Влияние экспериментальной нитритной и нитратной интоксикации на функции почек у крыс
на правах рукописи
КОЗАЕВА ЭККА ГУРАМОВНА
ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ
НИТРИТНОЙ И НИТРАТНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
НА ФУНКЦИИ ПОЧЕК У КРЫС
14.03.03 – патологическая физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
ВЛАДИКАВКАЗ – 2011
Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
ДЖИОЕВ Инал Германович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
КОЗЫРЕВ Константин Мурадиевич
доктор медицинских наук, профессор
ПАВЛЮЧЕНКО Иван Иванович
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Защита состоится «30» сентября 2011 года в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 208.095.01 в ГОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Минздравасоцразвития России (г. Владикавказ, ул. Пушкинская, 40)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Минздравасоцразвития России (г.Владикавказ, ул.Пушкинская, 40)
Автореферат разослан «29» августа 2011 года
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор И.Г. Джиоев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы Азот – инертный двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха, как ключевой элемент всех аминокислот, входя в состав белков, независимо от их функциональной роли, как неотъемлемая часть АТФ, медиаторов нервной системы, витаминов, является эссенциальным элементом всех форм жизни. Молекулярный азот вступает в реакции с кислородом и водородом, что обеспечивает его фиксацию с возможностью перевода в различные соединения. В природе постоянно происходит круговорот азота, с образованием нитритов и нитратов (Ананиади Л.И., 1982; Реутов В.П., 1995).
Качество окружающей среды, создаваемое химическими веществами, порой негативно влияет на здоровье человека, вызывая различные мутагенные и канцерогенные эффекты, воздействуя на сердечно-сосудистую и иммунную системы, а также на детородную функцию и здоровье детей (Манухина Е.Б., 2000; Меньщикова Е.Б., 2000; Дерягина В.П., 2003; Иванова А.С., 2008). Значительную степень опасности для здоровья человека среди химических загрязнителей в настоящее время представляют кислородсодержащие соединения азота: нитраты (NO3) и нитриты (NO2), которые широко используют в качестве минеральных удобрений, поэтому они встречаются в продуктах растительного происхождения, но особенно опасны высокие концентрации нитратов в питьевой воде. Их также используют в качестве консерванта при изготовлении мясных продуктов и при приготовлении лекарственных средств (Стефанов А.В., 1999). Допустимое суточное потребление нитратов для человека не должно превышать 5 мг/кг (Опополь И.И., 1990).
Азотсодержащие соединения в организм человека могут поступать через дыхательные пути, при приёме внутрь или кожные покровы, а затем они преобразуются в биологически малоактивные нитраты и высокоактивные нитриты, которые, всасываясь в кровь, вызывают подавление центральной нервной системы, падение артериального давления и образование метгемоглобина, не способного осуществлять кислородтранспортную функцию крови (Новицкий В.В., 2006).
Наибольшая опасность повышенного содержания нитритов и нитратов в организме заключается в их способности участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате которой образуются N-нитрозосоединения, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами, с высокой гепато- и нефротоксичностью, а действие этих соединений обусловлено реакцией окислительного гидроксилирования гуанина ДНК продуктами метаболизма, что ведет к нарушению функционирования генома клетки (Дерягина В.П., 2000; Ильницкий А.П., 2000; Гоженко А.И., 2005; Kang D.G., 2000; Ogawa T. et al. 2002).
Цель исследования Экспериментальное изучение влияния хронической интоксикации крыс азотсодержащими соединениями, в частности нитритами и нитратами, на функции почек и вскрытие механизмов действий выявленных изменений.
Задачи исследования
- Выяснить возможность создания на крысах линии Вистар экспериментальных моделей нитритной и нитратной интоксикации путем ежедневного, в течение трёх недель, внутрижелудочного введения нитрита натрия в дозе 5,0 мг/кг и нитрата натрия в дозе 50,0 мг/кг (в расчёте на азот).
- Выяснить на крысах линии Вистар влияние нитритной и нитратной интоксикации на гематологические показатели (содержание в крови общего гемоглобина и метгемоглобина, уровень свободного гемоглобина в плазме крови) и морфологическое состояние почек.
- Выяснить в условиях водного и спонтанного диуреза влияние нитрита натрия и нитрата натрия на функции почек: водовыделительную (диурез, скорость клубочковой фильтрации и канальцевая реабсорбция воды); электролитовыделительную (экскреция натрия и калия, фильтрационные заряды, канальцевая реабсорбция натрия); обмен белка (содержание в плазме крови и степень протеинурии); обмен мочевины (уровень в плазме крови и экскреция).
- Выяснить механизмы действия нитритной и нитратной интоксикации на функции почек крыс по скорости почечного кровотока, состоянию электролитно-мочевинного профиля ткани слоёв почек (содержание мочевины, натрия и калия) и чувствительности канальцевого аппарата к антидиуретическому гормону (десмопрессину) и диуретикам (фуросемиду).
Научная новизна исследования Впервые показано влияние нитрита и нитрата натрия в условиях водного и спонтанного диуреза на водовыделительную функцию почек и основные процессы мочеобразования (скорость клубочковой фильтрации и объем канальцевой реабсорбции воды), ионовыделительную функцию почек (обмен натрия и калия), степень протеинурии и содержание белка в крови, обмен мочевины (уровень в плазме крови и экскреция).
Впервые показано влияние нитритной и нитратной интоксикации на скорость почечного кровотока; осмотическое давление интерстиция ткани слоёв почек по содержанию в них мочевины, натрия и калия; чувствительность канальцевого аппарата почек к действию антидиуретического гормона и фуросемида.
Впервые показано влияние нитритной и нитратной интоксикации крыс на гематологические показатели, в частности на содержание в крови гемоглобина и метгемоглобина, уровень свободного гемоглобина в плазме крови.
Научно-практическая значимость работы Проведённые исследования носят экспериментальный характер, а полученные результаты влияния трехнедельной нитритной и нитратной интоксикации на функции почек, механизмы выявленных изменений, морфологическое состояние почек и показатели крови относятся к области фундаментальных знаний, так как расширяют наши представления о моделировании токсических поражений и вносят вклад в изучение проявления и патогенеза отравлений нитритными и нитратными соединениями.
Основные положения, выносимые на защиту
- Ежедневное, в течение трёх недель, внутрижелудочное введение крысам линии Вистар нитрита натрия (5,0 мг/кг) и нитрата натрия (50,0 мг/кг) вызывает изменение морфологического состояния почек, характерное для мембранозного интракапиллярного гломерулонефрита, но при этом чувствительность канальцевого аппарата почек к действию антидиуретического гормона (десмопрессину) и фуросемиду сохраняется.
- Ежедневное, в течение трёх недель, внутрижелудочное введение крысам линии Вистар нитрита натрия и нитрата натрия, снижая скорости почечного кровотока и клубочковой фильтрации, уменьшает водный и спонтанный диурез, чему так же, в конце третьей недели интоксикации, способствует усиление канальцевой реабсорбции воды (при водном диурезе) в результате повышения осмолярности ткани слоёв почек за счёт увеличения в них содержания мочевины.
- Введение крысам нитрита натрия и нитрата натрия в условиях водного и спонтанного диуреза вызывает протеинурию и снижение содержания общего белка в плазме крови, уменьшает экскрецию мочевины и повышает её содержание в плазме крови, увеличивает содержание креатинина в плазме крови.
- Трехнедельное введение крысам нитрита натрия и нитрата натрия в условиях водного и спонтанного диуреза снижает фильтрационные заряды натрия и калия, уменьшает экскрецию натрия.
Личный вклад соискателя Диссертационное исследование с подготовкой и проведением экспериментов на животных, сбором материала, выполнением биохимических и физиологических методов исследований, статистической обработкой полученных результатов, их анализом и обобщением, описанием, формулированием выводов и разработкой патофизиологической схемы выполнены соискателем самостоятельно.
Апробация диссертационной работы Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены: на VIII научной сессии Северо-Осетинской государственной медицинской академии «Актуальные проблемы теоретической и клинической медицины». –Владикавказ, 2001; на научно-практической конференции ЮФО «Экстремальная медицина. Проблемы экстремальных состояний». –Владикавказ, 2006; на конференции «Здоровье и образование в XXI веке. Инновационные технологии в биологии и медицине» –Москва, 2009; на совместном заседании сотрудников кафедр и центральной научно-исследовательской лаборатории Северо-Осетинской государственной медицинской академии. –Владикавказ, 2011.
Публикации По теме диссертации опубликовано 8 работ, три из которых – в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 176 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 4-х глав собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и приложения в виде сводных таблиц. Работа содержит 18 таблиц, иллюстрирована 19 рисунками и схемой, отражающей патофизиологические механизмы выявленных изменений. В библиографическом указателе приведено 223 источника, 104 из которых отечественные и 119 – зарубежные.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились на 140 половозрелых крысах-самцах линии Wistar, весом от 130 до 240 г, что соответствует массе взрослых особей. Во время экспериментов все животные находились в лабораторном виварии, всегда имели свободный доступ к воде и пище, состоящей из злаковых (пшеница, рожь, овёс), кукурузы, подсолнечника, хлеба и овощей (морковь, свекла, картофель, капуста), а также из свежего белка (вареные яйца). Освещение вивария было затемнено (окна обклеены полупроницаемой плёнкой), что соответствует нормальным условиям жизни крыс, ведущих, в большей степени, ночной образ жизни.
Модели экспериментальной нитритной и нитратной интоксикации создавались на крысах линии Вистар путём введения им через зонд в желудок растворов нитрита натрия и нитрата натрия (NaNO2; NaNO3). Все применяемые дозы (из расчёта на 100 г массы крыс и пересчете на NO2 и NO3) вводимых соединений растворяли в 0,5 мл воды, что позволяло исключить введение больших объёмов воды. Нитритную интоксикацию создавали путём ежедневного, на протяжении трёх недель, введения крысам нитрита натрия в дозе 5,0 мг/кг веса, а для создания нитратной интоксикации применялась доза нитрата натрия в 50,0 мг/кг (Лазарев Н.В., 1997; Гоженко А.И., 2004, 2005; Marletta M.A., 1993). Выбор применяемой дозы нитрита натрия основывался на том, что 50,0 мг/кг приводит к гибели 50% животных, то есть брали 1/10 часть полулетальной дозы, что при хроническом эксперименте вполне оправдано. В качестве контроля использовались крысы, которые получали раствор, содержащий NaCl, в количестве, эквивалентном содержанию натрия в нитрите натрия (1,7 мг/кг) и нитрате натрия (13,8 мг/кг).
Эксперименты на крысах проводились в конце каждой недели после введения растворов нитрита натрия и нитрата натрия. Основным условием опытов было наличие воды в поилках, которые за 30-40 минут до начала экспериментов убирали, что позволяло исключить возможность как обезвоживания животных, так и предотвращения гипергидратации. Всех экспериментальных крыс делили на две группы и помещали в специальные клетки для сбора мочи – одних на шесть часов (спонтанный диурез), а других на три часа после введения через зонд в желудок водопроводной воды в объёме 5,0% массы (водный диурез).
В собранной моче и плазме крови спектрофотометрически определяли содержания эндогенного креатинина (по методу Поппера), белка (в моче – по Лоури, а в плазме крови биуретовым методом), мочевины (наборами «Лахема»), натрия и калия (с помощью пламенной фотометрии). В ткани слоев почек, после предварительной экстракции, также определяли количество мочевины, натрия и калия. В периферической смешанной артерио-венозной крови исследовали содержание общего гемоглобина (по Драбкину и с использованием гематологического анализатора «Erma», Япония), метгемоглобина (по Эвелин и Мэлоу) и свободного гемоглобина в плазме крови (циангемоглобиновым методом). Скорость почечного кровотока изучали инвазивным способом с помощью флуометра Transonic HT 313 (США). Образцы почек, после предварительной фиксации в 10% формалине, заливки в парафин, приготовления срезов и окраски, смотрели в проходящем свете микроскопа Микмед-1 под 600-кратным увеличением и фотографированием.
Для расчётов диуреза (мл/час/100г), скорости клубочковой фильтрации (мл/час/100г), канальцевой реабсорбции воды (%), экскреции мочевины (мкмоль/час/100г), экскреции и фильтрационных зарядов натрия и калия (мкмоль/час/100г), а также относительной канальцевой реабсорбции натрия (%) использовались классические формулы Ю.В. Наточина (1974). Полученные результаты обрабатывались статистически параметрическим методом сравнения средних величин с помощью t-критерия Стьдента. Для расчётов и построения графиков использовалась программа «Prisma 5.02».
Результаты исследований и их обсуждениЕ
В связи с тем что основным маркером нитритной и нитратной интоксикации, которые как сильные окислители, способны переводить двухвалентное железо гема в трёхвалентное, является повышение в крови уровня метгемоглобина, не способного отдавать кислород, мы сочли необходимым определить его содержание в крови. Одновременно с этим исследовали уровни общего гемоглобина в крови и свободного гемоглобина в плазме крови.
Полученные результаты показали, что введение нитрита натрия уже через одну неделю привело к увеличению в крови уровней метгемоглобина в 2,13 раз (1,53±0,32% – контроль, 3,84±0,35% – опыт, р<0,001) и свободного гемоглобина – в 2,49 раз (0,65±0,07 г/л – контроль, 1,39±0,12 г/л – опыт, р<0,001), а содержание общего гемоглобина начало снижаться. Через две недели введения нитрита натрия выявленные изменения усилились, в том числе и уровень общего гемоглобина, который уменьшился на 11,6% (р<0,01), а свободного гемоглобина и метгемоглобина еще сильнее повысились – в 3,0 и 3,1 раза соответственно. То, что к концу второй недели интоксикации произошло достоверное уменьшение содержания гемоглобина с одновременным увеличением свободного гемоглобина, говорит не только о том, что нитрит натрия оказывает на эритроциты разрушающее действие, но, по всей видимости, он также негативно влияет и на процесс эритропоэза (время полного созревания эритроцитов около 5-и суток). Наиболее выраженные изменения исследуемых гематологических показателей отмечались после трехнедельной интоксикации нитритом натрия, когда общее содержание гемоглобина снизилось на 37,6% (98,06±5,25 г/л, р<0,001), а уровни свободного гемоглобина (3,84 г/л) и метгемоглобина (9,16±0,72%) повысились в 5,1 и 5,7 раз.
Введение крысам нитрата натрия так же, как и при нитритной интоксикации, вызвало аналогичные изменения исследуемых показателей крови, с той лишь разницей, что степень их выраженности была слабее, что, очевидно, связано с тем, что хотя доза вводимой соли нитрита была в 10 раз меньше, однако они, как сильные окислители, значительно агрессивнее, и их токсичность в 30 раз превышает таковуюе у нитратов. Так, в конце третьей недели, времени максимальных изменений, от контрольных уровней, содержание общего гемоглобина в крови снизилось до 114,23±4,74 г/л (р<0,001), а уровни свободного гемоглобина и метгемоглобина достоверно (р<0,001) повысилось в 4,1 раз (2,69±0,22 г/л) и в 4,8 раз (7,3±0,58%).
Изучение морфологической картины почек крыс показало, что через одну неделю введения нитрита и нитрата натрия отмечался неравномерный застой микроциркуляци с единичными мелкими кровоизлияниями. Эпителий канальцев разнородный, с наличием в просвете плотных эозинофильных масс. Через две недели интоксикации гиперемия и застойное полнокровие микроциркуляции усилились, особенно в венулах и клубочках, полости которых расширились, нефротелий париетального листка стал слущенным, а ядра мезангиоцитов были в пиктотическом состоянии. В проксимальных и дистальных извитых канальцах отмечалась разная степень повреждения эпителиоцитов с нарушением внутреннего рельефа, частично с лизисом ядер, десквамацией и слабовыраженной гиалиново-капельной дистрофией канальцевого нефротелия. В мозговом веществе также наблюдался застой в микроциркуляции с участками плазморрагии. Эпителий канальцев – с единичными дистрофичными элементами, но собирательные трубочки свободны и с равномерным кубическим эпителием. При завершении экспериментов выявленные изменения усилились.
Введение крысам нитрита натрия в течение семи дней начало снижать водный диурез за все три часа (рис.1), но достоверное отличие оно приобрело только к концу второй недели интоксикации, особенно за первые два часа, когда диурез за первый час с контрольного уровня в 1,58±0,11 мл/час/100г уменьшился на 29,1% (р<0,002), а за второй час с величины в 1,67±0,12 мл/час/100г – на 35,4% (р<0,001). Продолжение введения нитрита натрия еще в течение одной недели усилило торможение диуреза, причем уже и за третий час (рис.1), и суммарно трехчасовой водный диурез снизился в 1,9 раз.
В условиях спонтанного диуреза введение нитрита натрия в течение одной недели не вызвало достоверных изменений. При продолжении интоксикации еще в течение недели диурез с 0,094±0,008 мл/час/100г снизился на 25,5% (р<0,02), а при трехнедельном введении нитрита натрия – на 48,3% (р<0,001).
У крыс второй экспериментальной группы, получавших нитрат натрия, изменения диуреза были аналогичны тем, которые были после введения нитрита натрия: тенденция к снижению водного диуреза через одну неделю, достоверное (р<0,001) отличие за первые два часа (на 33,3% и 44,6%) к концу второй недели и при завершении опытов уменьшение трехчасового водного диуреза на 49,4%.
В условиях спонтанного диуреза (рис.1) после двух недель нитратной интоксикации диурез стал на 27,6% (р<0,02) меньше контроля, а к моменту завершения экспериментов снижение было более чем в два раза (р<0,001).
С целью объяснений изменений диуреза определялось содержание креатинина в плазме крови и моче для последующего расчёта основных процессов мочеобразования – скорости клубочковой фильтрации и объёма канальцевой реабсорбции воды. Введение нитрита натрия оказало стимулирующее влияние на содержание креатинина в плазме крови (74,65±4,08 мкмоль/л – контроль, 85,38±4,89 мкмоль/л – через одну неделю; 94,38±4,5 мкмоль/л – в конце второй недели, р<0,002; 126,06±5,25 мкмоль/л – после трехнедельной интоксикации, р<0,001).
Основные процессы мочеобразования у крыс за эти три недели нитритно-нитратной интоксикации менялись следующим образом. В условиях водного диуреза за первую неделю введения нитрита натрия не было изменений ни скорости клубочковой фильтрации, ни канальцевой реабсорбции. Двухнедельное введение вызвало за первые два часа достоверное снижение скорости клубочковой фильтрации, канальцевая реабсорбция воды при этом не менялась. Продолжение интоксикации ещё в течение одной недели привело к торможению
Рисунок 1. Водный диурез, клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция воды у крыс при введении нитрита натрия, спонтанный диурез и основные процессы мочеобразования при введении нитрата натрия
диуреза за все три часа (р<0,001), а суммарная трехчасовая скорость клубочковой фильтрации с контроля уровня в 51,09±4,29 мл/3часа/100г снизилась на 49,3% (р<0,001). Одновременно за первые два часа достоверно повысилась канальцевая реабсорбция воды (рис.1).
Основные процессы мочеобразования и содержание креатинина в плазме крови у крыс в условиях спонтанного диуреза после введения нитрита натрия менялись так же, как после водной нагрузки. Уровень креатинина повышался, приобретя в конце второй недели достоверное отличие (102,33±6,12 мкмоль/л, р<0,01), а к моменту завершения экспериментов превосходил контроль в 1,65 раз (р<0,001). Скорость клубочковой фильтрации снизилась только после двух недель введения нитрита натрия (17,82±1,43 мл/час/100г – контроль, 11,65±1,33 мл/час/100г – опыт, р<0,001). Канальцевая реабсорбция не менялась. Наиболее значительно, на 43,2% (р<0,001), клубочковая фильтрация снизилась в конце третьей недели интоксикации, а канальцевая реабсорбция воды, усиление которой мы наблюдали при водном диурезе, при спонтанном диурезе не менялась.
Введение крысам второй экспериментальной группы нитрата натрия как в условиях водного, так и спонтанного диуреза вызвало аналогичные изменения скорости клубочковой фильтрации и объёма канальцевой реабсорбции воды (рис.1).
Одним из основных показателей нормальной работы почек является отсутствие протеинурии или умеренное её проявление. Введение крысам нитрита натрия в течение одной недели вызвало протеинурию, которая за первый час водного диуреза с контрольного уровня в 1,88±0,16 мг/мл увеличилась на 15,4%, а за второй и третий часы на 16,4% и 20,0%, соответственно. Двухнедельная интоксикация уже сопровождалась достоверным повышением протеинурии за все три часа сбора мочи, и суммарное трехчасовое содержание белка в моче было больше контроля на 43,4% и также на 19,8% больше результата неделей ранее. К моменту завершения экспериментов за три часа с мочой выделилось белка на 50,6% больше контроля, что, очевидно, и способствовало уменьшению содержания общего белка в плазме крови (63,88±3,56 г/л – контроль, 52,64±3,38 г/л – опыт, р<0,01).
В условиях спонтанного диуреза введение нитрита натрия также вызвало протеинурию, которая в конце второй недели превосходила контроль на 57,3% (р<0,01), а через неделю еще значительней – на 72,7%. В это же время проявилась и гипопротеинемия (р<0,01). Степень протеинурии при спонтанном диурезе была более выражена, чем при водном.
Трехнедельная интоксикация крыс нитратом натрия (табл.1) так же, как в условиях водного, так и спонтанного диуреза, приводила к протеинурии (со второй недели) и гипопротеинемии (с третьей недели).
Исходя из того, что введение крысам и нитрита, и нитрата натрия способствовало снижению клубочковой фильтрации, то инвазивным способом мы определили скорость почечного кровотока, которая через две недели у крыс обеих групп начала снижаться, приобретя достоверно отличие в конце третьей недели как при введении нитрита натрия (11,86±1,05 мл/мин – контроль, 11,86±1,05 мл/мин – опыт, р<0,01), так и нитрата натрия (12,24±0,96 мл/мин – контроль, 8,54±1,04 мл/мин – опыт, р<0,02). Очевидно, что снижение почечного кровотока способствовало уменьшению скорости клубочковой фильтрации.
При исследовании в условиях водного (на высоте водной нагрузки через один час после введения) и спонтанного диуреза осмолярности интерстиция ткани слоёв почек, создаваемой натрием и мочевиной, было выявлено, что в конце первой недели введения нитрита натрия содержание мочевины, натрия и калия имело только тенденцию к увеличению (табл.2). Двухнедельная интоксикация усилила количество мочевины в корковом веществе на 12,2%, в наружном мозговом веществе – на 10,5% и на 8,7% – в почечном сосочке, а продолжение введения нитрита натрия способствовало уже достоверному повышению мочевины во всех слоях почек. Содержание натрия и калия на протяжении второй и третьей недели оставалось незначительно увеличенным (табл.2).
То, что введение нитрита натрия способствовало повышению содержания мочевины в слоях ткани почек, должно было увеличить осмолярность и, тем самым, стимулировать канальцевую реабсорбцию воды. Что мы и наблюдали, когда
Таблица 1. Содержание общего белка в плазме крови и степень протеинурии в условиях водного и спонтанного диуреза у крыс при трехнедельном внутрижелудочном введении нитрата натрия
| н е д. | Стат. показатели | Содержание в плазме крови | П Р И В О Д Н О М Д И У Р Е З Е | При спонтанном диурезе | ||||||
| (г/л) | 1 час (мг/мл) | 2 час (мг/мл) | 3 час (мг/мл) | (мг/мл) | ||||||
1 Н Е Д Е Л Я | Контроль | |||||||||
| М±m | 63,25±3,12 | 1,72±0,14 | 1,68±0,14 | 0,56±0,04 | 1,18±0,1 | |||||
| n | 11 | 19 | 20 | 15 | 16 | |||||
| Введение нитрита натрия | ||||||||||
| М±m | 63,44±2,8 | 2,03±0,16 | 1,87±0,15 | 0,66±0,06 | 1,36±0,12 | |||||
| n // р | 13 // * | 20 // * | 18 // * | 17// * | 14 // * | |||||
| 2 Н Е Д Е Л Я | Контроль | |||||||||
| М±m | 63,22±2,34 | 1,68±0,13 | 1,72±0,14 | 0,52±0,06 | 1,09±0,07 | |||||
| n | 12 | 19 | 18 | 13 | 16 | |||||
| Введение нитрита натрия | ||||||||||
| М±m | 59,65±1,86 | 2,19±0,17 | 2,36±0,17 | 0,82±0,07 | 1,77±0,16 | |||||
| n // р | 10 // * | 18 // <0,05 | 15 // <0,02 | 12 // <0,002 | 14 // <0,01 | |||||
3 Н Е Д Е Л Я | Контроль | |||||||||
| М±m | 62,89±2,65 | 1,75±0,15 | 1,66±0,14 | 0,5±0,06 | 1,12±0,1 | |||||
| n | 13 | 16 | 15 | 10 | 12 | |||||
| Введение нитрита | ||||||||||
| М±m | 54,22±3,34 | 2,48±0,2 | 2,52±0,24 | 0,89±0,07 | 2,06±0,17 | |||||
| n // р | 10 // <0,02 | 17 // <0,02 | 18 // <0,001 | 13 // <0,001 | 12 // <0,001 | |||||
– отсутствие достоверных изменений
р – достоверность отличий к результатам контрольных крыс
Таблица 2. Содержание мочевины, натрия и калия в слоях ткани почек крыс через один час после водной нагрузки в условиях трехнедельного внутрижелудочного введения нитрита натрия
Слои почек | н е д. | Стат. показа- тели | Мочевина (мкмоль/г влажного веса) | Натрий (мкмоль/г сухого веса) | Калий (мкмоль/г сухого веса) |
К О Р К О В О Е В Е Щ Е С Т В О | Контроль | ||||
| М±m // n | 24,36±1,34 // 18 | 22,48±0,98 // 20 | 24,36±0,96 // 18 | ||
| Введение нитрита натрия | |||||
| I | М±m / n / р | 25,45±1,86 // 16 // | 23,17±1,08 // 14 // | 24,05±1,24 // 15 // | |
| II | М±m / n / р | 26,31±1,55 // 17 // | 24,04±1,35 // 15 // | 25,15±1,12 // 16 // | |
| III | М±m / n / р | 28,44±1,62 / 16 / <0,02 | 25,26±0,98 // 14 // | 24,8±1,34 // 15 // | |
| М О З Г О В О Е В Е Щ Е С Т В О | Контроль | ||||
| М±m // n | 50,48±2,69 // 18 | 36,65±1,26 // 15 | 29,95±1,4 // 14 | ||
| Введение нитрита натрия | |||||
| I | М±m / n / р | 53,15±3,23 // 16 // | 37,72±1,68 // 17// * | 30,2±1,72 // 14 // | |
| II | М±m / n / р | 56,64±2,73 // 16 // | 40,28±1,72 // 17 // | 33,49±1,81 // 19 // | |
| III | М±m / n / р | 59,19±3,18 // 17 // <0,02 | 41,11±1,87 // 16 // | 32,8±2,15 // 14 // | |
П О Ч Е Ч Н Ы Й С О С О Ч Е К | Контроль | ||||
| М±m // n | 159,75±11,84 // 11 | 89,44±4,68 // 14 | 43,94±2,75 // 10 | ||
| Введение нитрита натрия | |||||
| I | М±m / n / р | 164,45±8,75//12 // | 92,36±5,12//12 // | 45,85±3,46//13 // | |
| II | М±m / n / р | 170,25±11,5 // 11 // * | 96,25±4,28 // 9 // | 45,64±2,85 // 12 // | |
| III | М±m / n / р | 186,6±11,34 // 8 // <0,05 | 94,16±5,82 // 12 // | 42,38±6,05 // 10 // | |
– отсутствие достоверных изменений
р – достоверность отличий к результатам контрольных крыс
обратное всасывание воды за первые два часа водного диуреза достоверно (р<0,001 и р<0,002) увеличилось, что, вместе со снижением скорости клубочковой фильтрации, и уменьшало диурез.
При исследовании элетролитно-мочевинного профиля ткани слоёв почек крыс после введения нитрита натрия в условиях спонтанного диуреза выявлялись изменения во многом сходные с теми, которые были при водном диурезе.
Что могло менять содержание мочевины в слоях ткани почек? Во-первых, очевидно, то, что повышение в конце третьей недели введения нитрита натрия, могло быть связано с выявленным снижением почечного кровотока. Во-вторых, уровень мочевины в ткани почек зависит и от её содержания в крови. Возможно, что ещё одной из причин повышения содержания мочевины в ткани почек может быть снижение секреции вазопрессина и/или чувствительности канальцев почек к нему и, соответственно, уменьшение эффекта на канальцевый транспорт мочевины. Для подтверждения наших предположений мы исследовали содержание мочевины в плазме крови, её экскрецию и чувствительность канальце к антидиуретическому гормону.
При определении содержания мочевины в плазме крови крыс в конце каждой недели через один час после водной нагрузки было выявлено, что уровень её после недельного введения нитрита натрия оставался близким к контролю, а к концу второй недели достоверно (р<0,05) повысился, но более существенно содержание мочевины увеличилось при завершении опытов (9,94±0,62 ммоль/л), превосходя контроль в 2,3 раза.
Одновременно с повышением мочевины в плазме крови начала снижаться её экскреция, и за первый час водного диуреза в конце второй недели интоксикации она уже имела достоверное (р<0,05) отличие. При завершении экспериментов выделение мочевины за каждый час сбора мочи стало еще меньше, и суммарно за три часа достоверно (на 36,8%, р<0,002) снизилось с 262,8±19,34 мкмоль/3часа/100г (контроль), до 166,3±15,16 мкмоль/3часа/100г (опыт).
В условиях спонтанного диуреза введение крысам нитрита натрия содержание мочевины в плазме крови и её экскреция с мочой были аналогичны результатам, полученным при водном диурезе.
Введение крысам вместе с водной нагрузкой десмопрессина в дозе 0,4 мкг/100г, являющийся аналогом вазопрессина и обладающий выраженным антидиуретическим действием, показало, что у 85,0% интактных крыс десмопрессин вызвал анурез, а у остальных, за счёт достоверного (р<0,001) повышения канальцевой реабсорбции, диурез был снижен в 3,2 раза. У экспериментальных животных десмопрессин после трехнедельной нитритной интоксикации полностью блокировал образование мочи за первый час водного диуреза, то есть проявил характерное антидиуретическое действие. Это говорит о том, что канальцевый аппарат почек, сохранивший чувствительность к десмопрессину, будет чувствителен и к антидиуретическому гормону, то есть выявленные, после трехнедельного введение крысам нитрита натрия, нарушения функции почек, несмотря на морфологические изменения, в основном, носили функциональный характер.
При п/к введении контрольным крысам фуросемида в дозе 1,0 мг/100г водный диурез за первый час увеличился в 1,8 раза (до 2,86±0,14 мл/час/100г, р<0,001) и на втором часе, в результате одновременного усиления скорости клубочковой фильтрации и снижения канальцевой реабсорбции воды, оставался повышенным на 32,7%. Введение экспериментальным крысам фуросемида после трехнедельной интоксикации нитритом натрия, привело к увеличению диуреза за первый час с 0,78±0,07 мл/час/100г до 2,17±0,16 мл/час/100г за счёт ускорения (р<0,001) клубочковой фильтрации и снижения (р<0,001) канальцевая реабсорбция воды. Повышенным в 1,9 раз, так же вследствие ускорения клубочковой фильтрации (р<0,001) и торможения канальцевой реабсорбции воды (р<0,002), диурез оставался и на втором часе. Несмотря на то, что фуросемид оказал своё характерное действие и увеличил за первые два часа сниженный, в результате введения крысам нитрита натрия, водный диурез, однако количество мочи было на 24,2% и 22,3% меньше, чем у интактных крыс после введения фуросемида.
Исследуя влияние нитрита и нитрата натрия на обмен электролитов (натрия и калия) можно отметить, что в условиях водного диуреза через одну неделю интоксикации ни содержание в плазме крови, ни экскреция, ни показатели их обработки в почках не менялись. А двухнедельное введение крысам нитрита натрия способствовало снижению экскреции натрия (23,96±2,26 мкмоль/3часа/100г – контроль, 19,46±1,79 мкмоль/3часа/100г – опыт), а калия, наоборот, повышению (13,63±1,37 мкмоль/3часа/100г – контроль, 15,65±1,21 мкмоль/3часа/100г – опыт), но при этом фильтрационные заряды обоих ионов уменьшались (для натрия с уровня в 6715±592 мкмоль/3часа/100г на 26,4%, и достоверно на 31,0% для калия с контрольного значения в 231,82±18,51 мкмоль/3часа/100г). Содержание натрия в плазме крови не менялось, а у калия появилась тенденция к повышению. В конце третьей недели интоксикации все выявленные изменения усилились и экскреции натрия, вследствие уменьшения (р<0,01) фильтрационного заряда, снизилась на 33,4%, а калия – возросла на 18,5%, хотя его фильтрационный заряд продолжал снижаться (218,15±17,79 мкмоль/3часа/100г – контроль, 152,76±13,4 мкмоль/3часа/100г – опыт, р<0,002). Изменения фильтрационных зарядов натрия и калия было обусловлено торможением скорости клубочковой фильтрации. Содержание натрия в плазме крови, по-прежнему, оставалось на контрольном уровне, а калия, скорее всего, в результате усиленного распада эритроцитов, продолжало повышаться, но без достоверного отличия.
Изучение обмена натрия и калия у крыс в условиях спонтанного диуреза после трех недель введения им нитрита натрия и нитрата натрия при водном и спонтанном диурезе, показало, что отмеченные изменения содержания в плазме крови, экскреции и фильтрационных зарядов были во многом аналогичные тем, которые наблюдались при нитритной интоксикации.
Выявленное влияние ежедневного трехнедельного внутрижелудочного введения крысам линии Вистар нитрита натрия в дозе 5,0 мг/кг и нитрата натрия в дозе 50,0 мг/кг на функции почек нашли отражение в следующей патофизиологической схеме.
В Ы В О Д Ы
- Ежедневное внутрижелудочное введение крысам линии Вистар нитрита натрия в дозе 5,0 мг/кг и нитрата натрия в дозе 50,0 мг/кг сопровождается уменьшением водного диуреза вследствие снижения почечного кровотока, скорости клубочковой фильтрации и повышения уровня канальцевой реабсорбции воды. Снижение спонтанного диуреза обусловлено только уменьшением скорости клубочковой фильтрации.
- Трехнедельная интоксикация крыс нитритом и нитратом натрия как в условиях водного, так и спонтанного диуреза вызывает уменьшение экскреции креатинина и мочевины, при этом повышается их содержание в плазме крови, одновременно наблюдается протеинурия и гипопротеинемия.
- При хроническом введении нитрита и нитрата натрия при водном и спонтанном диурезах повышается в слоях ткани почек содержание мочевины и осмотическое давление, при этом сохраняется чувствительность канальцев почек к действию антидиуретического гормона и фуросемиду.
- На фоне введения крысам нитрита и нитрата натрия при водном и спонтанном диурезе снижаются фильтрационные заряды натрия и калия, уменьшается экскреция натрия, но не меняется его содержание в плазме крови и реабсорбция в канальцах почек.
- Хроническая нитритно-нитратная интоксикация крыс повышает в крови уровни метгемоглобина и свободного гемоглобина, а общее содержание гемоглобина снижает, ведет к формированию застойного полнокровия в сосудах микроциркуляции коркового и мозгового вещества, в том числе и в клубочках, способствует дистрофическому повреждению эпителиоцитов канальцев почек.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Бибаева Л.В., Салбиев К.Д., Джиоев И.Г., Козаева Э.Г., Дзахова Г.А. Морфо-функциональные особенности почек в условиях воздействия азотсодержащих экологических факторов / VIII научная сессия Северо-Осетинской государственной медицинской академии «Актуальные проблемы теоретической и клинической медицины». –Владикавказ, 2001. –С.15-19.
- Салбиев К.Д., Джиоев И.Г., Козаева Э.Г. Особенности морфологии почек крыс с экспериментальной интоксикацией азотсодержащими соединениями // Морфологические ведомости. –2004. –№.1-2. –С.90.
- Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. Особенности влияния нитритов и нитратов на организм человека и животных // Вестник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. –2005. –Т.10, №2 (76). –С.18-20.
- Козаева Э.Г., Джиоев И.Г., Морфологические и функциональные изменения почек в условиях хронической нитритно-нитратной интоксикации // Вестник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. –2006. –Т.11, №7. –С.39-41.
- Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. Острое экспериментальное поражение почек, вызванное интоксикацией высокотоксичными азотсодержащими соединениями / Материалы научно-практической конференции ЮФО «Экстремальная медицина. Проблемы экстремальных состояний». –Владикавказ, 2006. –С.41.
- Козаева Э.Г., Дзоциева Л.Х., Джиоев И.Г. Состояние почек крыс при острой интоксикации нитритом натрия / Материалы международного конгресса «Здоровье и образование в ХХI веке». –Москва, 2009. –С.1171-2.
- Дзоциева Л.Х., Козаева Э.Г., Джиоев И.Г., Хубулов И.Г., Кабоева Б.Н. Экспериментальное изучение влияния нитрита натрия на основные процессы мочеобразования, протеинурию и содержание метгемоглобина // Вестник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. –2010. –Т.15, №2. –С.80-3.
- Дзоциева Л.Х., Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. Функционально-морфологические особенности почек крыс при трёхнедельной интоксикации нитритом натрия // Владикавказский медико-биологический вестник. –2009-2010. –Т.IX, вып.15-16. –С.105-8.
