КЛЕТОЧНО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ НЕФРОПАТИИ Такоева Е.А., Дзугкоева Ф.С.
advertisement
КЛЕТОЧНО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ НЕФРОПАТИИ НА ФОНЕ ЭКСПОЗИЦИИ ХЛОРИДОМ НИКЕЛЯ. Такоева Е.А., Дзугкоева Ф.С. УРАН Институт биомедицинских исследований ВНЦ РАН и правительства РСОАлания. г. Владикавказ, Россия. Как известно, проблема токсикологии тяжелых и цветных металлов, отнесенных в последние годы к числу глобальных загрязнителей внешней среды, к сожалению, в наше время является актуальной. В разработке этой проблемы, в частности изучении роли тяжелых и цветных металлов в механизме возникновения токсических эффектов и развития патологических процессов в организме имеется ряд нерешенных проблем с позиции биохимической токсикологии. Так, несмотря на значительный экспериментальный и клинический материал, накопленный в предшествующие годы, продолжают оставаться нераскрытыми отдельные аспекты изучения молекулярных и клеточных механизмов токсических нефропатий. Анализ и обобщение накопленной информации позволяют выделить в качестве ведущих механизмов нарушения мембранных и клеточных процессов метаболизма при экспонировании биообъектов тяжелыми и цветными металлами мембрано- и ферментотоксическое действие в результате оксидативного стресса. Известно, что в городах с развитой промышленностью и транспортом отмечается повышение в атмосфере ионов тяжелых и цветных металлов, в частности никеля, который обладает сродством к структурам мембран таких органов как почки и печень. При проникновении в организм он накапливается, особенно в митохондриях, лизосомах и ядре, вызывая их ультраструктурные изменения, вступает во многие химические реакции, основными из которых являются сульфгидрильные группы белков и ферментов. При блокировании SH-групп энзимы теряют каталитическую активность, вызывая нарушение процессов метаболизма, снижение энергообразования и функционального состояния клетки. Основным из патогенетических механизмов, индуцирующих нефротоксическое действие ионов тяжелых и цветных металлов является перекисное окисление липидов. Процесс пероксидации сопровождается деформацией мембранных липопротеиновых комплексов клеточных мембран, изменением физикохимических свойств и активности мембраносвязанных ферментов, в частности Nа, КАТФ-азы. Динамическое равновесие в здоровом организме поддерживается благодаря функционирующей антиоксидантной системы (АОС), поэтому интенсификация повреждающего фактора может происходить по двум причинам: под влиянием активных форм кислорода и угнетением АОС клетки. Именно нарушение стационарного равновесия между этими двумя системами и способствует повреждению клеточных мембран. Однако недостаточно изученным остается вопрос о патогенетической роли ПОЛ в развитии нарушений функциональной способности почек и активности мембранных ферментов, в частности Nа, К- АТФ-азы, а также выраженность компенсаторной реакции клетки по активности АОС при никелевой нефропатии. Целью настоящего исследования было изучение водо- и электролитовыделительной функции почек, активности Na,K,АТФ-азы почечной ткани и сопряженных систем СРО в эритроцитах и почечной ткани и АОЗ клеток, на фоне хронической интоксикации солями никеля в эксперименте у крыс. Для реализации этой цели нами были проведены эксперименты на 20 белых крысах самцах линии Вистар одной возрастной группы (10-14 мес.), массой 200-250гр. Хроническую интоксикацию вызывали путем введения животным раствора хлорида никеля подкожно в дозе 0,5 мг/кг и 0,8мг/кг веса животного в течение 1 месяца. Исследовали основные процессы мочеобразования: клубочковую фильтрацию по клиренсу эндогенного Cr, рассчитывали канальцевую RH2O, используя формулы Ю.В. Наточина (1974г.). Для анализа электролито-выделительной функции почек, определяли экскрецию Na и К с мочой, Фз ионов и рассчитывали канальцевую RNa в %. Для выяснения патогенетического механизма нарушений исследовали интенсивность перекисного окисления липидов в мембранах эритроцитов и в гомогенатах коркового и мозгового слоев почечной ткани по данным изменения концентрации малонового диальдегида по методу Osakаwa T., (1980). О состоянии антиоксидантной защиты судили по активности каталазы в сыворотке крови, которую определяли методом М.А. Королюка и соав., (1988) и СОД по методу аутоокисления адреналина. Изучали активность Na,K,АТФ-азы в корковом и мозговом слоях почечной ткани методом (Scou ТС, 1957). Весь полученный материал подвергали статистической обработке с использованием t- критерия Стьюдента на ПК типа IBM РС с использованием программы Microsoft Excel. Анализ данных, вызванных подкожным введением 0,5 мг/кг и 0,8 мг/кг массы хлоридом никеля в течение 1 месяца показали, что величина спонтанного диуреза достоверно снижается, что обусловлено угнетением клубочковой фильтрации при одновременном снижении канальцевой реабсорбции воды. Наряду с водо-выделительной функцией почек нарушается и электролито-выделительная функция. Полученные данные свидетельствуют о достоверном повышении экскреции натрия с мочой. Для выяснения механизма повышенной экскреции натрия нами рассчитывалась величина фильтрационного заряда натрия и относительная канальцевая реабсорбция данного катиона. Данные показали, что повышение экскреции натрия обусловлено снижением канальцевой реабсорбции иона, (р<0,01) на фоне достоверного снижения фильтрационного заряда. Анализ содержания натрия и калия в плазме крови выявил, что происходит достоверное снижение концентрации натрия (р<0,001), и повышение содержания калия. Поскольку одним из механизмов, повреждающих структуры нефрона, является ПОЛ, нами проводились исследования липопероксидации в эритроцитах универсальных аналогах тканевых клеток. Анализ данных показал, что отмечается активация процессов свободно-радикального окисления в эритроцитах ( с 4,54±0,16 до 5,26±0,05 (р<0,001)). Полученные данные свидетельствуют об интенсификации процессов СРО как в корковом, так и в мозговом веществе почечной ткани у крыс на фоне обеих дозировок, о чем свидетельствовало повышение концентрации МДА (в клетках коркового вещества почечной ткани с 1,26±0,06 до 2,80±0,11 (р<0,001) и в клетках мозгового вещества почечной ткани с 2,73±0,1 до4,95±0,05 (р<0,001)). Эти изменения липопероксидации сопровождались падением активности мембраносвязанного фермента – Na,К-АТФ-азы как в мозговом, так и в корковом слоях почечной ткани. Интенсификация процессов ПОЛ сопровождается снижением активности супероксиддисмутазы (превращающей супероксид-анион в перекись водорода), тогда как, каталазы (восстанавливающей Н2О2 до Н2О и О2) повышается, что и является проявлением компенсаторной реакции в ответ на оксидативный стресс. Т.о. на фоне хронической интоксикации хлоридом никеля отмечается активация процессов СРО - развивается оксидативный стресс и меняется активность ферментов АОЗ – СОД и каталазы. Мембранотоксическое действие приводит к изменению функционального состояния почек, выражающееся в угнетении скорости клубочковой фильтрации и уровня канальцевой реабсорбции воды, в результате чего выявляется угнетение спонтанного диуреза. Одновременно нарушается электролитовыделительная функция почек, проявляющаяся повышением экскреции натрия и калия с мочой на фоне спонтанного диуреза. Анализ внутрипочечного обмена электролитов на фоне экспозиции хлоридом никеля показал угнетение RNа в почечных канальцах, на фоне снижения уровня ФзNa, что и приводило к повышенной экскреции Na с мочой и снижению концентрации Na в плазме крови. Изменение физико-химических свойств липидной фазы базолатеральной мембраны почечных канальцев сопровождается угнетением активности натриевого насоса и его основного компонента Na,К-АТФ-азы.
