CC BY
12
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 2 - P. 79-83
УДК: 616.61-002; 616-099 DOI: 10.24412/1609-2163-2021-2-79-83
ЭФФЕКТЫ АЦИЗОЛА НА ФОНЕ СОЧЕТАНИЯ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ГЛИЦЕРИНОВОЙ
НЕФРОПАТИИ
А.А. ИСЛАЕВ*, В.Б. БРИН***
*ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава РФ, ул. Пушкинская, д. 40, г. Владикавказ, РСО-Алания, 362025, Россия,
e-mail: altin_islaev91 @mail. ru **ФГБУНИнститут биомедицинских исследований ВНЦ РАН, ул. Пушкинская, д. 47, г. Владикавказ, РСО-Алания,
362025, Россия, e-mail: vbbrin@yandex.ru
Аннотация. Свинцовое отравление вероятно может приводить к усугублению уже имеющихся патологических процессов в почках из-за повышения процессов липопероксидации. Поэтому целью работы было изучение профилактических эффектов ацизола на процессы липопероксидации и активность антиоксидантной системы и водо- и электролитовыделительную способность почек на 2 и 4 неделе свинцовой интоксикации на фоне рабдомиолиз-индуцированной модели нефропатии. Материалы и методы исследования. У крыс линии Wistar свинцовая интоксикация воспроизводилась ежедневным введением ацетата свинца в дозе 40 мг/кг. Рабдомиолиз-индуцированная модель воспроизводилась путем однократного внутримышечного введения 50% раствора глицерина в дозе 0,8 мл/100 г. Ацизол ежедневно вводился внутрижелудочно в дозировке 30 мг/кг. На 2 и 4 неделе в крови определяли уровень малонового диальдегида и гидроперекисей, активность ферментов каталазы и суперок-сиддисмутазы. В плазме крови и моче определяли содержание креатинина, белка, ионов натрия и калия. Для оценки функции почек были рассчитаны: объем диуреза, скорость клубочковой фильтрации, относительная канальцевая реабсорбция воды, фильтрационный заряд натрия и калия, их экскреция и относительная реабсорбция натрия. Результаты и их обсуждение. Применение ацизола привело к снижению процессов перекисного окисления липидов и повышению антиоксидантной защиты, что обусловило восстановление нефронов в почках и снижение протеинурии. В результате наблюдался диуретический эффект препарата из-за повышения скорости клубочковой фильтрации.
Ключевые слова: свинцовая интоксикация, рабдомиолиз-индуцированная нефропатия, перекисное окисление липидов, ацизол.
EFFECTS OF ACYZOL ON THE BACKGROUND OF A COMBINATION OF LEAD INTOXICATION AND GLYCERINE
NEPHROPATHY
A.A. ISLAEV*, V.B. BRIN"*
*North Ossetia State Medical Academy, st. Pushkinskaya, 40, Vladikavkaz, North Ossetia-Alania, 362025, Russia,
e-mail: altin_islaev91 @mail. ru **Biomedical Research of Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, st. Pushkinskaya, 47, Vladikavkaz, North Ossetia-Alania, 362025, Russia, e-mail: vbbrin@yandex.ru
Abstract. Lead poisoning probably can lead to an aggravation of the already existing pathological processes in the kidneys due to an increase in lipid peroxidation processes. Therefore, the research purpose was to study the prophylactic effects of acyzol on lipid peroxidation processes and the activity of the antioxidant system and the water and electrolyte excretion capacity of the kidneys at 2 and 4 weeks of lead intoxication against the background of a rhabdomyolysis-induced model of nephropathy in Wistar rats. Materials and research methods. Lead intoxication was reproduced by daily administration of lead acetate at a dose of 40 mg / kg. The rhabdomyolysis-induced model was reproduced by a single intramuscular injection of a 50% glycerol solution at a dose of 0.8 ml / 100 g. Acyzol was administered intragastrically daily at a dose of 30 mg / kg. At 2 and 4 weeks in the blood, the level of malondialdehyde and hydroperoxides, the activity of the enzymes catalase and superoxide dismutase were determined. The content of creatinine, protein, sodium and potassium ions was determined in blood plasma and urine. To assess renal function, the following were calculated: diuresis volume, glomerular filtration rate, relative tubular reabsorption of water, filtration charge of sodium and potassium, their excretion and relative reabsorption of these ions. Results and its discussion. The use of acyzol led to a decrease in lipid peroxidation processes and an increase in antioxidant protection, which led to the restoration of nephrons in the kidneys and a decrease in proteinuria. As a result, a diuretic effect of the drug was observed due to an increase in the glomerular filtration rate.
Keywords: lead intoxication, rhabdomyolysis-induced nephropathy, lipid peroxidation, acyzol.
Введение. Экологическая обстановка в современном мире, несмотря на все предпринимаемые меры, остается неблагоприятной ввиду продолжающегося применения в промышленности тяжелых металлов, загрязняющих почву и воду [12]. Поступая в организм, свинец накапливается в разных тканях, прежде всего в костях, вытесняя из них кальций, конкурируя с кальцием в транспортных системах клеток [2]. Кумуляция свинца и его соединений в тканях способна вызывать
нарушение работы многих органов - сердца, сосудов, головного мозга, а также почек [7,11]. Последние, как органы выделения, подвергаются токсическому повреждению свинцом, следствием чего является развитие нефропатии [13]. Конкуренция с кальцием, замещение его в транспортных системах, способны нарушать системное кровообращение [2], что сказывается и на кровообращении в почках. Ключевым звеном альтерирую-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 2 - P. 79-83
щего действия тяжелого металла является высвобождение свободных радикалов, вызывающих развитие окислительного стресса, дисциркуляторных явлений и воспаления [14].
Учитывая вышесказанное можно предположить, что свинец способен усугублять уже имеющиеся патологические процессы в почках. Так, тяжесть нефро-патий различного генеза определяется неспецифическими механизмами, к числу которых относятся окислительный стресс и гемодинамические сдвиги в органе [4]. Отравление экотоксикантом на этом фоне должно повышать степень оксидативного дисбаланса и циркуляторных нарушений.
Исходя из этого, можно предположить эффективность патогенетического подхода к профилактике интоксикации свинцом на фоне нефропатии. Снижение явлений окислительного стресса возможно с помощью препаратов с антиоксидантной активностью, которой обладает противогипоксант, антидот угарного газа - ацизол. Его применение при поражении почек, индуцированного тяжелыми металлами, приводило к улучшению функции органа за счет снижения перекисного окисления липидов [5].
Таким образом, целью работы было изучение профилактических эффектов ацизола на процессы липопероксидации, активность антиоксидантной системы и водо- электролитовыделительную способность почек на 2 и 4 неделе свинцовой интоксикации на фоне рабдомиолиз-индуцированной модели нефропатии.
Материалы и методы исследования. Работа была проведена на 4 группах половозрелых крыс-самцов линии Wistar средней массой 263±11 г: 1 группа - фоновые животные, 2 группа - контрольная (животные со свинцовой интоксикацией),
3 группа - животные с введением ацетата свинца на фоне рабдомиолиз-индуцированной нефропатии,
4 группа - животные с сочетанным введением ацетата свинца и ацизола на фоне рабдомиолиз-индуци-рованной нефропатии. Эксперименты проводились в соответствии с Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием лабораторных животных (1985), 11-й статьёй Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (2016).
Свинцовая интоксикация осуществлялась путем ежедневного внутрижелудочного введения ацетата свинца в дозе 40 мг/кг веса экспериментального животного. Рабдомиолиз-индуцированное повреждение почек вызывалось путем однократной в/м инъекции 50% раствора глицерина в дозе 0,8 мл/100 г веса животного. Особенности формирования рабдомио-лиз-индуцированной нефропатии были нами установлены ранее [1,8]. Ацизол вводился ежедневно ин-трагастрально в дозировке 30 мг/кг веса животного. По истечении 2 и 4 недель животные выводились из
эксперимента для получения крови и мочи с применением тиопенталового наркоза.
Степень ПОЛ определялась исследованием содержания гидроперекисей (ГП) в плазме крови по методу В. Б. Гавриловой с соавт. и малонового диальде-гида (МДА) в эритроцитах по методу, основанному на его взаимодействии с тиобарбитуровой кислотой. Состояние антиоксидантной системы было изучено путем определения активности таких ферментов в эритроцитах, как каталаза по методу E. Beutler и супе-роксиддисмутаза (СОД).
С помощью диагностикумов «Ольвекс» в крови и моче спектрофотометрически определялось содержание эндогенного креатинина и общего белка. Измерение концентрации ионов натрия и калия в крови производилось с помощью анализатора электролитов АЭК-01 «КвертиМед», а в моче - фотометрически с помощью пламенного фотометра ПФА-378.
По полученным данным были рассчитаны: объем диуреза (мл/ч/100 г), скорость клубочковой фильтрации (СКФ, мл/ч/100 г), относительная каналь-цевая реабсорбция воды (RHO, %), фильтрационный заряд (ФЗ) натрия и калия (мкмоль/ч/100 г), их экскреция (Ex, мкмоль/ч/100 г) и для натрия относительная реабсорбция (Rx, %) [3].
Статистическая обработка результатов с применением непараметрического ^-критерия Манна-Уитни была проведена с помощью программы GraphPadPrism 6.01. О наличии значимых различий и факторных влияний судили при критическом уровне достоверности (p) меньшем 0,05.
Результаты и их обсуждение. Перекисное окисление липидов при внутрижелудочном введении ацетата свинца характеризовалось увеличением концентрации малонового диальдегида и гидроперекисей. Свинцовая интоксикация на фоне рабдомиолиз-индуцированного повреждения почек вызвала еще большее нарастание продуктов липопероксидации. Применение ацизола привело к уменьшению явлений окислительного стресса уже на 2 неделе исследования, в результате чего отмечалось снижение содержания МДА и ГП. Спустя месяц эти значения не отличались от интактных крыс (рис. 1)
Рис. 1. Содержание продуктов ПОЛ. Примечание (здесь и далее): * - достоверные изменения (р<0,05 и менее)
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2021 - Т. 28, № 2 - С. 79-83 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 2 - P. 79-83
Активность ферментов антиоксидантной системы подавлялась под влиянием свинца. Данная тенденция наблюдалась и при сочетании отравления тяжелым металлом с миоглобиновым поражением почек. Однако на 14 сутки активность каталазы компенсаторно повышалась. Ацизол вызывал у животных с моделью сочетанного поражения почек значительное повышение активности ферментов на обоих сроках эксперимента (рис. 2).
Рис. 2. Активность ферментов АОС
Рис. 3. Показатели водовыделительной функции почек
Ацетат свинца за счет своего токсического действия на почки вызывал нарушения процессов мочеоб-разования. Так, на 14 сутки опыта у животных, подвергшихся воздействию тяжелого металла, наблюдалось угнетение клубочковой ультрафильтрации и канальце-вой реабсорбции, что привело к повышению диуреза. На 4 неделе, несмотря на оставшуюся на низком уровне реабсорбцию воды, объем выделенной мочи был ниже фоновых показателей, чему способствовало еще большее уменьшение клубочковой фильтрации (рис. 3). Следует отметить, что данная динамика нарушений водо-выделения сохранялась при введении свинца на фоне глицериновой нефропатии. Ацизол проявил стимулирующий эффект на диурез, в результате чего объем выделенной мочи значительно увеличился на 2 неделе введения препарата на фоне сочетанного повреждения почек, что объяснялось ускорением фильтрации. Имело
место восстановление функции канальцев, что выражалось в виде тенденции к нормализации обратного всасывания воды, в результате чего к концу эксперимента диурез снижался относительно двухнедельных показателей (рис. 3).
Рис. 4. Содержание белка в моче
Важнейшим маркером повреждения почек является содержание белка в моче. У животных, получавших ацетат свинца, была обнаружена массивная протеину-рия в течение всего исследования. Свинцовая интоксикация на фоне глицериновой нефропатии приводила лишь к большей альтерации нефронов, что обуславливало еще большую протеинурию. Интрагастральное введение ацизола животным с сочетанной патологией снижало степень протеинурии (рис. 4).
Токсическое действие ацетата свинца привело к повышению экскреции натрия через 2 недели после начала опытов, что было обусловлено снижением обратного всасывания катиона в канальцах, несмотря на снижение его фильтрационного заряда. Через месяц фильтрационная нагрузка иона продолжила снижение, тогда как реабсорбция незначительно восстанавливалась, результатом чего явилось уменьшение выделения иона с мочой до исходного уровня. Аналогичная динамика отмечалась и на фоне введения тяжелого металла животным с нефропатией, однако здесь отмечались более серьезные нарушения канальцевого транспорта Na (рис. 5). Ацизол способствовал значительному повышению натрийуреза, что объяснялось увеличением фильтрационной загрузки иона. При этом она была меньше через 4 недели после начала эксперимента, что на фоне прироста реабсорбции катиона привело к некоторому снижению его экскреции (рис. 5).
Экскреция калия как при свинцовом отравлении, так и его сочетании с рабдомиолиз-индуциро-ванным поражением почек была высокой на протяжении всего исследования, однако при этом во втором случае выделение K было значительно увеличено. При этом фильтрационный заряд катиона был одинаково выше контрольных цифр как в первой, так и во второй экспериментальных группах. Внутриже-лудочное введение ацизола на фоне сочетанной модели повреждения почек вызывало усиленный ка-лийурез, что явилось следствием высокой фильтрационной загрузки катиона (рис. 6).
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 2 - P. 79-83
Рис. 5. Показатели натрийуреза
Рис. 6. Показатели калийуреза
Заключение. Сочетание введения свинца и раб-домиолиз-индуцированной модели нефропатии приводило к оксидативному стрессу, что проявлялось в виде усиления пероксидации липидов и угнетении ферментов антиоксидантной защиты. На фоне этого наблюдались нарушения водо- и электролитовыдели-тельной функции, в результате которых преимущественно страдали канальцы и происходящий там обратный транспорт воды и электролитов. Данные отклонения можно связать с нарастающим из-за токсических эффектов свинца и миоглобина окислительным стрессом, роль которого в повреждении нефроци-тов неоднократно подтверждалась в различных работах [9,10]. Еще одним подтверждением поражения почек при интоксикации свинцом на фоне глицериновой нефропатии являлась высокая степень протеинурии.
Профилактическое применение ацизола вызывало снижение оксидативного дисбаланса, приводя к снижению ПОЛ и активации антиоксидантной системы. В результате наблюдалось уменьшение проте-инурии, что свидетельствовало об уменьшении повреждения нефронов. Способность применяемого препарата ослаблять процессы липопероксидации находила подтверждение и в других работах [1,5,8]. При этом отмечалась стимуляция диуреза, обусловленная ускорением клубочковой фильтрации. Этот эффект ацизола можно объяснить как восстановлением массы действующих нефронов, так и вазодила-тирующим влиянием ацизола на сосуды почек, что приводит к ускорению ультрафильтрации [6].
Литература / References
1. Брин В.Б., Ислаев А.А. Профилактика рабдомиолиз-индуци-рованной нефропатии у крыс // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2020. Т. 15, N 1. С. 102-106 / Brin VB, Islaev AA. Profilaktika rabdomioliz-indutsirovannoy nefropatii u krys [Prevention of rhabdomy-olysis-induced nephropathy in rats]. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza. 2020;15(1):102-6. Russian.
2. Брин В.Б., Митциев К.Г., Митциев А.К., Кабисов О.Т. Влияние гиперкальциемии, вызванной кальцитриолом, на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы // Владикавказский медико-биологический вестник. 2012. Т. 14, N 22. С. 120-123 / Brin VB, Mittsiev KG, Mittsiev AK, Kabisov OT. Vliyanie giper-kal'tsiemii, vyzvan-noy kal'tsitriolom, na funktsional'noe sostoyanie serdechno-sosudistoy sistemy [Effect of calcitriol-induced hypercalcemia on the functional state of the cardiovascular system]. Vladikavkazskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2012;14(22):120-3. Russian.
3. Наточин Ю.В. Физиология почки. Формулы и расчеты. Ленинград: Наука, 1974. 60 с. / Natochin YuV. Fiziologiya pochki. Formuly i raschety [Physiology of the kidney. Formulas and calculations]. Leningrad: Nauka; 1974. Russian.
4. Неспецифические механизмы прогрессирования хронической болезни почек / Сибирева О.Ф., Калюжин В.В., Уразова О.И. [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. 2015. Т. 14, N 4. С. 87-98 / Sibireva OF, Kalyuzhin VV, Urazova OI, etal. Nespetsificheskie mekhan-izmy progressirovaniya khronicheskoy bolezni pochek [Nonspecific mech-anisms of progression of chronic kidney disease]. Byulleten' sibir-skoy meditsiny. 2015 ;14(4):87-98. Russian.
5. Профилактика ацизолом кадмиевой интоксикации / Брин В.Б., Кокаев Р.И. [и др.] // Вестник Здоровье и образование в XXI веке. 2012. Т. 15, N 5. C. 6-7 / Brin VB, Kokaev RI, et al. Profilaktika at-sizolom kadmievoy intoksikatsii [Prevention of cadmium intoxication with acisol]. Vestnik Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke. 2012;15(5):6-7. Russian.
6. Соколовский Н.В., Брин В.Б., Козырев К.М. Функционально-морфологическая характеристика состояния сердечно-сосудистой системы при монотерапии ацизолом модели кардиопатического амилоидоза у крыс // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2017. №3. Публикация 2-10. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2017-3/2-10.pdf (дата обращения 29.08.2017). DOI: 10.12737/article_59b14e06cdec66.65638644 / Cokolovskiy NV, Brin VB, Kozyrev KM. Funktsional'no-morfolo-gicheskaya kharakteristika sostoyaniya serdechno-sosudistoy sistemy pri monoterapii atsizolom modeli kardiopaticheskogo amiloidoza u krys [Functional and mor-phological characteristics of the cardiovascular system in the monotherapy with acyzol of the model of cardio-pathic amyloidosis in rats]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. Elektronnoe iz-danie. 2017 [cited 20147 Aug 29];3[about 5 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2017- 3/2 -10.pdf.
DOI: 10.12737/article_59b14e06cdec66.65638644.
7. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии: патент 2364947 Рос. Федерация. № 2008114661/14 / Митциев А.К., Брин В.Б. [и др.]; заявл. 14.04.2008; опубл. 20.08.2009; Бюл. N 23. 7 с. / Mittsiev AK, Brin VB, et al.; inventors. Sposob modelirovaniya khronicheskoy toksicheskoy arterial'noy gipertonii i kardiopatii [A method for modeling chronic toxic arterial hypertension and cardiopathy]. Russian Federation patent RU 2364947; 2008. Russian.
8. Способ профилактики экспериментальной токсической нефропатии: патент 2716509 Рос. Федерация. № 2019108947 / Брин В.Б., Ислаев А. А.; заявл. 12.03.2020; опубл. 27.03.2019; Бюл. N 8. 9 с. / Brin VB. Islaev AA; inventors. Sposob profilaktiki eksperi-men-tal'noy toksicheskoy nefropatii [Method for the prevention of experimental toxic nephropathy]. Russian Federation patent RU 2019108947; 2020. Russian.
9. Oxidative stress in chronic kidney disease / Daenen K., An-dries A., Mekahli D. [et al.] // Pediatric Nephrology. 2019. Vol. 34(6). P. 975-991. DOI: 10.1007/s00467-018-4005-4 / Daenen K, Andries A, Mekahli D, et al. Oxidative stress in chronic kidney disease. Pediatric Nephrology. 2019;34(6):975-91. DOI: 10.1007/s00467-018-4005-4.
10. Oxidative stress in the pathophysiology of kidney disease: implications for noninvasive monitoring and identification of biomarkers / Gyuraszova M., Gurecka R., Babi'ckova J. [et al.] // Oxidative Medicine and
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 2 - P. 79-83
Cellular Longevity. 2020. Vol. 2020. DOI: 10.1155/2020/5478708 / Gyuras-zova M, Gurecka R, Babfckova J, et al. Oxidative stress in the pathophysiology of kidney disease: implications for noninvasive monitoring and identification of biomarkers. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2020;2020. DOI: 10.1155/2020/5478708.
11. Patrick L. Lead toxicity, a review of the literature. Part 1: Exposure, evaluation, and treatment // Alternative medicine review: a journal of clinical therapeutic. 2006. Vol. 11(1). P. 2-22 / Patrick L. Lead toxicity, a review of the literature. Part 1: Exposure, evaluation, and treatment. Alternative medicine review: a journal of clinical therapeutic. 2006;11(1):2-22.
12. Role of toxic elements in chronic kidney disease / Fevrier-Paul A., Soyibo A.K., Mitchell S. [et al.] // Journal of. Health & Pollution.
2018. Vol. 8(20). DOI: 10.5696/2156-9614-8.20.181202 / Fevrier-Paul A, Soyibo AK, Mitchell S, et al. Role of toxic elements in chronic kidney disease. Journal of. Health & Pollution. 2018;8(20). DOI: 10.5696/21569614-8.20.181202.
13. Sabath E., Robles-Osorio M.L. Renal health and the environment: heavy metal nephrotoxicity // Nefrologia. 2012. Vol. 32(3). P. 279286 / Sabath E, Robles-Osorio ML. Renal health and the environment: heavy metal nephrotoxicity. Nefrologia. 2012 ;32(3):279-86.
14. Vervaet B.A., D'Haese P.C., Verhulst A. Environmental toxin-induced acute kidney injury // Clinical Kidney Journal. 2017. Vol. 10(6). P. 747-758. DOI: 10.1093/ckj/sfx062 / Vervaet BA, D'Haese PC, Verhulst A. Environmental toxin-induced acute kidney injury. Clinical Kidney Journal. 2017;10(6):747-58. DOI:10.1093/ckj/sfx062.
Библиографическая ссылка:
Ислаев А.А., Брин В.Б. Эффекты ацизола на фоне сочетания свинцовой интоксикации и глицериновой нефропатии // Вестник новых медицинских технологий. 2021. №2. С. 79-83. DOI: 10.24412/1609-2163-2021-2-79-83.
Bibliographic reference:
Islaev AA, Brin VB. Effekty atsizola na fone sochetaniya svintsovoy intoksikatsii i glitserinovoy nefropatii [Effects of acyzol on the background of a combination of lead intoxication and glycerine nephropathy]. Journal of New Medical Technologies. 2021;2:79-83. DOI: 10.24412/1609-2163-2021-2-79-83. Russian.
