інших вікових групах. Отримані результати дозволяють думати про те, що у молодих статевозрілих тварин абсолютні і відносні значення ниркового функціонального резерву (НФР) є найбільш високими. Крім того, у щурів даної вікової групи відзначаються максимальні темпи виведення надлишку осмотично активних речовин і води в умовах навантаження розчином хлориду натрію. Однак, величини стандартизованих на одиницю об'єму КФ екскреції білка і фосфатів як при водному, так і при сольовому навантаженнях у молодих статевозрілих тварин нижчі, ніж в інших вікових групах. Сукупність приведених даних дозволяє відзначити, що діяльність нирок молодих щурів характеризується найбільш високими показниками точності і потужності регуляції показників водно-сольового обміну за рахунок посилення канальцевого завантаження при мінімальних втратах фізіологічно важливих речовин (пептидів і фосфатів).

У той же час, у інтактних статевонезрілих тварин порівняно низькі вихідні і стимульовані сольовим розчином показники кліренсу креатиніну відповідають максимальним рівням стандартизованої екскреції нирками осмотично активних речовин (ОАР), фосфатів, білка і кальцію. Можливо, фізіологічна доцільність стійко зниженої ШКФ полягає у запобіганні негативного балансу мінеральних речовин і обмеженні ниркових втрат органічних молекул. Здатність нирок тварин даної вікової групи до реалізації НФР носить виразний характер. Тим часом, значні темпи виділення мінеральних і органічних речовин указують на низьку ефективність канальцевих транспортних систем у забезпеченні гомеостатичних функцій органу.

Діяльність нирок щурів старшої вікової групи характеризується максимальними значеннями концентрації креатиніну сечі на фоні більш низьких показників об’єму діурезу та екскреції ОАР. Не можна виключити, що підвищену реабсорбцію води й осмотично активних речовин можна розглядати як прояв особливостей стану осморегулюючої функції нирок, характерних для літнього віку. Можливо, зниження відносних величин НФР у тварин старшої вікової групи, до деякої міри, обумовлені скороченням популяції діючих нефронів. Однак відсутність виражених ознак ушкодження органу – протеїнурії і фосфатурії, швидше за все, свідчать про те, що патологічні зміни ниркової паренхіми не слід розглядати як провідний фактор у формуванні вікових особливостей ренальних функцій у літньому віці.

На наш погляд, найбільш ймовірною причиною виявлених відмінностей діяльності нирок тварин даної вікової групи є перебудова нейро-гуморальної ланки регуляції водно-сольового обміну. На користь такого припущення, поряд з висловленими вище аргументами, свідчать найбільш низькі значення виділення нирками ендогенних нітратів (основного метаболіту молекули оксиду азоту) в умовах водного навантаження. Відзначимо також, що при навантаженні 3% розчином хлориду натрію, рівень даного параметру майже у 3 рази нижче, ніж у молодих статевозрілих тварин. Крім того, при водному навантаженні величина кліренсу креатиніну у тварин старшої вікової групи істотно вище, ніж у щурів інших вікових груп. Отже відносно невисокі показники приросту ШКФ під впливом сольового розчину припустимо розглядати як наслідок послаблення гуморальної регуляції судинно-клубочкового апарату нефрону. Разом з тим, найбільш низькі величини діурезу і стандартизованої на одиницю об'єму КФ екскреції ОАР, швидше за все, указують на високу функціональну активність епітелію канальцевого відділу нефрону в інтактних тварин старшої вікової групи, що спрямована на зниження ниркових втрат води й ОАР.

Наступний аналіз показав, що токсична нефропатія, викликана надходженням в організм дихлориду ртуті, характеризується зниженням швидкості клубочкової фільтрації, відсутністю НФР і порушенням канальцевого транспорту речовин у статевозрілих тварин. У статевонезрілих щурів, що одержували дихлорид ртуті, навантаження 3% розчином хлориду натрію приводить до деякого підвищення швидкості клубочкової фільтрації, однак вихідні і стимульовані сольовим розчином значення кліренсу креатиніну істотно нижчі, ніж у контрольній групі тварин аналогічного віку. Необхідно вказати, що навантаження сольовим розчином щурів усіх вікових груп, які одержували дихлорид ртуті, у порівнянні з водним, супроводжується помітним приростом екскреції білка у розрахунку на одиницю об'єму КФ, на відміну від інтактних тварин. При цьому на фоні сулемової нефропатії, протеїнурія носить найбільш виражений характер у групах статевозрілих тварин. В умовах сулемової нефропатії підвищення екскреції фосфатів на одиницю об'єму КФ, незалежно від виду навантаження, вище, ніж у контрольних тварин, що є однією з ознак токсичного ураження проксимального відділу канальця нефрону.

Оскільки нефротоксичний ефект солей ртуті в значній мірі залежить від темпів нагромадження металу в нефроцитах проксимального відділу нефрону, можна висунути припущення про те, що однією з ймовірних причин установлених міжгрупових відмінностей у реакції нирок щурів на введення дихлориду ртуті є особливості кінетики катіона ртуті в організмі тварин різного віку. У такому випадку, більш низькі темпи проксимальної реабсорбції у статевонезрілих щурів, можливо, не забезпечують накопичення внутрішньоклітинного вмісту ртуті, достатнього для виникнення стійких патологічних змін функцій органу.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання, що полягає у з’ясуванні вікових особливостей функціонального стану нирок при сулемовій нефропатії в умовах індукованого діурезу, та зроблено наступні висновки:

1. Нирки статевонезрілих, статевозрілих і старих щурів, у цілому, ефективно регулюють водно-сольовий гомеостаз, забезпечуючи стабільність осмотичного та іонного складу плазми крові при навантаженні водою і сольовим розчином з наявністю вікових особливостей ниркових процесів фільтрації і реабсорбції.

2. У групі статевонезрілих тварин виявлені найбільш низькі показники кліренсу креатиніну (56449 мкл/хв) на фоні максимальних значень стандартизованої на 1 мл клубочкового фільтрату екскреції осмотично активних речовин ((1,440,12)х10-2), білка ((1,520,12)х10-3 мг/мл) і неорганічних фосфатів.

3. Найбільш ефективна здатність нирок регулювати осмотичний гомеостаз встановлена у групі молодих статевозрілих тварин як за рахунок найбільш високих показників ниркового функціонального резерву, так і ефективної регуляції канальцевого транспорту осмотично активних речовин.

4. Вікові особливості осморегулюючої функції нирок щурів старшої вікової групи не пов'язані з патологічними змінами діяльності нирок, а обумовлені перебудовою внутрішньониркових і системних механізмів регуляції водно-сольового балансу, спрямованих на зменшення ниркових втрат води та осмотично активних речовин. Внаслідок чого здатність регулювати осмотичний гомеостаз у щурів старшої вікової групи найменша у зв'язку зі зниженням ниркового функціонального резерву і зміною канальцевої реабсорбції води й осмотично активних речовин на фоні протеїнурії.

5. Цикл оксиду азоту відіграє важливу роль у реалізації ниркового функціонального резерву у здорових тварин усіх вікових груп, однак показники ниркового кліренсу хімічно стабільних метаболітів ендогенного оксиду азоту - нітритів і нітратів - мають виражені вікові особливості з максимумом утворення у молодих статевозрілих тварин.

6. У молодих статевозрілих щурів відмічається найбільш висока чутливість нирок до токсичного впливу дихлориду ртуті, що виявляється у зниженні швидкості клубочкової фільтрації за кліренсом ендогенного креатиніну, посиленні протеїнурії і фосфатурії.

7. Найбільша вираженість токсичної нефропатії у статевозрілих щурів знаходиться в прямій залежності від порушення клубочково-канальцевого балансу, що спричиняє зменшення швидкості клубочкової фільтрації. Чутливість нирок статевонезрілих щурів до токсичної дії дихлориду ртуті значно менша.

8. У старих щурів при токсичній сулемовій нефропатії порушується здатність ефективно регулювати осмотичний гомеостаз внаслідок зменшення клубочкової фільтрації та недостатнього функціонального ниркового резерву, на фоні порушення обміну оксиду азоту.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гоженко А.І., Доломатов С.І., Романів Л.В., Доломатова О.О. Вікові особливості осморегулюючої функції нирок білих щурів // Нефрологія. – 2003.– Т.7, №2. – С. 82-85. (вклад автора: проведено пошук літератури, біохімічні дослідження, розрахунок одержаних даних, оформлення статті).

2. Романів Л.В., Доломатова О.О. Вікові особливості функціонального стану нирок білих щурів в умовах сулемової нефропатії // Клінічна та експериментальна патологія. – 2004. – Т.3, №2. – С. 443-445. (вклад автора: виконано біохімічні дослідження сечі та крові, проведено статистичну обробку та розрахунок отриманих даних, оформлення статті).

3. Гоженко А.І., Доломатов С.І., Романів Л.В., Доломатова О.О. Вікові особливості стану ниркового функціонального резерву у інтактних щурів // Клінічна та експериментальна патологія. – 2005. – Т.4, №3. – С. 42-45 ( виконано біохімічні дослідження сечі, проведено статистичну обробку та розрахунок отриманих даних, оформлення статті).

4. Романів Л.В., Слученко О.М., Абрамова Л.Л. Вікові особливості ниркової екскреції осмотично активних речовин у щурів // Матеріали V Української конференції молодих вчених, присвяченої пам’яті академіка В.В.Фролькіса. – Київ, 2004. – С.222. (вклад автора: здійснено збір та аналіз даних літератури, її огляд, проведені експериментальні дослідження, статистична обробка результатів, підготовлено матеріал до друку).

5. Романів Л.В. Сулемова нефропатія у щурів різного віку // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених “Вчені майбутнього”. - Одеса, 2004. - С.15-16.

6. Романів Л.В. Особливості реакції нирок на водне та сольове навантаження у старих щурів // Матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу – 2004”. – Дніпропетровськ, 2004 . – С.37-38.

7. Романів Л.В. Особливості перебігу сулемової нефропатії у статевонезрілих щурів // Матеріали наукової конференції “III-і читання ім.В.В.Підвисоцького”. – Одеса, 2004. – С.80.

8. Романів Л.В. Особливості реакції нирок на водне та сольове навантаження у інтактних статевозрілих щурів // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Дні науки – 2005”. – Дніпропетровськ, 2005. – С.45-47.

9. Романів Л.В. Стан водно-сольового обміну у інтактних статевозрілих щурів // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Наукові дослідження – теорія та експеримент’2005”. – Полтава, 2005. – С. 36-38.

10. Романів Л.В. Ренальні механізми ниркової екскреції нітратів і нітритів у щурів при водно-сольових навантаженнях // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Наукові дослідження – теорія та експеримент’2005”. – Полтава, 2005. – С. 40-41.

АНОТАЦІЯ

Романів Л.В. Патогенез токсичної нефропатії у щурів різного віку. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04 – патологічна фізіологія. – Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України. – Тернопіль, 2006.

Дисертація присвячена вивченню патогенетичних аспектів нефропатій у різновікових щурів, індукованих дихлоридом ртуті (сулемою). У роботі наведено теоретичне обґрунтування та практичне вирішення проблеми вікових особливостей функції нирок та стану водно-сольового обміну в нормі та при токсичних нефропатіях. Досліди проведено на 174 білих безпородних щурах-самцях. Встановлено, що нирки статевонезрілих, статевозрілих та старих щурів, у цілому, ефективно регулюють водно-сольовий гомеостаз, забезпечуючи стабільність