CC BY
11УДК 546.8 : 615.27
коррекция комбинацией
таурина с цинка диаспартатом
нарушений структуры почек у крыс с сулемовой
нефропатией1
О.Н. Басалай, ЕЧ. Михальчук, М.И. Бушма, С.М. Зиматкин
УО «Гродненский государственный медицинский университет» мЗ РБ, 230005, г. Гродно, Республика Беларусь
Комбинация таурина (20 г/моль - 2,5 г) с цинка диаспартатом (1 г/моль - 0,35 г) («тауцин»), вводимая в желудок в дозах 250 и 500 мг/кг - 14 дней, обладает дозозависимым нефрозащитным действием при сулемовой (внутрибрюшинно, 0,1 мг/кг - 14 дней) нефропатии у крыс. Это проявляется увеличением объема первичной мочи в клубочках корковых нефронов за счет ослабления сдавления их капсулы отечной жидкостью, снижением внутреннего диаметра проксимальных извитых канальцев корковых нефронов как следствие менее выраженного «внутриканальцевого гидронефроза» и увеличением высоты выстилающих их эпителиоцитов. Детальный анализ последних свидетельствует об их менее выраженном повреждении сулемой: увеличивается процент клеток без повреждения за счет снижения - с деструкцией апикальных отделов, а также более /4 высоты клеток.
Ключевые слова: крысы, сулемовая нефропатия, комбинация таурина с цинка диаспартатом, нефрозащитное действие.
Введение. Сулема широко применяется в экспериментальной фармакологии для моделирования поражения почек, преимущественно эпителия проксимальных извитых канальцев (ПИК) корковых нефронов (КН) [1]. В патогенезе неф-ропатии играет роль ее способность накапливаться в эпителиоцитах ПИК, преимущественно КН. В последующем она связывается с ферментами, содержащими БИ-группы, с развитием ци-тотоксичности [2, 3]. Целью исследования было изучение протекторной роли тауцина при нарушении структуры почек у крыс с сулемовой неф-ропатией.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на 32 нелинейных крысах-самцах массой 200 - 250 г в соответствии с Хельсинской декларацией о гуманном обращении с животными. Сулему (производитель - ООО «Алл-хим», Украина) вводили внутрибрюшинно в дозе 0,1 мг/кг/день в течение 14 дней. Испытывали «тауцин» (комбинация таурина с цинка диаспар-
татом): 20 г/моль таурина (2,5 г) с 1 г/молем цинка диаспартата (0,35 г). Его вводили в желудок в виде взвеси в слизи крахмала в дозах 250 и 500 мг/кг, 1 раз в день вместе с сулемой. Через 24 часа после последнего введения веществ крыс умерщвляли и извлекали левую почку для проведения гистологических исследований.
О характере и степени выраженности сулемовой нефропатии судили по данным морфологических и морфометрических исследований гистологических препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином [4]. Морфометрические и цитофотометрические исследования проводили с помощью микроскопа Axioskop 2 plus (Zeiss, Германия), цифровой видеокамеры (Leica FC 320, Германия), а также компьютерной программы анализа изображения ImageWarp 2,1 (лицензионный номер 151B3D61; BitFlow, США).
Количественную оценку полученных результатов проводили методом непараметрической статистики Манна-Уитни, применяя поправку
1 Исследование выполнено в рамках Государственной научно-технической программы Республики Беларусь «Фармацевтические субстанции и лекарственные средства» (подпрограмма «Аминокислоты») по заданию «Разработать цитопротектор и корректор метаболизма эпителиальных тканей «тауцин» и освоить его производство на СП ООО «Фармлэнд» (2011 - 2019 гг.).
Басалай Ольга Николаевна (Basalai Olga Nikolaevna), аспирант, ассистент кафедры фармакологии им. профессора М.В. Кораблева УО ГрГМУ, 230023, г. Гродно, Республика Беларусь, Basalai2012@mail.ru
Михальчук Елена Чеславовна (Mikhalchuk Elena Cheslavovna), к. б. н., доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии УО ГрГМУ, 230023, г. Гродно, Республика Беларусь, milena6519@mail.ru
Бушма Михаил Иванович (Bushma Mikhail Ivanovich), д. м. н., профессор, зав. кафедры фармакологии им. профессора М.В. Кораблева УО ГрГМУ, 230023, г. Гродно, Республика Беларусь, pharma@grsmu.by
Зиматкин Сергей Михайлович (Zimatkin Sergey Mikhaylovich), д. б. н., профессор, зав. кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии УО ГрГМУ, 230023, г. Гродно, Республика Беларусь, zimatkin@grsmu.by
МАРТ -
АП РЕЯ Ь 2015
Бонферрони с использованием пакета программ «Statistica» 6.0.437.0 для Windows (StatSoft, Inc., США), лицензионный номер 31415926535897 [5].
Результаты и обсуждение. Нефротоксическое действие сулемы. Результаты морфологических и морфометрических исследований почек крыс, получавших сулему (внутрибрюшинно, 0,1 мг/кг/день -14 доз), свидетельствует о развитии нефропатии (табл.), что согласуется с литературными данными [3,6].
Нефрозащитное действие «тауцин» в дозе 250 мг/кг. Сравнительный анализ двух групп животных, получавших сулему, отдельно, и в комбинации с «тауцин», свидетельствует о нефроза-щитных свойствах последнего.
Корковые нефроны. Количество ПИК без повреждений (1 тип) превышает значения нелеченых крыс, получавших сулему, в 2,2 раза, а с деструкцией более Vi высоты эпителиоцитов и полным их разрушением (3 и 4 тип, соответственно) - уменьшается на 86 - 91%. Количество канальцев, заполненных клеточным детритом и их внутренний диаметр снижаются на 51 и 23%, соответственно (табл.). Менее выражено воспа-
ление интерстициальной ткани, окружающей ПИК. Об этом свидетельствует отсутствие ее значительной инфильтрации лимфоцитами.
Юкстамедуллярные нефроны. Увеличенный объем полости капсулы снижается на 19%. Расширенные гемокапилляры сосудистых клубочков встречаются реже. Ядра подоцитов и клеток эндотелия определяются четче. Менее выражены патологические изменения в кубических эпи-телиоцитах, выстилающих канальцы восходящих отделов петли Генле. Об этом свидетельствуют реже встречающиеся эпителиоциты с вакуольной дистрофией, а также меньшее количество клеточного детрита в просвете петли. Патологические изменения в интерстициальной ткани, как и у корковых нефронов, менее выражены (табл.).
Нефрозащитное действие «тауцин» в дозе 500 мг/кг. Сравнительный анализ двух групп крыс с сулемовой нефропатией, получавших «та-уцин» в дозах 250 и 500 мг/кг свидетельствует о его дозозависимом нефрозащитном действии по отношению к корковым, но не к юкстамедул-лярным нефронам.
Изучаемые показатели Контроль Сулема Сулема + «тауцин», 250 мг/кг Сулема + «тауцин», 500 мг/кг
Корковые нефроны
Диаметр почечного тельца (мкм) 84,6 (83,6;85,9) 90,7 (89,1; 92,7) 0,0008 89,1 (86,7; 89,9) 0,004 (0,08) 87,9 (86,3; 90,0) 0,008 (0,04) [0,7]
Диаметр сосудистого клубочка (мкм) 76,3 (75,5;77,6) 85,2 (84,2; 86,1) 0,0008 83,4 (81,8; 84,8) 0,0008 (0,05) 87,9 (86,3; 90,0) 0,008 (0,04) [0,7]
Объем полости капсулы (см3) 84,9 (80,2;88,4) 70,5 (64,1; 76,3) 0,002 59,5 (53,2; 68,6) 0,0008 (0,04) 105,5 (92,5; 112,8) 0,005 (0,0008) [0,008]
Проксимальные извитые канальцы (%): 1 типа, 96,0 (94,5; 97,5) 37,5 (32,5; 41,0) 0,0008 83,5 (79,5; 89,0) 0,001 (0,0008) 93,5 (91,0; 95,5) 0,1 (0,0008) [0,009]
2 типа, 3,5 (1,5; 5,5) 14,5 (10,5; 15,5) 0,0009 10,5 (8,5; 12,5) 0,001 (0,07) 3,5 (2,5; 4,5) 1,0 (0,0008) [0,0008]
3 типа, 0 (0; 0) 21,5 (18,5; 23,5) 0,0008 3,0 (1,5; 3,5) 0,001 (0,0008) 1,0 (0,5; 1,0) 0,03 (0,0008) [0,008]
Таблица
Результаты морфометрических исследований почек крыс, получавших сулему (внутрибрюшинно, 0,1 мг/кг/день - 14 доз), отдельно, и в комбинации с «тауцин» (в желудок в виде взвеси в слизи
крахмала, 250 и 500 мг/кг/день - 14 доз)
Примечание: строки цифр: первая - значения Ме и 25-75% квартилей (в скобках); вторая - р: без скобок - в сравнении с контрольными, в круглых скобках - с получавшими сулему, в квадратных - с получавшими сулему в комбинации с «тауцин» в дозе 250 мг/кг крысами. Полужирным шрифтом выделены статистически значимые значения р с учетом поправки Бонферрони.
4 типа, 0 (0; 0) 27,5 (25,5; 29,5) 0,0008 2,5 (1,0; 3,5) 0,002 (0,0008) 1,0 (0,5; 1,0) 0,03 (0,0008) [0,03]
заполненные детритом. 0 (0; 1) 25,5 (21,0; 27,5) 0,0008 12,5 (10,5; 14,5) 0,0008 (0,0008) 9,5 (8,5; 11,5) 0,0008 (0,0008) [0,09]
Диаметры проксимальных извитых канальцев (мкм): наружный, 27,7 ( 24,0; 33,9) 37,5 (33,6; 41,2) 0,008 32,9 (30,7; 37,5) 0,09 (0,09) 29,7 (28,7; 32,1) 0,5 (0,003) [0,06]
внутренний. 6,9 ( 5,5; 7,3) 18,2 (17,5; 19,5) 0,0008 14,1 (13,2; 14,9) 0,0008 (0,0008) 9,5 (8,7; 11,1) 0,001 (0,0008) [0,002]
Высота эпителиоцитов прокси-мальных извитых канальцев (мкм) 10,5 (10,1; 10,8) 9,5 (9,2; 10,0) 0,008 9,4 (9,2; 9,7) 0,001 (0,6) 10,4 (10,1; 10,8) 1,0 (0,008) [0,001]
Юкстамедуллярные нефроны
Объем полости капсулы (см3) 121,9(109,3; 131,9) 213,9(207,4; 224,5) 0,0008 172,7(163,7; 184,2) 0,0008 (0,001) 162,7(150,4; 171,2) 0,002 (0,002) [0,2]
Проксимальные извитые канальцы (%): без повреждений, 99,0 (98,0; 99,5) 74,5 (61,5; 83,0) 0,0008 80,0 (73,0; 89,0) 0,0008 (0,3) 83,0 (79,5; 92,0) 0,001 (0,07) [0,3]
с повреждениями, 1,0 (0,5; 2,0) 25,5 (17,0; 38,5) 0,0008 20,0 (11,0; 27,0) 0,0008 (0,3) 17,0 (8,0; 20,5) 0,001 (0,07) [0,3]
заполненные детритом. 0 (0; 1,0) 8,5 (7,0; 10,5) 0,0008 5,0 (3,5; 8,5) 0,0008 (0,2) 4,5 (2,5; 9,5) 0,001 (0,2) [0,7]
Внутренний диаметр проксимальных извитых канальцев (мкм) 2,1 ( 1,4; 2,5) 3,5 (2,9; 4,5) 0,003 2,4 (1,7; 3,0) 0,4 (0,02) 2,0 (1,6; 2,7) 0,8 (0,005) [0,6]
В КН увеличивается объем полости капсулы клубочков (на 77%) и снижается внутренний диаметр ПИК (на 48%). Высота выстилающих их эпителиоцитов возрастает в большей степени. Количество ПИК 1 типа превышает значения крыс предыдущей группы на 12%, а 2 (с деструкцией только апикальных отделов) и 3 типов - снижается в одинаковой степени на 77% (табл.).
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что комбинация аминокислоты таурина с органической солью цинка (цинка диаспартат) обладает дозозависимым нефроза-щитным действием у крыс с сулемовой нефропа-тией. В механизме такого действия играют роль входящие в состав комбинации компоненты. Из-
вестна способность таурина связываться с сулемой с последующей экскрецией нетоксичного комплекса с мочой. Кроме того, он обезвреживает свободнорадикальные цитотоксические метаболиты кислорода [7]. Нефрозащитные свойства цинка в значительной степени обусловлены его антиоксидантными свойствами. Он является кофактором супероксиддисмутазы и посттрансляционным активатором глутатионпероксида-зы - важнейших ферментов системы антиокси-дантной защиты клеток [8]. Кроме того, цинк в качестве кофактора входит в состав более 200 ферментов, поэтому является активатором процессов внутриклеточного метаболизма, ингиби-рованного сулемой [9].
МАРТ -
АП РЕЯ Ь 2015
Выводы. 1. Сулема (внутрибрюшинно, 0,1 мг/ кг/день - 14 доз) оказывает нефротоксическое действие, проявляющееся в поражении ПИК и структурных компонентов почечных телец, преимущественно КН.
2. Комбинация таурина (20 г/моль) с цинка диаспартатом (1 г/моль) («тауцин»), вводимая в желудок в виде взвеси в слизи крахмала (250 мг/кг/день - 14 доз), ослабляет проявления
сулемовой нефропатии. В КН увеличивается количество канальцев 1 типа; снижается - 3-4 типов, их внутренний диаметр и содержание детрита в просвете. В ЮН уменьшается объем полости капсулы.
3. Двукратное увеличение дозы «тауцин» сопровождается усилением его нефрозащитного действия по отношению к корковым, но не к юк-стамедуллярным нефронам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Lawrence H.L. [et al] Influence of exogenous thiols on Inorganic mercury Induced Injury In renal proximal and distal tubular cells from normal and un inephrectomized rats. J. Pharmacol. Exp. 1999;5:492-02.
2. Zalups R.K. Molecular interactions with mercury in the kidney. Pharmacological Reviews. 2000; 5: 113-44.
3. Xiao Y. Effect of ischemia-reperfusion on
REFERENCES:
1. Lawrence H. L. [et al] Influence of exogenous thiols on inorganic mercury induced injury in renal proximal and distal tubular cells from normal and un inephrectomized rats. J. Pharmacol. Exp. 1999; 5: 492-02.
2. Zalups R.K. Molecular interactions with mercury in the kidney. Pharmacological Reviews. 2000; 5: 113-44.
3. Xiao Y. Effect of ischemia-reperfusion on
the renal brush border membrane sodium dependent phosphate co transporter NaPi-2. Can. J. Physiol. and Pharmacol. 2001; 7: 206-12.
4. можейкоЛ.А. Классические методы окраски в гистологии. ГрГМУ. 2010; 1: 23-34.
5. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Москва: МедиаС-фера; 2002.
the renal brush border membrane sodium dependent phosphate co transporter NaPi-2. Can. J. Physiol. and Pharmacol. 2001; 7: 206-12.
4. Mozhejko L.A. Classical methods of coloring in histology. GrGMU. 2010; 1: 23-34 (in Russian).
5. Rebrova O.Yu. Statistical analysis of medical data. Moskva: MediaSfera; 2002 (in Russian).
6. Запорожан B.H., Гоженко А.И., Амбросийчук Е.В. Особенности осморе-гулирующей функции почек при анемии беременных в условиях водно-солевых нагрузок. Нефрология. 2002; 6: 75-78.
7. Harada H. [et al.] Oral taurine supplementation prevents the development of ethanol-induced hypertension in rats. Hypertens Res. 2000; 23: 277-284.
6. 3aporozhan B.H., Gozhenko A.I., Ambrosljchuk E.V. Features of osmoreguliruyushchy function of kidneys at anemia of pregnant women in the conditions of water-salt loadings. Nefrologlja. 2002; 6:75-78 (in Russian).
7. Harada H. [et al.] Oral taurine supplementation prevents the development of ethanol-induced hypertension in rats. Hypertens Res. 2000;
8. Formigari A., Irato P., Santon A. Zinc, antioxidant systems and metallothionein in metal mediated-apoptosis: biochemical and cytochemical aspects. Comp. Biochem. Physiol. Pt. C. 2007; 146: 443-459.
9. Truong-TranA.Q. [et al.] The role of zinc in caspase activation and apoptotic cell death. Biometals. 2001; 14: 315-330.
23: 277-284.
8. Formigari A., Irato P., Santon A. Zinc, antioxidant systems and metallothionein in metal mediated-apoptosis: biochemical and cytochemical aspects. Comp. Biochem. Physiol. Pt. C. 2007; 146: 443-459.
9. Truong-Tran A.Q. [et al.] The role of zinc in caspase activation and apoptotic cell death. Biometals. 2001; 14: 315-330.
O.N. Basalai, E.Ch. Mikhalchuk, M.I. Bushma, S.M. Zimatkin
CORRECTION OF THE KIDNEYS STRUCTURE DISTURBANCES IN RATS WITH SUBLIMATE NEPHROPATHY USING A COMBINATION OF TAURIN WITH ZINC DIASPARTATE
Education Institution «Grodno State Medical University», RB Ministry of Health, 230005, Grodno, Republic of Belarus
A combination of taurine (20g/mole, 2.5 g) with zinc diaspartate (1 g/mole, 0.35g) named "taucine", administrated in the rat stomach at doses of 250 mg\kg and 500 mg/kg over 14 days has a dose-dependent nephro-protective action in rats with sublimate nephropathy ( intraabdominally 0.1 mg/kg over 14 days) . It manifests in an increased volume of the primary urine in cortical nephrons glomerales because of a weakened compression of their capsule by hydropic fluid, in reduction of the inner diameter of cortical nephrons proximal convoluted tubules as consequence of a less pronounced «inner tubular» hydronephrosis and increased height of lining epithelial cells. A detailed analysis of the latter shows that they are less damaged by sublimate: the percentage of undamaged cells increases because of decrease with destruction of apical sections and increase of cells height by x/i as well.
Keywords: rats, sublimate nephropathy, combination of taurine with zinc diaspartate, nephro-protective action
Материал поступил в редакцию 05.12.2014 г.
