CC BY
68
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 4 - P. 79-81
УДК: 616.61-002.2 DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16742
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ АЛКОГОЛЬНОЙ НЕФРОПАТИИ У КРЫС В.М. ЗЕМЛЯНОЙ, В.Б. БРИН, Э.М. ГАГЛОЕВА, Н.В. СОКОЛОВСКИЙ ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава РФ, Владикавказ, ул. Пушкинская, д. 40, г. Владикавказ, РСО-Алания, 362019, Россия
Аннотация. Цель исследования - изучение особенностей влияния хронической алкогольной интоксикации на функции почек на фоне экспериментального ингибирования алкогольдегидрогеназы. Материалы и методы исследования. В работе были исследованы особенности изменения электролито- и водовыделительной функции почек, проведено морфологическое исследование тканей почки и печени у белых крыс линии Вистар с хронической алкогольной интоксикацией. Экспериментальную хроническую алкогольную интоксикацию у крыс получали ежедневным внутрижелудочным введением через атравматич-ный зонд 40%-ного раствора этанола в дозе 3,0 г/кг веса животного и введением раствора амида изовалериановой кислоты из расчета 500 мг/кг в течение 30 дней. Результаты и их обсуждение. Нефротоксический эффект этанола на фоне усиления его действия неконкурентным ингибитором алкогольдегидрогеназы проявляется уменьшением объема 6-часового спонтанного диуреза, связанного со снижением скорости клубочковой фильтрации, возрастанием выведения с мочой электролитов и проте-инурией. Морфологические изменения почек при хронической алкогольной интоксикации показали следующие изменения: множественные мелкоточечные кровоизлияния в строму, пролиферация и гипертрофия мезангиальных клеток, расширение мезангия. Также отмечались гиалиново-капельная дистрофия и частичный некроз эпителия проксимальных канальцев. Морфологические изменения в печени при хронической алкогольной интоксикации также носили выраженный характер, что проявлялось центролобулярным полнокровием, определялись жировые вакуоли и тельца Мэллори в цитоплазме гепатоцитов, выявлены признаки холестаза в печеночных протоках. Заключение. Предлагаемая экспериментальная модель алкогольной нефро-патии при воспроизведении хронической алкогольной интоксикации позволяет подробно изучить патофизиологические механизмы развития нефропатии при хронической алкогольной интоксикации.
Ключевые слова: хроническая алкогольная интоксикация, амид изовалериановой кислоты, нефротоксичность, гепато-токсичность.
EXPERIMENTAL MODEL OF ALCOHOLIC NEPHROPATHY IN RATS
V.M. ZEMLYANOY, V.B. BRIN, E.M. GAGLOEVA, N.V. SOKOLOVSKY
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "North Ossetian State Medical Academy" of the Ministry of Health of the Russian Federation, Vladikavkaz, st.Pushkinskaya, 40, Vladikavkaz, North Ossetia-Alania, 362019, Russia
Abstract. The research purpose was to study the features of the effect of chronic alcohol intoxication on renal function against the background of experimental inhibition of alcohol dehydrogenase. Materials and research methods. In this work, the features of changes in the electrolyte and water excretory functions of the kidneys were investigated. A morphological study of the kidney and liver tissues in white Wistar rats with chronic alcohol intoxication was carried out. Experimental chronic alcohol intoxication in rats was obtained by daily intragastric administration through an atraumatic tube of 40% ethanol solution at a dose of 3.0 g / kg of animal weight and administration of isovaleric acid amide solution at a rate of 500 mg / kg for 30 days. Results and its discussion. The nephrotoxic effect of ethanol against the background of an increase in its action with a non-competitive inhibitor of alcohol dehydrogenase is manifested by a decrease in the volume of 6-hour spontaneous diuresis associated with a decrease in the glomerular filtration rate, an increase in urinary excretion of electrolytes and proteinuria. Morphological changes in the kidneys in chronic alcohol intoxication showed the following changes: multiple small-point hemorrhages in the stroma, proliferation and hypertrophy of mesangial cells, expansion of the mesangium. Hyaline droplet degeneration and partial necrosis of the proximal tubule epithelium were also noted. Morphological changes in the liver during chronic alcohol intoxication were also pronounced, which was manifested by centrilobular plethora, fat vacuoles and Mallory's bodies in the cytoplasm of hepatocytes were determined, signs of cholestasis in the hepatic ducts were revealed. Conclusion. The proposed experimental model of alcoholic nephropathy during the reproduction of chronic alcohol intoxication makes it possible to study in detail the pathophysiological mechanisms of the development of nephropathy in chronic alcohol intoxication.
Keywords: chronic alcohol intoxication, isovaleric acid amide, nephrotoxicity, hepatotoxicity.
Введение. Алкоголизм по-прежнему является одной из наиболее актуальных медицинских и социальных проблем в России и по всему миру. По статистике от алкоголя ежегодно происходит около 3-х миллионов смертей, что составляет 5,3% всей смертности населения на планете [1,2]. Механизм токсического действия экзогенного этанола на организм чрезвычайно сложен и многообразен. Окисление этанола осуществляется преимущественно в печени, где метаболизируется до 90% введённого в организм алкоголя, что приводит к дегенеративным изменениям органа [6], почки также относятся к органам мишеням, которые участвуют в обезвреживании остальных 10% этанола [7].
Способам воспроизведения алкогольных полиорганных поражений и их лечения в современных экспериментальных исследованиях уделено мало внимания. Актуальным является создание моделей хронической алкогольной интоксикации, позволяющее воссоздать за относительно короткий промежуток времени все изменения, связанные с длительной алкогольной интоксикацией. Описан способ моделирования алкогольной висцеропатии путем внутрижелу-дочного введения через зонд 48%-ного этанола на протяжении 60 дней в дозе 1 мл на 100 г. веса животного, каждые 4 дня дополнительно вводили суспензию тетурама на 48% -ном растворе этанола в дозе 25 мг/кг, но длительность реализации модели значительно увеличивает срок получения результата [3].
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2020 - Т. 27, № 4 - С. 79-81 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 4 - P. 79-81
Известен способ моделирования алкогольной кар-диомиопатии, заключающийся в принудительной алкоголизации животных 10%-ным водным раствором этанола в течение 13-ти недель и последующем отборе животных с высоким предпочтением к алкоголю и продолжении алкоголизации до конца 24 недели от начала алкоголизации [4]. К концу 24-й недели формируется дилатационная алкогольная кардиомиопа-тия, но недостатком способа является длительность реализации модели, а также преимущественное поражение сердечной ткани и невозможность адекватно оценить повреждение других внутренних органов, в частности почек. Предлагаемая нами модель за счет неконкурентного ингибитора алкогольдегидро-геназы - амида изовалериановой кислоты характеризуется усилением действия этанола благодаря увеличению времени обезвреживания алкоголя и позволяет воссоздать картину хронической алкогольной интоксикации в более короткие сроки.
Цель исследования - изучение особенностей влияния хронической алкогольной интоксикации на функции почек на фоне экспериментального ингиби-рования алкогольдегидрогеназы.
Материалы и методы исследования. Работа проведена на белых крысах самцах линии Вистар массой 200-300 г., разделенных на 4 группы («=40): 1) фоновые (интактные) животные; 2) группа с интрага-стральным введением 40%-го этанола в дозе 3,0 г/кг в течение месяца; 3) группа с интрагастральным введением раствора амида изовалериановой кислоты в дозе 500 мг/кг в течение месяца; 4) группа с интрага-стральным введением раствора амида изовалериано-вой кислоты в дозе 500 мг/кг совместно с 40%-ым этанолом в дозе 3,0 г/кг каждый день в течение 30 дней.
Животные в течение эксперимента находились на стандартном пищевом рационе и имели свободный доступ к воде и пище в течение суток. Световой режим - естественный. Функциональное состояние почек оценивалось с применением общепринятых методов исследования, с использованием биохимических наборов реагентов для исследования мочи и плазмы крови фирмы «Ольвекс» и «Агат-Мед» и дальнейшей обработки на спектрофотометре «Solar» (Беларусь) [5].
Исследовали электролито- и водовыделитель-ную функции почек при спонтанном шестичасовом диурезе: объем диуреза, скорость клубочковой фильтрации, относительную канальцевую реабсорбцию воды, уровень экскреции катионов (калия, натрия, кальция), определяли содержание белка в моче. Содержание натрия и калия в сыворотке и моче определяли методом пламенной фотометрии на автоматизированном пламенном фотометре.
Эксперименты осуществляли в соответствии с «Международные рекомендации по проведению ме-дикобиологических исследований с использованием лабораторных животных» (1985), 11-ой статьёй Хель-синской декларации Всемирной медицинской ассоциации и правилами лабораторной практики в РФ (приказ МЗ РФ от 01.04.2016 г.№ 199). По истечении
срока эксперимента животные забивались под тио-пенталовым наркозом для исследования тканей и плазмы. Для оценки выраженности алкогольной интоксикации исследовали гистологическую картину печени - основного органа мишени при алкоголизации. Для проведения гистологических исследований образцы тканей почки и печени фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 4-5 микрон. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводили в проходящем свете при помощи микроскопа Zeiss Primo Star под увеличением 40*100*400. Полученные результаты обрабатывались статистически с учетом распределения признаков в группах с использованием критерия Шапиро-Уилка. Для сравнения изучаемых данных применяли непараметрический ^-критерий Манна-Уитни. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью стандартного пакета программ Microsoft Excel 2016 и Statistica10.0. Различия считались достоверными при р<0,05.
Результаты и их обсуждение. Опыты показали, что в контрольных группах №2 с изолированным введением этанола и №3 с введением только ингибитора алкогольдегидрогеназы в течение тридцати дней достоверных изменений морфофункционального состояния почек не выявлялось. Морфологическое исследование тканей печени также не выявило признаков алкогольного повреждения в эти сроки.
Сочетанное введение 40%-го этанола в дозе 3,0 г/кг с раствором амида изовалериановой кислоты через атравматичный зонд в желудок в дозе 500 мг/кг каждый день в течение 30 дней приводит к развитию токсической алкогольной нефропатии. Выявлялось уменьшение объема 6-часового спонтанного диуреза (р^0,01), связанное со снижением скорости клубочковой фильтрации (р^0,01), при отсутствии достоверных изменений канальцевой реабсорбции воды. Наблюдалось увеличение концентрации белка в моче (р^0,01) (табл. 1).
Изучение электролитовыделительной функции почек выявило увеличение экскреции натрия (р^0,01) и калия (р^0,001) с мочой. Токсическое воздействие этанола вызывало изменения в электролитном составе плазмы крови (табл. 2). Снижение уровня натрия (р<0,05), видимо, было связано с высокими потерями натрия с мочой вследствие поражения ка-нальцевого аппарата почек и снижения канальцевой реабсорбции катиона (р^0,001), (табл. 2), невзирая на достоверное уменьшение фильтрационного заряда катиона. Фильтрационный заряд калия имел тенденцию к снижению вследствие снижения скорости клу-бочковой фильтрации воды (р^0,01), однако экскреция катиона все же была выше контроля (р^0,001), вероятно вследствие изменения канальцевой обработки катиона в условиях гиперкалиемии (р^0,05).
Морфологические изменения почек при хронической алкогольной интоксикации подтверждались данными гистологических исследований, выявивших
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 4 - P. 79-81
картину мезангиопролиферативного гломерулоне-фрита, характерного для токсической алкогольной нефропатии.
Таблица 1
Показатели основных процессов мочеобразования и
содержания белка в моче у крыс в условиях спонтанного диуреза при хронической алкогольной интоксикации
Условия опыта Группы животных
Интактные животные Этанол и амид изовалериановой кислоты
Объем диуреза, (мл/час/100 г) 0,092 [0,086-0,099] 0.073** [0.059-0.083]
Скорость клубочковой фильтрации, (мл/час/100 г) 19,8 [18,3-21,4] 14,3** [13,4-15,6]
Относительная канальцевая реабсорбция воды (%) 99.53 [99.49-99.60] 99.50 [99.42-99.55]
Содержание белка в моче (мг/мл) 0,137 [0,101-0,15] 0,401*** [0,30-0,47]
Примечание (здесь и далее): результаты представлены в виде медианы, 25-й и 75-й перцентилей, р - уровень значимости по результатам
непараметрического анализа между сериями эксперимента; */**/*** - р<0,05/0,01/0,001 - степень достоверности относительно интактного контроля
Таблица 2
Показатели почечной обработки электролитов (натрия, калия, кальция) и их концентрации в плазме крови у крыс при хронической алкогольной интоксикации
Условия опыта Группы животных
Интактные животные Этанол и амид изовалериановой кислоты
Экскреция натрия (мкмоль/час/100 г) 7,8 [7,4-8,6] 9,2** [8,67-9,76]
Фильтрационный заряд натрия (мкмоль/час/100 г) 2696 [2528-2945] 1891*** [1769-2112]
Канальцевая реабсорбция натрия (%) 99,70 [99,67-99,74] 99.53*** [99,49-99,59]
Концентрация натрия в крови (ммоль/л) 145 [141-147] 140* [137-140]
Экскреия калия (мкмоль/час/100 г) 4,4 [4,0-5,1] 6,4*** [5,71-6,81]
Фильтрационный заряд калия (мкмоль/час/100 г) 85,7 [77,4-93,6] 66,8 [58,18-79,3]
Концентрация калия в крови (ммоль/л) 4,45 [4,23-4,75] 5,44* [4,67-5,8]
При этом в тканях почек определялись следующие изменения (рис. 1*): множественные мелкоточечные кровоизлияния в строму, пролиферация и гипертрофия мезангиальных клеток, расширение меза-нгия. Также отмечались гиалиново-капельная дистрофия и частичный некроз эпителия проксимальных канальцев. Имели место зоны с очаговой лимфо-гистиоцитарной инфильтрацией стромы.
Морфологические изменения в печени при хронической алкогольной интоксикации также носили выраженный характер (рис. 2). Отмечались центролобуляр-ное полнокровие, в цитоплазме гепатоцитов определялись жировые вакуоли и тельца Мэллори. В печеночных протоках выявлялись признаки холестаза.
Выводы. Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что внутрижелудочное 30-дневное введение этанола на фоне ингибирования алкогольдегидрогеназы амидом изовалериановой кислоты вызывает развитие алкогольной нефропа-тии, что проявляется: 1) уменьшением диуреза, за счет снижения скорости клубочковой фильтрации; 2) повышенным натрий- и калийурезом; 3) протеину-рией; 4) множественными мелкоточечными кровоизлияниями в строму почек; 5) расширением мезангия почек, пролиферацией и гипертрофией мезангиаль-ных клеток. Создаваемая вышеописанным способом алкогольная интоксикация вызывает появление жировых вакуолей, телец Мэллори в цитоплазме гепато-цитов, признаков холестаза в печеночных протоках.
Литература / References
1. Всемирная Организация Здравоохранения [Электронный ресурс] // Алкоголь, 2018. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/alcohol / Vsemirnaya Organizatsiya Zdravookhraneniya [World Health Organization] [internet]. Alkogol'; 2018. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/alcohol. Russian.
2. Гальчиков Ю.И. Хронический алкоголизм: висцеропатология и причины смерти // Сибирский медицинский журнал. 2009. Т. 24, №1. С. 16-19 / Gal'chikov YuI. Khronicheskiy alkogolizm: vistseropatologiya i prichiny smerti [Chronic alcoholism: visceroptosis and causes of death]. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal. 2009;24(1):16-9. Russian.
3. Патент SU №1628077. СССР, МПК G09B 23/28. Способ моделирования алкогольных висцеропатий: № 4644029/14: заявл. 13.12.1988: опубл. 15.02.1991 Бюл. №6/ Ю. Л. Сутулов, Л. В. Логунова,
B. В. Попов. 2 с. / Patent SU №162 8077. USSR, IPC G09B 23/28. Method for modeling alcoholic visceropathies: no. 4644029/14: application 13.12.1988: publ. 15.02.1991 Byul. no. 6. Yu.L. Sutulov, L.V. Logunova, V.V. Popov. Russian.
4. Патент RU №2646454. Российская Федерация, МПК G09B 23/28. Способ моделирования алкогольной кардиомиопатии: № 2013150298: заявл. 12.11.2013: опубл. 05.03.2018 / С.Б. Середенин,
C.А. Крыжановский, Л.Г. Колик. 17 с. / Patent RU No. 2646454. Russian Federation, IPC G09B 23/28. Method for modeling alcoholic cardiomyo-pathy: no. 2013150298: application 12.11.2013: publ. 05.03.2018. S.B. Seredenin, S.A. Kryzhanovsky, L.G. Kolik. Russian.
5. Наточин Ю.В. Физиология почки: формулы и расчеты. Л.: «Наука», 1974. 56 с. / Natochin YuV. Fiziologiya pochki: for-muly i raschety [Kidney physiology: formulas and calculations]. L.: «Nauka»; 1974. Russian.
6. Рослый И.М. Алкоголизм. Крах белкового обмена. М.: Медицинское информационное агентство, 2013. 128 с. / Roslyy IM. Alkogolizm. Krakh belkovogo obmena [Alcoholism. Collapse of protein metabolism]. Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo; 2013. Russian.
7. Северин С.Е. Биологическая химия с упражнениями и задачами. М.: Геотар-медиа, 2011. 624 с. / Severin SE. Biologicheskaya khimiya s uprazhneniyami i zadachami [Biological chemistry with exercises and tasks]. Moscow: Geotar-media; 2011. Russian.
Библиографическая ссылка:
Земляной В.М., Брин В.Б., Гаглоева Э.М., Соколовский Н.В. Экспериментальная модель алкогольной нефропатии у крыс // Вестник новых медицинских технологий. 2020. №4. С. 79-81. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16742.
Bibliographic reference:
Zemlyanoy VM, Brin VB, Gagloeva EM, Sokolovsky NV. Eksperimental'naya model' alkogol'noy nefropatii u krys [Experimental model of alcoholic nephropathy in rats]. Journal of New Medical Technologies. 2020;4:79-81. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16742. Russian.
Рисунки данной статьи представлены на обложке 2
