CC BY
9
Актуальт проблеми сучасно! медицини
УДК 615.243.2.57.089.5.00.5 Торятк Е.Л., Березнякова А.1.
ПАТОГЕНЕТИЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ВОДНО-ЕЛЕКТРОЛ1ТНОГО ОБМ1НУ У СПОНТАННО Г1ПЕРТЕНЗИВНИХ СА-МИЦЯХ ЩУР1В
Нацiональний фармацевтичний унiверситет, м.Харкiв
У роботi наведет результаты вивчення патогенетичних особливостей водно-електролтного обмту у спонтанно гтертензивних самицях щурiв. Показано, що основними мехатзмами по-рушень водно-електролтного гомеостазу у SHR-самицях щурив е тдвищення концентрацп ю-тв калЮ, натрЮ, хлору, креатинту плазми та загального бшка. Показники сечовини не змтю-ються. Мехатзми бiохiмiчних порушень електролтного обмту у SHR-самицях щурiв можна пояснити ранньою гiперкреатинемiею поряд з мiкроальбумiнурiею, якг. призводять до пору-шення функцп нирок при артерiальнiй гтертензп. Мехатзми реалiзацii антигтертензивного ефекту еналарилу i гiдрохлортiазиду базуються на зниженн концентрацп в кровi SHR-самиць щурiв основних електролiтiв i активацп азотвидiльноi функцп нирок.
Ключов1 слова: водно-електролтний обм1н, SHR-самицi щур1в, пдрохлор^азид, еналаприл.
Робота виконана у рамках науково-дослщноТ програми Национального фармацевтичного ужверситету "Фармаколопчы досль дження бюлопчно активних речовин i лкарських засобiв синтетичного та природного походження, Тх застосування у медичнш практик9' (№ держ. реестр. 0103и00909478).
Вступ
В останн роки дослщниками вирощено спе-^альш трансгенн лiнiТ щурiв зi спонтанною ар-терiальною гiпертензiею, що е достатньо адекватною моделлю даного захворювання у людей [12, 13].. З ^ею патолопею тварини народжу-ються, що розширило можливють експеримен-тального вивчення як патогенетичних механiзмiв розвитку артерiальноТ ппертензп так i можливос-тi ТТ фармакокорекцiТ [1,4].
Одним з найважливiших бiохiмiчних показни-кiв, як характеризують порушення електрол^но-го гомеостазу, е змши обмiну iонiв К+, Na+ i С1 та стану небткових (креатинiн, сечовина) азотис-тих речовин та бтка [2, 14]. Креатинш та сечовина е раншми та найбiльш iнформативними маркерами порушення функцюнального стану нирок при артерiальнiй гiпертензiТ (АГ), а Тх рн вень характеризуе стан азотвидтьноТ функцiТ нирок [3, 6, 7, 13].
У зв'язку з цим метою даного дослщження стало вивчення водно-електрол^ного обмшу у спонтанно гтертензивних самицях щурiв,
Матерiали i методи дослвдження
Дослiди проведенi на 24 спонтанно гтертензивних самицях щурiв ^НР) вагою 240-300,0 г (розплщник лабораторних тварин "Бюмодельсе-рвю", м.КиТв). В перiод аклiматизацiТ пiсля пере-везення з розплiдника (2 тижня) та протягом експерименту щури знаходилися в вiварiТ при 20-25°С, вологост не бiльш 50%, природному св^ловому режимi "день-шч", в стандартних пластикових кликах, на стандартному харчовому рацюш.
Вплив на електролiтний склад кровi та стан реноваскулярноТ системи препара^в дослщжу-вали при 7-денному введены, визначаючи в кровi концентрацiю юыв калiю, натрiю та хлору, а також вмют креатинiну, сечовини та рiвень загального бiлка.
В експериментах використан пiгулки "Ппо^а-зид", якi мiстять 25 мг гщрохпор^азиду ("ХшоТн",
Угорщина, серiя 0627) та тгулки Берлiприл, якi мiстять 5 мг еналаприлу малеата ("Берлш XeMi АГ", Нiмеччина, серiя 71002) [4, 8,9].
Доза 25 мг/кг гщрохлор^азиду (за дшчою суб-станцiю) е мiнiмапьно ефективною дiуретичною дозою [4]. Доза еналаприлу 5 мг/кг вщповщае дiа-пазону добових доз для людини з розрахунком коефiцiента перерозрахунку на щурiв, а також ко-ливаеться в дiапазонi фармакопогiчно його активних доз в експеримент [8, 9, 10]. Препарати вводили 1 раз в день протягом 7 дыв. Контрольна груп нелкованих тварин щоденно внутрш ньошлунково вводили 0,9% розчинг натрiю хлориду в ешвалентному об'емi (0,2 мл/200 г). В кровi визначали вмют креатиншу та сечовини за допомогою тест-наборiв ("Piva-Lachema Diag-nostika", Чехiя) та рiвень загального бтка за допомогою тест-набору ("Ф^ат^агностика", Укра-1на). Вмiст в кровi концентрацп iонiв К+, Na+ i С1"" визначали за допомогою аналiзатору K/Na/Cl "Easylyte ("Medica", С1ЛА) з використанням прото-чних iонсепективних електродiв.
Протягом експерименту з тваринами обходи-лися згiдно з Мiжнародними принципами бвро-пейсько'' конвенци про захист хребетних тварин, яких використовують для експериметчв та iнших цiпей (Страсбург, 18.03.1986).
Статистичну обробку результат проводили з використанням пакету статистичного аналiзу еле-ктронних таблиць Exell [5]. Розраховували серед-нi значення показниш та стандартну помилку (Sx). Вiрогiднiсть рiзниць помiж середнiми визначали за крт^ем t-Стьюдента [11].
Результати та iíx обговорення
По завершены 7-денного експерименту в кровi контрольних нелкованих спонтанно гтер-тензивних самиць щурiв концентрацiя iонiв калю, натрiю i хлору складала вщповщно 6,82 ммоль/л i 106 ммоль/л (табл. 1), при фiзiологiч-нш нормi цих показникiв у нормотензивних нелн нiйних самиць щурiв вщповщно 4,5-7,4 ммоль/л, 144,0-157,7 ммоль/л i 103-114 ммоль/л [1]. Слщ вщм^ити, що в порiвняннi з нормотензивними
лшшними щурами (Wistar) [12] для SHR-щурiв показано незначне, але статистично значуще пщвищення в кровi рiвня iонiв натрiю й хлору ^ навпаки, зниження концентрацп iонiв калю Такi порушення електролiтного балансу кровi у спонтанно гiпертензивних щурiв зумовленi патолопч-ним впливом пщвищеного АТ [12].
Як видно з табл. 2, у цих же контрольних тва-рин вмют сироваткового креатиншу, сечовини та загального бтка складало в середньому вщпо-вщно 81,5 мкмоль/л, 6,8 ммоль/л i 63 г/л при фн зичнш нормi цих показникiв у нормотензивних нелiнiйних щурiв вiдповiдно 62,48-77,44 мкмоль/л, 2,9-10,7 ммоль/л i 69-76 г/л [2]. Таким чином, вмют ттьки одного з показниш — сечовини — сприяло рiвню норми у нелкованих SHR-самиць щурiв [1]. Пщвищений вмiст креа-тинiну на фон декiлька зниженого вмiсту загального бтка дозволяло припустити наявнють у SHR-самицях щурiв прогресуючоТ нирковоТ не-достатностi [7] як патогенетично взаемопов'яза-ного компоненту кардiоренального континуму, який виникае внаслiдок системного пщвищення АТ. Як вщомо, гiперкреатинемiя, поряд з мiкро-альбумiнурiею — це раннш i найбiльш шформа-тивний маркер порушення функцп нирок при ар-терiальнiй гiпертензiТ [3]. Зменшення загальноТ кiлькостi бiлка в кровi виникало, як правило, за рахунок зниження ктькосп альбумiнiв [2]. Вихо-дячи з цього, можна обгрунтовано припустити, що гiпопротеТнемiя, яка спостер^аеться у нелн кованих спонтанно ппертензивних щурiв, вщби-вала зростаючу мiкроальбумiнурiю, що е постш-ним i патогенетично важливим компонентом не-фротичного синдрому [6].
Разом з цим, дан порiвнювальних дослн джень метаболiчного профiлю кровi спонтанно гiпертензивних i нормотензивних лiнiйних щурiв досить суперечливi [1, 7]. Це пояснюеться знач-ними коливаннями рiвня сироваткового бтку та небiлкових азотвмiсних речовин залежно вщ статi та вiку тварин [8].
В груш щурiв, як отримували еналаприл в ць лому, не зареестровано суттево значущих змн нювань електролiтного складу кровi по вщно-
Вплив еналаприлу (5 мг/кг) та гiдрохлортiазиду (25 мг/кг)
цях
шенню К , № i С1 ,' концентрацiТ яких пiдлягали лише незначним коливанням вщносно нелкова-ного контролю (табл. 1). В то же час, у 4 з 6 щу-рiв, як стали чутливими до антиппертензивноТ дiТ еналаприлу, спостер^алося вiрогiдне пщви-щення (на 16%) концентрацiТ iонiв калiю. Отри-манi результати i данi л^ератури про профiль калiю в крбвi SHR-самиць щурiв дае основу припустити, що в реалiзацiТ антиппертензивноТ ак-тивностi еналаприлу певну роль в^грае зниження екскрецп калш нирками [3, 7, 9, 10]
В цш же групi внутршньошлункове введення еналаприлу не чинило статистично значущого впливу на вмют креатиншу, сечовини та загального бтку, що складало вщповщно 77,8 мкмоль/л, 3,5 ммоль/л i 65,1 г/л (табл. 2). Разом з тим, слщ вщм^ити, що спрямованють змш креатинiну та загального бiлку в кровi SHR-самицях щурiв мае позитивний характер внаслн док тенденци до вiдновлення даних показникiв до рiвня фiзiологiчноТ норми у здорових нормотензивних щурiв [1, 12]. Щодо змiн рiвня сечовини в кров^ то, як видно з представлених даних (табл. 2), хоча ТТ зниження на 49% не стало статистично вiрогiдним, цю динамку слщ розгляда-ти як позитивну в план активацп азотвидiльноТ функцiТ нирок.
Поряд з цим, коливання показника сироват-ковоТ сечовини в широких межах може бути обумовлено високою пластичнiстю та варiабе-льнiстю даного показника, рiвень якого, як вщо-мо, динамiчно реагуе навiть на невеликi змши функцiонального стану органiзму [6].
В груш щурiв, якi отримували гщрохпор^азид, внутрiшньошлункове введення препарату в дозi 25,0 мг/кг викликало у вах щурiв, як чутливих, так i резистентних до його дГТ, вiрогiдне зниження концентрацiТ натрiю i хлору в кровi в порiв-няннi з нелiкованим контролем (табл. 1). Вихо-дячи з вщомих даних про механiзм антиппер-тензивноТ дм гiдрохпортiазиду, його вплив на електрол^ний склад кровi обгрунтовано можна вважати наслщком пригнiчення реабсорбцiТ №+ i С1 в початковiй частит дистальних нирок.
Таблиця 1
на електролтний склад кровi у спонтанно гпертензивних сами-щур'в пр и 7-денному внутршньошлунковому ¡х введенн (X ± 5х )
Показники п К+, ммоль/л №+, ммоль/л С1- , ммоль/л
Групи
Контроль, SHR-самицi щурiв (нелкований контроль) 6 6,82±0,203 141,8±1,38 106,0±1,11
SHR-самицi щурiв + Всього- 6 7,71 ±0,314**'*** (113%) 136,1±3,25 (96%) 101,6±3,07 (96%)
еналаприл Чутл.- 4 7,90±0,446* (116%). 134,2±4,35 (95%) 102,4±6,56 (97%)
SHR-самицi щурiв + Всього- 6 6,83±0,172 (105%) 136,2±1,53* (96%) 98,8±1,58* (93%)
гщрохлорта-зид Чутл.- 4 6,98±0,344 (102%) 137,0±1,98* (97%) 100,1±2,29* (94%)
Примiтка: 1. п - ктькють тварин, як використовуються при розрахунку середньоГ величини; 2. У дужках — рiвень вiдносно нелкованого контролю у %; * — р < 0,05 нелкованого контролю;
** - р < 0,05 вiдносно групи еналаприлу; ***. р < 0,05 вiдносно групи гiдрохлортiазиду
Таблиця 2
Вмст креатинну сечовини та загального блку в кровi к спонтанно гпертензивних зур'в при 7-денному внутршньошлунковому введент препаратiв (X±Sx)
Актуальт проблеми сучасно!" медицини
Показники Групи n Креатинш, мкмоль/л Сечовина, мкмоль/л Загальний бток, г/л
Контроль, БН^-сами^ щурiв (нелкований контроль) 6 81,5±3,41 6,8±1,49 63,0±3,19
БН^-самиц щурiв + еналаприл Всього- 6 77,8±2,03** (95%) 3,5±0,63** (51%) 65,1±4,02 (103%)
Чутл.- 4 77,8±2,27** (95%) 3,8±0,752 (56%) 67,5±5,85 (107%)
БН^-самиц щурiв + гщрохлорта-зид Всього- 6 77,8±8,87 (95%) 4,8±1,50 (71%) 62,7±2,62*** (100%)
Чутл.- 4 88,9±8,49 (109%). 7,0±2,50 (103%) 65,7±2,62*** (104%)
Примтка: 1. n - кльксть тварин, як використовуються при розрахунку середньоГ величини; 2. У дужках — р1вень в!дносно нелкованого контролю у %; * — р < 0,05 нелкованого контролю; ** - р < 0,05 в!дносно групи еналаприлу; ***_ р < 0,05 в^дносно групи г1дрохлорт1азиду
В цих же тварин гщрохлор^азид не викликав вiрогiдних змшювань вмюту креатиншу, сечовини та загального бтка в кровi в порiвняннi з не-лкованим контролем (табл. 2). Слщ вщм^ити, що у щурiв, чутливих до антиппертензивноГ дм гщрохлор^азиду, в^^чена тенден^я до зрос-тання рiвня креатинiну в кровi до 109% вщносно нелiкованих контрольних тварин. Вщомо, що п-перкреатинемiя е характерним для ^азидних дн уретикiв побiчним нефротоксичним ефектом, виразнiсть якого зростае 3i збiльшенням дози та тривалост застосування препарату [8].
В груш SHR-самиць шурiв, якi отримували еналаприл, 7-денне лiкування не чинило впливу на вмют юыв калiю i натрiю, але вiрогiдно зни-жувало рiвень хлору в кровi (табл. 1). Еналап-рил-iндуковане зменшення концентрацп С1 мож-на розглядати як позитивний ефект, спрямо-ваний на нормалiзацiю електролiтного балансу кровi у спонтанно гтертензивних щурiв.
У цих же тварин, внутршньошлункове вве-дення еналаприлу викликало тенденцш до пщ-вищення в 1,2 рази вмюту креатиншу i в 1,3 рази рiвня сечовини та статистично значуще зрос-тання в 1,6 рази ктькють загального бтка в кро-вi (табл. 2). Подiбнi ефекти (наростання креати-нiну, сечовини та гiперпротеïнемiя), якi розцшю-ються як побiчнi, зумовленi особливостями анти-ппертензивно1 дм еналаприлу [4, 8, 10]. Вщомо, що антиппертензивш засоби, мехаызм дм яких пов'язаний з шпбуванням АПФ, викликають зни-ження продукцп ангiотензину-ll, рiзко зменшують контролюючу ангiотензином швидкiсть клубоч-ково1 фтьтраци та внутрiшньоклубочковий тиск в нирках, i, як наслщок, викликають транзиторне пщвищення креатинiну i сечовини в кровi [6, 7]. Як видно з табл. 2, в порiвняннi з гщрохлор^а-зидом, еналаприл не чинив негативного впливу на фiльтрацiйну здатнють нирок, про що свщчи-ли статистично значущi вiдмiнностi мiж вщповщ-ними дослiдними групами по вщношенню рiвня бiлка i небiлкових азотвмюних речовин кровi (креатинiн, сечовина).
Висновки
1. У спонтанно гтертензивних самиць щурiв розвиваються порушення водно-електролiтного гомеостазу, що вщбуваються в пiдвищеннi концентрацп юыв калiю, натрiю, хлору, креатиншу
плазми та загального бтка. Показники сечовини у SHR-самиць щурiв не змшюються.
2. Мехашзм бiохiмiчних порушень електрол^-ного обмiну у SHR-самиць щурiв можна поясни-ти ранньою гiперкреатинемiею поряд з мiкро-альбумiнурiею, якi призводять до порушення функцп нирок при артерiальнiй ппертензп.
3. Мехатзми реалiзацiï антигiпертензивного ефекту еналаприлу i гщрохпор^азиду базуються на зниженн концентрацiï в кровi SHR-самиць щурiв основних електролiтiв i активацп азотвидн льно!' функцiï нирок.
В подальшому передбачаеться вивчення ме-ханiзмiв дiï гiпотензивних та дiуретичних засобiв при вагiтностi у SHR-самицях щурiв.
Лiтература
1. Коваленко В.М. Експериментальне вивчення токсично!' дм по-тенцiйних лiкарських засобiв. Методичнi рекомендацп / В.М.Коваленко, А.В.Стефанов, Ю.М.Максимов, Ш.Трахтенберг // В кн. : Докшшчш дослщження лкарських засобiв. Ред. О.В.Стефанов. - К. : мОз Укра'ни, Державний фармаколопч-ний центр, 2001. - С.74-97.
2. Камышников B.C. Справочник по клинико-биохимической диагностике / Камышников B.C. - Минск : Беларусь, 2002. - Т.1. -494 с.
3. Кобалова Ж.Д. Артериальная гипертония: ключи к диагностике и лечению / Ж.Д.Кобалова, Ю.В.Котовская. - М., 2007. - 432 с.
4. Компедиум 2005 — лекарственные препараты / Под ред. В.Н.Коваленко, А.П.Викторова. - К. : МОРИОН, 2005. - 1920 с.
5. Лапач С.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Exel / С.Н.Лапач, А.В.Чубенко, П.Н.Бабич. - К. : «МОРИОН», 2000. - 320 с.
6. Мальцев В.И. Гомеостаз натрия и калия в организме, его нарушения / В.И.Мальцев, В.К.Казимирко // Здоров'я Укра'ни. -
2004. - № 4. - С.27.
7. Марчук Е.Ю. Современные представления об использовании ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента для лечения артериальной гипертензии / Е.Ю.Марчук, И.В.Воеводина // РМЖ. - 2005. - Т. 13.
8. Машковский М.Д. Лекарственные средства / Машковский М.Д. -[15-е изд., перераб. испр. и доп.] - М. : ООО «Издательство Новая волна». - 2010. - 1200 с.
9. Метелица В.И. Справочник по клинической фармакологии сердечнососудистых лекарственных средств / Метелица В.И. - [2-е изд.] - М. : Издательство БИНОМ. -СПб. Невский диалет, 2002. - 926 с.
10. Рациональная фармакотерапия сердечно-сосудистых заболеваний / Под ред. Е.И.Чазова, Ю.Н.Беленкова. - М. : Литера,
2005. - С.810.
11. Сернов Л.Н. Элементы экспериментальной фармакологи / Л.Н.Сернов, В.В.Гацура. - М., 2000. - С.318-320.
12. Чекман 1.С. Спонтанна артерiальна гiпертензiя у щурiв: патоге-нетичш мехатзми розвитку / 1.С.Чекман, Я.М.Корншкова, Р.С.Довгань // Лки. - 2007. - № 1-2. -C.10-15.
13. Fukuda S. Age-related in blood pressure, hemato; ogical values, concentrations of serum biochemical constituentes and weights of organs in the SHR/Izm and WKY/Izm / S.Fukuda, S.Tsuchikura, H.Iida // Exp. Anim., 2004. - V.53, №1. - P.67-72.
14. Yang H.Y. Soyabean protein hydrolysate the development of hypertension in spontaneously hypertensive rats / H.Y.Yang, S.H.Yang, S.I. Chen [et al.] // British Journal of Nutrition, 2004. - №92. - P507-512.
Реферат
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГО ОБМЕНА У СПОНТАННО ГИПЕРТЕНЗИВНЫХ САМОК КРЫС
Торяник Э.Л., Березнякова А.И.
Ключевые слова: водно-электролитный обмен, SHR-самки крыс, гидрохлортиазид, эналаприл.
В работе представлены результаты изучения патогенетических особенностей водно-электролитного обмена у спонтанно гипертензивных самок крыс. Показано, что основными механизмами нарушения водно-электролитного гомеостаза у SHR-самок крыс является повышение концентрации ионов калия, натрия, хлора, креатинина плазмы и общего белка. Показатели мочевины не изменяются. Механизмы биохимических нарушений электролитного обмена у SHR-самок крыс можно объяснить ранней гиперкреатинемией вместе с микроальбуминурией, которые приводят к нарушению функции почек при артериальной гипертензии. Механизмы реализации антигипертензивного эффекта эналаприла и гидрохлортиазида базируются на снижении концентрации в крови SHR-самок крыс основных электролитов и активации азотвыделительной функции почек.
Summary
PATHOGENETIC FEATURES OF WATER AND ELECTROLYTE METABOLISM IN SPONTANEOUSLY HYPERTENSIVE FEMALE RATS
Toryanik Ye.L., Bereznyakova A.I.
Key words: water and electrolyte metabolism, SHR-female rats, hydrochlorothiazide, enalapril.
This paper presents the results obtained by studying the pathogenetic features of water and electrolyte metabolism in spontaneously hypertensive female rats. It has been shown that the primary mechanisms resulting in the disturbance of water and electrolyte homeostasis in SHR-female rats is the increase in the concentration of potassium ions, sodium, chloride, creatinine and plasma total protein. Urea indices are unchangeable. Mechanisms of biochemical disorders of electrolyte metabolism in SHR-female rats can be explained by early both hyperpotassemia and microalbuminuria, which lead to renal dysfunction under hypertension. Mechanisms for implementation of antihypertensive effect of enalapril and hydrochlorothiazide is based on reducing electrolytes concentrations in the blood of SHR-female rats and the lowering in activation of nitrogen excretory renal function.
