CC BY
26
УДК 615.252.349.7:612.461.25:616.613-003.7
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ, ПОВЫШАЮЩИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТКАНЕЙ К ИНСУЛИНУ, НА КОНЦЕНТРАЦИЮ МОЧЕВОЙ КИСЛОТЫ В ПЛАЗМЕ КРОВИ и кислотность МОЧИ КРЫС В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО УРАТНОГО НЕФРОЛИТИАЗА
Алтайский государственный медицинский университет, г. Барнаул
Перфильев В.Ю., Зверев Я.Ф., Брюханов В.М., Лукьяненко Д.Ю., Лысенко И.В.
Целью данного исследования является оценка влияния метформиш, дапаглифлозина и пиоглитазона на уровень рН мочи и содержание мочевой кислоты в плазме крови при профилактическом и лечебном режимах введения лекарственных средств в условиях экспериментального уратного нефролитиаза. Для формирования уратной нефропатии у крыс использовали классическую модель ингибирования ури-казы. В качестве средств, повышающих чувствительность тканей к инсулину, применялись субстанции метформина, дапаглифлозина и пиоглитазона. По окончании эксперимента определяли уровень рН мочи и содержание МК в крови крыс, полученной после декапитации. Длительное применение метформина и пиоглитазона в профилактическом режиме в условиях экспериментального уратного нефролитиаза позволяет повысить уровень рН мочи. Дапаглифлозин вне зависимости от режима введения вызывает снижение уровня рН мочи. Применение метформина, пиоглитазона и дапаглифлозина в обоих режимах значительно уменьшает концентрацию мочевой кислоты в плазме крови крыс. Ключевые слова: метформин, дапаглифлозин, пиоглитазон, экспериментальный уратный нефроли-тиаз, профилактика, лечение.
The purpose of this study is to evaluate the influence of metformin, dapagliflozin and pioglitazone on the urine pH level and plasma level of uric acid during preventive and therapeutic drug administration in experimental urate nephrolithiasis. Subjects and methods. To form urate nephrolithiasis we used earlier repeated classic model ofuricase inhibition that causes hyperuricemia in rats. We used metformin, dapagliflozin and pioglitazone as drugs increasing insulin sensitivity. At the end of the experiment we measured the urine pH level and UA level in the blood of rats after their decapitation. Results. Long-term preventive administration of metformin and pioglitazone during experimental urate nephrolithiasis allows to increase the urine pH level. Dapagliflozin causes the reduction of the urine pH level regardless of the type of drug administration. Both types of metformin, pioglitazone and dapagliflozin administration to experimental animals significantly reduce plasma level of uric acid in.
Key words: metformin, dapagliflozin, pioglitazone, experimental urate nephrolithiasis, prevention, therapy.
Уратный нефролитиаз - патологический процесс, возникающий вследствие нарушения пуринового обмена, приводящего к гиперу-рикемии и гиперурикозурии, и сопровождающийся отложением в почках кристаллов мочевой кислоты (МК). В то же время химическая природа уратных конкрементов такова, что под воздействием определённых физико-химических факторов они могут полностью растворяться [1]. Фармакологическая модуляция таких факторов может способствовать эффективному и безопасному литолизу уратных камней, в связи с чем имеет высокую актуальность.
Сегодня не вызывает сомнений взаимосвязь уратного нефролитиаза с метаболическим синдромом (МС) [2]. По статистике частота развития уратного нефролитиаза у пациентов с МС достигает 21,9% против 4,1% без такового [3]. Изучение особенностей патогенеза МС позволили выявить инсулин-зависимую ацидификацию мочи, которая провоцирует формирование
уратных камней. При этом известно, что одними из главных факторов, которые способствуют формированию уратных микролитов, являются ацидификация мочи и гиперурикемия [4].
Учитывая вышесказанное, мы предположили, что применение препаратов, повышающих чувствительность тканей к инсулину, может привести к уменьшению выраженности факторов, способствующих формированию уратных камней.
Цель исследования: оценить влияние метформина, дапаглифлозина и пиоглитазона на уровень рН мочи и содержание мочевой кислоты в плазме крови при профилактическом и лечебном режимах введения лекарственных средств в условиях экспериментального уратного нефролитиаза.
Материал и методы
Работа проведена на 102 крысах-самцах сток Вистар массой 220-310 г. Животные находились
в индивидуальных клетках, приспособленных для сбора мочи. Условия содержания соответствовали требованиям Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986).
Для формирования уратного нефролитиаза у крыс использовали воспроизведённую нами ранее классическую модель ингибирования уриказы, вызывающую развитие гиперурике-мии у грызунов [5].
В качестве средств, повышающих чувствительность тканей к инсулину, применялись субстанции метформина, дапаглифлозина и пиог-литазона.
Синтетическое противодиабетическое средство - производное бигуанида метформин -повышает чувствительность тканей к инсулину путём увеличения аффинности инсулиновых рецепторов, изменения их конформации и стимуляции рецепторных и пострецепторных путей [6,7].
При изучении активности каждого препарата животных делили на три группы. Контрольная группа в качестве диеты в течение трёх недель ежедневно свободно потребляла по 20 г стандартной лабораторной смеси, содержавшей 500 мг/кг оксониевой кислоты и 1000 мг/кг МК. Вторая группа (группа «Профилактика») в профилактическом режиме на протяжении такого же периода времени дополнительно получала внутрь лекарственный препарат. Животным из третьей группы (группа «Лечение») вводили препарат в той же дозе с 11-го по 21-й день эксперимента.
По окончании эксперимента определяли уровень рН мочи и содержание МК в крови крыс, полученной после декапитации.
Для расчётов и статистической обработки использовались компьютерные программы Microsoft Office Excel 2003 (Microsoft Corporation, США) и Sigma-Stat 3.5 (Systat Software Inc., США). Для сравнения трёх групп между собой использовали ранговый анализ вариаций по Краскелу-Уоллису. Для проведения апостериорных попарных сравнений применяли непараметрический критерий Манна-Уитни. Данные представляли в виде медианы и интерквартиль-
Представитель нового класса пероральных ингибиторов натрий-глюкозного котранспор-тера второго типа - дапаглифлозин - компенсаторно повышает восприимчивость инсулиновых рецепторов на фоне снижения реабсорбции глюкозы в почках путём ингибирования ЭИЛ1 2 в эпителиоцитах канальцев [7].
Производное тиозалидиндиона пиоглита-зон увеличивает количество инсулиновых рецепторов на клеточной мембране путём активации ядерных РРАК-у рецепторов [7,8].
Препараты экспериментальным животным вводили в двух режимах: профилактическом и лечебном. Все используемые средства вводились внутрижелудочно в виде 2% крахмальной взвеси.
Суточные дозы лекарственных средств рассчитывали по формуле межвидового переноса на основании терапевтических доз, использующихся у человека [9].
ного размаха - Ме (25%; 75%). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05 [10].
Результаты и обсуждение
В ходе эксперимента выяснилось, что как профилактическое, так и лечебное применение метформина существенно облегчило течение экспериментального уратного нефролитиаза. Оказалось, что на фоне длительного введения препарата наблюдалось значительное снижение плазменной концентрации МК: контрольная группа - 1,4 (1,2; 1,8) мг/дл, группа «Профилактика» - 1,1 (0,8; 1,2) мг/дл (р = 0,009 в сравнении с контролем), группа «Лечение» -1,0 (0,7; 1,2) мг/дл (р = 0,013 в сравнении с контролем).
В результате длительного применения дапаглифлозина к окончанию периода наблюдения концентрация мочевой кислоты в плазме значительно снижалась в группе «Профилактика» и в группе «Лечение» по сравнению с контрольными показателями: контрольная группа - 1,3 (1,1; 1,8) мг/дл, группа «Профилактика» - 0,8 (0,7; 1,0) мг/дл (р = 0,006 в сравнении с контролем), группа «Лечение» - 0,7 (0,6; 0,8) мг/дл (р = 0,005 в сравнении с контролем).
Таблица 1
Дозы препаратов, изменяющих чувствительность тканей к инсулину
Вещество Суточная доза для человека, мг/кг Суточная доза для крысы, мг/кг
Метформин 12,5 150,0
Дапаглифлозин 0,125 0,7
Пиоглитазон 0,375 2,2
Введение пиоглитазона животным с экспериментальным уратным нефролитиазом как в профилактическом, так и в лечебном режиме привело к снижению концентрации МК в плазме экспериментальных особей по сравнению с контрольной группой: контрольная группа -1,3 (1,1; 1,5) мг/дл, группа «Профилактика» -1,1 (0,9; 1,1) мг/дл (р = 0,007 в сравнении с контро-
лем), группа «Лечение» - 0,9 (0,8; 1,1) мг/дл (р = 0,002 в сравнении с контролем).
Полученные результаты подтверждают мнение о том, что действие метформина, дапаг-лифлозина и пиоглитазона не ограничивается вмешательством в метаболизм углеводов, а является более обширным, затрагивая и другие виды обмена, в том числе и пуриновый [11].
Таблица 2
Показатели рН мочи у крыс с экспериментальным уратным нефролитиазом
Группа Метформин Дапаглифлозин Пиоглитазон
Контроль 6,8 (6,5; 6,9) 6,8 (6,5; 6,9) 6,8 (6,6; 7,4)
Профилактика 7,9 (7,5; 8,2) 6,1 (5,9; 6,2) 7,8 (7,5; 8,6)
Лечение 7,0 (6,6; 7,4) 5,9 (5,3; 6,6) 7,5 (7,2; 8,0)
Критерий Краскела-Уоллиса
Р 0,003 0,003 0,011
Критерий Манна-Уитни
р, «К» и «П» 0,002 <0,001 0,013
р, «К» и «Л» 0,102 0,037 0,058
р, «П» и «Л» 0,030 0,732 0,064
Примечание: р - уровень статистической достоверности. «К» и «П» - контрольная группа по отношению к группе «Профилактика»; «К» и «Л» - контрольная группа по отношению к группе «Лечение»; «П» и «Л» - группа «Профилактика» по отношению к группе «Лечение».
Учитывая важность изменения рН в патогенезе уратного нефролитиаза, необходимо отметить, что применение метформина и пиоглитазона привело к сдвигу рН мочи в щелочную сторону в сравнении с контролем, достигавшим достоверных значений в группе «Профилактика» и проявившимся в виде тенденции в группе «Лечение» (Таблица 2).
Как отмечалось выше, в ацидификации мочи важную роль играет инсулинорезистентность. Установлено, что инсулин, активируя собственные рецепторы в почечных канальцах, стимулирует активность изоформы 3 Ыа+/Н+ обменника, который обеспечивает прямой транспорт МН3 в просвет канальца [12]. Таким образом, инсулинорезистентность приводит к снижению образования и секреции аммония, что и способствует ацидификации мочи. Вероятно, метформин и пиоглитазон, повышая чувствительность инсулиновых рецепторов почечных канальцев к инсулину, активируют функцию изоформы 3 №+/Н+ обменника и, как следствие, транспорт ЫН3 в просвет почечного канальца, что и приводит к повышению рН мочи, что следует признать важным благоприятным эффектом.
Однако необходимо отметить, что применение дапаглифлозина как в профилактическом, так и в лечебном режимах, как следует из таблицы 2, привело к некоторому сдвигу рН мочи в кислую сторону по сравнению с контрольными значениями: в группе «Профилак-
тика» на 10%, в группе «Лечение» на 13%. Этот, на первый взгляд, неожиданный результат можно объяснить следующим образом. Как установлено, в результате применения дапаглифлозина снижается совместная реабсорб-ция натрия и глюкозы в почечных канальцах, что обусловлено прямым ингибированием в почках глюкозного котранспортера 5СЬТ2. Это влечёт повышение концентрации ионов натрия в проксимальных почечных канальцах и компенсаторную активацию механизмов, ответственных за их реабсорбцию в более дистальных отделах. Как известно, важную роль в регуляции кислотности мочи играет Ыа+/Н+ обменник. Он локализован на апикальной мембране эпителиоцита в конечных отделах проксимальных канальцев и обеспечивает реабсорбцию ионов натрия в клетку в обмен на протоны, которые образуются в моче в результате распада угольной кислоты [13]. При повышении концентрации ионов натрия в протекающей по канальцу жидкости, поступившей из вышележащих отделов, интенсивность работы обменника, очевидно, возрастает, что, несмотря на аммиачный буфер, ведёт к сдвигу рН мочи в кислую сторону. Не исключено также, что снижение рН мочи - это результат системного эугликемического кетоацидоза, который может возникнуть в условиях селективного ингибирования транспортера БСЬТ2 под влиянием дапаглифлозина [14].
Заключение
Длительное применение метформина и пиоглитазона в профилактическом режиме в условиях экспериментального уратного нефро-литиаза позволяет повысить уровень рН мочи, что является важным положительным эффектом. Дапаглифлозин вне зависимости от режима введения вызывает снижение уровня рН мочи. Введение экспериментальным животным метформина, пиоглитазона и дапаглифлозина в обоих режимах значительно уменьшает концентрацию мочевой кислоты в плазме крови крыс, что независимо от рН мочи является важным благоприятным признаком.
Список литературы
1. Рапопорт Л.М., Цариченко Д.Г., Саенко B.C. и др. Роль литолитической терапии в лечении мочекаменной болезни. Эффективная фармакотерапия. 2015; 49: 10-12.
2. Калинченко, С.Ю., Тюзиков И.А. Метаболический синдром и уролитиаз (литературный обзор). Медицинский алфавит. Больница. 2011; 6 (том 3): 33-40.
3. Akman Т., Binbay М., Erbin A. et al. The impact of metabolic syndrome on long-term outcomes of ercutaneous nephrolithotomy (PCNL). BJU international. 2012; 11 (vol.110): 1079-1083.
4. Зверев, Я.Ф., Брюханов B.M. Современный взгляд на механизмы развития уратного нефролитиаза. Клин, нефролог. 2015; (том 5-6): 39-47.
5. Перфильев В.Ю., Зверев Я.Ф., Брюханов В.М., Черданцева Т.М., Бобров И.П. Успешный опыт моделирования урат-ной нефропатии у крыс. Нефрология. 2016.4 (20): 93-97.
6. Александров, А.А. Метформин - «Миледи» сахарного диабета. Русский медицинский журнал. 2012; 14 (том 20): 666-670.
7. Евсина, М.Г., Чеписова М.В., Вишнева Е.М. Органопротективные свойства ос-
новных групп сахароснижающих лекарственных препаратов. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6-0: 308.
8. Александров, А.А. Тиазолидиндионы - агонисты гамма-рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом: «Что в имени тебе моём?» Русский медицинский журнал. 2011; 13 (том 19): 847-852.
9. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Под общей ред. чл.-корр. РАМН, проф. Р.У. Хабриева. Москва, 2005.
10. Гржибовский, A.M. Анализ трёх и более независимых групп количественных данных. Экология человека. 2008; 3:50-58.
11. Daskalopoulou, S.S., Mikhailidis D.P., Elis-af M. Prevention and treatment of the metabolic syndrome. Angiology. 2004; 55: 31453152.
12. Curthoys N.P. Renal ammonium ion production and excretion. In: Alpem R.J., Caplan M., Мое O.W. eds. Seldin and Giebisch's The Kidney Physiology and Pathophysiology 2013; 5:1995-2019.
13. Вандер, А. Физиология почек. Под ред. Ю.В. Наточина (Пер. с англ. Г.А. Лаписа). СПб, 2000.
14. Rosenstock, J. Ferrannini Е. Euglycemic Diabetic Ketoacidosis: A Predictable, Detectable, and Preventable Safety Concern With SGLT2 Inhibitors. Diabetes Care, 2015; 9:1638-1642.
Контактные данные:
Автор, ответственный за переписку - Перфильев Вячеслав Юрьевич, преподаватель кафедры фармакологии ФГБОУ ВО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Барнаул. 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 40. Тел.: (3852) 241859. Email: [email protected]
