CC BY
14КОРРЕКЦИЯ НАРУШЕНИЙ МЕТАБОЛИЗМА В ПОЧКАХ И ИХ ФУНКЦИИ У КРЫС С ИНТОКСИКАЦИЕЙ ГЕНТАМИЦИНОМ КОМБИНАЦИЕЙ ТАУРИНА С ЦИНКА ДИАСПАРТАТОМ
О.Н. Басалай1, Е.Ч. Михальчук2, С.М. Зиматкин2, М.И. Бушма1
УО «Гродненский государственный медицинский университет» МЗ Республики Беларусь: !кафедра фарматшгии им. профессора МВ. Кораблева; 2 кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии, 230009, г. Гродно, Беларусь
Комбинация таурина (50 г/моль; 6,25 г) с цинка диаспартатом (1 г/моль; 0,35 г) - «тауцин-50» (в желудок, 500 мг/кг/день х 10) повышает ингибированные гентамицином (внутрибрюш-инно, 60 мг/кг/день х 10) в почках крыс активность СДГ, ЛДГ и ЩФ; снижает повышенное содержание мочевины в плазме за счет увеличения ее экскреции с мочой, приводит к появлению в ней мочевой кислоты. Нефрозащитное действие «тауцин-20» (250 мг/кг) менее выражено.
Ключевые слова: крысы, интоксикация гентамицином, комбинация таурина с цинка диаспартатом, нефрозащитное действие.
Введение. Широкое применение высокоэффективных аминогликозидных антибиотиков в значительной степени сдерживается развитием поражения почек (у каждого 4-5-го пациента) [1]. Несмотря на значительные усилия исследователей, направленные на разработку лекарственных средств профилактики и терапии аминогликозидной нефропатии, современная клиническая медицина не располагает ими.
Ранее нами показано, что комбинация таури-на с цинка диаспартатом в значительной степени улучшает строение почек крыс, пораженных гентамицином [2]. В настоящем исследовании изучена способность данной комбинации улучшать процессы нарушенного метаболизма в почках и функцию органа.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на 40 нелинейных крысах-самках массой 150-200 г в соответствии с Хельсинской декларацией о гуманном обращении с животными и «Правил лабораторной практики (Приказ Минздравсоцразвития России от 23 августа 2010 г. №708н). Гентамицин (4%-ный раствор в ампулах по 2 мл) вводили внутрибрюшинно в дозе 60 мг/кг/день в течение 10 дней. Испытывали сле-
дующие комбинации таурина с цинка диаспартатом, составленных по принципу: 1 г/моль цинка диаспартата (0,348 г) с различными г/молярными соотношениями таурина: 5 (0,625 г) - «тауцин-5»; 10 (1,25 г) - «тауцин-10»; 20 (2,50 г) - «тауцин-20» и 50 (6,25 г) - «тауцин-50». Их вводили в желудок в виде взвеси в слизи крахмала в дозах 500 мг/кг («тауцин-50») и 250 мг/кг (другие соотношения компонентов), 1 раз в день, 10 дней. Через 2 часа после последнего введения животных помещали в обменные клетки для сбора мочи в течение 24 часов. Затем их декапитировали, собирали кровь и получали плазму, извлекали левую почку для проведения гистохимических исследований.
Методы оценки активности ферментов в почках. Кусочки почек фиксировали в ацетоне и заключали в парафин. В срезах выявляли активность щелочной фосфатазы (ЩФ) по Гомори. Другие кусочки почек замораживали в жидком азоте и, после монтирования на объектодержа-теле по принципу «контроль-опыт», помещали в криостат фирмы «Leica CM 1850» при -15 С. Изготовленные одномоментно из материала контрольных и опытных животных криостатные срезы толщиной 10 мкм служили для определе-
УДК 615.099
Басалай Ольга Николаевна (Basalai Olga Nikolaevna), аспирант кафедры фармакологии им. профессора М.В. Кораблева, ассистент кафедры фармакологии им. профессора М.В. Кораблева УО «ГрГМУ», 230009, г Гродно, Беларусь, Basalai2012@mail.ru
Михальчук Елена Чеславовна (Mikhalchuk Elena Cheslavovna), кандидат биологических наук, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии УО «ГрГМУ», 230009, г Гродно, Беларусь, milena6519@mail.ru
Зиматкин Сергей Михайлович (Zimatkin Sergey Mikhaylovich), доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии УО «ГрГМУ», 230009, г. Гродно, Беларусь, zimatkin@grsmu.by
Бушма Михаил Иванович (Bushma Mikhail Ivanovich), доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедры фармакологии им. профессора М.В. Кораблева УО «ГрГМУ», 230009, г. Гродно, Беларусь, pharma@grsmu.by
ния активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) по N. Nachlas et al. (1957), лактатдегидрогена-зы (ЛДГ) по R. Hess et al. (l958) [3]. Активность ферментов (единицы оптической плотности) оценивали по оптической плотности получаемого осадка хромогена с помощью микроскопа Axioscop 2 plus (C. Zeiss, Германия), цифровой видеокамеры Leica FC 320 (Leica Microsystems, Германия), программы компьютерного анализа изображения Image Warp (Bit. Flow, США).
Методы оценки функции почек. В плазме определяли содержание мочевины (энзиматиче-ский уреазный метод), креатинина (метод Илька с пикриновой кислотой). В моче - мочевой кислоты (энзиматический уриказный метод), мочевины и креатинина, клиренс последнего (проба Реберга), рН (метод «сухой химии»), содержание белка (биуретовый метод).
Количественную оценку полученных результатов проводили методом непараметрической статистики Манна-Уитни с использованием пакета программ «Statistica» 6.0 для Windows (США, лицензионный № 6.1.478) [4].
Результаты и обсуждение. Гентамицин оказывает нефротоксическое действие, проявляющееся нарушением метаболизма в почках и функции органа, что согласуется с литературными данными (табл. 1, 2) [5, 6].
«Тауцин-5», не влияя на активность ферментов в почечной паренхиме, привел к снижению содер-
жания белка в моче на 33%. «Тауцин-10» не оказал существенного влияния на активности ферментов почек и функцию органа (табл. 2).
Под влиянием «тауцин-20» активизируются метаболические процессы в почках. Активность СДГ и ЛДГ нормализуется, а ЩФ - повышается в 2 раза (табл. 1). Содержание мочевины в плазме не изменяется, а креатинина - снижается на 24%. Показатели мочи (мочевина, креатинин, мочевая кислота, рН, белок), а также клиренс креатинина остаются на уровне значений нелеченных крыс с интоксикацией гентамицином (табл. 2).
Дальнейшее увеличение относительного содержания таурина в комбинации веществ («тау-цин-50»), а также общей дозы компонентов (500 мг/кг) сопровождается усилением нефрозащит-ных свойств. Активность СДГ, ЛДГ и ЩФ повышается (соответственно на 81, 23 и 94%) синхронно с улучшением функции почек. Об этом свидетельствует снижение в плазме содержания мочевины на 51%. В моче появляется мочевая кислота, отсутствующая у крыс с интоксикацией гентамицином (табл. 1, 2).
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что гентамицин (внутрибрю-шинно, 60 мг/кг/день - 10 доз) обладает выраженным нефротоксическим действием у крыс, что согласуется с литературными данными [5, 6]. Комбинация таурина с цинка диаспартатом обладает нефрозащитными свойствами, усили-
Таблица 1
Влияние комбинации таурина с цинка диаспартатом («тауцин», в желудок - 10 доз) на активность
сукцинат- и лактатдегидрогеназ, щелочной фосфатазы в эпителии проксимальных извитых канальцев корковых нефронов крыс с интоксикацией гентамицином (внутрибрюшинно, 60 мг/кг,
1 раз в день - 10 доз)
Активности ферментов (ЕДОП) Условия опыта
Контроль Гентамицин Гентамицин + «тауцин-20», 250 мг/кг Гентамицин + «тауцин-50», 500 мг/кг
СДГ 0,41 (0,31; 0,47) 0,21 (0,19; 0,24) 0,03 0,33 (0,33; 0,34) 0,3 0,01 0,38 (0,31; 0,39) 0,7 0008
ЛДГ 0,30 (0,29; 0,31) 0,27 (0,26; 0,28) 0,03 0,30 (0,29; 0,31) 0,9 0,07 0,33 (0,32; 0,35) 0,05 0,009
ЩФ 0,68 (0,63; 0,72) 0,30 (0,25; 0,31) 0,009 0,59 (0,45; 0,61) 0,02 0,02 0,59 (0,59; 0,61) 0,02 0006
Примечание. Строки цифр: первая - значения Ме, вторая (в скобках) - квартилей; третья (над чертой) - р в сравнении с контрольными, четвертая (под чертой) - р с получавшими гентамицин крысами. Полужирным шрифтом выделены статистически значимые (р < 0,05) различия. ЕДОП - единицы оптической плотности.
Таблица 2
Влияние комбинации таурина с цинка диаспартатом («тауцин», в желудок - 10 доз) на показатели нефротоксичности в плазме и моче крыс с интоксикацией гентамицином (внутрибрюшинно,
60 мг/кг/день - 10 доз)
Изучаемые показатели Условия опыта
Контроль Гентамицин
+ слизь крахмала + «тау-цин-5», 250 мг/кг + «тау-цин-10», 250 мг/кг + «тау-цин-20», 250 мг/кг + «тау-цин-50», 500 мг/кг
Плазма
Мочевина (ммоль//л) 4,1 (3,9; 5,0) 17,6 (11,8; 18,6) 0 ,0001 10,6 (6,9; 18,5) 0,002 0,3— 14,7 (9,6; 24,3) 0,0001 10,9 (4,9; 22,6) 0,07 03" 8,9 (5,3; 14,7) 0,002 0,03
Креатинин (ммоль//л) 36,5 (35,0; 39,5) 134,5 (92,5; 189,5) 0,0001 132,0 (94,0; 174,0) 0,001 09- 125,5 (104,0; 227,5) 0,0001 102,5 (77,5; 191,5) 0,0001 92,3 (72,4; 110,5) 0,02 04"
Моча
Мочевина (моль//л) 433 (346; 470) 197 (128; 226) 0,001 122 (113; 167) 0,001 02- 158 (110; 186) 0,001 04- 138 (98; 210) 0,001 03— 209 (137; 229) 0,001 03—
Креатинин (моль/л) 0,99 (0,64; 1,04) 0,30 (0,25; 0,34) 0,003 0,21 (0,18; 0,34) 0,003 0,3— 0,24 (0,20; 0,32) 0,001 02- 0,21 (0,15; 0,37) 0,002 04 0,36 (0,30; 0,37) 0,02 02~
Мочевая кислота (ммоль/л) 47,0 (33; 56) 0 0,005 0 0,01 0 0,007 0 0,003 3,5 (1,4; 5,7) 0,001 0,001
Клиренс креатинина (мл/ч) 6,0 (4,8; 7,2) 1,8 (1,2; 2,4) 0,001 1,2 (0,6; 1,2) 0,001 0,07 1,2 (0,6; 1,2) 0,0001 006 1,2 (0,6; 1,8) 0,0001 3,0 (1,2; 4,2) 0,01 07-
Белок (г/л) 0 (0; 0) 3,0 (1,0; 10,0) 0,001 1,0 (0,3; 3,0) 0,01 0,04 2,0 (0,7; 3,0) 0,002 0,2 3,0 (0,7; 6,7) 0,006 04 2,0 (0,6; 3,4) 0,001 02
Примечание. Строки цифр: первая - значения Ме, вторая (в скобках) - квартилей; третья (над чертой) - р в сравнении с контрольными, четвертая (под чертой) - р с получавшими гентамицин крысами. Полужирным шрифтом выделены статистически значимые (р < 0,05) различия.
вающимися по мере увеличения относительного содержания таурина («тауцин-50» > «тауцин-20», но не «тауцин-10» и «тауцин-5»). Это проявляется ферментстимулирующим действием (повышение активностей СДГ, ЛДГ и ЩФ). Синхронно улучшается функция почек, что подтверждает-
ся снижением в плазме содержания мочевины за счет увеличения ее экскреции с мочой; в моче появляется мочевая кислота, отсутствующая у нелеченных крыс). Сравнительный анализ улучшения тауцином метаболических процессов в почках и функции органа свидетельствует о том,
что темпы восстановления последней запаздывают по сравнению с улучшением метаболизма. По-видимому, активизированные в почечной паренхиме метаболические процессы направлены, преимущественно, на обеспечение процессов восстановления строения органа после повреждения и, в меньшей степени, - выполнение им экскреторной функции. Это предположение подтверждается нашими данными об ускорении тауцином темпов восстановления строения почек, поврежденных гентамицином.
Нефрозащитное действие субстанции «та-уцин», по-видимому, обусловлено свойствами входящих в ее состав компонентов. Известно, что аминокислота таурин является антиокси-дантом, стабилизатором клеточных мембран, осморегулятором [7]. Цинк входит в состав более 200 ферментов, контролирующих ключевые стадии внутриклеточного метаболизма и является кофактором супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы [8]. Это приобретает
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СтрачунскийЛ.С. Современная антимикробная химиотерапия. Руководство для врачей. Москва: Боргес, 2002.
2. Басалай О.Н. Повреждение гентамицином корковых нефронов крыс: защитное действие комбинации таурина с цинка диаспартатом. Тезисы докладов ежегодной конференции студентов и молодых ученых, посвященной памяти профессора М.В. Кораблева. 18-19
апреля 2013. Гродно: ГрГМУУ 2013.
3. Пирс Э. Гистохимия теоретическая и прикладная. Москва: Иностранная литература; 1962. - 962 с.
4. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. М.: МедиаСфера; 2002.
5. Houghton D.C. et al. A light and electron microscopic analysis of gentamicin nephrotoxicity in rats. Am. J. Pathol. 1976; 82: 589-12.
REFERENCES:
1. Strachunskiy L.S. Modern antimicrobic chemotherapy. Moskva: Borges, 2002 (in Russian).
2. Basalay O.N. Damage by gentamycin cortical nephrons at rats: protective action of a combination of a taurine from zinc diaspartat.Tezisy dokladov ezhegodnoy konferentsii studentov i molodykh uchenykh, posvyashchennoy pamyati professora M.V Korableva;
2013 aprel' 18-19; Grodno: GrGMU, 2013 (in Russian).
3. Pirs E. Histochemistry theoretical and applied. Moskva: «Inostrannaya literatura»; 1962. - 962 p. (in Russian).
4. Rebrova O.Yu. Statistical analysis of medical data. Moskva: MediaSfera, 2002 (in Russian).
5. Houghton D.C. et al. A light and electron microscopic analysis of
особую значимость в условиях поражения неф-ронов гентамицином.
Выводы. 1. Интоксикация крыс гентамици-ном (внутрибрюшинно, 60 мг/кг/день - 10 доз) сопровождается снижением активности в эпителии ПИК КН активности ключевых ферментов метаболизма: СДГ > ЛДГ > ЩФ, а также нарушением функции почек: в плазме увеличивается содержание мочевины и креатинина за счет снижения их экскреции с мочой. Клиренс последнего снижается, а экскреция мочевой кислоты прекращается. Регистрируется протеинурия.
2. Комбинации таурина с цинка диаспартатом: «тауцин-50» (500 мг/кг/день) и, в меньшей степени, «тауцин-20» (но не «тауцин-10», «тауцин-5») (250 мг/кг/день) оказывает нефрозащитное действие, проявляющееся в повышении активности в почечной паренхиме СДГ, ЛДГ и ЩФ; снижении в плазме содержания мочевины за счет увеличения ее экскреции с мочой; появлении мочевой кислоты в моче.
6. Борисенок ОА. и др. Нефрозащитное действие ацетилцистеина при гентамициновой нефропатии у крыс. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2012; 3: 70.
7. Шейбак В.М., Шейбак Л.Н. Биологическая роль таурина в организме млекопитающих. Медицинские новости. 2005; 10: 65-15.
8. Бут-Гусаим Л.Ст., Геращенко Н.В., Блошко Т.Е. Перспективы использования препаратов
цинка в перинатологии. Материалы научно-практической конференции посвященной 60 лет службе скорой помощи и 10 лет УЗ «ГКО СМП». 5-7 сентября 2005. Гродно: ГрГМУ 2005.
gentamicin nephrotoxicity in rats. Am. J. Pathol. 1976; 82: 589-12.
6. Borisenok O.A. et al. Nephroprotective action acetylcystein at a gentamitcin nephropathy at rats. Eksperim. i klin. farmakologiya. 2012; 3: 70-10 (in Russian).
7. Sheybak V.M., Sheybak L.N. Biological role of a taurine in an organism of mammals. Meditsinskie
novosti. 2005; 10: 65-15 (in Russian). 8. But-Gusaim L.St., Gerashchenko N.V., Bloshko T.E. Prospects of use of preparations of zinc in a perinatologi. Materialy nauchnoprakticheskoy konferentsii posvyashchennoy 60 let sluzhbe skoroy pomoshchi i 10 let UZ «GKO SMP». 5-7 sentyabrya 2005. Grodno: GrGMU, 2005 (in Russian).
O.N. Basalai1, E.Ch. Michalchuk 2 , S.M. Zimatkin2, M.I. Bushma1
CORRECTION OF METABOLISM DISTURBANCES IN KIDNEYS AND THEIR FUNCTION BY COMBINED TAURINE AND ZINC DIASPARTATE IN RATS INTOXICATED WITH GENTAMICIN
Education Institution «Grodno State Medical University», Ministry of Health, Republic of Belarus
1 M.E. Korablev Department of Pharmacology
2 Department of Histology, Cytology and Embryology, 230005, Grodno, Belarus
Combination of taurine (5g/Mol; 6.25g) with Zinc diaspartate ( 1g/Mol; 0.35 g) -named «taucin-50» (intraperitoneal uptake (500 mg/kg/ 10 days) increases activity of dehydrogenase, lactate dehydrogenase and alkaline phosphatase in rats kidneys inhibited with gentamicin (intraperitoneal uptake 60mg/kg/ 10 days), reduces urea elevated concentration in plasma on account of its increased excretion diaspartate with urine, leads to the appearance of urea acid in it. «Taucin-20» (250 mg/kg) has a lesser renal protective action.
Key words: rats, intoxication with gentamicin, combination of taurin and zinc diaspartate, renal protective action.
Материал поступил в редакцию 26.02.2014 г
