МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ АНГИО-НЕФРОПАТИИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ СУЛЬФАТОМ КАДМИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ.

МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ АНГИО-НЕФРОПАТИИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ
ИНТОКСИКАЦИИ СУЛЬФАТОМ КАДМИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ.
Битарова Ж.Р., Дзугкоева Ф.С.
УРАН Институт биомедицинских исследований ВНЦ РАН и правительства РСОАлания. г. Владикавказ, Россия.
Важность изучения особенностей влияния на человека соединений кадмия,
поступающих из объектов производственной и окружающей среды, определяется
значительным загрязнением ими окружающей среды, их стойкостью, способностью к
высокой степени кумуляции в объектах биосферы и высоким риском накопления в
организме в больших количествах. Кадмий является ядом политропного действия, что
определяет многообразие патогенетических механизмов его воздействия. Однако,
ведущим является инактивация ферментов вследствие связывания им сульфгидрильных
групп активных центров энзимов. Он повышает уровень свободных радикалов, способных
инициировать процессы липопероксидации. Свободно-радикальное окисление (СРО)
вызывает дезинтеграцию липопротеиновых комплексов клеточных мембран и приводит к
нарушению их проницаемости и изменению состояния мембраносвязанных белков,
ферментов, в частности активности фермента Nа+,К+-АТФазы. Однако, недостаточно
изученным остается вопрос о патогенетической роли ПОЛ в развитии нарушений
функциональной способности почек, микроциркуляции и активности мембранных
ферментов, а также выраженность компенсаторной реакции клетки по активности АОС
при кадмиевой нефропатии.
Целью настоящей работы явилось изучение перекисного окисления липидов в
развитии нефропатии и микроциркуляторных нарушений под воздействием сульфата
кадмия в течение хронического эксперимента у крыс.
Для реализации цели нами были проведены эксперименты на 25 белых крысах
самцах линии Вистар одной возрастной группы, массой 200-250 грамм с интоксикацией
сульфатом кадмия в дозе 0,8 мг/кг веса животного в течение одного месяца и 15
интактных животных. В конце хронического эксперимента животных забивали под
тиопенталовым наркозом 20 мг/100г массы тела. Кровь забирали из левого желудочка с
использованием катетера после вскрытия грудной полости, извлекались почки. Изучались:
интенсивность перекисного окисления липидов в мембранах эритроцитов и в гомогенатах
коркового и мозгового веществ почечной ткани исследовали по данным изменения
концентрации малонового диальдегида колориметрическим методом с тиобарбитуровой
кислотой по методу Osacawa T., (1980).Состояние антиоксидантной системы оценивали по
активности каталазы в сыворотке крови методом М.А. Королюка и соавт., (1988).
Активность Na+,К+-АТФ-азы определяли по методу Scow J.C., (1957). Удельную
активность фермента рассчитывали на мг белка в час (мкмоль/Рн/мг белка/час). Белок в
пробах определяли по методу Lowry O.H., (1951). Влияние кадмиевой интоксикации на
различные звенья сосудистой системы: магистральные сосуды (брюшную аорту, нижнюю
полую вену, почечные артерии) и микроциркуляторное звено – изучали перфузию тканей
(жидкостный обмен) в различных точках локации (конечности, основание хвоста).
Кровоток регистрировали ультразвуковым портативным допплерографом ММ-Д-Ф
фирмы «МИНИМАКС» на наркотизированных интактных животных и крысах с
кадмиевой интоксикацией. Использовали датчик с частотой 10 МГц. Для каждой зоны
локации прибор регистрировал основные параметры кровотока: среднюю (М),
систолическую (S) и диастолическую (D) скорости кровотока, пульсовой индекс (Pi),
градиент давления (GD). Математическую обработку полученных результатов
производили методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента на
ПК типа IBM PC с использованием программы Microsoft Excel.
Полученные в ходе экспериментов данные показали, что кадмиевая интоксикация,
вызванная дозой 0,8 мг/кг веса животного, сопровождается достоверным понижением
активности Na+,К+-АТФ-азы как в мозговом (с 6,72±0,35 до 5,46±0,25 мкмоль РН/мг
белка/час, р≤0,01), так и в корковом веществе почечной ткани (с 3,0±0,33 до 2,23±0,17
мкмоль РН/мг белка/час, р≤0,05). Важную роль в структурно-функциональной
модификации биологических мембран, изменении их физико-химических свойств и
проницаемости играет перекисное окисление липидов - универсальный процесс,
протекающий в мембранах и в физиологических условиях. Однако, интенсификация
процесса ПОЛ играет важную патогенетическую роль в повреждении структур нефрона и
сосудистой стенки, формировании ангио- нефропатии при многих токсических
воздействиях, в том числе и под влиянием сульфата кадмия.
В экспериментах на крысах с подкожным введением сульфата кадмия, нами было
выявлено активирование процессов ПОЛ в эритроцитах, что подтверждалось увеличением
в них концентрации вторичного продукта ПОЛ – МДА. Это сопровождалось повышением
активности каталазы (с 225,56±29,09 до 308,04±17,83 мкат/л, р≤0,02) и снижением
активности супероксиддисмутазы (с 2,36±0,25 до 1,73±0,07 ед/мг белка, р≤0,02).
Исследования концентрации МДА в гомогенатах коркового и мозгового веществ
почечной ткани также показало, что наблюдается увеличение в них концентрации МДА.
Продукты ПОЛ взаимодействуют с SH и аминогруппами белков-ферментов, вызывая их
конформационные изменения и соответственно активность, что вероятно является одной
из причин падения активности Nа,К-АТФазы.
Одним из универсальных проявлений ангиопатий при многих заболеваниях и
токсических воздействиях является нарушение гемодинамики. На фоне интоксикации
сульфатом кадмия выявлено повышение средней скорости кровотока в крупных сосудах
(БА, ПА) и одновременно, происходит снижение процессов жидкостного обмена
(перфузии) в сосудах микроциркуляции. В то же время пульсовой индекс (индекс
Гослинга), отражающий характер упругоэластических свойств сосудистой стенки,
снижается в магистральных сосудах (БА, ПА), но повышается в НПВ. На уровне сосудов
микроциркуляции отмечается повышение пульсаторного индекса – в 4 зонах локации из 6,
что может быть связано с повышением ОПСС.
Анализ данных
показал, что в исследуемых группах животных отмечается
диуретическое и натрийуретическое действие, за счет снижения уровня канальцевой
реабсорбции воды и натрия, что обеспечивает возрастание диуреза и натрийуреза,
одновременно происходит угнетение скорости клубочковой фильтрации. В нашем
исследовании изменение физико-химических свойств мембран канальцевых клеток и
приводит к угнетению активности натриевого насоса- Nа,К-АТФазы.
Таким образом, при интоксикации, вызванной подкожным введением сульфата
кадмия в дозе 0,8 мг/кг веса животного, отмечается падение активности Na+,К+-АТФ-азы в
гомогенатах коркового и мозгового вещества почечной ткани, активация ПОЛ,
развивается оксидативный стресс и происходит угнетение активности фермента АОССОД, хотя наблюдается компенсаторное повышение активности каталазы. Активные
формы кислорода, которые повышают концентрацию МДА в крови, инициируют ПОЛ в
мембранах эритроцитов, вызывают изменения микроциркуляции и жидкостной перфузии
сосудов микроциркуляции на фоне хронической кадмиевой интоксикации в эксперименте
у крыс.