CC BY
20
функциональных показателей сперматазоидов у половозрелых крыс под действием этилового эфира а-бромизовалериановой кислоты при внутрижелудочном введении в дозах 32,8 мг/кг и 6,56 мг/кг. Изменений исследованных показателей не выявлено, за исключением значительного увеличения относительной массы семенников. Данный факт может трактоваться как потенциальная гонадотоксичность соединения. Полученные данные являются основанием для проведения дальнейших исследований состояния морфологических показателей сперматогенного эпителия.
Ключевые слова: гонадотоксическое действие, этиловый эфир а-бромизовалериановой кислоты, лабораторные крысы
Стаття надшшла 3.03.2016 р. УДК 616.61-008.64-036.11-08-092.9
functional values of spermatozoa in adult rats which received 32.8 mg / kg and 6.56 mg / kg of ethyl a-bromo-isovalerate directly to stomach. The only changes to be observed was a significant increase of relative weight of the testicles. Such an effect could be considered as an eventual gonadotoxicity of the compound. Received data can be used in further studies in order to better understand the changes of morphological values of seminiferous epithelium in rats.
Key words: gonadotoxic effect, ethyl ester of a-bromoisovaleric acid, laboratory rats
ВПЛИВ АПОПТОЗ-1НДУКОВАНИХ МЕЗЕНХ1МАЛЬНИХ СТОВБУРОВИХ КЛ1ТИН НА ФУНКЦ1Ю НИРОК ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО1 ГОСТРО1 НИРКОВО1
НЕДОСТАТНОСТ1
В статп приведет дослщження рiвня продукпв азотистого обмшу в кровi лабораторних тварин - щурiв, що перенесли експериментальну гостру ниркову недостаттсть i змши цих показниюв на фот введення суспензп мезенхiмальних стовбурових клтн, яю були культивоват в апоптоз-шдукованому середовищь Стовбуровi к^тини отримували з юсткового мозку здорових щурiв i культивували !х з додаванням до стандартного середовища гомогената нирково! тканини тварин, яю перенесли гостру ниркову недостаттсть за три доби до експерименту, таким чином створюючи апоптоз-тдуковат умови. Отримат данi свiдчать про рiзке збiльшення в кровi тварин, яю перенесли гостру ниркову недостатнiсть продукпв азотистого обмiну, як маркерiв ураження нирково! функцii. Внутрiшньовенне введення тваринам суспензп мезенхiмальних стовбурових клiтин значно покращувало бiохiмiчнi показники лабораторних щурiв.
Ключовi слова: гостра ниркова недостаттсть, мезенхiмальнi стовбуровi клiтини, апоптоз, креатинш, сечовина.
Робота е фрагментом НДР «Мехашзми апоптозу в культурах клтин i репарацшш процеси в тканинах» (№ державно!реестраци 011Ш001159).
Медична наука останшх роюв прид1ляе велику увагу вивченню питания проблеми ше]шчних ниркових захворювань, що пов'язано з постшним зростаииям кшькосп хворих на цю патолопю i високим вщсотком смертиостi вщ не! [1]. Труднощ1 складае i своечасна дiагиостика ниркових хвороб 1 адекватна !х корекщя, що зумовлено швидким розвитком вторинних полiоргаииих уражень [7].
Одним з найбшьш загрозливих 1шем1чних сташв нирково! тканини е гостра ниркова недостаттсть (ГНН) - патолопя, зростання яко! в останш роки зумовлена несприятливими побутово-сощальними умовами, безконтрольним використанням лшарських засоб1в, маючих нефротоксичний ефект та попршенням якост питно! води [9, 10].
Гостра ниркова недостаттсть - це тяжкий патолопчний стан, який може супроводжувати хрошчш захворшня сечовивщно! системи, що важко тддаеться корекцп медикаментозними засобами. Важливу роль у розвитку цього патолопчного стану вщпрае апоптоз - процес запрограмовано! клiтиииоi загибел1, що може бути розглянутий як захисна реакщя оргашзму на процес ураження [2].
За умов посттного пошуку нових, бшьш ефективних засобiв фармакотерапп iшемiчиих уражень р1зних оргаиiв ! систем, велику увагу придшяють розробщ альтернативних методiв лiкуваиия, таких як застосування кттинних техиологiй. На сьогодш ктшчно i експериментально доведено ефектившсть застосування терапii стовбуровими клiтииами таких патолопчних стаиiв як iшемiчиi ураження серцево-судинно! системи i м'язово! тканини, ошкова хвороба, геиералiзоваиi запальиi процеси [3, 5, 6].
Наведет дат, тдтверджуюч! доцшьнють використання мезеихiмальиих стовбурових кттин (МСК), в лiкуваииi гострих i хрошчних уражень нирок [11, 12]. Для вивчення глибини порушення нирково! функцп ! !! вщновлення, за умов застосування лiкарських засоб!в, зазвичай оцшюють коицеитрацiю в кров1 продукпв азотистого о6м1ну - креатишну i сечовини, як в норм1 екскретуються з оргаиiзму з сечею [4].
Метою роботи було встановити змши у функцп нирок в умовах моделювання експериментально! гостро! нирково! недостатност! на тл застосування мезенх!мальних
стовбурових клггин, культивованих в апоптоз^ндукованому середовищi i порiвняння !х ефективностi з стовбуровими клiтинами, культивованими в класичних умовах.
Матерiал та методи дослiдження. Дослщження було виконано на 52 безпородних бших щурах-самцях вiком 14-16 тижтв i вагою 200-250 грамiв, згщно норм Свропейсько! конвенци про захист прав тварин. Експериментальна гостра ниркова недостатнiсть моделювалася в умовах лаборатори шляхом перетискання обох ниркових тжок на 30 хвилин за типом iшемiя-реперфузiя. Операцiя проводилася пiд ефiрним наркозом.
Мезенхiмальнi стовбуровi клiтини отримували з кiсткового мозку стегнових i великогомiлкових кiсток здорових лабораторних щурiв. Культивування одних зразкiв мезенхiмальних кттин проводили в умовах стерильно! лаборатори у СО2 шкубатор^ на живильному середовищi 1ГЛА-МЕМ, збагаченому 10% телячою сироваткою з додаванням антибiотику та Ь-глутамшу впродовж 12 днiв. Друп зразки МСК було культивовано у апоптоз-iндукованих умовах, досягнутих шляхом додавання до зазначеного живильного середовища гомогенату нирково! тканини щурiв, яким було змодельовано експериментальну гостру ниркову недостатнiсть по моделi iшемiя-реперфузiя за три доби до забою. Забш проводили тд тiопенталовим наркозом шляхом декаштаци, нирки тварин вилучали одразу тсля забою i гомогенiзували !х в стерильних умовах.
Суспензiю мезенхiмальних стовбурових клiтин вводили експериментальним тваринам у хвостову вену через годину тсля операци - 5 мшьйотв нянин. Усi тварини були подшеш на 4 групи: I група - iнтактнi тварини (11 тварин), II група - тварини, яким було змодельовано гостру ниркову недостатшсть (13 тварин), III група - тварини, яким тсля моделювання експериментально! гостро! нирково! недостатносп вводили мезенхiмальнi стовбуровi клiтини, культивованi у стандартних умовах (15 тварин), IV- тварини, яким тсля моделювання ГНН вводили мезенхiмальнi клнини, культивованi в апоптоз-шдукованих умовах (13 тварин). Рiвень креатишну i сечовини в сироватцi кровi визначали стандартними методами на 3, 7 i 14 добу тсля формування ГНН [8].
Отриманi результати оброблялися з використанням статистичного коефщенту Стьюдента (1) iз застосуванням програмного пакету обробки даних 81ай8йеа 6.0.
Результати дослщження та 1х обговорення. В ходi роботи було виявлено рiзке зростання концентрацi! сечовини i креатинiну в кровi лабораторних тварин, як перенесли експериментальну гостру ниркову недостатшсть, в порiвняннi з показниками штактно! групи. Так на 3 добу дослщження рiвень сечовини в плазмi кровi тварин II групи у 1,89 разiв перевищував показники штактно! групи.
На 7 добу з моменту операци по моделюванню експериментально! ГНН вмют сечовини у кровi тварин II групи перевищував такий у I груш у 3,51 разiв. На 14 добу дослщження концентращя сечовини у кровi щурiв, що перенесли експериментальну ГНН дещо знижувався, але все ж залишався вищiм за показники штактно! групи у 2,56 разiв.
Результати, яю були отриманi нами у III груш тварин - тсля введення !м внутрiшньовенно суспензi! мезенхiмальних стовбурових клiтин, культивованих в стандартних умовах -вiдрiзнялися вiд попередшх.
Так, на 3 добу тсля операци моделювання гостро! нирково! недостатносп i введення МСК рiвень сечовини в кровi тварин складав 7,51 ± 1,04 ммоль/л, що перевищувало показники iнтактно! групи в 1,59 разiв, але було на 18,9% (р<0,05) нижче за результати, отримаш у II групi на вщповщну добу експерименту. На 7 добу дослщження концентращя сечовини у плазмi кровi тварин пiсля введення культури МСК перевищувала показники iнтактно! групи в 1,27 разiв i була нижче за результати тварин, яю не отримували ш'екщю мезенимальних стовбурових клнин на 50,37% (р<0,05).
У IV груш тварин, яю отримували пiсля операци по моделюванню ГНН ш'екщю мезенхiмальних стовбурових клнин, культивованих в апоптоз-шдукованому оточеннi на 3 добу експерименту рiвень сечовини становив 6,12 ± 0,17 ммоль/л, що перевищувало показники штактно! групи 1,38 разiв, але було нижче результанв, отриманих в II i III групах у 1,46 i 1,23 рази вщповщно. На 7 добу рiвень сечовини в кровi тварин IV групи перевищував результати штактно! групи в 1,83 рази, залишаючись нижче результанв, отриманих у тварин, яю перенесли ГНН без введення мезенхiмальних стовбурових клнин в 1,93 рази i нижче результатiв отриманих пiсля ш'екци МСК, культивованих в стандартних умовах в 1,36 разiв. На 14 добу дослщження показники концентраци даного метаболну практично порiвнювався з результатами штактно!
групи, перевищуючи !х всього на 8,47% (р<0,05) i будучи нижчими за результати отримаш у II i III групах в 2,34 i 1,17 разiв вщповщно (таблиця 1).
Под16ш картина спостерiгалася i шд час визначення коицеитрацii креатииiну в плазмi кров1 лабораторних тварин. Рiзке тдвищення !! в II грут, пор1внюючи з iитактиими тваринами спостерiгалося на 3, 7 i 14 добу експерименту (у 3,48, 11,03 i 5,72 рази вщповщно). Введення суспензи мезеихiмальиих стовбурових кл^ин, культивованих в стандартних умовах характеризувалося зниженням концентрацп цього метаболiту в кров1 тварин III групи, вщносно II групи (р<0,05).
Таблиця 1
Концентрацiя сечовини в кров1 щурiв, якi перенесли експериментальну ГНН на фонi
введення мезенхiмальних стовбурових кштин
3 доба еэксперименту 7 доба еэксперименту 14 доба еэксперименту
1нтактн1 тварини (I група) 4,72 ммоль/л ± 0,16 4,72 ммоль/л ± 0,16 4,72 ммоль/л ± 0,16
ГНН (II група) 8,93 ммоль/л ± 0,56* 16,56 ммоль/л ± 1,07* 12,11 ммоль/л ± 0,72*
ГНН + класичш МСК (III група) 7,51 ммоль/л ±1,04*л 11,62 ммоль/л ± 0,98*л 6,01 ммоль/л ± 0,17*л
ГНН + апоптоз-шдуковаш МСК (IV група) 6,12 ммоль/л ± 0,21 *л"1 8,56 ммоль/л ± 0,19*л" 5,12 ммоль/л ± 0,14*л"'
Примiтки: 1. * - достсшршсть змш щодо штактао! групи, 2. III групи (*л"' - p<0,05).
- Д0ст0вiрнiсть 3MiH щодо II групи, 3. - достсшршсть змш, щодо
На 3 добу дослщження концентращя креатиншу в плазм1 щур1в III групи було у 1,26 раз1в нище за показники II групи, але в 2,76 раз1в вищою за штактт показники. На 7 добу р1вень креатиншу дещо зростав, залишаючись нижчим за показники тварин, яким шсля моделювання ГНН не вводили МСК у 1,86 раз1в. На 14 добу його р1вень знижувався, становлячи 63,98 ± 8,72 мкмоль/л, що все ще перевищувало показники штактних тварин у 1,75 раз1в.
На фот введення апоптоз^ндукованих мезенх1мальних кттин тваринам IV групи на 3 добу шсля операщ! р1вень креатишну кров1 перевищував показники штактно!' групи на 58%, але був нижче за показники II i III груп у 1,46 i 1,15 раз1в вщповщно. На 7 добу експерименту концентращя креатинiну сягала 101,17 ±9,52 мкмоль/л, що перевищувало показники штактних тварин майже у 2,77 разiв, але було нижче даних, отриманих у II i III групах. На 14 добу дослщження рiвень креатиншу майже дорiвнював показникам I групи тварин, будучи вищiм за них всього на 29,3% (таблиця 2).
Таблиця 2
Концентращя креатиншу в кров1 щурiв, якi перенесли експериментальну ГНН на фот
3 доба еэксперименту 7 доба еэксперименту 14 доба еэксперименту
1нтактн1 тварини (I група) 36,62 мкмоль/л ± 8,16 36,62 мкмоль/л ± 8,16 36,62 мкмоль/л ± 8,16
ГНН (II група) 127,54 мкмоль/л ± 7,52* 404,04 мкмоль/л ± 9,14* 209,34 мкмоль/л ± 8,06*
ГНН + класичш МСК (III група) 100,92 мкмоль/л ± 9,05 *л 217,09 мкмоль/л ± 7,42*л 63,98 мкмоль/л ± 8,72*л
ГНН + апоптоз-шдуковаш МСК (IV група) 87,59 мкмоль/л ± 8,22^ 101.17 мкмоль/л ± 952*л" 51.76 мкмоль/л ± 6,14*л"'
Примггки: 1. * - достовiриiсть змш щодо штактао1 групи, 2. л - достстаршсть змiи щодо II групи, 3. ^ - достсшршсть змiи, щодо III групи (*л"1 - p<0,05).
Отриманi данi свщчать, що функцiональна активнiсть нирок у лабораторних тварин, яю перенесли експериментальну гостру ниркову недостатнiсть знижуеться, що е найбiльш помiтним на 7 добу з моменту моделювання патолопчного процесу. Застосування терапп мезенхiмальними стовбуровими клiтинами, особливо культивованими в апоптоз^ндукованих умовах, демонструе покращення нирково!' функцп (стосовно показникiв концентрацп в кровi креатинiну i сечовини) на вс днi дослiджения, з майже наближенням до iнтактних показникiв через 14 дiб. Це може свiдчити про активащю компенсаторних систем в нирковш тканинi мезенимальними стовбуровими клiтинами i бiльш швидким протiканиям репаративних процешв, якi стимулюються застосуванням апоптоз-iндукованих МСК.
У тварин, як перенесли експериментальну гостру ниркову недостатшсть i не отримували iи'екцii мезенхiмальиих стовбурових кл1тин, спостерiгалося пiдвищеиия в кров1 маркерiв, як свiдчать про погiршеиия нирково! функцп. Застосування для корекцп даних змш мезенимальних
стовбурових кттин дало позитивний ефект, а терашя МСК, культивованими в апоптоз-iндукованих умовах скоротила термш наявностi цих патолопчних 3míh.
Перспектиеи подальших розробок у даному напрямку: у подальшому плануетъся вивчити мехашзм впливу апоптоз-шдукованого оточення на процеси nролiферацu i диференщювання мезенхiмальних стовбурових клтин.
1. Багдасарова I. В. Хрошчна хвороба нирок у д1тей та стан замюно! нирково! терапп в Укра1ш / I. В. Багдасарова, С. П. Фомша // Укра'шський журнал нефрологи та д1ал1зу. - 2015. - № 1. - С. 3-7.
2. Бурлака £. А. Порушення в систем1 контролю апоптозу при хрошчному гломерулонефрит у д1тей / G. А. Бурлака // Експериментальна та клшчна ф1з1олог1я i б1ох1м1я. - 2015. - № 1. - С. 39-45.
3. Галстян Г. М. Применение мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток для лечения сепсиса / Г. М. Галстян, П. М. Макарова, Е. Н. Паровичникова // Анестезиология и реаниматология. - 2015. - № 5. - С. 59-65.
4. Джиоев И. Г. Механизмы водовыделительной функции почек при экспериментальной острой почечной недостаточности на фоне гиперкальциемии / И. Г. Джиоев, А. В. Козаев, Б. Н. Кабоева [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2014. - №10 (10). - С. 1924-1928.
5. Зорина А. И. Перспективы использования стволовых клеток, обладающих миогенным потенциалом, в лечении заболеваний скелетных мышц: обзор исследований. Ч. 2 Популяции стволовых клеток мышечного и немышечного происхождения / А. И. Зорина, А. А. Пулин, П. Б. Копнин [и др.] // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2015. - Т. 59, № 3. - С. 106-117.
6. Козель А. И. Новые аспекты клеточной терапии ишемических заболеваний сердца / А. И. Козель, Е. С. Головнева, Т. Г Кравченко [и др.] // Вестник новых медицинских технологий. - 2015. - Т. 22, № 3. - С. 165-171.
7. Хорошилов С. Е. Возможности медикаментозной нефропротекции и профилактики острой почечной недостаточности / С. Е. Хорошилов, А. В. Никулин // Буковинський медичний вюник. - 2012. - Т. 16, № 3 (2). - С. 31-35.
8. Чеботарёва А. А. Изменение состояния системы антиоксидантной защиты в условиях введения апоптоз-индуцированных мезенхимальных стволовых клеток на фоне экспериментальной острой почечной недостаточности / А. А. Чеботарёва, И. А. Комаревцева // Человек и его здоровье. - 2015. - № 3. - С. 101-104.
9. Cerda J. Promoting Kidney Function Recoveryin Patients with AKIR equiring RRT / J. Cerda, K. D. Liu, D. N. Cruz, et al. // Clin. J. Am. Soc. Nephrol. - 2015. - № 10-10. - Р. 1859-1867
10. Heung M. Acute kidney injury: gateway to chronic kidney disease / M. Heung, L. S. Chawla // Nephron. Clinical practice. -2014. - № 127 (1-4). - Р. 30-34.
11. Humphreys B.D. Kidney injury, stem cells and regeneration / B.D. Humphreys // Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. - 2014. -№ 1. - Р. 25-31.
12. Rivera J. A. Update on the management of chronic kidney disease / J. A. Rivera, A. M. O'Hare, G. M. Harper // Am. Fam. Physician. -2012. - № 86. - Р. 749-754.
ВЛИЯНИЕ АПОПТОЗ-ИНДУЦИРОВАННЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК НА
ФУНКЦИЮ ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОСТРОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ Чеботарёва А. А.
В статье приведены исследования уровня продуктов азотистого обмена в крови лабораторных животных - крыс, перенесших экспериментальную острую почечную недостаточность и изменения этих показателей на фоне введения суспензии мезенхимальных стволовых клеток, культивированных в апоптоз-индуцированном окружении. Стволовые клетки получали из костного мозга здоровых крыс и культивировали с добавлением к стандартной среде гомогената почечной ткани животных, перенесших острую почечную недостаточность за трое суток до эксперимента, таким образом создавая апоптоз-индуцированные условия. Полученные данные свидетельствуют о резком повышении в крови животных, перенесших острую почечную недостаточность, продуктов азотистого обмена, как маркеров поражения почечной функции. Внутривенное введение животным суспензии мезенхимальных стволовых клеток значительно улучшало биохимические показатели крови животных.
Ключевые слова: острая почечная недостаточность, мезенхимальные стволовые клетки, апоптоз, креатинин, мочевина.
Стаття надшшла 12.02.2016 р.
INFLUENCE OF APOPTOSIS-INDUCED MESENCHYMAL STEM CELLS ON RENAL FUNCTION IN EXPERIMENTAL ACUTE RENAL FAILURE
Chebotareva A. A.
The article presents the measuring of nitrogen metabolism products level in the blood of rats undergoing experimental acute renal failure, and changes in these indicators on the background of an injection mesenchymal stem cells cultured in the apoptosis-induced environment. Stem cells from bone marrow were obtained from normal rats and cultured with standard medium with adding the homogenate of kidney tissue after acute renal failure, thus creating apoptosis-induced conditions. The data show a increase nitrogen metabolism products in the blood of animals with acute renal failure. Intravenous injection of a suspension of the animal mesenchymal stem cells significantly improved biochemical indices of the blood of animals.
Key words: acute renal failure, mesenchymal stem cells, apoptosis, creatinine, urea.
Рецензент Шеттько B.I.
