ІНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГІЇ

АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ПАНАСЕНКО Маргарита Вікторівна

УДК 577.12 - 175.446:612.014:616 - 092.4

ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОВІДНОСИН КАЛЬЦИТОНІНУ

ТА ЕНДОГЕННИХ ОПІОЇДІВ ПРИ СЕЧОКАМ’НІЙ ХВОРОБІ.

03.00.04 - біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Науково-дослідницькому центрі Луганського державного медичного університету.

Науковий керівник: Комаревцева Ірина Олександрівна, доктор медичних наук, професор, завідувачка кафедри медичної хімії Луганського державного медичного Університету

Офіційні опоненти: Кононенко Владислав Якович, доктор медичних наук, професор, завідувач лабораторії нейрохімії Інституту ендокринології та обміну речовин ім.В.П.Комісаренка АМН Украіни, м.Київ.

Громов Леонід Олександрович, доктор медичних наук, професор, завідувач лабораторії нейрофармакології Інституту фармакології та токсикології АМН України, м.Київ

Провідна установа: Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН Украіни (відділ біохімії сенсорних і регуляторних систем).

Захист відбувся "23" вересня 1999 р. о 10 годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.551.01 в Інституті геронтології АМН

України (252114, м.Київ, вул.Вишгородська, 67).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці інституту геротології

Автореферат розісланий "7"серпня 1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Потапенко Р. І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальність теми.Біохімічне та фізиологічне значення кальцію надто різноманітно, що обумовлює множинність клінічних проявів патології його обміну (Dzhavad-Zade S. M., Abdulaev S. Sh., 1998; Mazzocchi G., et al., 1998; Pearse S., Brown E. M., 1996).

Нирки є основним органом, регулюючим концентрацію осмотично активних речовин в крові, об’єм рідини, концентрацію кожного з іонів, кислотно-лужну рівновагу. Всі функції нирки знаходяться під нейрогормональним контролем. Сама ж нирка виробляє біологічно активні речовини, що беруть участь у підтриманні гомеостазу. Тому, будь-який патологічний процес, що зачіпає нирку, веде до зрушення гомеостазу й ланцюга патологічних зрушень в організмі в цілому. В той же час модифікація в гормональному спектрі веде до патологічних процесів в функціонуванні нирки.

Незважаючи на всебічну увагу дослідників до кальцію протягом багатьох років, революційне відкриття Brown E. і Pollak M. (1998) позаклітинних кальцій-чутливих рецепторів в нирках та інших тканинах, дозволяють розглядати кальцій в якості первинного месенджера (в доповнення до відомої його ролі вторинного внутрішньоклітинного месенджера), що розкриває нові горизонти у вивченні кальцію та його регуляторних систем.

Серед гормонів, що беруть участь в підтриманні концентрації Са++ в крові, менш всього дослідженим є кальцитонін (КТ). Найбільш явний ефект кальцитоніну полягає в пригноблюванні резорбції кістки. Кальцитонін гальмує вихід органічних речовин з кісткового матриксу, рівно як і мінеральних компонентів кістки. Це призводить до зниження рівню гідроксіпроліну, кальцію й фосфату в середовищі. Другим органом-мішенню кальцитоніну є нирки. В нирках він підвищує екскрецію кальцію, натрію й фосфату (Рябов С. І., Наточин Ю. В., 1997). Основним стимулом секреції КТ є підвищений рівень кальцію в сироватці крові. Відомо, що деякі гормони шлунково-кишкового тракту, особливо гастрін, також стимулюють секрецію КТ. Дані Купера та ін. (Cooper et al., 1971), згідно яким, секрецію КТ можна активувати пероральним прийманням кальцію, не викликаючим видимих модифікацій його концентрації в плазмі, підтверджують погляд, що [Са++] (при коливаннях в межах норми) не відноситься до числа основних сигналів секреції кальцитоніну. Існують літературні дані про вплив КТ на синтез та секрецію простагландинів й ендогенних опіоїдів (Alfaro M. J., 1997; Ormazabal M. J., et al., 1997).

Певно, окрім концентрації Са++ в крові і гормонів шлунково-кишкового тракту (ШКТ) існують й інші фактори, регулюючі рівень КТ. Синдром, що зустрічається в клініці - гіперпродукції простагландину Е2, супроводжується гіперкальциемією й розвитком нефролітіазу (Kockerling A., et al., 1998). Оскільки простагландини є тканевими регуляторами або другими посередниками дії гормонів, можливо, що ПГЕ2 виявляє вплив на рівень КТ в плазмі крові. Відомо, що КТ відносять до нейропептидів, а в ЦНС виявлені рецептори до кальцитоніну. Отже, не виключений взаємозв'язок між ПГЕ2, мет-енкефаліном й кальцитоніном.

На клітинному рівні процес підтримання цілісності організму реалізується за рахунок регуляторного впливу еферентних сигналів, що підтримують рівноважний стан між інтегративними фізіологічними процесами: проліферацією, диференціюванням та фізіологічною клітинною загибеллю (Hammerman M. R., 1998; Sorenson C. M., 1998). За останні 10-15 років отримали широкий розвиток й визнання уявлення про значність кальцію для забезпечення функціонування живих клітин (Chevalier R. L., 1996). Іони кальцію, циклічні нуклеотіди (цАМФ, цГМФ) визнані в якості внутрішньоклітинних посередників в багатьох біохімічних процесів.

Клінічною моделлю порушення обміну кальцію й, можливо кальцитоніну, є сечокам’яна хвороба (СКХ) (Bushinsky D. A., 1998). Незважаючи на значну розповсюдженність сечокам’яної хвороби та існування так званих «кам'яних поясів», етіологія та патогенез її залишається не з'ясованими. В якості основних патогенетичних механізмів каменеутворення визнаються місцеві фактори, як те: рН сечі, її перенасичення різноманітними видами іонів, інгібітори перенасичення сечі, активатори кристалізації і зростання кристалів (Ruml L. A., 1997; Goldfarb S., 1994). На наш погляд подібний розгляд СКХ є поверхневим і не дасть можливості клініцисту підійти до лікування даної хвороби з позиції етіопатогенезу. Як правило лікування полягає в призначенні низькокальцієвої дієти. Ми вважаємо, що місцеві фактори сечі є слідством, а не причиною хвороби. СКХ - це порушення обмінних процесів, викликане розрегулюванням з боку ендокринної системи. А оскільки кальцієві камені складають 80% всіх ниркових каменів, то слід шукати порушення обміну кальцію в організмі в цілому (Roger K. L., 1997).

В результаті патологічних модифікацій, що відбуваються при СКХ, таких як порушення гормонального спектру, іонного складу біологічних середовищ, відбувається і модифікація фізико-хімічних властивостей тканинної води організму. По G. Fullerton і соавт. (G. D. Fullerton, J. L. Poter, 1982) вода в тканинах існує у вигляді двох фракцій: вільної і зв'язаної. Перша ідентична по своїм характеристикам чистій воді. Зв'язана вода прикріплена до поверхні макромолекул і мембран (теорія поляризованої багатошаровості). Зв'язана вода в свою чергу поділяється на два різновиди: специфічно адсорбована вода, міцно зв'язана зі структурами макромолекул (кристальована фракція по G. Fullerton) і «гідрована» вода, що адсорбована на поверхні біомолекул. Модифікація фізико-хімічних властивостей води в біологічних середовищах при різноманітних захворюваннях нирок вперше були вивчені нами за допомогою методу ЯМР-релаксометрії.

Все викладене вище й визначає актуальність теми даної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації є фрагментом конкурсної держбюджетної теми МОЗ України К 1\7.21.12.94 науково-дослідницького центру Луганського державного медичного університету "Ендогенні опіоіди та гуморальна ланка функціональної адаптації нирок в регуляції артеріального тиску та водно-електролітного балансу при есенціальній гіпертензії й ниркової патології" та планової держбюджетної тематики "Вплив екологічно небезпечних факторів на організм в умовах промислового регіону та розробка методів корекції метаболізму й інтенсивної терапії" № державної реєстрації 01.9.10.033409.

Мета дослідження. Визначити взаємозв’язок кальцитоніну та ендогенних опіоїдів в нейрогормональній регуляції обміну кальцію й електролитів в нормі та в експериментально-клінічних моделях порушення гомеостазу кальцію.

Задачі дослідження.

1.Визначити вплив хронічного введення ПГЕ2 (активатора остеокластів) й індометацину на сироваткові рівні мет-енкефаліну і кальцитоніну в порівнянні з вмістом Са++, Na+, К+ в сироватці крові, сечі, кістках дорослих та молодих тварин.

2. Встановити особливості дії ендогенних опіоїдів, кальцитоніну, екзогенних простаноїдів (ПГЕ2) та блокатору їх синтезу – індометацину на ниркову тканину по показникам ЯМР-релаксометрії протонів тканинної води in vitro.

3.

4. Визначити показники ЯМР-релаксації протонів тканинної води крові, сироватки, сечі у хворих на сечокам’яну хворобу з локалізацією каменів в сечоводі, нирковій мисці, сечовому міхурі, СКХ єдиної нирки, хворих на хронічний піелонефрит, полікистоз нирок в зіставленні з концентрацією іонів Na+, К+ в сироватці крові й сечі, та можливість використання даного методу як маркера для діагностики ниркової патології.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше був досліджений вплив екзогенного ПГЕ2 та індометацину на рівні кальцитоніну та мет-енкефаліну в зіставленні з концентрацією електролітів Са++, Na+, К+ в сироватці крові, кістках та сечі в онтогенезі.

Вперше вивчена роль ендогенних опіоідїв і кальцитоніну в нейрогормональних механізмах патогенезу сечокам’яної хвороби у порівнянні з гормональним спектром при інших захворюваннях нирок - піелонефриті, гідронефрозі, кисті нирки, полікистозі, пухлині нирок, що дозволило класифікувати клінічні групи з врахуванням гормонального статусу.

Вперше досліджувався рівень кальцитоніну у жителів Луганської області, що є ендемічною по сечокам’яній хворобі у порівнянні із рівнем цього гормону у жителів інших регіонів. Також вивчався рівень кальцитоніну плазми крові у хворих на сечокам’яну хворобу в порівнянні зі здоровими донорами.

Вперше досліджені Т1 - і Т2-показники часів релаксації протонів тканинної води крові, сироватки та сечі хворих на сечокам’яну хворобу з різною локалізацією каменів у порівнянні з іншою патологією нирок, що дозволило створити базу даних діагностичних критеріїв ЯМР-характеристик для ниркової нозології.

Практичне значення одержаних результатів. Нами запропоновано класифікувати клінічні групи патології нирок з урахуванням гормонального статусу; виявити групи підвищеного ризику й розробити діагностичні критерії ранньої діагностики уролітіазу, використовуючи при цьому методику ЯМР-релаксометрії.

Враховуючи результати наших досліджень, ми пропонуємо схему патогенезу сечокам’яної хвороби, відмінну від раніш запропонованих традиційних схем. В зв'язку з цим можливий новий напрямок в консервативному лікуванні уролітіазу, попередження рецидивів та ускладнень даного захворювання. Й найголовніше - це діагностика доклінічних форм й попередження утворення ниркових каменів.

Особистий внесок здобувача. Робота виконана автором самостійно. Автор самостійно проводила експеримент на щурах та обстеження пацієнтів з патологією нирок, виконувала радіоімунні аналізи, ЯМР-спектроскопію. Самостійно був проведений патентний пошук, аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури по темі дисертаційної роботи. Дисертант провела статистичну обробку даних з використанням персонального комп’ютера, проаналізувала одержані результати.

Апробація результатів дисертації. Матеріали результатів дисертації були обговорені на XV з’їзді Українського фізіологічного товариства; на IV міжнародному конгресі молодих вчених і студентів-медиків; на міжкафедральному засіданні робітників кафедри медичної хімії та науково-дослідницького центру Луганського державного медичного університету.

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в статтях чотирьох наукових журналів та в матеріалах двох наукових конференцій.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 153 друкованих сторінках. Містить вступ, огляд літератури, розділ «матеріали та методи дослідження», розділ результатів власних досліджень, заключення та висновки. Робота ілюстрована 22 малюнками та 10 таблицями. Список літератури включає 260 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Експериментальна частина роботи була проведена на 114 щурах -самцях лінії Вістар чотирьох, п'яти-, шести-, дев’ятитижневого, п'яти-, п'яти з половиною- та шестимісячого віку. Контролем кожного строку введення ПГЕ2 служив одновіковий контроль (60 щурів). Чотирьохтижневим та п’ятимісячним щурам протягом семи, чотирнадцяті, тридцяти діб в черевну порожнину вводився екзогенний ПГЕ2 у фізіологічній дозі 100 мкг/кг. Тварини забивались методом декапітації.

Кількісне визначення метионін-енкефаліну і кальцитоніну в сироватці крові провадилось радіоімунним методом наборами фірм «Amersham» (Англія), «Incstar» (США). Рівень електролітів натрію й калію визначався аналізатором (ВНР), кальцію - спектрофотометрично.

Клінічна частина роботи була проведена при дослідженні хворих наступних клінічних груп: СКХ з локалізацією каменю в сечовому міхурі, СКХ з локалізацією каменю в нирковій мисці, СКХ з локалізацією каменю в сечоводі, двостороння СКХ, СКХ єдиної нирки, хронічний пієлонефрит, хронічний пієлонефрит єдиної нирки, гідронефроз, єдина кіста нирки, полікістоз нирок, пухлина нирок (всього 299 чоловік). Контролем служила група здорових донорів (162 людини) на дієті з нормальним утриманням натрію (80-120 ммоль/доб) у віці 18-55 років.

Кількісне визначення мет-енкефаліну, вазопресину, АКТГ, пролактину, кальцитоніну, АРП, альдостерону в плазмі крові проводилося радіоімунним методом з допомогою комерційних наборів фірм «Incstar» (США), «CIS» (Франція), «Biilhmann Lab.» (Швейцарія), «Amersham» (Англія), ВНР.

Підрахунок радіоактивності був виконаний на сцинтиляційних рахівниках «Гама-1», «Бета-1».

Вимір утримання електролитів в сечі й сироватці крові виробляли з мікроаналізатору (ВНР).

В клінічній частині нашого дослідження ми визначали часи релаксації Т1 (повздовжня) й Т2 (поперечна) протонів тканинної води крові, сироватки крові та сечі у хворих на ниркову патологію, що страждають сечокам’яною хворобою, хронічним пієлонефритом, полікистозом нирок.

В сечі й сироватці крові ми визначали утримання натрію й калію за допомогою алкалімікроаналізатору (ВНР).

Вплив хронічного введення екзогенного ПГЕ2 та індометацину на плазмові рівні кальцитоніну та мет-енкефаліну.

В нашому експерименті вжита спроба з'ясувати взаємодію ПГЕ2, кальцитоніну та ендогенних опіоідів. Тим більш нас зацікавила ця проблема, коли в клінічній частині нашої роботи були виявлені грубі порушення в обміні кальцитоніну та ендогенних опіоїдів при СКХ.

При введенні ПГЕ2 протягом 7 діб рівень мет-енкфаліну в плазмі крові у молодих щурів знижувався у порівнянні з одновіковим контролем, а на 14, 30 добу введення його рівень зростав у порівнянні з контролем та 7 добою введення. Та ж тенденція спостерігалася й у дорослих тварин (табл. 1). Зниження рівня мет-енкефаліну на 7 добу експерименту зумовлене пригнобленням вироблення мет-екефаліну ПГЕ2 на рівні його синтезу в гіпофізі, що підтверджують дослідження in vitro (Vlaskovska M., Knepel W., 1987), а подальше зростання рівня мет-енкефаліну на 14, 30 добу пояснюється пригноблюванням вироблення ендогенного ПГЕ2 (приклад класичної гормональної залежності).

Рівень КТ плазми у молодих щурів вже на 7 добу введення ПГЕ2 знизився у 2 рази у порівнянні з одновіковим контролем, тоді як у дорослих тварин мав незначну тенденцію до зростання. На 14 добу у молодих щурів рівень КТ залишався нижче контрольного майже в 2 рази, а до 30 доби спостерігалося значне зростання його рівня у порівнянні з контролем, що зв'язане з кальціемічною дією ПГЕ2 (Клар С., 1987), і зі стимулюючим впливом мет-енкефаліну (Слепушкин В. Д., Золоев Г. К., 1988), рівень якого також значно зріс до 30 доби експерименту. У дорослих щурів зростання КТ було значним вже до 14 доби і продовжувався на 30 добу експерименту (табл. 1), що погоджується з даними літератури про спроможність ПГЕ2 активувати остеокластну активність кісткової тканини й викликати тяжку гіперкальціемію (Слепушкин В. Д., Золоев Г. К., 1988; Akatsee T., Takahashi N., 1989). В нашому експерименті це підтверджується зрослим рівнем кальцію в сироватці крові дорослих щурів, підвищеною його екскрецією протягом всього експерименту та зниженням утримання кальцію в кістках з 7 по 30 добу.

Таблиця 1

Вплив хронічного введення ПГЕ2та індометацину на сироваткові рівні мет-енкефаліну й кальцитоніну у молодих та дорослих щурів.

Показники

Строки введення ПГЕ2 |

Мет-енкефалін, пг/мл |

Кальцитонін, пг/мл

контроль

(n=10) | дослід

(n=9) | контроль

(n=10) | дослід

(n=9)

Молоді тварини

7 доба | 2000,040,8 | 1334,226,4х | 134,04,6 | 65,33,8х

14 доба | 1860,256,4 | 2466,718,5х | 96,85,10 | 53,02,2х

30 доба | 1962,131,8 | 2966,719,0х | 96,94,8 | 156,253,1х

Дорослі тварини

7 доба | 1225,828,60 | 981,716,6х | 50,45,60 | 72,085,2х

14 доба | 954,030,40 | 1110,015,4х | 50,45,60 | 242,03,8х

30 доба | 912,019,00 | 946,714,0 | 50,45,60 | 113,174,0х

х - p 0,05 у порівнянні з одновіковим контролем

0 - p 0,05 в онтогенезі у порівнянні з 4-х тижневими щурами

Зниження утримання натрію в кістках погоджується з даними про натрійуретичну дію ПГЕ2 (Quito F. L., 1987). Інакше розподіляються електроліти у молодих тварин, де спостерігалася гіпокальціемія та зниження екскреції кальцію на увесь час експерименту. Однак, утримання кальцію в кістках, знижене на 7 добу, до 14 доби декілька перевищувало контрольне, а до 30 доби різко зросло паралельно із зростанням кальцитоніну в плазмі крові. Утримання Na+ і K+ в кістках також зростало до 30 доби , що погодиться з антинатрійуретичною дією мет-енкефаліну (Quito F. L., 1987). Така різниця в розподілі електролітів у молодих й дорослих щурів зв'язана з різною роллю КТ в онтогенезі.

На 7 добу введення індометацину ми спостерігали зростання рівня мет-енкефаліну, що був значним у дорослих щурів, та недостовірним у молодих. На 14 добу рівень мет-енкефаліну продовжував зростати у порівнянні з контролем в обох групах. Та ж тенденція спостерігалася у молодих тварин і на 30 добу. Зростання рівня мет-енкефаліну зв'язане з пригноблюванням синтезу ПГЕ2 індометацином й усуненням пригноблюючого впливу ПГЕ2 на синтез та секрецію ендогенних опіоїдів. Однак, у дорослих щурів до 30 доби експерименту рівень мет-енкефаліну в плазмі крові знизився у порівнянні з контролем і 14 добою. У дорослих тварин ми спостерігали зростання рівня КТ на всі строки введення індометацину , тобто, коли вплив ПГЕ2 усунений за допомогою інгібітору циклооксигенази - індометацину, ми можемо одержані зміни з боку кальцитоніну пояснити підвищеним рівнем мет-енкефаліну в плазмі, що підтверджують дані літератури про стимулюючий вплив мет-енкефаліну на секрецію КТ (Слепушкин В. Д., Золоев Г. К., 1988).

У молодих щурів відзначається зниження рівня КТ на всі строки введення індометацину у порівнянні з одновіковим контролем, але на 30 добу його рівень зріс у порівнянні з 7 й 14 добою. Рівень кальцію, знижений на 7 добу, нормалізується до 30 доби експерименту, його екскреція також знижена, що зв'язане з коригуючим впливом ПТГ (Клар С., 1987). Утримання Са++, Na+, К+ в кістках нормалізується до 30 доби експерименту, що корелює із зростанням рівня КТ в плазмі крові до 30 доби експерименту.

Синтетичні аналоги ендогенних опіоідів зменшують рівень ПГЕ2 в цереброспінальній рідині та крові, яка бралась для дослідження із сонної артерії 211. ПГ групи Е стимулюють синтез цАМФ в клітках гіпофізу, де морфій зменшує рівень цАМФ 212, що вказує на антагонізм між ПГЕ2 й опіоідами на рівні ЦНС, що підтверджує і наше дослідження.

По-різному діє екзогенний ПГЕ2 на рівні кальцитоніну у молодих та дорослих щурів, що підтверджує думку про різноманітну роль КТ в онтогенезі. Розподілення електролітів у біологічних рідинах у різновікових тварин було різним, що свідчить про переваження кісткового ефекту у молодих осіб та ниркового ефекту у дорослих.

Роль ендогенних опіоїдів в регуляторних взаємовідносинах гіпоталамо-гіпофізарної, ренін-альдостеронової систем та кальцитоніну в генезі й диагностиці сечокам’яної хвороби.

Незважаючи на частоту захворюваності уролітіазом (наприклад, серед американців - 1% від загальної захворюваності), пошуки етіопатогенезу проводяться на рівні фізико-хімічного складу каменів.

Метою даного дослідження стало вивчення активності реніну плазми (АРП), рівня сироваткового альдостерону й активності гіпоталамо-гіпофізарної системи у хворих сечокам’яною хворобою в порівнянні з іншою урологічною патологією для укладання діагностичних критеріїв, що характеризують те чи інше захворювання нирок і розробки консервативних засобів лікування СКХ з позицій етіопатогенезу.

В результаті дослідження виявилося, що АРП підвищується при всіх захворюваннях нирки, викликаючих ішемію ниркової паренхіми, а саме полікістозі, пухлині нирки, гідронефрозі, в меншій мірі - кисті нирки й уролітіазі при здавлені оточуючих тканин конкрементом, який міститься в нирковій мисці.

Рівень альдостерону підвищувався при уролітіазі (незалежно від локалізації каменю), що може бути зв'язане з порушенням електролітного балансу (калієвого, зокрема).

Таблиця 2

Показники ренін-альдостеронової системи у хворих

захворюваннями нирок.

Клінічні групи | АРП, нг/мл/ч | Альдостерон, пг/мл

Контроль (n=162) | 4,970, 6 | 169, 322,9

СКХ, камінь ниркової миски (n=68) | 6,10, 2 | 208,620, 4

СКХ, камінь сечоводу (n=22) | 4,620, 8 | 255,7518,4*

Хр. пієлонефрит (n=20) | 2,750, 6* | 184,820,2

Хр. пієлонефрит єд. нирки (n=18) | 3,880, 3 | 430,024,3*

Гідронефроз (n=36) | 7,11, 1 | 106,014,2

Пухлина нирки (n=32) | 8,680,9* | 93,310,2*

Киста нирки (n=35) | 6,050,8 | 179,420,6

Полікістоз нирок (n=68) | 15,231,4* | 219,316,8

*- p 0.05 (у порівнянні з контролем).

Таким чином, і у випадку відомих етіопатогенетичних механізмів зміни ренін-альдостеронової системи при поразці нирок, та при неясних, але що мають місце, закономірностях (пояснення яким будуть з'ясовуватися при більш детальному подальшому дослідженні), проведене дослідження дасть можливість вже нині застосовувати на практиці встановлені діагностичні критерії урологічної патології на основі обстеження ренінальдостеронового статусу.

Концентрація метионін-енкефаліну в плазмі у всіх хворих захворюваннями нирок була значно вище, ніж у здорових людей.

Таблиця 3

Показники гіпоталамо-гіпофізарної системи у хворих на

захворювання нирок.

Клінічні групи | Мет-енкеф.,

пг/мл | АДГ, пг/мл | АКТГ, пг/мл | Пролакт.,

Од/мл

Контроль (n=162) | 92,818,6 | 4,00,02 | 102,63,6 | 92,814,3

СКХ, камінь миски

(n=28) | 394,238,6* | 3,10,07* | 164,0616,1* | 330,218,5*

СКХ, камінь сечов.

(n=22) | 599,926,2* | 2,950,02* | 158,315,6* | 270,924,5*

Хр. Пієлонефрит

(n=20) | 183,716,6* | 4,170,08* | 283,020,0* | 329,031,4*

Хр.пієлон.єд. нирки

(n=18) | - | 4,270,2 | 21,04,2* | 117,516,8

Киста нирки (n=35) | 600,034,7* | 4,020,09 | 197,514,2* | -

Полікистоз нирок

(n=68) | 1871,052,6* | 3,920,03* | 58,46,3* | -

*-p 0.05 (у порівнянні з контролем).

Однак ступінь підвищення його плазмового рівня різко відрізняється в різних клінічних групах. Якщо у хворих хронічним пієлонефритом його утримання збільшується вдвічі, то у хворих сечокам’яною хворобою і з каменем в нирковій мисці, і в сечоводі - в 3-4 рази, а у хворих кистами нирок - в 6-20 раз! (табл. 3).

Різницю вмісту метионін-енкефаліну й альдостерону у хворих уролітіазом з локалізацією каменю в нирковій мисці й сечоводі (більша їхня концентрація у останніх), можна зв'язати з транзиторними гідронефротичними змінами ,що є у хворих з каменем в сечоводі.

В регуляції апоптозу значну роль відіграє система ендогенних опіоїдів. Агоністи мю- та каппа-опіоїдних рецепторів викликають апоптоз в нейронних культурах головного мозку курчат. В результаті дослідження встановлено, що опіоїдна стимуляція апоптозу заснована на пригнобленні активності аденілатциклази (Goswami R., Dawson S.A., 1998). Морфій модулює функцію імунної системи, стимулюючи апоптоз спленоцитів (Singhal P.C., Sharma P., 1998). Еторфін, агоніст опіоїдних рецепторів, уповільняв ріст клітин і стимулював апоптоз (Yin D.L., Ren X.H., 1997). Таким чином, у нашому дослідженні у хворих на сечокам’яну хворобу, в 4-6 разів підвищена активність системи, яка стимулює апоптоз. Крім того, системи ПГ та ендогенних опіоїдів регулюють процеси визрівання клітин та їх фізіологічної загибелі збільшуючи або зменшуючи цАМФ. В той момент, коли ці дві системи вже не спроможні бути в рівновазі, а синтез опіоїдів остаточно виходить з-під контролю, розвиваються ускладнення сечокам’яної хвороби.

Рівень вазопресину змінювався лише у хворих уролітіазом з локалізацією каменю в сечоводі , що в поєднанні з підвищеним рівнем мет-енкефаліну і альдостерону може розглядатися як компенсаторний механізм, направлений проти ниркової гідронефротичної трансформації, викликаною обструкцією сечоводу каменем і збільшенням позаклітинного об'єму рідини, якому сприяє затримка осмотично активних електролітів в організмі.

Ми вивчили рівень кальцитоніну у хворих сечокам’яною хворобою, у здорових донорів - жителів Луганської області в зіставленні зі середньостатистичною нормою жителів інших регіонів.

Рівень кальцитоніну у здорових донорів - жителів Луганської області, майже у 2 рази нижче середньостатистичної норми кальцитоніну інших регіонів. А у хворих уролітіазом – у 2 рази нижче, ніж в контролі.

Клінічні дослідження хворих на СКХ дали нам можливість думати, що головними ланцюгами патогенезу уролітіазу є порушення секреції кальцитоніну й ендогенних опіоїдів, завдяки чому порушується електролітний баланс, і, в першу чергу кальцієвий гомеостаз. В світі останніх досліджень ролі кальцію в патогенезі багатьох захворювань надається велика увага.

Вирішальну патогенетичну роль в розвитку уролітіазу, на нашу думку, відіграє різке зниження базального рівня кальцитоніну на фоні підвищеної активності ендорфін -, енкефалінергичної системи з втягненням ренін-альдостеронової системи.

В зв'язку з цим висока захворюваність сечокам’яною хворобою жителів Луганської області детермінована низькою гормональною активністю кальцитоніну в популяції.

ЯМР-релаксація протонів тканинної води біологічних рідин в диференційній диагностиці сечокам'яної хвороби.

Слідуючим етапом нашого дослідження стало вивчення ЯМР-релаксаційних характеристик біологічних рідини у хворих сечокам'яною хворобою.

Групи, що досліджувалися включали хворих з каменем сечового міхура, локалізацією каменю в сечоводі, локалізацією каменю в нирковій мисці; двосторонньою СКХ; СКХ єдиної нирки. Хворі хронічним пієлонефритом й полікистозом розглядалися, як групи порівняння.

а- контрольна група | в- хворі

1- СКХ, камінь сечового міхура | 5- СКХ єдиної нирки

2- СКХ, камінь сечоводу | 6- хронічний пієлонефрит

3- СКХ, камінь ниркової миски | 7- полікистоз нирок

4- 2сторіння СКХ

Рис. 1 ЯМР - релаксація (повздовжня, Т1) протонів тканинної води сироватки крові хворих на ниркові захворювання.

В крові час повздовжньої релаксації Т1 у хворих СКХ з локалізацією каменю в сечоводі, 2-х сторонньої СКХ, СКХ єдиної нирки й хронічним пієлонефритом знижувався, також, як і час поперечної релаксації Т2, що характеризує появу гідрованого шару тканинної води. У хворих з локалізацією каменю в нирковій мисці й полікістозі нирки показник повздовжньої релаксації протонів тканинної води крові Т1 подовжується, тоді як час поперечної релаксації скорочується, хоча і не так значно, як в зазначених вище групах що вказує на формування кристальованної фракції води.

У хворих СКХ (камінь в нирковій мисці ) та полікистозом нирок часи повздовжньої й поперечної релаксації протонів води сироватки значно менші, ніж в контрольній групі. Зниження натрію на фоні незмінного рівня калію у цих хворих, дасть можливість іонам калію розпорядкувати структуру води з формуванням навколо себе гідрованого шару, на що вказують показники ЯМР-релаксації протонів тканинної води.

А- контрольна група | в- хворі

1- СКХ, камінь сечового міхура | 5- СКХ єдиної нирки

2- СКХ, камінь сечоводу | 6- хронічний пієлонефрит

3- СКХ, камінь ниркової миски | 7- полікистоз нирок

4- 2-сторіння СКХ

Рис. 2 ЯМР - релаксація (повздовжня, Т2) протонів тканинної води сироватки крові хворих на ниркові захворювання.

Така ж картина релаксаційнної активності в сироватці крові спостерігалася і у хворих СКХ з локалізацією каменю в сечоводі, й з 2-х сторонньою СКХ, й з СКХ єдиної нирки, що цілком співпадає з показниками натрію (зниження) і калію (норма) у цих хворих.

Час повздовжньої релаксації сироватки крові Т1 хворих на хронічний пієлонефрит збільшувався, тоді як час поперечної релаксації Т2 скорочувався, тобто є характеристика кристальованої фракції тканинної води. І це не напрочуд, бо з всіх захворювань ,що досліджувалися, це єдина нозологія, що характеризується нормальним вмістом в сироватці крові натрію, на фоні гіпокаліемії. Таким чином, натрій, як позитивно гідратуючий іон, уповільнює обмін найближчих до нього молекул води, що зумовлює тривке зв'язування тканинної води в кристальовану фракцію.

Параметр Т1 залежить від двох факторів: вмісту всієї тканинної води й спроможності макромолекул білків та полісахаридів зв’язувати воду в гідрований шар. В той же час Т2 залежить від кількості ділянок, які зв’язують воду в кристальований шар та від товщини гідрованого шару.

У хворих СКХ з локалізацією каменю в сечоводі і нирковій мисці, повздовжня й поперечна релаксація протонів тканинної води сечі скорочені, що вказує на наявність гідрованого шару тканинної води, хоча екскреція натрію й калію у цих хворих знижена .

2-х стороння СКХ характеризується зниженням повздовжньої релаксації Т1 на фоні прискореної поперечної - Т 2. Таке поєднання ЯМР-показників релаксації тканинної води говорить про наявність в сечі ліпідів, або ліпідо - подібних сполук, скоріше усього простаноїдів, що погодиться з нашими дослідженнями.

СКХ єдиної нирки характеризувалося зниженням поперечної релаксації протонів тканинної води Т 2 сечі, при незмінні повздовжній - Т1. Показник поперечної релаксації, при цьому, відображає концентрацію місць зв'язування і товщину гідрованого шару.

Показники ЯМР-релаксометріі в зіставленням з електролітним складом сироватки крові підтверджують, що основним патогенетичним ланцюгом в розвитку СКХ є порушення електролітного обміну.

Автори, які вивчали структуру тканинної води (Fullerton G. D., 1982; Ling G. N., 1988; Cameron I. L., 1988) вказують на збільшення в’язкості гідрованної води й зниження розчинності в ній іонів. Таким чином, не тільки збільшення екскреції кальцію й перенасичення цим іоном сечі, а і структура самої тканинної води сечі призводить до зниження розчинності солей кальцію й утворенню конкрементів.

Табл. 4

Рівень електролітів натрію та калію в сироватці крові й сечі у хворих на

ниркові захворювання. |

сироватка | сеча

натрій | калій | натрій | калій

Контроль | 140,22,4 | 4,5 0,3 | 140,010,4 | 58,06,2

Камінь сечового міхура | 119,0 2,1 | 3,9 0,2 | 100,510,2 | 77,09,3

Камінь сечоводу | 127,87,6 | 4,360,4 | 103,07,9 | 48,76,9

Камінь ниркової миски | 117,37,5 | 4,70,5 | 91,49,2 | 30,06,5

2-сторіння СКХ | 115,08,9 | 5,80,7 | 93,08,7 | 50,06,4

СКХ єдиної нирки | 114,013,5 | 10,61,2 | - | -

Хр. піелонефрит | 138,09,8 | 3,20,3 | - | -

Полікистоз нирок | 119,08,7 | 4,50,4 | 56,06,4 | 58,05,9

р 0,05 у порівнянні з контролем

Таким чином, ЯМР-показники протонів тканинної води крові, сироватки крові та сечі при різних формах СКХ й іншій нирковій патології специфічні, корелюють й відображають динаміку патогенетичних нейрогормональних механізмів і стану гомеостатичних функцій організму.

ВИСНОВКИ.

1.

2.

3.

3.

3.

3.

3.

СПИСОК ПРАЦЬ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

Панасенко М. В. Особливості взаємовідносин кальцитоніну та ендогенних опіоїдів при сечокам’яній хворобі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія.- Інститут геронтології Академії медичних Наук, Київ, 1999.

В роботі, що є експериментально-клінічною розглядаються питання патогенезу сечокам'яної хвороби, як порушення обмінних процесів та водно-сольового балансу, у порівнянні з іншою патологією нирок. Вивчені порушення гормонального спектру були нами модульовані в експерименті, який розглядався як модель порушення обміну кальцію. Крім того, нами був використаний новий метод диагностики порушень водно-електролітного балансу при патології нирок – ЯМР-спектроскопія. Аналіз результатів проведених досліджень дозволяє зробити висновки, що патогенез СКХ пов’язаний з порушенням стану системи ендогенних опіоїдів (підвищення рівня мет-енкефаліну в плазмі крові) та значне пригноблення рівня кальцитоніну на фоні пригніченого вже рівня цього гормону у здорових жителів «кам’яного пасу». Порушення водно-сольового балансу є наслідком порушень гормонального спектру. Вивчення ЯМР-спектроскопії дозволяє використовувати дану методику для диференційної диагностики патології нирок. Експериментальна частина роботи дозволяє зробити висновок, що порушення в стані ендогенних опіоїдів, кальцитоніну та простаноїдів пов’язані між собою, відрізняються залежно від віку та є причиною електролітних порушень.

Ключові слова: кальцитонін, ендогенні опіоїди, нирки, сечокам’яна хвороба, ядерно-магнітний резонанс.

Панасенко М. В. Особенности взаимоотношения кальцитонина и эндогенных опиоидов при мочекаменной болезни.- Рукопись. Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специальности 03.00.04 – биохимия.- Институт геронтологии Академии медицинских Наук, Киев, 1999.

Работа является клинико-экспериментальной. В клинической части работы нами были обследованы больные с патологией почек, находящиеся на лечении в урологическом отделении Луганской областной клинической больницы. Были исследованы уровни гормонов – метионин-энкефалина, антидиуретического гормона, адренокортикотропного гормона, пролактина, альдостерона, активность ренина плазмы радиоиммунным методом. Кроме того у данных больных определялись параметры ЯМР-релаксации протонов водорода биологических жидкостей спомощью ЯМР-релаксометра minispec 120 pc фирмы «Brucer» и содержание ионов калия и натрия в сыворотке крови и моче c помощью алкалимикроанализатора. У больных мочекаменной болезнью мы определяли уровень кальцитонина в сравнении со здоровыми донорами – жителями Луганской области, являющейся эндемичной по МКБ и среднестатистической нормой. В экспериментальной части работы лабораторным крысам линии Вистар разного возраста вводился простагландин Е2 в течение 7, 14 и 30 суток. Затем определялись уровни метионин-энкефалина и кальцитонина радиоиммунным методом, а также содержание кальция спектрофотометрически, натрия, калия с помощью алкалимикроанализатора в сыворотке крови, моче, костях.

Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы. Максимальное плазменное содержание в 4-недельном возрасте метионин-энкефалина по мере роста животного снижалось в 2 раза, а кальцитонина - в 2,5 раза. Высокий уровень кальцитонина и стимулирующего его активность метионин-энкефалина у молодых животных, увеличивая почечную экскрецию кальция, обеспечивают гомеостатически стабильный уровень кальция в сыворотке крови, который задействован в этом возрасте в регуляции баланса дифференцировки и пролиферации тканей. Экзогенное введение ПГЕ2 (активатора остеокластов) у взрослых животных вызывало развитие гиперкальциемии через снижение уровня кальция в костной ткани, чему препятствовала компенсаторная гиперкальциурия, вызванная увеличением секреции кальцитонина.

Простагаландины являются антагонистами опиоидов по механизму действия и по ограничению их секреции. Экзогенный ПГЕ2 угнетал уровень энкефалинэргической активности как у молодых, так и у взрослых животных, дезинтегрируя кальций- и натрийрегуляторные механизмы в большей степени у молодых животных, моделируя на 7 сутки введения картину "ускоренного" онтогенеза (уменьшение плазменного уровня метионин-энкефалина и кальцитонина; снижение экскреции кальция с мочой).

Рост к 14 - 30 суткам уровня метионин-энкефалина у молодых животных по механизму обратной связи и, стимулированный им соответственно уровень кальцитонина, усугубили гипокальциемию, вызвав увеличение содержания кальция в костях на фоне продолжающейся кальциурии.

Введение индометацина и у молодых, и у взрослых животных мало отразилось на уровне кальция в сыворотке крови. Механизмы, обеспечивающие такую гомеостатическую стабильность совершенно противоположны: у молодых животных - снижение экскреции кальция, повышение его содержания в костях, снижение уровня кальцитонина, повышение уровня метионин-энкефалина; тогда как у взрослых животных - обратная динамика указанных показателей.

Клиническим проявлением нарушения кальциевого гомеостаза, является мочекаменная болезнь, нейрогормональный патогенез которой, как показали наши исследования, складывается из активации энкефалинэргической регуляции ренин-альдостероновой системы на фоне резкого угнетения продукции кальцитонина.

ЯМР-показатели протонов тканевой воды крови и мочи при заболеваниях почек высоко специфичны, коррелируют и отражают динамику патогенетических нейрогормональных механизмов и состояния гомеостатических функций организма, что позволяет использовать их в дифференциальной диагностике данных заболеваний при скрининг-теститровании.

Ключевые слова: кальцитонин, эндогенные опиоиды, почки, мочекаменная болезнь, ядерно-магнитный резонанс.

Panasenko M.V. Calcitonin and endogenous opioids relations in the