CC BY
73
УДК 616.61 +616.89-008.441.13
СОСТОЯНИЕ КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЕДИНСТВЕННОЙ ПОЧКЕ И УРОВЕНЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И БЕЛКОВ ПРИ ВВЕДЕНИИ В ОРГАНИЗМ ЭТАНОЛА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Работа является фрагментом плановой научно-исследовательской работы, № гос. регистрации 0103U004052.
Повышенная функциональная нагрузка на орган (в частности на почку, оставшейся после контрлатеральной нефрэктомии) сопровождается дисбалансом окислительно -восстановительных процессов в его тканях [7-9, 11-14]. Выявлено, что такой экзогенный фактор, как этанол, вызывает нарушения активности ферментов тканевого дыхания в органах и тканях, как при острой, так и при хронической алкогольной интоксикации организма [1, 2, 5, 6]. Однако в литературе отсутствуют сведения о морфофункциональном состоянии ткани единственной почки в процессе ее компенсаторной гипертрофии при введении в организм этанола.
Целью работы было изучение закономерностей развития компенсаторноадаптационных процессов в единственной почке и состояние прооксидантно-антиоксидантной системы крови при алкогольной интоксикации организма.
Материал и методы исследования. Для экспериментальных исследований были использованы 60 трехмесячных белых крыс (самцов и самок) массой 160-200 г, которые содержались в стандартных условиях согласно рекомендациям И.П. Западнюка с соавт.[5] в двух сериях: 1 серия (контроль) - удаление левой почки при сохранении другой; 2 серия (опыт) - удаление левой почки при сохранении правой с послеоперационным экспериментальным созданием хронической алкогольной интоксикации по стандартной методике путем ежедневного одноразового внутрижелудочного зондового введения 40% этанола из расчета 0,015 мл 96% этилового спирта на 1 г массы тела животного [6].
Морфологические исследования проводились через 7, 14, 30, 60 и 90 суток после операции. До и после операций взвешивали крыс и их удаленные почки. Микропрепараты окрашивали гематоксилин-эозином, по Ван-Гизон, по методу Маллори. Исследования микропрепаратов проводили на специализированном компьютерном комплексе MICRO-C4-2200 (микроскоп Olympus CX 31) для получения, обработки, архивирования и печати цифровых микрофотографических изображений. Морфометрический анализ отделов нефрона почки осуществлялся с помощью компьютерной программы Image Tool.
Биохимические исследования проводили в сыворотке крови всех групп животных, подвергшихся эксперименту. В ходе проведения экспериментов исследовали следующие биохимические показатели:
1. Содержание малонового диальдегида (МДА), как вторичного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ), определяли при помощи диагностических наборов ТБК-Агат по методике М. Mihara [10]. Метод определения вторичных продуктов перекисного окисления липидов основан на реакции МДА с тиобарбитуровой кислотой. Оптическую плотность измеряли при 535 и 570 нм.
Расчет ТБК-активных продуктов производили по формуле:
^ £>535-£>570 _
С =------------х16,
0,156
где С - оптическая плотность; D535 - длина волны равная 535 нм; D570- длина волны равная 570 нм. Содержание ТБК-активных продуктов выражали в мкмоль/л.
2. Изучение спонтанной окислительной модификации белков (ОМБ) проводилось по методу Levine R. L. в модификации Дубининой Е. Е. [3, 14].Спектрофотометрирование проводили при длинах волн 270, 274 и 363 нм. Результаты измерения представлены в еди -
ницах оптической плотности (усл. ед.). Изучение биохимических показателей проводили на спектрофотометре СФ 2000.
Цифровой материал обработан методом вариационной статистики. Вычислялся t-критерий Стьюдента с определением вероятности различия «Р» по таблице Фишера -Стьюдента. Различие признавалось существенным, если вероятность превышала 95% (0,05), причем «Р»- отличие от предыдущего срока наблюдения, «Рн» - отличие от нормы, «Рк» - от контроля.
Результаты исследований и их обсуждение. Изучение процессов в тканях единственной почки при введении белым крысам 40% раствора этанола выявило его токсическое влияние на них. Выявляется отставание в весе подопытных животных. К концу первой недели масса тела белых крыс достоверно снизилась до 168,66±6,33 г (Рк < 0,05). Через две недели масса тела животных возросла, но осталась недостоверно меньше массы тела в норме (179,22±9,29 г). Только через 1 месяц масса тела животных достигла показателей нормы.
К концу первой неделе (7 суток) после операции при макроскопическом исследовании обнаружено, что размеры и вес почки недостоверно возросли по сравнению с левой удаленной почкой. Так, к 7-м суткам после операции отмечается незначительный прирост веса органа в среднем на 8,71 ±1,60% (Рк < 0,1). При микроскопическом исследовании определяется значительное кровенаполнение клубочковых и внеклубочковых кровеносных капилляров коркового вещества почки. При морфометрическом исследовании обнаруживается, что в связи с этим на 7-е сутки после операции площадь клубочков почечных телец увеличивается в большей степени (2454,85±1,40 мкм2, Р < 0,05), чем площадь почечных телец (3324,85±2,86 мкм2, Рк < 0,1) , отчего просвет капсулы клубочков достоверно сужается до 870,26±4,17 мкм2.
Наблюдаются резко выраженные явления дистрофии эпителиоцитов проксимальных извитых канальцев, заключающиеся в исчезновении базальной исчерченности, десквамации щеточной каемки эпителия. Эпителиоциты проксимальиых извитых канальцев набухшие, высокие. Часть эпителия слущена в просвет канальцев. Площадь поперечного среза проксимальных извитых канальцев сравнима по размерам с нормой. Площадь эпителиоцитов возросла до 735,65±2,39 мкм2 (Рк < 0,01), в связи с чем просвет канальцев значительно сужен до 140,14±1,25 мкм2 (Рк < 0,01,) по сравнению с контролем. В эпителиоцитах дистальных извитых канальцев также выявляются дистрофические процессы.
Площадь поперечного среза дистальных извитых канальцев достоверно возросла до 680,55±3,56 мкм2 (Рн < 0,05), в связи с чем площадь их просвета достоверно увеличилась до 340,14±1,25 мкм2, Рн < 0,05. Площадь ядер эпителиоцитов проксимальных и дистальных извитых канальцев недостоверно больше нормы и, соответственно, равняется 20,05±2,85 мкм2 и 18,15±4,15 мкм2 (Рн < 0,1). В корковом веществе между канальцами отмечаются единичные лифогистиоцитарные инфильтраты, содержащие небольшое количество лейкоцитов. Стенка артериол коркового вещества отечна, просвет их сужен и заполнен эритроцитами. Просвет венул коркового вещества значительно расширен и заполнен эритроцитами. Отмечается полнокровие и интерстициальный отек мозгового вещества единственной почки в первую неделю после операции.
На второй неделе после операции (через 7-14 суток после операции) по сравнению с седьмыми сутками увеличивается вес почки до 0.636±0,075 г (Рк < 0,05). Площадь почечных телец достоверно возрастает до 5496,64±3,76 мкм2 (Рк < 0,05). В связи с кровенаполнением сосудистых клубочков площадь просвета капсулы клубочков достоверно сужена до 1207,51 ±2,58 мкм2 (Рк < 0,01).
Остаются выраженные явления дистрофии эпителиоцитов проксимальных извитых канальцев, заключающиеся в исчезновении базальной исчерченности, десквамации щеточной каемки эпителия. Эпителиоциты проксимальиых извитых канальцев набухшие, высокие. Часть эпителия слущена в просвет канальцев. В корковом веществе между канальцами отмечаются лифогистиоцитарные инфильтраты, содержащие небольшое коли -чество лейкоцитов. Базальные мембраны канальцев утолщены. Площадь проксимальных извитых канальцев достоверно возрастает до 1170,38+3,41 (Рк < 0,01), а эпителиоцитов -возрастает в меньшей степени по сравнению с предыдущим сроком наблюдения - до
896,62±2,26 мкм2, Р<0,05). В эпителиоцитах дистальных извитых канальцев также отмечаются явления дистрофии. Площадь ядер эпителиоцитов проксимальных и дистальных извитых канальцев увеличена по сравнению с предыдущим сроком наблюдения, соответственно, до 24,05±2,64 мкм2 и до 19,15±1,74 мкм2 (Р < 0,05). В корковом веществе стенки междольковых артерий выглядят утолщенными. Междольковые вены расширенны.
В следующие сроки наблюдения (30-90 суток после операции) вес почек несколько возрос, составляя в среднем 0,786±0,056 г. Его прирост равен 67,64±4,38%. Наряду с дистрофическими процессами в почечной ткани выявляются явления гипертрофии отделов нефрона. Площадь сосудистых клубочков достигла 4226,78±3,23 мкм2 в связи с явлениями гиперемии капилляров сосудистых клубочков, а почечных телец - 5617,73±2,46 мкм2 (Рк <
0,01). В связи с этим площадь просвета капсулы клубочков достоверно сужена до 1461,782±4,35 мкм2 (Рк<0,001). Остаются явления дистрофии эпителиоцитов проксимальных извитых канальцев, заключающиеся в исчезновении базальной исчерченности, десквамации щеточной каемки эпителия, зернистости и вакуолизации цитоплазмы. Наружная часть капулы клубочков утолщена. Отмечается очаговое утолщение базальных мембран капиллярных петель сосудистого клубочка. Между канальцами отмечается наличие широких прослоек соединительной ткани. В строме мозгового вещества также имеются более широкие прослойки соединительной ткани, чем в контроле.
Площадь поперечного сечения проксимальных извитых канальцев возрастает в большей степени (до 1182,04+2,63 мкм2, Рн < 0,01), чем площадь эпителия (797,54±4,84 мкм2, Рн < 0,01), поэтому просвет указанных канальцев достоверно расширяется до 4755,23±2,34 мкм2. Параметры дистальных извитых канальцев остаются такими же, как и в предыдущем сроке наблюдения. Площадь ядер эпителиоцитов проксимальных и дистальных извитых канальцев несколько увеличивается по сравнению с предыдущим сроком наблюдения, соответственно, до 26,85±3,70 мкм2 и до 19,85+3,70 мкм2 (Рк < 0,01).
Для изучения влияния алкоголя на обменные процессы определяли биохимические маркеры свободнорадикального окисления липидов и белков. При изучении показателей, характеризующих степень окислительного стресса, во всех сериях экспериментальных наблюдений имелся ряд изменений (табл. 1). Изменение содержания продуктов липопероксидации фиксировалось по содержанию вторичных продуктов (малоновый диальдегид - МДА). Содержание МДА оказалось повышенным как в контроле, так и в опыте при всех сроках алкогольной интоксикации, но в различной степени. Так превышение МДА в контроле было на 2,47 раза больше, чем в норме (Рн < 0,001), а в опыте в 1,5 раза больше по сравнению с контролем через 30 суток после алкоголизации (Рк < 0,001), оставаясь на этом уровне до конца эксперимента.
Таблица 1
Показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков (ОМБ) сыворотки крови в контроле и в опыте
Сроки (сутки) К-во крыс ПОЛ (X±SX, мкмоль/л) ОМБ (X±Sx, усл. ед.)
Контроль Опыт Контроль Опыт
Норма 18 2,75±0,79 2,75±0,79 0,17±0,01 0,17±0,01
30 6 6,80±0,64 10,38±0,53111 0,38±0,02 0,44±0,021
60 6 6,71 ±0,14 8,84±0,28111 0,37±0,01 0,46±0,041
90 6 5,78±1,71 8,58±0,41111 0,37±0,02 0,44±0,011
Примечание: значимость отличий от контроля
Рк < 0,05;
Рк < 0,001.
С целью изучения процессов окислительной модификации белков (ОМБ), нами были проведены исследования по определению карбонильных соединений, образующихся при модификации белков в состоянии окислительного стресса, вызванного воздействием алкоголем в различные сроки. Проведенные нами исследования показали повышение содержания карбонильных соединений в белках сыворотки крови при алкогольном поражении почки по сравнению с контролем начиная с 30 суток после алкоголизации.
Как показали исследования, белки сыворотки крови подвергались окислительной модификации, о чем свидетельствовали данные экспериментов. Так, превышение токсичных продуктов окислительной модификации белков в первой серии было в 2,24 раза больше,
чем в норме (Рн < 0,001), превышение во второй серии составило 1,16 раза через 30 суток наблюдения (Рк < 0,05), сохраняясь на этом уровне до конца эксперимента.
Полученные данные свидетельствуют о различных качественных и количественных морфофункциональных изменениях в единственной почке, оставшейся после нефрэктомии контрлатеральной при введении в организм 40% раствора этанола по сравнению с процессами, происходящими в контрольной единственной интактной почке.
1. В единственной интактной почке происходят процессы поэтапного развития компенсаторной гипертрофии органа.
2. Введенние в организм подопытных животных 40% этанола нарушало микроциркуляторные процессы в тканях единственной почки с развитием дистрофических процессов в эпителиоцитах извитых канальцев во все сроки наблюдения и склерозированием стромы в отдаленные сроки.
3. Этанол оказывает токсическое действие на паренхиму оперированной почки с замедлением темпов и уровня развития компенсаторной гипертрофии отделов нефрона единственной почки с сохранением ее этапности.
4. Выраженность и глубина морфологических изменений в почке при хронической алкогольной интоксикации коррелирует с динамикой количества вторичных продуктов свободно-радикального окисления липидов (малоновый диальдегид) и уровнем окислительной модификация белков в сыворотке крови достигающих максимальных показателей при 30 дневной алкогольной интоксикации.
Перспективы дальнейших исследований в данном направлении. Исходя из вышеизложенного возникает необходимость производить коррекцию возникших нарушений в тканях веществами, которые обладают универсальными протекторными свойствами.
1. Бабанин А. А. Морфологические изменения в яичниках при острых и хронических алкогольных интоксикациях / Бабанин А. А., Боровая Т. Г., Беловицкий О. В. // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранени. - Симферополь, 1996. - Т. 132, ч. 1. -С. 126-129.
2. Беловицкий О. В. К морфологии яичников при острой алкогольной интоксикации (экспериментальное исследование) / Беловицкий О. В. // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения, - 1996. - Т. 132, ч.1- С. 81--83.
3. Дубинина Е. Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод ее определения / Дубинина Е. Е., Бурмистров С. О., Ходов Д. А. // Вопросы мед. химии. - 1995. - № 1. - С.24-26.
4. Западнюк И. П. Лабораторные животные / Западнюк И. П. - Киев, «Вища школа», 1983. - 350 с.
5. К вопросу морфо- и органогенеза висцеральной патологии при алкогольных интоксикациях / Бабанин А.А., Беловицкий О.В., Скребкова О.Ю. [и др.] // Наукові записки: щорічник. - Київ. - 1997.-Вип. 1. - С. 29-30.
6. Кононяченко В. А. Алкоголизм и внутренние болезни / Кононяченко В. А. - Москва, 1983. - 70 с.
7. Лазарев К. Л. Характеристика адаптивных возможностей клеточных систем организма под воздействием ксенобиотиков / Лазарев К. Л., Шпак С. И. // Морфология, 1993. - Т. 105, вып. 9-10. - С. 180 - 181.
8. Лазарев К. Л. Морфофункциональная характеристика паренхиматозных органов в экологически неблагоприятных условиях / Лазарев К. Л., Шпак С. И., Вербов А. А. // Наукові записки з литань медицини, біологіі, химіі та сучасних технологій навчання - Киіів, 1997, с. 282-283.
9. Association of overt glomerulonephritis and liver disease: a study of 34 patients / Nochy D., Callard P., Bellon B., [et al.] // Clin. Nephrol. - 1976. - Vol. 6. - P. 422-427.
10. Biochem / Mihara M., Uchiyama M. [et al.]// Med. - 1980. - V. 23. - P. 302.
11. Dolle W. Alcoholische Nephropathie / Dolle W. // Therapie woche. - 1973. - Bd. 23. - S. 641-643.
12. Heuzil E. Metabolisme de l'alcohol aspects biochimiques modernes / Heuzil E., Bousquet F. // Sem. Hop. Oaris Therapeutique. - 1975. - 51. Hors Series jan. - P. 29-42.
13. Liber C. S. Metabolism of alcohol in Medical Disorders of alcoholism Pathogenesis and treatment / Liber C. S. // Philadelphia, WB Saunders. - 1982. - P. 1-42.
14. Meth. Enzymol. / Levine R.L., Garland D., Oliver C.N.[et al.] // - 1990/ - V. 186. - P. 464-478.
СТАН КОМПЕНСАТОРНИХ ПРОЦЕСІВ В ЄДИНІЙ НИРЦІ ТА РІВЕНЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕННЯ ЛІПІДІВ І БІЛКІВ ПРИ ВВЕДЕННІ В ОРГАНІЗМ ЕТАНОЛУ В ЕКСПЕРИМЕНТІ Сатаєва Т. П., Лазарєв К.Л., Захарова А.Н., Житова В.А.
Вивчена дія етанолу на стан тканин єдиної нирки, що залишилася після нефректомії, протягом трьох місяців після операції. Експеримент проведений на 60 білих щурах. Використані гістологічні, морфометричні і математичні методи дослідження. Встановлено, що введення в організм піддослідних тварин розчину етанолу порушувало мікроціркуляторні процеси в тканинах єдиної нирки з розвитком дистрофічних процесів в епітеліоцитах звитих канальців у всі терміни спостереження і склерозування строми у віддалені терміни. Вказані процеси уповільнили темпи розвитку і рівень компенсаторної гіпертрофії відділів нефрону нирки, що залишилася після нефректомії. Показники ПОЛ і ОМБ у сироватці крові значно перевищували відповідні їх значення в контролі (одностороння нефектомія).
Ключові слова: алкоголь, нирка, гіпертрофія, прооксидантно-антиоксидантна система, щури.
COMPENSATORY PROCESSES IN THE SINGLE KIDNEY AND THE LEVEL OF FATS AND ALBUMENS’ PEROXYDATION WHILE INTRODUCTING OF ETHANOL TO THE ORGANISM IN AN EXPERIMENT Sataeva T. P., Lazarev K.L., Zakharova A.N., Zhitova V.A.
The action of ethanol is studied on the state of tissues of the sigle kidney, left after nephrectomy, during three months after an operation. An experiment was conducted on 60 white rats. The histological, morphometric and mathematical methods of research were used. It is set that introduction to the organism of experimental animals of solution of ethanol has violated microcirculation processes tissues of the sigle kidney with the development of dystrophy processes in epitheliocytes of the coiled tubulis in all of terms of supervision and the fibrosis in remote terms. The indicated processes slowed the rates of development and level of the compensatory hypertrophy of departments of nephron of a single kidney. Indexes POF and OMA in the wheys of blood considerably exceeded their proper values in control (one-sided nephectomy).
Keywords: alcohol, kidney, hypertrophy,
oxydant-antioxydant system, rats.
УДК [611.71 +616.71 -001.5]-018.4:539.3/4
БІОМЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ІНТАКТНОЇ ТА ТРАВМОВАНОЇ КІСТКИ
їЛ
ов
ов
Фундаментальною властивістю кісткової тканини є її тривкість, яка забезпечує цілісність кісток при різних видах фізичних навантажень. Із біомеханічних позицій кістка - це матеріал, що працює в основному на стиск-розтягнення та на згин. Крім того, в скелеті бажане поєднання тривкості з низькою масою. Тому задача пошуку максимальної тривкості при двох режимах роботи доволі важка. Причина високої тривкості кісток пояснюється їх композиційною будовою, тобто поєднанням в їх структурі різних речовин (еластичного колагену та міцного апатиту кальцію), що забезпечує одночасно високу тривкість та еластичність. Макроскопічна будова довгих кісток скелету з наявністю кістковомозкового каналу також є еволюційним кроком для підвищення міцності. Під час деформації відбувається стискання верхніх шарів та розтягнення нижніх відділів кістки, в той час як матеріал в середній частині не отримує навантаження, а тільки збільшує масу органа. Розвиток довгих кісток в процесі еволюції призвів до зменшення маси тіла людини на 25% при збереженні тривкості скелета.
Відновлення кісткової тканини після перелому відбувається протягом тривалого часу та повинне завершитися повним відновленням структури та функції органа і, в першу чергу, його тривкісних показників. Розуміння механічних властивостей кістки в різні строки репаративного остеогенезу дозволить розробити оптимальні підходи до лікування переломів з використанням функціональних методів та дозованого фізичного навантаження, направленого на збільшення тривкісних характеристик.
Метою роботи було визначення показників тривкості на стиск та розтягнення великогомілкових кісток щурів в нормі та в різні періоди репаративного остеогенезу.
Матеріал та методи дослідження. В експерименті було задіяно 50 лабораторних щурів-самців 5-місячного віку. Першу серію склали 10 щурів, у яких проводили визначення
