CC BY
31
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Экспериментальные исследования
© Коллектив авторов. 2001
УДК 612.46.062:612.444.067:599.323.4
А.И.Гоженко, С.И.Доломатов, С.А.Комаровский, Л.К.Лобанов, И.Н.Бративник
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧЕК БЕЛЫХ КРЫС В УСЛОВИЯХ ПОСТУПЛЕНИЯ В ОРГАНИЗМ ЭКЗОГЕННЫХ ТИРОКСИНА И ТРИЙОДТИРОНИНА
A.I.Gozhenko, S.I.Dolomatov, S.A.Komarovsky, A.K.Lobanov, I.N.Brativnik
THE FUNCTIONAL STATE OF THE WHITE RAT KIDNEYS UNDER CONDITIONS OF ADMINISTRATION OF EXOGENOUS THYROXIN AND TRIIODOTHYRONINE
Кафедра общей и клинической патофизиологии Одесского государственного медицинского университета, Украина
РЕФЕРАТ
Целью исследований был анализ функционального состояния почек белых крыс в условиях ги-пертиреоидного состояния, вызываемого внутрижелудочным введением в течение 7 сут трий-одтиронина (по 20 мкг на 1 кг массы тела) на 1% крахмальном геле или тироксина (по 100 мкг на 1 кг массы тела). Контролем служила группа животных, получавшая 1 % крахмальный гель, не содержавший гормонов. Деятельность почек изучали на 2-е сутки после прекращения введения гормонов в условиях 5% водной нагрузки. Установлено, что при введении крысам экзогенных тироксина и трийодтиронина наблюдается изменение ионорегулирующей и кислотовыде-лительной деятельности почек. При этом, экзогенный тироксин вызывает более значительные изменения функционального состояния почек, которые проявляются в нарушениях клубочко-вой фильтрации и канальцееой реабсорбции.
Ключевые слова: ТЗ-гипертиреоз, Т4-гипертиреоз, белые крысы, функция почек. ABSTRACT
The aim of the investigation was an analysis of the functional state of the white rat kidneys under conditions of hyperthyroid state caused by an intraventricular injection of triiodothyronine (20 mkg per 1 kg of body mass) in 1% starch gel or thyroxin (100 mkg per 1 kg of body mass) during 7 days. The control group consisted of animals given 1 % starch gel containing no hormone. The functioning of the kidneys was studied on the second day after discontinuation of giving hormones under conditions of 5% water loading. It was found that administration of exogenous thyroxin and triiodothyronine to rats resulted in changed ionoregulating and acid-eliminating function of the kidneys. Exogenous thyroxin was found to cause more considerable changes to the functional state of the kidneys which manifested themselves as disturbances of the glomerular filtration and tubular reabsorption. Key words: T3-hyperthyroidism, T4-hyperthyroidism, white rats, renal function.
ВВЕДЕНИЕ
Из числа йодтиронинов, синтезируемых в щитовидной железе, наибольшей физиологической активностью обладают трийодтиронин (ТЗ) и тироксин (Т4). В настоящее время установлено, что трийодтиронин образуется при участии специфических ферментных систем, регулирующих отщепление одного атома йода в молекуле тироксина [2, 13]. При этом, интенсивность конверсии Т4 в ТЗ в почечной паренхиме — один из ведущих факторов, обеспечивающих физиологический уровень гормона в организме [2]. Почки являются основным местом катаболизма тиреотропин-ри-лизинг-гормона и тиреотропного гормона [1,
12]. Почками экскретируется, примерно, 80% неорганического йода [6]. С другой стороны, нарушение тиреоидного статуса организма сопровождается выраженными изменениями белкового, липидного, углеводного и водно-солевого обмена. В то же время, почки являются эфферентным звеном в поддержании водно-солевого и кислотно-основного равновесия [4, 10, 11]. Поэтому анализ деятельности почек в условиях нарушенного тиреоидного статуса является адекватным методическим подходом, позволяющим дать количественную оценку патогенетическим механизмам и изучить механизм адаптации организма к гипер-тиреоидному состоянию.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Сравнительный анализ нефротропных эффектов тироксина и трийодтиронина проводили по следующей схеме. Ежедневно, на протяжении 7 сут лабораторным крысам при помощи внутрижелудочного зонда вводили тироксин по 100 мкг на 1 кг массы тела в сутки (8 крыс) и трийодтиронин по 20 мкг на 1 кг массы тела в сутки (9 крыс). Гормоны вводили в составе 1% крахмального геля. Фармакологические дозы вводимых гормонов подбирали в соответствии с общепринятыми представлениями о соотношении физиологических активностей трийодтиронина и тироксина. Контрольной группе крыс (7 крыс) вводили гель, не содержащий гормонов. Изучение функционального состояния почек проводили на 2-й день после прекращения введения гормонов в условиях 5% водной нагрузки (5 мл отстоявшейся водопроводной воды на 100 г массы тела). Мочу собирали в течение 2 ч с момента внутрижелудочного введения порции воды. Концентрации калия и натрия в моче определяли с помощью метода фотометрии пламени. Белок в моче — фотометрически на «КФК-3» сульфосалици-ловым методом [5]; креатинин мочи определяли фотометрически на фотоэлектроколоримет-ре «КФК-3» (Л.=520 нм) по реакции с пикриновой кислотой. Содержание общих кислот в моче определяли титрометриче-ски [10]. РН мочи определяли на микробиоанализаторе. Расчетные показатели функционального состояния почек вычисляли согласно методам, предложенным Ю.В.Наточи-ным [7] и О.Шюк [14].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты изучения функционального состояния почек, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, что введение гормонов сопровождается изменениями деятельности почек, носивших наиболее выраженный характер в группе животных, которым назначали Т4. В условиях избытка тироксина, в сравнении с контрольной группой, отмечается повышение концентрации креатинина в моче (+42,2%, р<0,01), а у
животных, получавших ТЗ, концентрация креатинина в моче повышается на 33,9% (р<0,05). При этом показатели диуреза и относительного диуреза не имеют статистически значимых отличий от контрольных значений, а экскреция креатинина достоверно повышена только в группе крыс, получавших тироксин (+48,6%, р<0,05). Полученные нами данные свидетельствуют о том, что пероральное поступление в организм экзогенных тиреоидных гормонов (Т4 и ТЗ) стимулирует натрийурез, на что указывает тенденция к повышению концентрации натрия в моче и усилению экскреции данного катиона в группах гипертиреоидных животных. Избыток тироксина вызывает выраженный калийурез: повышение концентрации калия в моче (+89,6%, р<0,01) и его экскреции (+99,3%, р<0,01).
Таблица 1
Показатели деятельности почек крыс в условиях водного диуреза на 2-е сутки после 7-дневного введения тироксина по 100 мкг на 1 кг массы тела и трийодтиронина по 20 мкг на 1 кг массы тела (Х±т)
Контроль Введение Введение
Исследуемые параметры тироксина трийодтиронина
(п=7) (п=10> <п=9)
Диурез, мл 3,6±0,1 3,9±0,2 3,3±0,3
Относительный диурез, % 72,3±2,6 77,5±3,9 67,8±5,4
Концентрация натрия в моче, 0,46+0,09 0,63±0,14 0,78±0,21
ммоль/л
Экскреция натрия, мкмоль/2 ч 1,6±0,4 2,4±0,5 2,4±0,5
Концентрация калия в моче, 8,07±1,99 15,30± 1,24 9,83±0,98
ммоль/л р<0,01
Экскреция калия, 30,2±8,5 60,1±6,6 31,9+3,9
мкмоль/2 ч р<0,01
Концентрация белка 0,14±0,01 0,12±0,01 0,13±0,01
в моче, г/л р<0,05
Эскреция белка, мг/2ч 0,49±0,03 0,47±0,03 0,42+0,03
Концентрация креатинина 1,21+0,10 1,72+0,09 1,62±0,14
в моче, ммоль/л р<0,01 р<0,05
Натрий/калиевый 0,068±0,020 0,04110,010 0,087±0,029
коэффициент мочи
Экскреция креатинина, 4,4±0,5 6,6±0,4 5,1+0,4
мкмоль/2 ч р<0,01
Экскреция натрия (мкмоль/2 ч), 0,37±0,06 0,39±0,08 0,52+0,14
стандартизованная по экскреции
креатинина (мкмоль/2 ч)
на 100 г массы тела
Экскреция калия (мкмоль/2 ч), 6,27±1,03 9,08+0,76 6,26+0,65
стандартизованная по экскреции р<0,05
креатинина (мкмоль/2 ч)
на 100 г массы тела
Экскреция белка (мг/2 ч), 0,12±0,01 0,07±0,01 0,08+0,01
стандартизованная по экскреции р<0,05 р<0,05
креатинина (мкмоль/2 ч)
на 100 г массы тела
Примечание, п — число наблюдений; р — показатель достоверности отличий в сравнении с контрольной группой животных.
Нами проведена стандартизация почечной экскреции веществ с учетом экскреции эндогенного креатинина и массы тела, что позволяет точнее оценивать выделение веществ почками. Сравнение стандартизованных показателей экскреции натрия показало, что данная величина имеет тенденцию к повышению только в группе животных, получавших трийодтиронин. Стандартизованная экскреция калия — редко используемый показатель. На наш взгляд, целесообразность его применения в условиях водного диуреза обусловлена тем, что объем конечной мочи практически полностью определяется количеством канальцевой жидкости, поступающей в дистальный отдел нефрона. В условиях водной нагрузки дальнейшей реабсорбции воды не происходит, но транспорт натрия и калия протекает достаточно интенсивно. Поэтому стандартизованная экскреция калия, вероятнее всего, является показателем дистальной секреции иона с учетом скорости тока мочи в данном отделе нефрона. Нами найдено, что величина стандартизованной экскреции калия в группе крыс, получавших тироксин, на 45% превышает уровень контрольной группы и группы животных, получавших трийодтиронин. В то же время, не выявлено межгрупповых отличий в экскреции белка, только у Т4-гиперти-реоидных животных найдено незначительное снижение его концентрации в моче. Однако значения стандартизованной экскреции белка были достоверно ниже в группах крыс, получавших ТЗ и Т4: соответственно, на 34,4% и 41,7% (р<0,05). В табл. 2 представлены результаты исследования кислотовыделительной функции почек. Величины рН мочи, экскреции титруемых кислот и аммиака, а также общих кислот остаются неизменными при введении экзогенных тиреоидных гормонов. В то же время, наблюдается достоверное снижение стандартизованной экскреции аммиака и аммонийного коэффициента в группе крыс, получавших тироксин, соответственно, на 36,5% и 10%. В группе животных, которым назначали трийодтиронин, найдена только тенденция к снижению стандартизованной экскреции аммиака. Таким образом, на 2-е сутки после 7-дневного введения тироксина (суточная доза
100 мкг на 1 кг массы тела) и трийодтиронина (20 мкг на 1 кг массы тела) в условиях 5% водной нагрузки наиболее выраженные изменения деятельности почек обнаружены при поступлении в организм экзогенного тироксина. Статистически значимые отклонения в функциональном состоянии почек животных данной группы, в сравнении с контрольными значениями, заключаются в следующем: тенденции к усилению натрийуреза, почти двукратном увеличении концентрации калия в моче и его экскреции, повышении концентрации креатинина в моче и его экскреции, снижении стандартизованной экскреции белка, экскреции аммиака и аммонийного коэффициента. Изменения деятельности почек в группе крыс, получавших трийодтиронин, были менее выражены. Кроме того, имели место некоторые особенности, среди которых следует отметить отсутствие повышения экскреции калия и тенденцию к увеличению показателя стандартизованной экскреции натрия.
ОБСУЖДЕНИЕ
Сдвиги функционального состояния почек крыс, как показали наблюдения, носят более выраженный характер в группе животных, получавших тироксин, в сравнении с крысами, которым вводили трийодтиронин. Полученные
Таблица 2
Показатели кислотовыделительной функции почек крыс на 2-е сутки после 7-дневного введения тироксина по 100 мкг на 1 кг_массы тела и трийодтиронина по 20 мкг на 1 кг массы тела (Х+т)
Исследуемые показатели Контроль (П=7) Введение тироксина (п=10) Введение трийодтиронина (п=9)
рН мочи, ед. 6,06±0,07 6,05±0,11 6,02±0,06
Экскреция титруемых кислот, мкмоль/2 ч 33,1 ±3,6 42,8±4,6 36,7±3,6
Экскреция аммиака, мкмоль/2 ч 71,3±5,1 72,0±4,8 67,9±6,1
Экскреция активных ионов водорода, нмоль/2 ч 3,5±0,7 4,4+0,9 3,2±0,4
Экскреция титруемых кислот (мкмоль/2 ч), стандартизованная по экскреции креатинина (мкмоль/2ч) на 100 г массы тела 7,7+0,8 6,6±0,6 7,3±0,7
Экскреция аммиака (мкмоль/2 ч), стандартизованная по экскреции креатинина (мкмоль/2ч) на 100 г массы тела 17,1 ±2,0 11,2±0,8 р<0,01 13,4+1,1
Экскреция общих кислот, (мкмоль/2 ч) 104,3±8,0 114,9+8,9 104,4±9,1
Аммонийный коэффициент, % 68,6±1,6 62,7±1,4 р<0,05 65,3+1,8
Примечание.п — число наблюдений; р — показатель достоверности отличий в сравнении с контрольной группой животных.
нами результаты позволяют сделать вывод о том, что гипертиреоидное состояние, вызванное экзогенным тироксином, сопровождается изменениями со стороны процессов фильтрации, канальцевой реабсорбции и секреции. Статистически достоверное повышение экскреции креатинина у крыс после введения тироксина позволяет говорить об усилении фильтрации. Функциональное состояние почек животных оценивали в условиях водного диуреза, следовательно, основной причиной более высокой концентрации креатинина в моче может быть стимуляция проксимальной реабсорбции. Такое рассуждение косвенно подтверждается отсутствием различий показателей относительного и абсолютного диуреза, хотя величина экскреции креатинина существенно выше у гипер-тиреоидных животных. Напомним также, что у крыс, получавших в течение 7 дней тироксин, при суточной дозе 100 мкг на 1 кг массы тела выявлено закономерное снижение концентрации белка в моче и его экскреции. Как известно, реабсорбция белка протекает наиболее интенсивно именно в проксимальном отделе неф-рона [8, 9]. Поскольку концентрация натрия в люменальной жидкости, поступающей в дис-тальный отдел нефрона в условиях водного диуреза, когда стенка дистального отдела практически непроницаема для воды, соответствует концентрации натрия в плазме крови [14], то, следовательно, дальнейшее понижение концентрации натрия в канальцевой жидкости полностью обусловлено работой дистальных механизмов реабсорбции данного катиона. Дистальный транспорт характеризуются, как высоко градиентный, но обладающий меньшей емкостью. Поэтому «перегрузка» дистальных механизмов реабсорбции натрия может привести к повышению его концентрации в конечной моче. Косвенным подтверждением стимуляции дистальных натрий-сберегаюших механизмов является повышение концентрации калия в моче. Тем не менее, достоверного снижения натрий-калиевого коэффициента мочи не отмечается, что, вероятнее всего, обусловлено одновременным ростом концентрации натрия в конечной моче. Одной из возможных причин повышения на-трийуреза может быть деэнергизация нефроци-тов в условиях гипертиреоидного состояния организма [3].
Со стороны кислотовыделительной функции почек при использовании данных доз ти-реоидных гормонов не выявлено значительных изменений. Однако на фоне неизменных вели-
чин pH мочи и экскреции общих кислот отмечено достоверное снижение экскреции аммиака и, как следствие, уменьшение показателя аммонийного коэффициента при введении крысам тироксина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. При введении крысам экзогенных тироксина и трийодтиронина наблюдаются изменения ионорегулирующей и кислотовыделительной деятельности почек.
2. Экзогенный тироксин вызывает более значительные изменения функционального состояния почек: как клубочковой фильтрации, так и канальцевой реабсорбции.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алешин Б.В., Губский В.И.Гипоталамус и щитовидная железа.—М.: Медицина, 1983.—184 с.
2. Верещагина Г.В., Трапкова A.A., Кашулина А.П. Взаимодействие трийодтиронина с ядерно-рецепторным комплексом клетки — ключевое звено физиологического контроля жизнедеятельности организма // Успехи современной биологии,—1991.— Т. 111, вып. 1 .—С. 59-72.
3. Гоженко А.И. Энергетическое обеспечение основных почечных функций и процессов в норме и при повреждении почек: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук—Черновцы, 1987.— 368 с.
4. Жалко-Титаренко В.Ф. Водно-электролитный обмен и кислотно-основное состояние в норме и при патологии.— Киев: Здоровье, 1989,—198 с.
5. Михеева А.И., Богодарова И.А. К методике определения общего белка в моче на ФЭК-Н-56 // Лаб. дело.—1969.— №7,—С. 441-442.
6. Москалев Ю.И. Минеральный обмен.—М.: Медицина, 1985.—288 с.
7. Наточин Ю.В. Физиология почки. Формулы и расчеты.—Л.: Наука, 1974,—68 с.
8. Ратнер М.Я., Серов В.В., Томилина H.A. Ренальные дисфункции,—М.: Медицина, 1977.—296 с.
9. Роговой Ю.Е. Механизм развития тубуло-интерстици-альных повреждений: Автореф. дис.... д-ра мед. наук,—Черновцы, 2000.—381 с.
10. Рябов С.И., Кожевников А.Д. Почки и обмен веществ.—Л.: Наука, 1980,—168 с.
11. Рябов С.И., Наточин Ю.В., Бондаренко Б.Б. Диагностика болезней почек,—Л.: Медицина, 1979.—256 с.
12. Смит Д., ДеФронцо P.A. Инсулин, глюкагон итирео-идные гормоны // Почечная эндокринология: Пер. с англ.— М.: Медицина, 1987,—С. 527-551.
13. Туракулов Я.Х., Ташходжаев Т.П., Артыкбаева Г.М. Активность конверсии тироксина в печени и почках крыс // Пробл. эндокринол.—1991,—Т. 39, № 4,—С. 44-46.
14. Шюк О. Функциональное исследование почек.— Прага: Авиценум, 1981 .—463 с.
Поступила в редакцию 03.05.2001 г.
