на правах рукописи МИТЦИЕВ АСТАН КЕРМЕНОВИЧ
advertisement
на правах рукописи МИТЦИЕВ АСТАН КЕРМЕНОВИЧ ПРОФИЛАКТИКА МЕЛАТОНИНОМ КАРДИО –, НЕФРО – И ГЕПАТОТОКСИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ 14.03.03 – патологическая физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва – 2015 Работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Научный консультант: Брин Вадим Борисович – заслуженный работник высшей школы РФ, заслуженный деятель науки РСО-Алания, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России. Официальные оппоненты: Иванова Людмила Алексеевна - доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории клинической диагностики, гемоцитологии и микроциркуляции ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда» РАМН. Петрищев Николай Николаевич - доктор медицинских наук, профессор кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России. Фролов Виктор Алексеевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей патологии и патологической физиологии ФГБОУ ВО «Российский университет дружбы народов». Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации. Защита состоится «___»__________2015 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 001.003.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «НИИ общей патологии и патофизиологии» Российской академии медицинских наук по адресу: 125315 Москва, ул. Балтийская, д.8 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ «НИИ ОПП» Диссертация размещена на сайте института ФГБНУ «НИИ ОПП» www.niiopp.ru. Автореферат разослан «___»________2015 г. Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук Л. Н. Скуратовская 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. К чрезвычайно опасным для здоровья химическим веществам относятся: свинец, ртуть, кадмий, кобальт. Их высокая токсичность определяется тем, что они обладают способностью накапливаться в организме, не подвергаться химическому разложению, вмешиваться в метаболические циклы, быстро изменять свое химическое состояние при переходе из одной среды в другую, могут приводить к дефициту эссенциальных элементов, замещая их в металлосодержащих белках. Мощное антропогенное загрязнение привело к деформированию окружающей среды во всем мире, изменило основные процессы формирования и метаболизма экосистем, в том числе и человека, являющегося ее критическим звеном. Происходящее за последние годы интенсивное загрязнение окружающей среды в РСО-Алания, обусловлено в большей степени работой промышленных предприятий. Исследовательские работы проведенные с целью изучения состояния экосистемы РСО-Алания определили, что территория республики испытывает чрезвычайно мощную техногенную нагрузку, в значительной степени обусловленную загрязнением тяжелыми металлами. Экзогенное загрязнение почвы тяжелыми металлами, превышает фоновую концентрацию: по свинцу - до 10 раз, по кадмию - от 3 до 8 раз. Развитие металлургической промышленности города Владикавказа привело к тому, что на сегодняшний день в черте города скопилось более 3 млн. тонн отходов, из которых 25 тыс. тонн свинца. Очень важной проблемой является то, что прогрессирующее увеличение выбросов экотоксикантов в значительной степени превышает природные возможности окружающей среды к самоочищению. Из данных литературы известно, что существенную часть территорий с опасным уровнем загрязнения окружающей среды занимают преимущественно жилые кварталы. Как известно из проведённых исследовательских работ, заболеваемость населения РСО-Алания напрямую зависит от экологических факторов, а город Владикавказ занимает первое место в республике по определяемому спектру болезней (Дегтярева, Т.Д. 3 и соавт., 2007; Дзапаров, В.Х., 2009; Кодзаев, Ю.В. и соавт., 2005; Хоружий, Н.А., 2010). Точкой приложения токсических эффектов тяжелых металлов в основном являются сердечно-сосудистая система, почки и печень. Увеличение частоты проявлений токсических эффектов тяжелых металлов на организм человека является причиной поиска эффективных средств профилактики патологического действия ксенобиотиков. Специфические антидоты наряду с терапевтическим эффектом способны вызывать различные побочные эффекты: выводить из организма микроэлементы и такие жизненно важные ионы, как кальций, железо, вызывая тем самым нарушение обменных процессов, что затрудняет их длительное и профилактическое применение. Экспериментальные исследования, проведенные в нашей лаборатории позволили установить наличие высокой профилактической эффективности цеолито-подобных глин Ирлитов в условиях хронического отравления солями металлов (Албегова, Ж.К. и соавт., 2011; Брин, В.Б.и соавт., 2006; Брин, В.Б.и соавт., 2007). Однако длительное применение ирлитов, способно приводить к изменению водного гомеостазиса, вследствие присущей выраженной сорбционной способности цеолито-подобных глин. В экспериментальных исследованиях была также показана профилактическая эффективность пектинов и пектинсодержащих препаратов при интоксикации солями тяжелых металлов (Дзапаров, В.Х., 2009). Однако, применение их приводит к развитию побочных эффектов: аллергические реакции, изменение микроэлементного состава плазмы крови (Остапенко, В.А. и соавт., 2005). Анализ литературных данных показывает, что в настоящее время не существует профилактических средств, которые в полной мере блокировали бы все токсические влияния тяжелых металлов на организм. Исходя из этого следует, что, как и прежде, имеется необходимость в поиске новых эффективных средств профилактики токсических эффектов тяжелых металлов. 4 В качестве профилактического средства в условиях экспериментальной длительной интоксикации тяжелыми металлами, нами был выбран синтетический аналог гормона эпифиза мелатонина - «Мелаксен» фирмы Unipharm-USA. Мелатонин оказывает нейроэндокринные выраженное функции, адаптогенное снижает стрессовые действие, реакции, регулирует оказывает иммуностимулирующее действие (Перцов, С.С., 2011). Наличие у мелатонина мощного мембранопротекторного свойства, обусловлено его выраженным антиоксидантным действием. Цель работы: изучить механизмы возникновения нефро-, кардио- и гепатотоксических универсальный эффектов солей патогенетически тяжелых обоснованный металлов, способ и разработать профилактики их токсического воздействия на организм с использованием гормона эпифиза – мелатонина. Для достижения поставленной цели в исследовании решались следующие задачи: 1. Изучить влияние солей тяжелых металлов (кадмий, ртуть, свинец и кобальт) на морфо-функциональное состояние почек, сердечно-сосудистой системы и печени. Исследовать активность процессов перекисного окисления липидов и состояние системы антиоксидантной защиты организма животных в условиях хронического отравления солями тяжелых металлов. 2. Изучить профилактическое влияние мелатонина на морфо-функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, почек и печени в условиях хронического введения сульфата кадмия. 3. Изучить профилактическое влияние мелатонина на морфо-функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, почек и печени в условиях хронического введения хлорида ртути. 4. Изучить профилактическое влияние мелатонина на морфо-функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, почек и печени в условиях хронического введения хлорида кобальта. 5 5. Изучить профилактическое влияние мелатонина на морфо-функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, почек и печени в условиях хронического введения ацетата свинца. 6. Изучить профилактическое влияние мелатонина на функциональное состояние систем ПОЛ-АОЗ и гистологические изменения в тканях почек, печени и миокарда в условиях хронического введения сульфата кадмия, хлорида ртути, ацетата свинца и хлорида кобальта. Научная новизна. Впервые созданы экспериментальные модели токсических гепато- и кардиопатий в условиях хронического отравления солями тяжелых металлов. Комплексно изучены токсические эффекты сульфата кадмия, хлорида ртути, ацетата свинца и хлорида кобальта на морфо-функциональное состояние почек, печени и сердечно-сосудистой системы у крыс. Установлено, что соли различных тяжелых металлов обладают сходством вызываемого ими токсического повреждения отдельных органов систем, как при интрагастральном, так и при подкожном введении, причем токсический эффект дозозависим и при подкожном введении более выражен. Показано, что нефротоксическое действие тяжелых металлов характеризуется увеличением спонтанного диуреза, за счет снижения канальцевой реабсорбции воды, увеличением экскреции натрия, калия и кальция за счет снижения канальцевой реабсорбции катионов, а также протеинурией, снижением осмолярности мочи. Кардиотоксическое действие тяжелых металлов проявляется развитием стойкой артериальной гипертензии, за счет увеличения удельного периферического сосудистого сопротивления, снижением насосной функции миокарда (снижением ударного и сердечного индекса) и снижением частоты сердечных сокращений, с формированием гипокинетического типа кровообращения. Гепатотоксическое действие тяжелых металлов проявляется гипербилирубинемией за счет повышения концентрации непрямого билирубина, часто сопровождается повышением холестерина и щелочной фосфатазы, и всегда повышением активности аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы. 6 Результаты исследований позволили установить, что профилактическое применение мелатонина в условиях хронического отравления солями тяжелых металлов оказывает корригирующее влияние на нарушения электролито- водовыделительной функции почек. Доказано, что применение мелатонина способствует также профилактике гемодинамических нарушений сердечнососудистой системы в условиях хронического отравления тяжелыми металлами и способствует снижению выраженности изменений печеночных биохимических показателей крови. Впервые показано, что нефропатия, развивающаяся при токсическом воздействии ацетата свинца, характеризуется снижением чувствительности канальцевого аппарата почек к синтетическому аналогу вазопрессина – десмопрессину и что мелатонин восстанавливает чувствительность канальцевого эпителия к этому гормону. Впервые выявлена цитопротекторная активность мелатонина, оказывающего регуляторное воздействие на процессы перекисного окисления липидов мембран, что подтверждается значительным снижением морфологических изменений почек, сердца и печени экспериментальных животных в условиях хронического отравления солями тяжелых металлов. Новизна работы подтверждена 7 патентами на изобретение: 1. Способ профилактики токсического действия кобальта у экспериментальных животных при хроническом отравлении. № 2431482 от 18.10.2010 г. 2. Способ моделирования хронической токсической гепатопатии. № 2440621 от 18.10.2010 г. 3. Способ профилактики хронической токсической гепатопатии. № 2468446 от 29.11.2010 г. 4. Способ профилактики хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных. № 2455985 от 24.02.2011 г. 5. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных. № 2461892 от 08.07.2011 г. 7 6. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных. № 2462762 от 08.07.2011 г. 7. Способ диагностики свинцовой нефропатии у экспериментальных животных при хроническом отравлении. № 2549952 от 10.05.2015 г. Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты экспериментальных исследований доказательно демонстрируют деструктивные эффекты хронического отравления солями тяжелых металлов на организм и относятся к области фундаментальных знаний, поскольку расширяют представление о механизмах воздействия солей тяжелых металлов на почки, печень и сердечно-сосудистую систему. Предложен новый способ предотвращения токсического повреждения внутренних органов в условиях длительного отравления организма тяжелыми металлами с помощью универсального препарата мелаксен, который действует на общее звено всех токсических повреждений органов в условиях интоксикации ксенобиотиками. Установлено, что выраженные канальцевые нарушения экскреторной функции почек, сопровождаются увеличением концентрации белка в моче и падением чувствительности канальцевого аппарата к основному регулятору процессов канальцевой реабсорбции – вазопрессину в условиях хронического отравления тяжелыми металлами. Изучена закономерность развития гемодинамических и печеночных биохимических нарушений в крови у животных, получавших хроническое введение солей тяжелых металлов. Установлено наличие прямого влияния солей тяжелых металлов в условиях хронического отравления на интенсивность процессов перекисного окисления липидов. Эти научные положения являются важными звеньями теории патогенеза патологических процессов, вызванных тяжелыми металлами. Показано, что профилактическое применение мелатонина оказывает выраженное корригирующее влияние на основные показатели функционального состояния почек, печени и сердца при длительном отравлении солями кадмия, ртути, свинца и кобальта. Снижение интенсивности процессов ПОЛ при 8 использовании мелатонина подкрепляет концепцию о роли процессов перекисного окисления липидов в генезе токсических эффектов тяжелых металлов. Результаты экспериментальных исследований могут послужить основанием для профилактического клинического применения мелатонина с целью коррекции токсических эффектов солей тяжелых металлов при избыточном поступлении их в организм. Полученные данные о профилактической эффективности мелатонина в условиях длительной интоксикации солями тяжелых металлов могут использоваться в учебном процессе при преподавании дисциплин, касающихся экопатологии и основ детоксикации, а также при исследовании токсических механизмов действия тяжелых металлов на другие системы организма. Материалы диссертационного исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах нормальной физиологии, патологической физиологии и в курсе профпатологии ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Хроническое поступление в организм экспериментальных животных солей тяжелых металлов (сульфата кадмия, хлорида ртути, ацетата свинца и хлорида кобальта), приводит к формированию токсических кардио-, гепато- и нефропатий. 2. Выраженный окислительный стресс развивающийся в условиях хронического отравления солями тяжелых металлов, приводит к нарушению баланса в системе перекисное окисление липидов – антиокислительная защита организма, что является одним из ведущих механизмов формирования проявлений токсических нефро-, гепато- и кардиопатий 3. Применение мелатонина в качестве профилактического средства в условиях хронической интоксикации солями тяжелых металлов способствует снижению выраженности изменений функционального и морфологического состояния почек экспериментальных животных, вследствие уменьшения активности процессов перекисного окисления липидов. 9 4. Применение мелатонина в качестве профилактического средства в условиях хронической интоксикации солями тяжелых металлов способствует снижению выраженности животных, гемодинамических вследствие ослабления нарушений у экспериментальных активности процессов перекисного окисления липидов. 5. Применение мелатонина в качестве профилактического средства в условиях хронической интоксикации солями тяжелых металлов способствует снижению выраженности изменений гепатологических показателей крови у экспериментальных животных, вследствие подавления активности процессов перекисного окисления липидов. Личный вклад автора. Автором самостоятельно проведены экспериментальные исследования по изучению функционального состояния сердечно-сосудистой системы, печени и почек, интенсивности процессов перекисного окисления липидов и активности системы антиоксидантной защиты организма животных, статистическая и математическая проведен анализ и обобщение полученных обработка данных, результатов, подготовлены публикации и заявки для выдачи патентов на изобретение. Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 36 научных работ, в том числе 20 – в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования России. Основные положения работы доложены и обсуждены на: юбилейной конференции молодых экспериментальной ученых медицины» «Актуальные вопросы (Санкт-Петербург, клинической 2010); XXI и съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010 г.); I Региональной междисциплинарной конференции молодых ученых «Наука - Обществу» (Владикавказ, 2010); VII международной научной конференции «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных изменений» (Владикавказ, 2010); VI конгрессе патофизиологов Украины (Крым, 2012); V региональной научно-практической конференции «Новые технологии в рекреации здоровья населения» (Владикавказ, 2012); международной 10 научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Н.Н Прониной (Владикавказ, 2012); XXII Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Волгоград, 2013); 1-ой Международной научной конференции «Развитие регионов в XXI веке» (Владикавказ, 2013); XII научной конференции молодых ученых и специалистов СОГМА с международным участием – «Молодые ученые - медицине» (Владикавказ, 2014); IV международной научно-практической конференции «Академическая наука и достижения» (North Charlecton. 2014); научно-практической конференции с международным участием и школой молодых ученых «Фармакология, физиология и патология почек, мочевыводящих путей и водно-солевого обмена» (Харьков, 2014); IV съезде физиологов СНГ (Сочи, 2014); Международной научно-практической конференции «Белые ночи 2014» «Актуальные проблемы защиты окружающей среды и техносферной безопасности в меняющихся антропогенных условиях» (Грозный, 2014); 11-ой Юбилейной научной сессии посвященной 75-летию ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России (Владикавказ, 2014). Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 366 страницах машинописного текста и состоит их введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 8 глав изложения собственных результатов, обсуждения и заключения, выводов и приложения в виде сводных таблиц. Работа содержит 64 таблицы, иллюстрирована 73 рисунками и одной схемой, отражающей патофизиологические механизмы выявленных изменений. В библиографическом указателе 303 источника, 108 из которых отечественные и 195 зарубежные. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования Эксперименты выполнены на 740 крысах-самцах породы Вистар, весом 200300 грамм. При «Международным проведении рекомендациям экспериментальных по проведению исследований с использованием животных» (1985), работ следовали медико-биологических Правилам лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.) и 11 статьей 11-й Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964). Крысы в период исследований находились в естественном световом режиме, получали стандартный пищевой рацион и имели свободный доступ к воде и пище. Для проведения длительной затравки животных, готовили растворы солей тяжелых металлов в токсической концентрации. Для получения токсического раствора кадмия в дозе 0,1 мг/кг, ксенобиотик растворяли в дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,01 мг кадмия (в пересчете на металл). Для получения токсического раствора кадмия в дозе 0,5 мг/кг, ксенобиотик растворяли в дистиллированной воде таким способом, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,05 мг кадмия (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводили 0,1 мл полученного раствора, что не являлось водной нагрузкой на организм животного. Раствор кадмия ежедневно вводили животным внутрижелудочно и подкожно в дозе 0,1 мг/кг или 0,5 мг/кг в течение 30 дней. Для получения токсического раствора ртути в дозе 0,1 мг/кг, сулему растворяли в дистиллированной воде так, чтобы на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,01 мг ртути (в пересчете на металл). Для получения токсического раствора ртути в дозе 0,5 мг/кг, навеску металла растворяли в дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,05 мг ртути (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса животного вводили 0,1 мл приготовленного раствора, что не являлось чрезмерной водной нагрузкой на организм крыс. Раствор ртути ежедневно вводили животным внутрижелудочно и подкожно в дозе 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг в течение 30 дней. Для получения токсического раствора свинца его растворяли в дистиллированной воде так, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходится 4 мг свинца (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса животного вводили 0,1 мл приготовленного раствора, что не являлось чрезмерной водной нагрузкой на организм крыс. Раствор свинца ежедневно вводили животным внутрижелудочно и подкожно в дозе 40 мг/кг в течение 16 дней. 12 Для получения токсического раствора кобальта в дозе 2 мг/кг, его растворяли в дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,2 мг кобальта (в пересчете на металл). Для получения токсического раствора кобальта в дозе 4 мг/кг, кобальт в дистиллированной воде растворяли таким образом, что на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходилось 0,4 мг кобальта (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводили 0,1 мл токсического раствора, что не являлось водной нагрузкой на организм крыс. Раствор хлорида кобальта ежедневно вводили животным внутрижелудочно и подкожно в дозе 2 мг/кг и 4 мг/кг соответственно в течение 30 дней. Дозировки металлов были ранее установлены в нашей лаборатории и явились наиболее оптимальными для формирования экспериментальных моделей хронической интоксикации тяжелыми металлами (Брин, В.Б.и соавт., 2007; Бузоева, М. Р. и соавт., 2009; Кокаев, Р.И., 2012; Митциев, А.К., 2008). Мелатонин (препарат Мелаксен - Unipharm, USA) вводили ежедневно внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг в течение всего срока затравки животных. Выбор данной дозировки мелатонина был обусловлен наличием в современных публикациях данных, описывающих высокую профилактическую эффективность мелатонина в этой дозе в условиях хронического отравления ксенобиотиками. (Shagirtha K., и соавт., 2011; Sener, G. и соавт., 2003; Suresh, C., и соавт., 2006). Все исследования проводились на следующий день после окончания затравки. Для определения функционального состояния почек в условиях спонтанного диуреза, экспериментальных животных помещали на 6 часов в обменные клетки. В моче животных определяли концентрацию креатинина, натрия, кальция, калия, белка и осмотическую концентрацию веществ. Показатели электролито- водовыделительной функции почек рассчитывались по общепринятым формулам (Наточин, Ю.В., 1974). На фоне хронической свинцовой интоксикации, в целях изучения чувствительности канальцевого аппарата почек к вазопрессину интрагастрально 13 вводили десмопрессин в дозе 0,15 мг/100гр., в условиях искусственной гипергидратации (крысам внутрижелудочно вводили 5% водную нагрузку), после чего животных на 3 часа помещали в обменные клетки, где через каждый час собиралась моча. В моче определяли концентрацию креатинина. Исследование функционального состояния сердечно-сосудистой системы производилось на наркотизированных животных (тиопенталовый наркоз). Инвазивным способом определяли артериальное давление и частоту сердечных сокращений, регистрируя эти данные с помощью хирургического монитора МХ04 (Россия) и путем их последующей распечатки принтером. По общеизвестной формуле: САД = ДД + 1/3 ПД, рассчитывали среднее артериальное давление (САД), где ДД – диастолическое давление, ПД – пульсовое давление. Для определения минутного объема крови, через левую общую сонную артерию в дугу аорты вводили термистор МТ-54М (Россия). Физиологический раствор фиксированного объема с определенной температурой, вводили с помощью катетера в правое предсердие через правую яремную вену. Кривые термодилюции графически регистрировались на самописце ЭПП-5 (Россия). По математическим формулам (Брин, В.Б., Зонис Б.Я., 1984) производился расчет ударного индекса, сердечного индекса и удельного периферического сосудистого сопротивления. По окончании эксперимента животных забивали с использованием тиопенталового наркоза для исследования плазмы и гистологических изменений в тканях. В плазме крови определяли концентрации креатинина, натрия, кальция, калия, общего и прямого билирубина, холестерина, гидроперекисей, активность щелочной фосфатазы, аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, в эритроцитах определяли концентрацию малонового диальдегида и активность каталазы. Для морфологических исследований образцы тканей (печень, почки и сердце) фиксировали в 10% формалине, после чего подвергали заливке в парафин с дальнейшим приготовлением гистологических срезов, которые окрашивали гематоксилином и эозином. С помощью микроскопа Микмед-1 (ОАО «ЛОМО», 14 Россия) проводилось гистологическое изучение срезов под увеличением 80*200*400. Результаты всех экспериментальных исследований были статистически обработаны с применением критерия «t» Стьюдента методом вариационного анализа, с помощью программы Prizma 4.0.; и методом корреляционного анализа с расчетом коэффициента корреляции с помощью программы Microsoft Excel 2010 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Экспериментальные нефропатии и их профилактика мелатонином Проведенные нами исследования показали, что кадмий, в условиях длительного отравления, как при внутрижелудочном, так и при подкожном его введении в дозе 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг, оказывал диуретическое влияние на почки, что проявлялось в виде увеличения объема спонтанного диуреза, несмотря на синхронное падение скорости клубочковой фильтрации. Снижение интенсивности процессов канальцевой реабсорбции воды, явилось основной причиной развития полиурической реакции в условиях длительной кадмиевой интоксикации (табл. 1.). Известно, что изменение процессов канальцевой реабсорбции воды, преимущественно в дистальных отделах нефрона, является основной причиной развития дисфункции почек, которая в условиях длительной кадмиевой интоксикации, приводит к развитию выраженной полиурии (Johri, N. и соавт., 2010; Myong, J.P. и соавт., 2012). Параллельно развивающееся уменьшение скорости клубочковой фильтрации, становится следствием изменения внутрипочечной гемодинамики, приводящей к снижению почечного кровотока (Uriu, K. и соавт., 1998). Нами было установлено, что процессы почечного транспорта натрия, калия и кальция в условиях длительной кадмиевой интоксикации характеризовались значительным повышением экскреции данных катионов с мочой (табл. 1.). Увеличение концентрации натрия и кальция в моче экспериментальных животных, получавших изолированное введение кадмия, было следствием снижения процессов канальцевой реабсорбции ионов. Известно, что повышенное выведение с мочой электролитов в условиях длительной 15 кадмиевой интоксикации, связано со способностью ксенобиотика блокировать или же ослаблять работу ферментных транспортных систем в дистальных канальцах (Sirac, C. и соавт., 2011). Выявленное в нашем эксперименте увеличение экскреции калия с мочой, в условиях кадмиевой интоксикации, явилось следствием роста фильтрационного заряда катиона, в свою очередь связанного с увеличением концентрации калия в плазме крови. Известно, что развитие гиперкалиемии в условиях кадмиевого отравления связано с активацией процессов внутрисосудистого гемолиза эритроцитов (Horiguchi, H. и соавт., 2011). Развитие выраженной протеинурии у животных, получавших 30-ти дневное введение кадмия, было связано с развитием морфофункциональных изменений клубочково-канальцевого аппарата почек, преимущественно проксимальных канальцев, что является характерным признаком развития токсической кадмиевой нефропатии (Prozialeck, W.C. и соавт., 2012). Наличие у кадмия способности оказывать прямое влияние на активность ферментов участвующих в осморегуляции, видимо и явилось основной причиной происходящего снижения осмотического давления мочи у экспериментальных животных, получавших длительное введение сульфата кадмия (Silva, A.O. и соавт., 2014). Внутрижелудочное и подкожное введение животным ртути в дозе 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг также приводило к увеличению объема спонтанного диуреза, несмотря на падение процессов клубочковой фильтрации, относительно фоновых значений. Основным фактором, вызывающим увеличение спонтанного диуреза в условиях 30-ти дневного отравления сулемой, явился значительный спад показателя канальцевой реабсорбции воды. Известно, что снижение канальцевой реабсорбции в условиях ртутной интоксикации связано с развитием структурных изменений преимущественно дистальных канальцев, а снижение величины скорости клубочковой фильтрации связано с уменьшением почечного кровотока, обусловленного спазмом приносящих артериол клубочков и носит приспособительный характер (Гоженко, А.И. и соавт., 2006). Наряду с увеличением объема спонтанного диуреза у животных, длительно получавших сулему, определялся рост экскреции с мочой натрия, кальция и калия. Увеличение 16 Стат. показатель Таблица 1 Влияние мелатонина в дозе 10 мг/кг на основные процессы мочеобразования и экскрецию белка с мочой у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне подкожного (п/к) введения сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг, хлорида ртути в дозе 0,5 мг/кг, ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг (М±м) Процессы мочеобразования Скорость Белок Условия Канальцевая Диурез клубочковой экскреция опыта реабсорбция фильтрации мг/час/100г % мл/час/100г 0,091 18,76 99,51 1,395 Фон М±m ±0,0032 ±0,53 ±0,024 ±0,049 0,204 13,43 98,448 5,616 М±m ±0,002 ±0,03 ±0,02 ±0,047 CdSO4 р *) *) *) *) 0,181 14,74 98,77 4,3 CdSO4 М±m ±0,002 ±0,08 ±0,02 ±0,032 + Мелатонин р *) ^) *) ^) *) ^) *) ^) 0,120 14,95 99,2 4,19 М±m ±0,0028 ±0,196 ±0,015 ±0,13 HgCl2 р *) *) *) *) 0,113 15,63 99,27 3,396 HgCl2 М±m ±0,0017 ±0,145 ±0,011 ±0,074 + Мелатонин р *) # ) *) # ) *) # ) *) ## ) 0,229 14,54 98,42 4,039 М±m ±0,0018 ±0,23 ±0,023 ±0,114 Pb р *) *) *) *) 0,184 15,44 98,81 3,568 М±m Pb + ±0,005 ±0,16 ±0,026 ±0,108 Мелатонин р *) +) *) ++) *) +) *) ++) 0,150 12,42 98,79 6,55 М±m ±0,0024 ±0,16 ±0,014 ±0,107 СоCl2 р *) *) *) *) 0,127 13,82 99,08 5,376 СоCl2 М±m ±0,0027 ±0,13 ±0,014 ±0,132 + Мелатонин р *) /) *) /) *) /) *) /) Примечание: ( * ) – достоверное (р≤0,001) изменение по сравнению с фоном; ( ^ ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения CdSO4; ( # ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения HgCl2; ( ## ) – достоверное (р≤0,05) изменение относительно подкожного введения HgCl 2; ( + ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения Pb; ( ++ ) – достоверное (р≤0,05) изменение относительно подкожного введения Pb; ( / ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения СоCl2. 17 концентрации натрия и кальция в моче экспериментальных животных получавших ртуть, явилось следствием снижения канальцевой реабсорбции катионов, относительно фоновых значений. Рост концентрации калия в плазме крови, приводил к увеличению фильтрационного заряда катиона, что в свою очередь явилось причиной повышенного содержания катиона в моче. 30-ти дневное введение ртути в организм экспериментальных животных приводило к развитию стойкой протеинурии, что в совокупности с реакцией снижения осмотического давления мочи, по сравнению с показателями интактного контроля, свидетельствовало о сформировавшейся токсической нефропатии. Полученные результаты экспериментальных исследований с месячным введением ртути (табл. 1.) подтверждаются данными литературы, в которых описываются проявления мембранозной нефропатии, развившейся в условиях длительной сулемовой интоксикации, основным проявлением которой является выраженная протеинурия (Miller, S. и соавт., 2013). Внутрижелудочное и подкожное введение ацетата свинца в течение 16-ти дней экспериментальным животным в дозе 40 мг/кг также приводило к развитию выраженной полиурии, сочетавшейся со снижением осмотического давления мочи. Основной причиной увеличения объема диуреза, явилось снижение канальцевой реабсорбции воды, несмотря на одновременное уменьшение скорости клубочковой фильтрации, относительно фоновых значений. Из данных литературы известно, что изменение функционального состояния канальцевого аппарата почек, проявляющееся в виде снижения реабсорбции воды, является следствием развития морфологических изменений дистального отдела канальцев, что в свою очередь приводит к развитию полиурии у экспериментальных животных (Jia, Q.H. и соавт., 2011). Процессы почечного транспорта натрия, кальция и калия в условиях длительной свинцовой интоксикации характеризовались увеличением экскреции данных ионов, что в случае с натрием и кальцием было связано с уменьшением канальцевой реабсорбции катионов, а повышение выведения калия с мочой было следствием значительного роста фильтрационного заряда иона, по сравнению с показателями интактного контроля 18 (табл. 1.). Выраженная потеря с мочой основных электролитов плазмы крови в условиях длительной свинцовой интоксикации связана с конкуренцией между двухвалентными ионами и свинцом, за основные транспортные системы в эпителии дистальных канальцев, участвующих в реализации процессов канальцевой реабсорбции (Liu, D. и соавт., 2014). В современной литературе имеются данные свидетельствующие о том, что развитие протеинурии в условиях длительной свинцовой интоксикации связано не только с морфофункциональным повреждением гломерулотубулярного аппарата почек. Так в эксперименте Tain Y.L., и др. (2013), было установлено, что токсическое действие свинца запускало внутрипочечный эффект ренин-ангиотензиновой системы, приводящий к активации мультифункционального цитокина TGF-β, являющегося одним из основных факторов развития протеинурии. С целью изучений чувствительности канальцевого аппарата почек к основному регулятору процессов мочеобразования в организме – вазопрессину, экспериментальным животным в условиях развившейся свинцовой интоксикации на фоне 5% водной нагрузки интрагастрально вводили десмопрессин в дозе 0,15 мг/100 г. Было установлено, что в условиях свинцового отравления у животных, отмечалось снижение чувствительности к аналогу вазопрессина, что выражалось отсутствием изменений в объеме водного диуреза на 1 часе исследования, тогда как аналогичное введение десмопрессина интактным животным приводило к блокированию образования мочи у большинства крыс, а у остальных животных фоновой группы водный диурез был значительно снижен. Помимо данного эффекта, суммарный 3-ех часовой водный диурез у животных с длительной свинцовой интоксикацией, интрагастрально получивших десмопрессин, был достоверно выше аналогичных значений интактного контроля. Эти результаты позволяют нам с уверенностью утверждать, что формирование нарушений основных процессов мочеобразования в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов, является следствием не только развития морфологических изменений гломерулотубулярного аппарата 19 почек, но и результатом значительного снижения чувствительности канальцевого аппарата почек к основным регуляторам процессов мочеобразования. Функциональное состояние почек экспериментальных животных получавших в течение 30-ти дней внутрижелудочное и подкожное введение хлорида кобальта в дозе 2 мг/кг и 4 мг/кг характеризовалось развитием двух различных эффектов. Так при внутрижелудочном введении ксенобиотика в организм экспериментальных животных в дозе 2 мг/кг происходило усиление активности процессов канальцевой реабсорбции воды, что в свою очередь приводило к уменьшению объема спонтанного диуреза, относительно значений интактного контроля. Совокупность процессов повышения показателей тубулярной реабсорбции и уменьшение фильтрационных зарядов основных электролитов плазмы крови явились основными причинами снижения экскреции натрия, кальция и калия с мочой в условиях внутрижелудочного введения хлорида кобальта, по сравнению с показателями интактного контроля. Данный эффект хлорида кобальта объясняется по-видимому развитием лишь функциональных изменений почечной ткани, которая реагирует на повышение концентрации ксенобиотика в тубулярном отделе почек, путем увеличения интенсивности процессов канальцевой реабсорбции воды и электролитов (Гончаревская, O.A. и соавт., 1985). В остальных группах эксперимента с длительной кобальтовой интоксикацией у экспериментальных животных отмечался рост объема спонтанного диуреза, вследствие снижения канальцевой реабсорбции воды, по сравнению с показателями интактного контроля. Снижение активности процессов канальцевой реабсорбции явилось также причиной повышенной экскреции натрия и кальция с мочой, что сочеталось с увеличением степени протеинурии и снижением осмотического давления мочи, относительно фоновых значений (табл. 1.). Развитие функциональных изменений почечной ткани в условиях длительной кобальтовой интоксикации связано со способностью ксенобиотика приводить к развитию воспалительных процессов в почечной ткани, в свою очередь сопровождающихся активацией системного апоптоза клеток канальцевого и клубочкового аппарата почек (Oh, S.W. и соавт., 2012). 20 Данные функциональных исследований почек экспериментальных животных, получавших длительное введение тяжелых металлов, подтверждались морфологическими исследованиями почечной ткани, при которых во всех опытных группах были выявлены однотипные гистологические изменения. Структурная картина почек характеризовалась наличием тотальных дистрофических изменений как клубочкового, так и канальцевого аппарата почек, выявлялась гидропическая, вакуольная, гиалиново-капельная дистрофии. Определялись многочисленные участки некробиоза канальцев с очагами их полного некроза и склероза. Следует отметить, что полученные данные экспериментальных исследований в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов, позволили определить наличие четкой зависимости между дозой, а также путем поступления ксенобиотиков в организм животных и степенью функциональных нарушений внутренних органов. Токсические эффекты ксенобиотиков приобретали более выраженный характер при их подкожном введении в дозах 0,5 мг/кг для кадмия и ртути, 40 мг/кг для свинца и 4 мг/кг для кобальта (табл. 1.). Применение мелатонина в опытных группах животных получавших длительное введение солей тяжелых металлов оказывало выраженное профилактическое влияние на исследуемые функции почек, что проявлялось частичным восстановлением функциональных характеристик гломерулотубулярного аппарата почечной ткани. В условиях длительного отравления кадмием, ртутью, свинцом и кобальтом, мелатонин способствовал восстановлению объема спонтанного диуреза, посредством нормализации канальцевой реабсорбции воды, одновременно с этим приводя к увеличению показателя скорости клубочковой ультрафильтрации. Экскреция натрия, кальция и калия с мочой в группах животных, профилактически получавших мелатонин в условиях длительного отравления сульфатом кадмия, хлоридом ртути, ацетатом свинца и хлоридом кобальта была достоверно ниже значений крыс, получавших только ксенобиотики, что было следствием значительного восстановления основных процессов почечного транспорта катионов. Протеинурия, являющаяся 21 одним из основных индикаторов тяжести нефропатии, на фоне профилактического применения мелатонина претерпевала значительный спад, что в совокупности с происходящим восстановлением осмотического давления мочи, свидетельствовало о реализации профилактической активности мелатонина в условиях длительной интоксикации тяжелыми металлами. Морфологические исследования почечной ткани животных, получавших мелатонин в профилактических целях, подтверждали полученные данные функционального состояния почек. Было установлено наличие менее выраженных дистрофических изменений как клубочкового, так и канальцевого аппарата почек. Полностью отсутствовали участки лимфогистиоцитарной некроза канальцев, инфильтрации, выявлялись свидетельствовавшие о участки развитии репаративных процессов в почках животных, получавших мелатонин на фоне длительного отравления тяжелыми металлами. Один из основных профилактических эффектов мелатонина, проявляющийся в условиях длительного отравления тяжелыми металлами, характеризовался повышением чувствительности канальцевого аппарата почек к эндогенным регуляторам процессов мочеобразования. В опытах с применением десмопрессина в условиях 5% водной нагрузки у животных, профилактически получавших мелатонин на фоне длительной свинцовой интоксикации, происходило снижение суммарного 3-ех часового диуреза за счет снижения объема мочи на 1 часе исследования, относительно животных получавших только ацетат свинца. Следовательно, мелатонин в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов способствует восстановлению гормональной чувствительности канальцевого аппарата почек, что в свою очередь приводит к увеличению процессов канальцевой реабсорбции воды. Экспериментальные гипертензивные кардиопатии и их профилактика мелатонином Гемодинамические эффекты 30-ти дневного внутрижелудочного и подкожного введения сульфата кадмия в дозах 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг характеризовались ярковыраженными гипертоническими проявлениями в виде 22 значительного повышения САД, связанного с увеличением УПСС. Непосредственно с этим, токсическое влияние кадмия на миокард, приводило к снижению сократительной функции сердца, что проявлялось снижением ударного индекса, и как следствие снижением сердечного индекса, тогда как изменения частоты сердечных сокращений в большинстве случаев не имели достоверных отличий от показателей интактного контроля (рис. 1.). Вазоконстрикторный эффект кадмия, приводящий к росту удельного периферического сосудистого сопротивления, обусловлен способностью ксенобиотика блокировать сосудистые Удельное периферическое сосудистое сопротивление Среднее артериальное давление 146 * * 126 3.6 * * 3.3 * * 3.0 ** усл.ед. мм.рт.ст. 136 * 116 106 2.7 2.4 * * * * * * 2.1 * ** 1.8 96 10 0 1.5 0.5 0.0 Сердечный индекс 57 мл/100 гр. 51 45 39 33 ** ** * * * * * * 27 21 10 0 * - достоверное (р<0,001) изменение относительно фона; ** - достоверное (р<0,05) изменение относительно фона. Фон CdSO4 CdSO4 + Мелатонин HgCl2 HgCl2 + Мелатонин Pb Pb + Мелатонин CoCl2 CoCl2 + Мелатонин Рисунок 1. Влияние мелатонина на основные показатели системной гемодинамики у крыс в условиях подкожного введения сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг, хлорида ртути в дозе 0,5 мг/кг, ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг. 23 эффекты оксида азота (Skoczynska, A. и соавт., 2005). Наряду с этим кадмий приводит к росту удельного периферического сосудистого сопротивления также посредством увеличения вязкости крови (Kacar Kocak, M. и соавт., 2010). Интрагастральное и подкожное введение хлорида ртути в организм экспериментальных животных, в течение 30-ти дней, в дозах 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг приводило к развитию гипокинетического типа системной гемодинамики, который характеризовался снижением показателей насосной функции сердца (ударный и сердечный индекс) и одновременным увеличением удельного периферического сосудистого сопротивления, за счет роста которого и происходило достоверно значимое увеличение среднего артериального давления, относительно значений интактного контроля (рис. 1.). Из данных литературы известно, что сулеме присуща способность повышать сосудистое сопротивление, реализуя данный эффект посредством увеличения концентраций сывороточного адреналина, норадреналина и дофамина, веществ обладающих ярко выраженным вазоконстрикторным действием (Houston, M. C.и соавт., 2007). Длительное воздействие свинца на систему кровообращения животных, получавших интрагастральное и подкожное введение ксенобиотика в дозе 40 мг/кг в течение 16-ти дней, проявлялось в виде развития токсической артериальной гипертензии, проявлявшейся в виде повышения среднего артериального давления за счет мощного прироста удельного периферического сосудистого сопротивления, относительно фоновых значений. Помимо гипертензивного влияния, свинец в условиях длительного отравления приводил к снижению сократительной способности миокарда, проявлявшейся в снижении ударного индекса, что наряду с тенденцией к уменьшению частоты сердечных сокращений вело к уменьшению сердечного индекса (рис. 1.). Из современной литературы известно, что гипертензивный эффект свинца в условиях длительного отравления реализуется посредством активации ренин-ангиотензиновой системы, приводящей к росту систолического артериального давления, в то время как диастолическое артериальное давления увеличивается вследствие развития 24 воспалительных процессов в интиме сосудов в сочетании с ингибированием активности оксида азота (Robles, H.V.и соавт., 2007; Simоes, M. R. и соавт. 2011). Токсические эффекты кобальта на сердечно-сосудистую систему в условиях его длительного введения в организм энтеральным и парентеральным путями в дозах 2 мг/кг и 4 мг/кг, характеризовались развитием стойкой артериальной гипертензии, сформировавшейся вследствие значительного роста удельного периферического сосудистого сопротивления, тогда как величина ударного и сердечного индексов были достоверно ниже значений интактного контроля (рис. 1.). Полученные результаты в группах животных, получавших длительное введение хлорида кобальта, не противоречат данным литературы и свидетельствуют о гипертензивной активности ксенобиотика, поступающего в организм даже в низких концентрациях (Nicoloff, G. и соавт., 2006). Проведенные нами гистологические исследования миокарда животных, получавших длительное введение тяжелых экспериментальных металлов, подтвердили наличие развившейся условиях токсической кардиопатии, в основными проявлениями которой стало наличие тотальной гидропической, вакуольной, гиалиново-капельной дистрофии с участками полной потери поперечной исчерченности миокарда. Выявлялись многочисленные очаги в миокарде, кардиомиоциты в которых находились в состоянии некроза. Используемый в качестве профилактического средства, мелатонин в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов оказывал однонаправленный кардиопротекторный эффект, способствуя значительному снижению артериального давления. Во всех экспериментальных сериях, синтетический аналог мелатонина приводил к значительному уменьшению удельного периферического сопротивления, что и явилось основным фактором снижения среднего артериального давления. Помимо данного эффекта, в условиях экспериментального применения мелатонина происходил прирост ударного индекса, что в свою очередь способствовало росту сердечного индекса, таким образом, мелатонин приводил к некоторому восстановлению насосной функции сердца в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов 25 (рис. 1.). Морфологическая картина миокарда животных, получавших мелатонин на фоне длительной интоксикации металлами, характеризовалась наличием менее выраженных дистрофических изменений сердечной ткани с полным сохранением поперечной исчерченности миокарда. Этим, в частности, можно объяснить происходящий рост ударного и сердечного индексов у экспериментальных животных Экспериментальные гепатопатии и их профилактика мелатонином Определение печеночных биохимических показателей в крови животных, получавших длительное введение солей тяжелых металлов, позволило установить наличие выраженных изменений, имевших однотипных характер. Увеличение концентрации общего билирубина в плазме крови животных в условиях отравления кадмием, ртутью, свинцом и кобальтом происходило за счет роста его непрямой фракции (табл. 2.). Повышение концентрации непрямого билирубина было связано со способностью ксенобиотиков оказывать прямое токсическое действие на эритроциты, приводя к их гемолизу (Horiguchi, H. и соавт., 2011). Происходящий рост активности щелочной фосфатазы в плазме крови животных получавших тяжелые металлы, по-видимому, был обусловлен развитием морфологических изменений в печени (табл. 2.). Однако в эксперименте проведенном Youness E. R., и соавт. (2012), было установлено, что увеличение активности щелочной фосфатазы у животных, получавших ксенобиотики, было связано также со способностью токсикантов оказывать прямое токсическое влияние на костную ткань. В работах, выполненных в нашей лаборатории, показано, что при интоксикации свинцом и кадмием происходит их накопление в костной ткани, а содержание кальция в кости падает, что может быть следствием изменений ферментативных этой ткани систем (Ахполова, В.О. и соавт., 2009; Хадарцева, М.П. и соавт., 2011). Из данных литературы известно, что длительная интоксикация солями тяжелых металлов оказывает неблагоприятное воздействие на печень и приводит к развитию изменений липидного профиля организма, что и объясняет причину роста холестерина в плазме крови животных, получавших длительное введение поллютантов (Kawakami, T. и соавт., 2012). Основными 26 Таблица 2 Влияние мелатонина на биохимические показатели крови у крыс в условиях подкожного введения сульфата в дозе 0,5 мг/кг, хлорида ртути в дозе 0,5 мг/кг, ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг (М±м). Условия опыта Фон CdSO4 CdSO4 + Мелатонин HgCl2 27 HgCl2 + Мелатонин Pb Pb + Мелатонин СоCl2 СоCl2 + Мелатонин Стат. показат ель М±m М±m р М±m р М±m р М±m р М±m р М±m р М±m р М±m р Общий билирубин (мкмоль/л) 1,6±0,359 5,64±0,372 *) 5,21±0,271 *) 4,85±0,246 *) 3,82±0,318 *) ##) 3,96±0,224 *) 3,15±0,238 **) --) 3,91±0,237 *) 3,18±0,255 **) ++) Прямой билирубин (мкмоль/л) 0,82±0,142 1,384±0,195 **) 1,612±0,151 *) 1,73±0,165 *) 1,28±0,159 1,72±0,116 *) 1,82±0,131 *) 1,36 ±0,151 **) 1,51±0,158 **) Щелочная фосфатаза (МЕ/л) 429,6±51,5 861,3±36,8 *) 788,7±31,4 *) 764,2±35,2 *) 594,7±45,2 **) #) 734,2±36,8 *) 612,7±42,1 **) --) 589,5±28,6 **) 503,1±29,7 ++) Холестерин (ммоль/л) 1,56±0,081 3,92±0,094 *) 3,54±0,087 *) ^) 3,41±0,089 *) 2,87±0,079 *) #) 1,94±0,056 *) 1,77±0,053 **) --) 2,15±0,077 *) 1,87±0,069 **) ++) Аланинамино трансфераза (мккат/л) 0,27±0,009 0,766±0,026 *) 0,712±0,029 *) 0,673±0,019 *) 0,512±0,025 *) #) 0,725±0,027 *) 0,543±0,024 *) -) 0,634±0,019 *) 0,459±0,011 *) +) Аспартатаминот рансфераза (мккат/л) 0,255±0,015 0,539±0,019 *) 0,491±0,025 *) 0,512±0,022 *) 0,405±0,032 *) ##) 0,526±0,021 *) 0,428±0,013 *) --) 0,483±0,013 *) 0,396±0,021 *) ++) Примечание: ( * ) – достоверное (р≤0,001) изменение по сравнению с фоном;( ** ) – достоверное (р≤0,05) изменение по сравнению с фоном; ( ^ ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения CdSO4; ( # ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения HgCl2; ( ## ) – достоверное (р≤0,05) изменение относительно подкожного введения HgCl2; ( - ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения Pb; ( -- ) – достоверное (р≤0,05) изменение относительно подкожного введения Pb; ( + ) – достоверное (р≤0,001) изменение относительно подкожного введения СоCl2; ( ++ ) – достоверное (р≤0,05) изменение относительно подкожного введения СоCl2. 27 биохимическими индикаторами, свидетельствующими о развитии структурных изменений в тканях печени и миокарда, являются уровни аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в плазме крови. В условиях длительного отравления металлами происходило увеличение активности данных ферментов в крови животных, что характеризовало кадмий, ртуть, свинец и кобальт, как выраженный кардио- и гепатотоксический яд (табл. 2.). Однако расчет коэффициента де Ритиса позволил установить, что гепатотоксическое действие ксенобиотиков в условиях длительного отравления, является более выраженным. Изменения биохимических показателей крови сочеталось с развитием морфологических изменений печени животных, получавших длительное введение тяжелых металлов, позволившее установить наличие признаков развившейся токсической гепатопатии. Гистологические изменения печени животных характеризовались развитием тотальной гидропической, вакуольной и гиалиново-капельной дистрофий. Непосредственно с этим отмечались участки мелкокапельной и крупнокапельной жировой дистрофии гепатоцитов. Отмечались зоны фокального некроза печеночных клеток с очаговым склерозом и утратой балочной структуры. Мелатонин в условиях длительного отравления солями тяжелых металлов оказывал выраженное гепатопротекторное влияние, которое сопровождалось снижением выраженности, как биохимических изменений, так и гистологических повреждений печени. В группах животных, получавших профилактическое введение мелатонина происходило на фоне длительного отравления достоверно значимое уменьшение ксенобиотиками, концентрации общего билирубина в плазме крови, что явилось следствием снижения его непрямой фракции (табл. 2.). Частичная нормализация уровня непрямого билирубина в крови животных, получавших тяжелые металлы, по-видимому, была связана с уменьшением выраженности процессов гемолиза эритроцитов в условиях профилактического введения мелатонина. Известно, что синтетический аналог мелатонина, оказывает мембранопротекторное действие, уменьшая риск развития гемолиза эритроцитов, за счет снижения активности процессов липопероксидации 28 в клетках крови (Zhao, F. и соавт., 2008). Непосредственно с этим, определялось наличие реакции снижения активности щелочной фосфатазы в плазме крови животных, получавших мелатонин на фоне длительного отравления ксенобиотиками (табл. 2.), что явилось следствием уменьшения структурных изменений печеночной ткани животных. Концентрация холестерина в плазме крови животных получавших мелатонин на фоне длительного отравления кадмием, ртутью, свинцом и кобальтом была значительно ниже аналогичных значений групп животных, получавших только ксенобиотики (табл. 2.). Данный эффект мелатонина, приводящий к снижению холестерола в крови, связан со способностью гормона эпифиза вступать в прямое взаимодействие с холестерином и активировать процессы его метаболизма (Choi, Y. и соавт., 2014). Снижение активности аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в плазме крови крыс, получавших мелатонин на фоне длительного введения тяжелых металлов, ввиду высокой органоспецифичности данных ферментов, свидетельствовало о снижении структурных изменений ткани печени и сердца животных, относительно групп животных получавших только ксенобиотики. Мелатонин, на фоне длительного отравления солями тяжелых металлов способствовал снижению выраженности альтеративных повреждений печеночной ткани животных. Наряду с этим отмечалось наличие многочисленных очагов регенерации печени, характеризовавшихся наличием крупных гепатоцитов, в цитоплазме которых имелось 2 ядра. Мелатонин в условиях длительного отравления кадмием, ртутью, свинцом и кобальтом способствовал сохранению балочной структуры печени. К вопросу о механизме выявленных нарушений и их профилактики Как известно, кадмий, ртуть, свинец и кобальт являются металлами с переменной валентностью и при поступлении в организм приводят к активации процессов липопероксидации (Sharma, B.и соавт., 2014). Нами в ходе эксперимента было подтверждено, что длительное поступление в организм животных кадмия, ртути, свинца и кобальта приводит к активации перекисного окисления липидов, что проявляется в виде роста концентрации малонового диальдегида в эритроцитах и 29 повышения уровня гидроперекисей в плазме крови (рис. 2.). Компенсаторной реакций организма в ответ на развившийся окислительный стресс, является реакция повышения активности каталазы в эритроцитах животных, однако при увеличении концентрации регистрируется активности поступающих противоположный антиоксиданта, что в эффект, связано организм ксенобиотиков, характеризующийся с истощением снижением ферментативной активности каталазы (рис. 2.). Гидроперекиси Малоновый диальдегид * мкмоль/л 100 90 * * * * 7 * * * 6 * мкмоль/л 110 80 70 5 * * * * * 4 * * 3 2 60 10 0 1 0 Каталаза * 500 * 450 МЕ/гHb 400 350 * 300 250 * * * * * 200 50 0 Фон CdSO4 CdSO4 + Мелатонин HgCl2 HgCl2 + Мелатонин Pb Pb + Мелатонин CoCl2 CoCl2 + Мелатонин * - достоверное (р<0,001) изменение относительно фона. Рисунок 2. Влияние мелатонина на интенсивность процессов перекисного окисления липидов и состояние системы антиоксидантной защиты у крыс в условиях подкожного введения сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг, хлорида ртути в дозе 0,5 мг/кг, ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг. 30 Присущая мелатонину способность активно нейтрализовывать свободные радикалы и оказывать стимулирующее влияние на систему антиокислительной защиты организма, обуславливает его выраженное антиоксидантное действие. В экспериментах с длительным введением в организм животных солей тяжелых металлов синтетический аналог мелатонина, оказывал выраженное антиоксидантное действие, что проявлялось в виде снижения концентраций основных продуктов перекисного окисления липидов в крови, с одновременным повышением активности ферментов антиоксидантного ряда (каталаза), по сравнению с показателями группы животных, получавших только ксенобиотики (рис. 2.). Обсуждение результатов Так как различные тяжелые металлы обладают сходством токсического повреждения отдельных систем организма, и это выражалось в однообразии функциональных и структурных нарушений этих систем, то результаты проведенного исследования позволили нам предположить участие единых клеточных механизмов в их развитии. Поступление тяжелых металлов в организм приводит к резкому увеличению концентрации их в крови, с потоком которой металлы поступают в почки, сердце и печень, где оказывают свое мощное токсическое воздействие, ингибирующее, прежде всего все энергозависимые процессы в клетках. В создавшихся условиях энергодефицита активируются процессы перекисного окисления липидов мембран клеток, которые усугубляют повреждение клеточных структур. В результате в почках формируются морфофункциональные изменения нефронов, что проявляется в виде увеличения объема спонтанного диуреза, экскреции электролитов с мочой, снижения осмолярности мочи и повышению концентрации белка в моче. Кардиотоксическое влияние тяжелых металлов характеризуется развитием токсической кардиопатии, основными проявлениями которой являются формирование выраженной артериальной гипертензии и снижение насосной функции сердца. Токсическая гепатопатия, развивающаяся в условиях длительного отравления кадмием, ртутью, свинцом и кобальтом характеризуется 31 Длительное введение сульфата кадмия, хлорида ртути, ацетата свинца и хлорида кобальта Увеличение концентрации тяжелых металлов в крови Введение мелатонина Кумуляция металлов в почках Повреждение клубочка и канальцевого аппарата. Снижение канальцевой реабсорбции воды и скорости клубочковой фильтрации. Увеличение объёма диуреза; экскреции Na, K и Ca; протеинурия. Снижение осмолярности Снижение процессов липопероксидации, повышение активности ферментов АОЗ Снижение выраженности нарушений функций почек, сердечнососудистой системы и печени Кумуляция металлов в печени Кумуляция металлов в миокарде Активации процессов ПОЛ Развитие морфологических изменений в печени. Увеличение концентрации аланинаминотрансферазы, общего билирубина, холестерина и щелочной фосфатазы Повреждение миокарда. Формирование гипокинетического типа системной гемодинамики. Развитие артериальной гипертензии, снижение ударного и сердечного индексов, увеличение ОПСС Рис. 3. Влияние мелатонина на нефро-, кардио- и гепатотоксическое действие солей тяжелых металлов в эксперименте 32 наличием выраженных морфологических изменений печеночной ткани в совокупности с изменениями соответствующих биохимических показателей крови. Применение мелатонина естественного для организма антиоксиданта способствует реализации эффективной профилактики токсических эффектов солей тяжелых металлов, что сопровождается нормализацией морфофункциональных показателей (рис. 3.), различных органов и систем. Мелатонин может стать универсальным средством профилактики развития токсических эффектов солей тяжелых металлов, не только в эксперименте, но и в клинике. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Внутрижелудочное и подкожное введение сульфата кадмия и хлорида ртути в дозах 0,1 мг/кг и 0,5 мг/кг в течение 30 дней, ацетата свинца в дозе 40 мг/кг в течение 16 дней и хлорида кобальта в дозах 2 мг/кг и 4 мг/кг в течение 30 дней, приводят у экспериментальных животных к развитию интоксикации тяжелыми металлами, которые обладают сходством, вызываемого ими токсического повреждения отдельных органов и систем организма. 2. Токсическая нефропатия, развивающаяся в условиях длительного отравления тяжелыми металлами, характеризуется полиурией с уменьшением канальцевой реабсорбции воды и снижением осмотического давления мочи. Одновременно происходит увеличение экскреции белка, натрия, кальция и калия с мочой, что является следствием развития выраженных морфофункциональных изменений канальцевого аппарата почек. На фоне описанных изменений происходит снижение чувствительности канальцевого аппарата почек к антидиуретическому гормону (десмопрессину). 3. Развитие токсической кардиопатии у животных, получавших длительное введение тяжелых металлов, подтверждается наличием совокупности морфологических изменений миокарда, а также снижения ударного и сердечного индексов, на фоне возникновения выраженной артериальной 33 гипертензии, вследствие увеличения удельного периферического сосудистого сопротивления. 4. Длительное введение металлов приводит к развитию токсической гепатопатии, характеризующейся повышением в крови концентрации общего билирубина за счет его прямой фракции, увеличением содержания холестерина, а также, повышением активности щелочной фосфатазы, аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в плазме крови. 5. Выраженный активности оксидативный системы стресс, сопровождающийся антиоксидантной защиты снижением организма, является типическим патологическим процессом, играющим существенную роль в патогенезе длительной интоксикации разными металлами. 6. Мелатонин в ежедневной дозе 10 мг/кг в условиях длительной кадмиевой интоксикации способствует профилактике основных функциональных и морфологических признаков токсической нефропатии; ослабляет морфологические признаки кардиопатии, снижает повышенное артериальное давление вследствие уменьшения удельного периферического сосудистого сопротивления и восстанавливает насосную функцию сердца; оказывает отчетливое гепатопротекторное действие. 7. При длительной сулемовой интоксикации мелатонин в ежедневной дозе 10 мг/кг способствует профилактике развития признаков токсической нефропатии с восстановлением чувствительности эпителия канальцев к вазопрессину; ослабляет кардиотоксические эффекты сулемы, восстанавливая сердечный выброс, снижая уровень артериального давления и удельного периферического сосудистого сопротивления; уменьшает выраженность структурно-функциональных изменений печени. 8. Применение мелатонина в ежедневной дозе 10 мг/кг в условиях длительной свинцовой интоксикации ослабляет выраженность нефротоксического и кардиотоксического эффектов ксенобиотика, оказывает гипотензивное действие посредством уменьшения удельного периферического сосудистого сопротивления, уменьшает признаки токсической гепатопатии. 34 9. Мелатонин в ежедневной дозе 10 мг/кг в условиях длительной кобальтовой интоксикации уменьшает электролитовыделительной нарушения функции структуры почек, снижает и водо- морфологические признаки токсической кардиопатии, восстанавливая сердечный выброс, нормализует среднее артериальное давление при уменьшении удельного периферического сосудистого сопротивления, оказывает отчетливое гепатопротекторное действие. 10. Мелатонин в качестве естественного антиоксиданта может найти применение в клинике в качестве универсального средства профилактики развития токсических эффектов тяжелых металлов. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном свободнорадикальных процессов и водовыделитеьной функции почек крыс в условиях хронической кобальтовой интоксикации / А.К. Митциев // Сборник тезисов 10-ой юбилейной научнопрактической конференции молодых ученных «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины». — Санкт-Петербург, 2010. – С. 69—70. 2. Брин, В.Б. Влияние хронической свинцовой интоксикации на функциональное состояние почек крыс / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев, Н.В. Боциева // Устойчивое развитие горных территорий. — 2010. — № 4. – С. 21—24. 3. Митциев, А.К. Профилактическое влияние мелаксена на изменения электролитовыделительной функции почек крыс в условиях экспериментальной кобальтовой интоксикации / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Владикавказский медико-биологический вестник. — 2010. — Т. X. — № 17. – С. 94—98. 4. Брин, В. Б. Возможность коррекции мелаксеном изменений функционального состояния почек крыс в условиях хронической интоксикации хлоридом кобальта / В.Б. Брин, А.К. Митциев, А.К. Митциев // Материалы VII Международной научно практической конференции «Устойчивое развитие 35 горных территорий в условиях глобальных изменений». — Владикавказ, 2010. – С. 1—2. 5. Брин, В.Б. Мелатонин – гормон защиты гомеостазиса / В.Б. Брин, А.К. Митциев // Тезисы докладов XXI съезда физиологического общества имени И.П. Павлова. — Калуга, 2010. – С. 83. 6. Митциев, А.К. Влияние мелаксена на выраженность нарушений свободнорадикальных процессов и гистологических изменений в тканях почек в условиях хронической интоксикации сульфатом кадмия / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. — Т. 16. — № 2. – С. 46—49. 7. Брин, В.Б. Способ коррекции нефротоксического действия кадмия в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. — 2011. — Т. 18. — № 2. – С. 194—195. 8. Брин, В.Б. Способ коррекции гепатотоксического действия кадмия в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. — 2011. — Т. 18. — № 4. – С. 209—210. 9. Митциев, А.К. Клеточные, системные и почечные эффекты гормона эпифиза (обзор литературы) / А.К. Митциев // Материалы Международной научной конференции «Физиология и патология почек и водно-солевого обмена», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Н.Н. Прониной. — Владикавказ, 2012. – С. 167—176. 10. Митциев, А.К. Профилактика мелаксеном нефротоксического действия свинца в эксперименте / А.К. Митциев, К. Г. Митциев, Н.В. Боциева // Материалы Международной научной конференции «Физиология и патология почек и водносолевого обмена», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Н.Н. Прониной. — Владикавказ, 2012. – С. 176—184. 11. Митциев, А.К. Профилактика кардиотоксического действия хлорида ртути в эксперименте / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. — 2012. — Т. XIX. м № 1. – С. 168—169. 36 12. Митциев, К.Г., Митциев А.К., Брин В.Б., Кабисов О.Т. Влияние экспериментальной гипокальциемии на гемодинамические эффекты хронической свинцовой интоксикации / К.Г. Митциев, А.К. Митциев, В.Б. Брин, О.Т. Кабисов // Кубанский научный медицинский вестник. — 2012. — № 4. – С. 175—178. 13. Брин, В.Б. Профилактика изменений структуры тканей сердца и почек при хроническом отравлении ацетатом свинца в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. — 2012. — Т. XIX. — № 1. – С. 166—168. 14. Митциев, А.К. Профилактика мелаксеном нефротоксического действия кадмия в эксперименте / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Владикавказский медико-биологический вестник. — 2012. — Т. XIV. — № 22. – С. 65—67. 15. Брин, В.Б. О профилактике мелаксеном гепатотоксического действия ртути в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. — 2012. — Т. 19. — № 3. – С. 169—170. 16. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном изменений биохимических показателей крови в условиях хронической кобальтовой интоксикации / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Владикавказский медико-биологический вестник. — 2012. — Т. XV. — № 23. – С. 62—65. 17. Митциев, А.К. Профилактика мелатонином нефротоксических эффектов хлорида ртути в эксперименте / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. — 2012. — № 1. – С. 56. 18. Брин, В.Б. Моделирование токсической свинцовой нефропатии и кардиопатии в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев // Электронный научнообразовательный вестник Здоровье и образование в XXI веке. — 2012. — Т. 14. — № 5. – С. 8—9. 19. Митциев, А.К. электролитовыделительную Профилактическое функцию почек влияние у крыс мелаксена в на условиях экспериментальной свинцовой интоксикации / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. 37 Митциев // Материалы V региональной научно–практической конференции «Новые технологии в рекреации здоровья населения». — Владикавказ, 2012. –С. 118—125. 20. Брин, В.Б. Коррекция мелаксеном почечных проявлений хронической кобальтовой интоксикации / В.Б. Брин, А.К. Митциев// Таврический медикобиологический вестник. — 2012. — № 3. — Ч. 2. – С. 309. Материалы VI конгресс патофизиологов Украины. – Крым, 2012. 21. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном почечных проявлений хронической интоксикации тяжелыми металлами / А.К. Митциев, В.Б. Брин, Н.В. Боциева // Тезисы докладов XII съезда физиологического общества имени И.П. Павлова. — Волгоград, 2013. – С. 354—355. 22. Митциев, А.К. О возможности профилактики мелаксеном нефротоксического действия кадмия в эксперименте / А.К. Митциев, В.Б. Брин, Н.В. Боциева // Материалы 1-ой Международной научной конференции "Развитие регионов в XXI веке". — Владикавказ, 2013. – С. 324—326. 23. Митциев, К.Г. Гемодинамические эффекты хронической кадмиевой интоксикации в условиях измененного кальциевого гомеостазиса / К.Г. Митциев, В.Б. Брин, А.К. Митциев // Кубанский научный медицинский вестник. — 2013. — № 5 (140). – С. 142—145. 24. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном изменений процессов свободнорадикального окисления и кардиотоксического действия кадмия в эксперименте / А.К. Митциев, В.Б. Брин, К.Г. Митциев, О.Т. Кабисов // Вестник новых медицинских технологий. — 2013. — Т. 20. — № 2. – С. 400—402. 25. Брин, В.Б. Профилактика гемодинамических и почечных эффектов хлорида ртути в эксперименте / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Кубанский научный медицинский вестник. — 2013. — № 1. – С. 38—41. 26. Митциев, К.Г. Влияние измененного кальциевого гомеостазиса на сердечно-сосудистые эффекты хронической кадмиевой интоксикации / К.Г. Митциев, В.Б. Брин, А.К. Митциев, О.Т. Кабисов // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. — 2013. — № 1. – С. 137. 38 27. Брин, В.Б. Мелаксен ослабляет почечные и гемодинамические нарушения при экспериментальной интоксикации металлами / В.Б. Брин, А.К. Митциев // Материалы IV международной научно-практической конференции «Академическая наука – проблемы и достижения». — North Charleston, 2014. – C. 22—26. 28. Брин, В.Б. Экспериментальная профилактика нефротоксических эффектов кадмия / В.Б. Брин, А.К. Митциев // Тезисы докладов научнопрактической конференции с международным участием и школой молодых ученых «Фармакология, физиология почек, мочевыводящих путей и водносолевого обмена». — Харьков, 2014. – С. 11—13. 29. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном почечных проявлений хронической свинцовой интоксикации / А.К. Митциев, В.Б. Брин // Научные труды IV съезда физиологов СНГ. — Дагомыс, 2014. – С. 118—119. 30. Брин, В.Б. Профилактика изменений функционального состояния почек и сердечно-сосудистой системы в условиях свинцового отравления / В.Б. Брин, А.К. Митциев // Международная научно-практическая конференция "Белые ночи – 2014", "Актуальные проблемы защиты окружающей среды и техносферной безопасности в меняющихся антропогенных условиях". — Грозный, 2014. – С. 44—49. 31. Митциев, А.К. Коррекция мелаксеном изменений процессов перекисного окислении липидов в условиях хронической интоксикации солями тяжелых металлов / А.К. Митциев // Материалы 11-ой Юбилейной научной сессии посвященной 75-летию ГБОУ ВПО COГMA Минздрава России. — Владикавказ, 2014. – С.184—190. 32. Брин, В.Б. Коррекция мелаксеном нарушения концентрирующей функции почек при экспериментальной свинцовой недостаточности / В.Б. Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Медицинский вестник Северного Кавказа. — 2014. — Т. 9. — № 1 (33). – С. 51—54. 33. Брин, В.Б. Влияние препарата «мелаксен» на перекисное окисление липидов и антиоксидантную систему при отравлении ртутью и кадмием / В.Б. 39 Брин, А.К. Митциев, К.Г. Митциев // Кубанский научный медицинский вестник. — 2014. — № 4. – С. 30—34. 34. Митциев, А.К. Роль активации процессов липопероксидации в механизмах развития патологии сердечно-сосудистой системы при действии тяжелых металлов в эксперименте / А.К. Митциев // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2015. — № 1. – С 60—64. 35. Митциев, А.К. Изменение активности перекисного окисления липидов как механизм развития патологии почек при действии тяжелых металлов / А.К. Митциев // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2015. — № 2. – С 72—76. 36. Митциев, А.К. Возможность профилактики мелатонином патологии сердечно-сосудистой системы, вызванной тяжелыми металлами в эксперименте / А.К. Митциев // Экспериментальная и клиническая фармакология. — 2015. — Т. 78. — № 5. – С. 24—27. СПИСОК ПОЛУЧЕННЫХ ПАТЕНТОВ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 37. Патент 2431482 Российская Федерация. МКИ A61K31/4045. Способ профилактики токсического действия кобальта у экспериментальных животных при хроническом отравлении / Брин В.Б., Митциев А.К., Митциев К.Г., Закс Т.В.: заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО СОГМА Росздрава России. – 2010142474/15, заявл.18.10.2010; опубл. 20.10.2011. 38. Патент 2440621 Российская Федерация. МКИ G09B23/28. Способ моделирования хронической токсической гепатопатии/ Брин В.Б., Митциев А.К., Митциев К.Г., Скупневский С..В.: заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО СОГМА Росздрава России. – 2010142545/14, заявл.18.10.2010; опубл. 20.01.2012. 39. Патент 2455985 Российская Федерация. МКИ A61K31/28; A61K31/4045; A61P9/02. Способ профилактики хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных / Брин В.Б., Митциев А.К., Кабисов О.Т., Митциев К.Г., Зассеев Р.М.: заявитель и патентообладатель 40 ГОУ ВПО СОГМА Минздравсоцразвития России. – 2011106965/15, заявл. 24.02.2011; опубл. 20.07.2012. 40. Патент 2461892 Российская Федерация. МКИ G09B23/28. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных / Брин В.Б., Митциев А.К., Митциев К.Г., Кабисов О.Т.: заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО СОГМА Минздравсоцразвития России. – 2011128557/14, заявл. 08.07.2011; опубл. 20.09.2012. 41. Патент 2462762 Российская Федерация. МКИ G09B23/28. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных / Брин В.Б., Митциев А.К., Кабисов О.Т., Митциев К.Г.: заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО СОГМА Минздравсоцразвития России. – 2011128446/14, заявл. 08.07.2011; опубл. 27.09.2012. 42. Патент 2468446 Российская Федерация. МКИ G09B23/28; A61K31/4045; A61P1/16. Способ профилактики хронической токсической гепатопатии / Брин В.Б., Митциев А.К., Митциев К.Г., Скупневский С.В., Закс Т.В.: заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО СОГМА Росздрава России. – 2010148729/14, заявл. 29.11.2010; опубл. 27.11.2012. 43. Патент 2549952 Российская Федерация. МКИ G01N33/48. Способ диагностики свинцовой нефропатии у экспериментальных животных при хроническом отравлении. / Митциев А.К., Брин В.Б., Митциев К.Г. заявитель и патентообладатель ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России. –2013148964/15, заявл. 01.11.2013; опубл. 10.05.2015. 41 Abstract Experiments were carried out on 740 Wistar rats. The aim of the work was to study the mechanisms of nephrotoxicity, cardio and hepatotoxic effects of heavy metals, and the development of universal pathogenetic reasonable way of preventing their toxic effects on the body using the pineal hormone - melatonin. Found that heavy metals (cadmium sulfate, mercury chloride, lead acetate and cobalt chloride) have caused their similarity toxic damage of individual systems as in intragastric and subcutaneous administration, the dose-dependent toxic effects when administered subcutaneously and more pronounced. It is shown that the nephrotoxic action of heavy metals is characterized by an increase in spontaneous diuresis, by reducing tubular reabsorption of water, an increase in the excretion of sodium, potassium and calcium by reducing tubular reabsorption of cations, as well as proteinuria, decreased urine osmolality. Cardiotoxic effects of heavy metals is manifested development resistant hypertension, by increasing the proportion of peripheral vascular resistance, despite the drop in the pumping function of the myocardium (reduction in stroke and cardiac index) and decrease in heart rate, with the formation of hypokinetic type of blood circulation. Hepatotoxic effects of heavy metals hyperbilirubinemia manifests itself by increasing the concentration of no direct bilirubin, often accompanied by an increase in cholesterol and alkaline phosphatase, and always increased activity of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase. The results of research revealed that the prophylactic use of melatonin in conditions of chronic poisoning with heavy metal salts has a corrective influence on violations electrolyte- water-excretory function of the kidneys. It is proved that the use of melatonin also contributes to the prevention of hemodynamic disorders of the cardiovascular system in conditions of chronic poisoning by heavy metals and helps reduce the severity of changes in hepatic blood biochemical parameters. Thus, melatonin prevents the development of toxic damage to internal organs in long-term poisoning of the body of heavy metals by acting on the common link of all toxic organ damage in conditions of intoxication by xenobiotics. 42 Информационно - издательский отдел ГБОУ ВПО СОГМА Минздрава России Подписано в печать __________г. Тираж 100 экз. Формат издания 60 х 90 усл. печ. л. 2,0 Заказ № 43
