CC BY
144. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. -2-е изд. - М.: Протектор, 1995. - С. 410-458.
5. Graslund S., Bengtsson B.E. Chemicals and biological products used in south-east Asian shrimp farming, and their potential impact on the environment // Sci. Total. Environ., 2001. - V. 280. - № 1-3. - P. 93-131.
6. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.В. и др. Фармакологическая коррекция утомления. -
М.: Медицина, 1984. - 208 с.
7. Jones B.J., Roberts D.J. The Quantitative Measurement of Motor Incoordination in Naive Mice Using an Accelerating Rotarod // J. Pharm. Pharmac., 1968. - V. 20. -P. 302-304.
8. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном введении (справочник). - М.: Медицина, 1977. - С. 196-197.
Материал поступил в редакцию 27.06.07.
V.V.Zobov, A.V.Lantsova, A.V.Zobov, V.D.Akamsin, I.V.Galyametdinova, A.S.Mikhaylov, S.M.Gorbunov, V.S.Reznik
TOXICITY AND THERAPEUTIC BROADNESS OF 1-[«-(SUBSTITUTED BENZYL DIALKYL AMMONIO)ALKYL]-3,6-DIMETHYLURACIL BROMIDES
A.Ye.Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences
A row of substituted 1-[ro-diethyl benzyl ammonioalkyl]-3,6-dimethyluracil bromides having an anti-choline esterase type of action are «moderate / low toxic» in experiments on mice and «low toxic / practically non-toxic» in experiments on Daphnia. Under «treadmill» and « rod rotating» tests (mice, intraperitoneal), substances in which uracil fraction is away from alkyl ammonio fraction at a distance of 5 to 8 methylene groups are safer than proserine and BW284c51.
УДК 611.611: 616. 613-007.63:615.332.099]-092.9
К.М.Бушма, Л.С.Кизюкевич, М.И.Бушма, В.В.Спас
РОЛЬ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ ПОЧЕК В ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ КРОЛИКОВ С ГИДРОНЕФРОЗОМ К НЕФРОТОКСИЧНОСТИ АМИНОГЛИКОЗИДОВ НА ПРИМЕРЕ ГЕНТАМИЦИНА
Медицинский университет Минздрава РБ, Гродно, Республика Беларусь
Установлена взаимосвязь между особенностями строения гидронефротической почки кроликов и её чувствительностью к нефротоксичности гентамицина. Поражение почки гентамицином в большой степени выражено у кроликов со следующими особенностями строения юкстамедуллярных нефронов: малый диаметр проксимальных извитых канальцев, малые размеры клеток эпителия и их ядер дистальных извитых канальцев, малые ядра клеток эпителия дистальных прямых канальцев.
Ключевые слова: кролики, гидронефроз, строение почки, предрасположенность к нефротоксичности гентамицина.
Введение. Хорошо известна различная индивидуальная чувствительность почек животных и человека к поражению аминогликозидами [12, 13]. К нефротоксичности гентамицина предрасполагают следующие особенности интакт-ных (до воздействия антибиотиком) почек: малый диаметр канальцев и клеток, выстилающих их просвет [4]; низкая интенсивность дыхания митохондрий [5], повышенное содержание продуктов перекисного окисления липидов в сочетании со сниженным антиоксидантным потенциалом [6].
Целью настоящего исследования явилось выяснение взаимосвязи между особенностями строения нефронов гидронефротической почки и предрасположенностью органа к нефроток-сичности гентамицина.
Материалы и методы исследования. Опыты проведены на 13 кроликах-самках с исходной массой 2—3 кг. Под общей анестезией диэтило-вым эфиром в стерильных условиях моделировали гидронефроз правой почки путём наложения шёлковой лигатуры в верхней 1/3 правого мочеточника (ограничение просвета ~ на 50%).
Степень развития гидронефроза контролировали с помощью УЗИ и, в последующем, после нефрэктомии.
Через 30 дней удаляли правую гидронефро-тическую почку и моделировали гидронефроз единственной оставшейся левой почки как описано выше. В удаленной правой почке изучали особенности строения корковых (КН) и юкста-медуллярных нефронов (ЮН): диаметр канальцев, высоту клеток, выстилающих их просвет, объём ядер. На основании полученных результатов составляли «морфологический паспорт» гид-ронефротической правой почки каждого кролика. Через 12 дней после правосторонней нефрэктомии и начала развития гидронефроза оставшейся левой почки, моделировали её токсическое поражение гентамицином (производитель — РУП «Борисовский завод медицинских препаратов», Республика Беларусь), в мышцу 60 мг/кг/день, 5 дней [10,11].
Через 24 ч после последнего введения ген-тамицина из краевой вены уха брали кровь для проведения исследований. Затем кроликов подвергли эвтаназии путём болюсного введения 100 мг/кг гексенала (в краевую вену уха, однократно). После остановки дыхания извлекали левую почку и мочу из мочевого пузыря (шприцом в стерильных условиях).
Степень выраженности нефротоксичности гентамицина по отношению к единственной левой гидронефротической почке оценивали с использованием морфологических (почка — окраска гематоксилином и эозином), биохимических и клинических (моча, кровь) исследований.
В гистологических срезах почки, окрашенных гематоксилином и эозином, определяли некро-тизированные корковые и юкстамедуллярные нефроны. В моче регистрировали содержание белка, лейкоцитов и эритроцитов. В крови изучали содержание мочевины — уреазной реакцией с реактивами фирмы «Abbott» (США), креа-тинина (Яффе-кинетическим методом с реактивами фирмы «Hospitex Diagnosties»), уровень средних молекул [7].
Для нахождения взаимосвязей между особенностями строения гидронефротической правой почки и характером, степенью выраженности нефротоксичности гентамицина по отношению к гидронефротической левой почке использовали методы корреляционного, пошагового многофакторного регрессионного, дисперсионного и канонического анализа [1, 9].
Результаты и обсуждение. Установлено, что ограничение просвета мочеточника на ~ 50% путём наложения шёлковой лигатуры в его верхней 1/3 сопровождается развитием выраженного
гидронефроза. Это подтверждается УЗИ (ослабление дыхательной подвижности почки; снижение толщины паренхимы и расширение лоханки в 2—3 раза); отсутствие контуров мочеточника в верхней 1/3) и после нефрэктомии (застой мочи выше лигатуры с резким расширением верхней 1/3 мочеточника и почки). Установлена вариабельность строения КН и ЮН гидронефротической левой почки (табл.1)
Гентамицин в указанной дозе, пути и кратности введения кроликам с единственной гидро-нефротической левой почкой оказал нефротиче-ское действие, степень выраженности которого в популяции животных сильно варьирует (табл. 1).
Корреляционный анализ. Взаимосвязей между особенностями строения КН и ЮН правой гид-ронефротической почки кроликов (до интоксикации гентамицином), и процентом некротизи-рованных КН, ЮН в левой гидронефротической оставшейся почке, а также содержанием мочевины в крови (после интоксикации гентамици-ном) не установлено (табл. 1).
Доказано, что содержание белка в моче кроликов с гидронефрозом после интоксикации гентамицином максимально у животных с исходно малой высотой клеток эпителия, выстилающих ДИК ЮН, а также с малым объёмом их ядер. Содержание лейкоцитов и эритроцитов в моче этих кроликов максимально у животных с исходно малыми объёмами ядер эпителия, выстилающих ДПК ЮН. Кроме того, содержание эритроцитов максимальное у животных с малым диаметром ДПК ЮН. Содержание креатини-на и средних молекул в крови наиболее высокое у животных с исходно малым диаметром ПИК ЮН (табл. 1).
Пошаговый многофакторный регрессионный анализ. Взаимосвязь между показателями неф-ротоксичности гентамицина по отношению к единственной гидронефротической левой почке и морфологическими показателями правой гидронефротической почки (до интоксикации антибиотиком) представлена в табл. 2 в форме уравнений множественной регрессии.
Установлено, что вызванная гентамицином альбуминурия максимальна у кроликов с исходно (до интоксикации антибиотиком) малой высотой клеток ДИК ЮН и малым объёмом их ядер. Взаимосвязь показателей описывается уравнением 1 множественной линейной регрессии (табл. 2).
Наиболее выраженная гематурия к концу интоксикации гентамицином регистрируется у кроликов с исходно малым диаметром ДПК ЮН и малым объёмом ядер клеток эпителия, выстилающих его просвет. Взаимосвязь показателей
Таблица 1
Коэффициенты корреляции между показателями в правой почке кроликов с гидронефрозом до интоксикации гентамицином и показателями его
нефротоксичного действия по отношению к левой гидронефротической почке
СО
■
Показатель в гидронефротической правой почке до интоксикации гентамицином Показатель нефротоксичности гентамицина у кроликов с единственной гидронефротической левой почкой
Некротизированные клетки, % Моча Кровь, ммоль/л
КН (5,0-31,3) ЮН (6,3-58,3) белок (0,04-3,6 г/л) лейкоциты (1-50 п.зр) эритроциты (3-50 п.зр) мочевина (4,5-16,2) креатинин (0,02-0,31) средние молекулы (0,23-0,43)
КН: 1) ПИК диаметр (31,63—36,21, мкм) -0,01 + 0,45 + 0,23 - 0,17 - 0,11 + 0,04 - 0,28 - 0,19
высота клеток (10,54-15,44, мкм) - 0,28 - 0,25 - 0,14 - 0,26 -0,10 - 0,34 - 0,12 - 0,13
объём ядра (116,97-178,84, мкм3) -0,16 + 0,47 - 0,17 - 0,06 + 0,03 + 0,57 + 0,15 -0,03
2) ДИК диаметр (21,11—32,45, мкм) - 0,04 + 0,57 + 0,00 - 0,43 -0,23 + 0,29 - 0,20 + 0,07
высота клеток (7,02-9,91, мкм) - 0,29 - 0,02 - 0,45 - 0,36 -0,45 + 0,17 - 0,07 + 0,04
объём ядра (79,10-170,33, мкм3) - 0,02 + 0,40 - 0,28 - 0,25 -0,16 + 0,14 - 0,11 -0,28
ЮН: 1) ПИК диаметр (29,63—36,96, мкм) - 0,27 - 0,42 - 0,36 - 0,36 -0,02 - 0,57 - 0,63* - 0,66*
высота клеток (10,98-15,91, мкм) -0,18 - 0,48 + 0,10 + 0,19 + 0,21 - 0,39 + 0,29 + 0,17
объём ядра (81,08-196,16, мкм3) + 0,06 + 0,27 - 0,48 - 0,20 -0,25 + 0,16 + 0,03 -0,03
2) ДИК диаметр (20,20—32,16, мкм) + 0,09 + 0,55 - 0,04 - 0,06 + 0,08 + 0,37 - 0,08 -0,03
высота клеток (6,71-9,58, мкм) -0,13 + 0,12 -0,71* - 0,24 -0,53 + 0,40 + 0,13 + 0,16
объём ядра (77,42-154,11, мкм3) + 0,25 + 0,47 - 0,62* - 0,01 -0,10 + 0,55 + 0,23 - 0,14
3)ДПК диаметр (16,68—23,31, мкм) - 0,03 - 0,05 - 0,50 - 0,33 -0,91* + 0,07 - 0,32 + 0,20
высота клеток (6,43-8,08, мкм) + 0,18 - 0,07 - 0,39 - 0,09 -0,26 -0,13 - 0,04 - 0,11
объём ядра (69,76-122,44, мкм3) - 0,34 - 0,17 - 0,20 - 0,80* - 0,80* - 0,27 - 0,27 + 0,33
СЛ
т 2 о 00 о\
Н
О «
О
к §
о -1
Л
м
о *
5 »
ГО
м
0 н
1
к
£ -
Ё ■а
о о
00
Примечания. В скобках — вариабельность показателей от минимальных до максимальных значений. Здесь и в табл. 2: КН — корковые нефроны, ЮН — юкстамедуллярные нефроны, ПИК — проксимальный извитой каналец, ДИК — дистальный извитой каналец, ДПК — дистальный прямой каналец, п.зр. — в поле зрения. * — р < 0,05.
Таблица 2
Уравнения регрессии, описывающие взаимосвязи между показателями нефротоксичности гентамицина в отношении единственной левой гидронефротической почки и особенностями строения гидронефротической правой почки до интоксикации антибиотиком
№ уравнения Показатель нефротоксичности гентамицина Показатель до интоксикации гентамицином Уравнение и тип регрессии Коэффициент корреляции
(Х) (У)
1 Белок в моче Высота клеток ДИК ЮН Объём ядра ДИК ЮН Z = 8,29 - 0,95 Х, линейная Я = 0,71 Я2 = 0,51
2 Эритроциты в моче Диаметр ДПК ЮН Объем ядра клеток ДПК ЮН Z = 203,11 - 9,43 Х, линейная Я = 0,91 Я2 = 0,83
описывается уравнением 2 множественной линейной регрессии (табл. 2).
Дисперсионный анализ (АКОУЛ). Прогностическая эффективность модели (уравнение 1 в табл. 2), полученной после исключения незначимой переменной — объём ядра ДИК ЮН — 64%. Она считается хорошей. Коэффициент детерминации 0,64. Следовательно, 64% изменений содержания белка в моче после интоксикации гентамицином обусловлено исходными значениями высоты клеток эпителия, выстилающих ДИК ЮН. Построенная модель адекватно описывает зависимость между этими показателями: F(1.9) = 9,36, р = 0,014.
Между диаметром ДПК ЮН, объёмом ядра клеток эпителия, выстилающих его просвет (до интоксикации гентамицином), и содержанием эритроцитов в моче (после интоксикации антибиотиком) существует связь линейного типа. После исключения из анализа менее информативного показателя — объёма ядра клеток эпителия ДПК ЮН, регрессионная модель (уравнение 2 в табл. 2) адекватна данным (р = 0,0001). Значение критерия F(1.9) = 43,58. Доказано, что 83% вариации уровня эритроцитов в моче кроликов после интоксикации гентамицином объясняется исходной (до интоксикации гентами-цином) вариабельностью диаметра ДПК ЮН.
Канонический анализ. Результаты канонического анализа подтвердили наличие выраженной статистически значимой корреляционной связи (Я = 0,97; р = 0,003; х2 = 23,48) между показателями в гидронефротической почке до интоксикации гентамицином (1-я группа переменных) и показателями повреждения органа антибиотиком (2-я группа переменных). В 95% случаев предрасположенность к поражению гидронефротической почки гентамицином, судя по данным клинико-биохимических (моча, кровь) исследований, обусловлена исходными особенностями строения нефронов гидронефротической почки. В 5% случаев поражение гидронефротической почки ген-тамицином обусловлено влиянием случайных неучтенных факторов невыясненной природы.
Сильная прямая связь между первыми каноническими (латентными) переменными для 1 и 2-ой групп хорошо просматривается на рис. по положению вытянутого вправо вверх поля точек. Это свидетельствует о том, что показатели до интоксикации гентамицином (объём ядра и высота клеток ДИК ЮН, а также диаметр ДПК ЮН и объем ядра клеток эпителия, выстилающих его просвет) значимо связаны с показателями после интоксикации (белок и эритроциты в моче).
Детальное изучение результатов канонического анализа показало, что наибольший вклад в предрасположенность кроликов с гидронефрозом к нефротоксичности гентамицина вносит исходно малый объём ядра клеток эпителия, выстилающих ДПК ЮН.
Доказано, что уменьшение диаметра канальцев нефронов, размера их клеток и ядер отражает предрасположенность почечной паренхимы к нефротоксическому действию гентамицина у кроликов с гидронефрозом. Пытаясь объяснить данную взаимосвязь, мы исходили из того, что в
-1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 2-ая группа переменных
Рис. Множество исследуемых кроликов в координатах 1 и 2-ой групп переменных
1-ая группа переменных - показатели в правой гидронефротической почке до интоксикации гентамицином (высота клеток эпителия ДИК ЮН и объем ядра клеток эпителия, выстилающих их просвет).
2-ая группа переменных - показатели нефротоксичности гентамицина по отношению к оставшейся левой гидронефротической почке (белок и эритроциты в моче).
Кружок на графике - индивидуальный кролик
почечной, как и в любой ткани, всегда важнейшим признаком является связь между составляющими её элементами [3]. Уменьшение диаметра канальцев и высоты выстилающих эпите-лиоцитов сопровождается уменьшением количества и размеров внутриклеточных функционирующих структур: ядра, митохондрии, микроворсинки, складки базальной цитолеммы, цито-сомы и др. Изменения количественного показателя цитоплазмы эпителиоцитов (по сравнению с более крупными канальцами и выстилающими их крупными эпителиоцитами) сопровождается уменьшением метаболизма клеток. Это, в свою очередь, вызывает снижение основной функции канальцевого аппарата нефрона — сложного процесса мочеобразования, начинающегося от реабсорбции ультрафильтрата из первичной мочи до образования окончательной мочи [2]. Перегрузка таких канальцев и выстилающих их эпителиоцитов в условиях тяжелого острого или хронического эксперимента может привести к срыву окислительного фосфорилирования и угнетению активности дыхательных ферментов в клетках канальцев. Следствием этого может стать почечная недостаточность [2]. В данном случае поддержание структурного гомеостаза компенсаторными механизмами будет реализо-вываться при очевидном несоответствии уровня функционирования и его пластического обеспечения. Известно, что надежность любой биологической системы опирается на структурную основу, а именно — на варьирование числа активно функционирующих систем из запаса [3].
Ранее нами установлено, что в предрасположенности интактных кроликов к нефротоксич-ности гентамицина играют роль малые размеры как канальцев, так и клеток, выстилающих их просвет [5]. Это положение продемонстрировано также в настоящем исследовании у кроликов с гидронефрозом.
Заключение. Сравнительный анализ результатов исследования двух групп животных показал, что особенности строения почек у интактных
кроликов вносят значительно больший вклад в предрасположенность к нефротоксичности гентамицина, чем у животных с гидронефрозом.
Исследование выполнено благодаря финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда Фундаментальных исследований при СМ РБ (грант Б98-022). Список литературы
1. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. — М.: Мир, 1982.
2. Бабахян Р.В., Скрижинский С.Ф., Ягумуров О.Д. //Нефрология, 1988. — Т. 2. — С. 85-87.
3. Брюховец Т.Г., Пуликов А. С., Левкович Л.Г. // Актуальные проблемы морфологии / Под. ред. Н.С.Горбунова. — Красноярск, 2003. — С. 21-22.
4. Бушма К.М., Кизюкевич Л.С., Бушма М.И. и др. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины,
2004. — № 11. — С. 544-549.
5. Бушма К.М. // Токсикологический вестник,
2005. — № 6. — С. 25-30.
6. Бушма К.М. // Эксперим. и клин. фармакология, 2006. — № 1. — С. 33-37.
7. Камышников В.С. // Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. — Мн.: Беларусь, 2000. — Т. 1. — 495 с.
8. Роговский Ю.Е. // Одеськ. мед. журн., 2000. — № 1. — С. 32-35.
9. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. — М.: Медицина, 1975. — 295 с.
10. Abu-Stephan K.A., Abdel-Gayoum A.A. // Arch. Toxicol., 2001. — V. 75. — № 5. — Р. 284-290.
11. Enziguez J.I. Sr., Schydlower M, O'Hair K.C. et al. // Vet. Hum. Toxicol, 1992. — V. 34. — № 1. — P. 32-35.
12. Schentag J.J., Plaut M.E. // Kidney Int., 1980. — V 17. — № 5 — P. 654-661.
13. Sens M.A., Hazen-Martin D.J., Sens D.A. // Ann. Clin. Lab. Sci., 1993. — V. 23. — № 5. — P. 362-368.
Материал поступил в редакцию 15.05.07.
K.M.Bushma, L.S.Kizukevich, M.I.Bushma, V.V.Spas
ROLE OF INDIVIDUAL PARTICULARITIES OF KIDNEY STRUCTURE IN PREDISPOSITION OF RABBITS WITH HYDRONEPHROSIS TO NEPHROTOXICITY INDUCED BY AMINO GLYCOSIDES ON THE
EXAMPLE OF GENTAMICIN
Medical University, Ministry of Health of Byelorussia, Grodno
It was established a relationship between particularities of the structure of rabbit hydronephrotic kidneys and their sensitivity to gentamicin nephrotoxicity. The lesion of a kidney by gentamicin is expressed to a great extent in rabbits having the following particularities in the structure of juxtamedullary nephrons: small diameter of proximal convoluted tubules, small sizes of epithelium cells and their nuclei in distal convoluted tubules, small sizes of nuclei of epithelium cells in distal convoluted tubules, small nuclei of epithelium cells in distal straight tubules.
