С.О. Борисов, Ф.І. Костєв, О.В. Борисов

Вивчення регуляторного впливу лікарських препаратів багатовекторної дії на тіоловий статус у крові та тканинах нирок щурів при моделюванні гострого пієлонефриту та супутнього цукрового діабету I типу

Вступ. Особливості патогенезу гострого пієлонефриту (ГП) за умов супутнього цукрового діабету (ЦД) обумовлюють розвиток тяжких ниркових ускладнень на тлі значних морфо-функціональних порушень [1].

Відомо, що активація вільно-радикальних процесів та перекисного окислення ліпідів має патогенетичне значення при розвитку пієлонефриту при супутньому цукровому діабеті. Продукти пероксидації та активні форми кисню можуть викликати деструктивні зміни в тканинах нирок, так і виявляти специфічну цитотоксичну дію на ниркові ультраструктури [1-4].

При хронічному перебігу пієлонефриту тривала активація вільно-радикального окислення сприяє виснаженню системи антирадикального захисту, що може обумовлювати прискорення розвитку незворотних патологічних змін у сечовій системі [5, 6].

Оксидативний стрес є важливим чинником, який суттєво ускладнює перебіг ГП та супутнього ЦД, та суттєво впливає на патогенетичні механізми, досліджуваних патологічних станів [2-5].

Відомо, що окислювально-відновний статус глутатіону відіграє важливу роль у редокс-регуляції метаболічних процесів у клітинах нирки, а виявляючи виражені антирадикальні властивості бере активну участь у детоксикаційних процесах, забезпечуючи захист тіолових груп білків від окислення [4, 6, 7], що може мати патогенний вплив на морфофункціональний стан нирок.

Мета дослідження: визначення особливостей регуляторного впливу лікарських препаратів багатовекторної дії на тіоловий статус у крові та тканинах нирок щурів за умов моделювання гост-рого пієлонефриту (ГП) та супутнього стрепто-зотоцинового цукрового діабету (ЦД) I типу.

Матеріал і методи дослідження. Експериментальні дослідження проводилися на щурах лінії Вістар, вагою 200-300 г віком 8-9 міс. Експеримент був здійснений відповідно до «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», які схвалені 3-м Національним конгресом (Київ, 2007) і відповідно до положень «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються для експериментальних та інших цілей» (Страсбург, 1986).

Тварини були розділені на п’ять груп: перша група - контрольна група (норма), тварини, що не підлягали будь-якому експериментальному впливу (30 щурів), друга - тварини з відтвореним пієлонефритом (35 щурів), третя - тварини з пієлонефритом та діабетом I типу без медикаментозного впливу (50 щурів), четверта - тварини з пієлонефритом та діабетом I типу при традиційному медикаментозному впливі (50 щу-рів), п’ята - тварини з пієлонефритом та діабетом I типу при запропонованому медикаментозному впливі (50 щурів).

Діабет викликали шляхом інтраперитонеальної ін’єкції стрептозотоцину в 10 мM цитратному буфері (pH 4,5) - діабет I типу одноразовою дозою 55 мг на 1 кг ваги (Байраше- ва В.К., 2015).

Інсулін вводився тваринам з відтвореним ЦД I типу з метою запобігання смертності та зниженню ваги за умови підтримки гіперглікемії. У тварин з підтвердженим цукровим діабетом моделювали гострий пієлонефрит (Авер’янова Н.К., 2008). Щурам одноразово ректально уводили ізолят Escherichia coli (ступінь бактеріурії в 1 мл 107 КОЕ), отриманий з сечі пацієнта з клінічною картиною гострого пієлонефриту. На другу добу тварини підлягали холодовому стресу при температурі 0+2 °C протягом 2 годин. Спосіб забезпечує отримання моделі, яка максимально наближена до перебігу гострого пієлонефриту в клінічних умовах.

При традиційному медикаментозному впливі (ТМВ) в групі тварин з ЦД та ГП за-стосовували внутрішньом’язово антибіотик «Гепацеф» у дозі 30 мг на кг ваги тварини 2 рази на добу протягом 14 днів після моделювання гострого пієлонефриту.

При запропонованому медикаментозному впливі (ЗМВ), тварини в групи з ЦД та ГП, крім антибіотика «Гепацеф» у дозі 30 мг на кг ваги, 2 рази на добу, отримували per os препарат метаболізмкоригуючої енерготропної дії - кислота рибонуклеїнова «Нуклекс» з розрахунку на кг ваги по 7 мг 3 рази на добу та внутрішньо-м’язово препарат - інгібітор вільно-радикальних процесів, мембранопротектор, (2-етил-6-метил-3-гідроксіпірідін сукцинат) «Армадин» 1,5 мг на кг ваги 3 рази на добу протягом 14 днів після моделювання гострого пієлонефриту.

Через 14 діб після моделювання щурів виводили з експерименту з попередньою анестезією тіопенталом натрію (50 мг препарату на кг ваги).

У крові та тканині нирок спектрофотометрично визначали вміст відновленого та окисленого глутатіону [8].

Статистичну обробку даних проводили за допомогою програми Statistica 5.5.

Результати та їх обговорення. Дані про тіоловий статус у крові та тканині нирок щурів з гострим пієлонефритом (ГП) в умовах супутнього ЦД I типу без медикаментозного впливу та з традиційним і запропонованим медикаментозним впливом представлено в табл. 1 і 2.

Оцінюючи вміст відновленого глутатіону в досліджуваних тканинах за різних експериментальних умов (табл. 1), встановлено, що при моделюванні ГП вміст відновленого глутатіону як у крові, так і в тканині нирок тварин знижувався на 24,8% і 20,6% по відношенню до норми (р<0,05).

Моделювання у тварин ГП на тлі ЦД I типу сприяло значному зниженню рівня відновленого глутатіону на 43,5% у крові і на 41,7% у тканині нирок по відношенню до норми. (Б<0,01).

При порівнянні змін рівня відновленого глутатіону в групі тварин з ГП на тлі ЦД I типу з відповідним показником тварин, у яких моделювали ГП, слід зазначити наявність віро-гідних змін, а саме в крові відзначалось зниження на 24,9%, а в тканині нирок - на 26,6%.

Значне зниження рівня відновленого глутатіону в тканинах щурів як в групі тварин з ГП, так і в групі з ГП на тлі ЦД I типу цілком можливо пов’язано з інтенсивним використовуванням цієї форми глутатіону в детоксика-ційних процесах і, з виснаженням потенціалу антиоксидантної системи та компенсаторних можливостей організму за умов активного перебігу запального процесу в нирках. Слід зазначити, що при розвитку ГП з супутнім ЦД I типу зазначені патохімічні зміни рівня глутатіону можуть бути зумовлені зниженням активності фермент-них систем, які беруть участь у процесах синтезу та відновлення його окисленої форми.

Традиційний медикаментозний вплив на тварин з ГП та супутнім ЦД I типу сприяв розвитку тенденції до підвищення рівня відновленого глутатіону на 18,9% у крові і на 19,5% у нирках порівняно з тваринами, які не піддавалися медикаментозному впливу. Порівнюючи з групою тварин із відтвореним пієлонефритом, слід зазначити, що рівень відновленого глута-тіону був дещо нижчим у крові і в тканині нирок, але ці зміни мали не вірогідний характер. При цьому, по відношенню до норми, рівень відновленого глутатіону був вірогідно знижений на 32,8% у крові і на 30,3% у тканині нирок.

Запропонований нами медикаментозний вплив (ЗМВ) сприяв більш виразним змінам рівня відновленого глутатіону в крові і в нирках: вірогідно підвищувався на 20,4% і на 21,6% відповідно по відношенню до групи з тради-ційним медикаментозним впливом, на 43,2% і на 45,3% відповідно, порівнюючи з групою тварин без медикаментозного втручання. Слід зазначити, що при порівнянні з відповідними даними норми, рівень відновленого глутатіону був вірогідно знижений на 19,1%, тоді як у нирках різниця була дещо меншою - 15,2% (р>0,05).

Зазначені позитивні зміни рівня відновленого глутатіону в крові та тканинах нирок щурів із ГП та супутнім ЦД I типу та ЗМВ, імовірно пов’язані з властивостями застосованих препаратів багатовекторної дії, які здатні стимулювати процеси синтезу або регенерації окисленої форми глутатіону до відновленої.

Дані про вплив ГП та ЦД на рівень окисленої форми глутатіону в плазмі крові та нирках щурів представлені в табл. 2.

Нами встановлено вірогідне підвищення рівня окисленого глутатіону у тварин з пієлонефритом в крові на 26,8% і в нирках на 22,4% відносно норми.

При стрептозотоциновому цукровому діабеті I типу рівень окисленого глутатіону у крові та нирках суттєво підвищувався на 22,9% у крові і на 23,3% в нирках відносно групи тварин з пієлонефритом, а по відношенню до норми було виявлено значне зростання цього показника як у крові на 55,4%, так і тканині нирок на 51,0%.

Виявлене підвищення вмісту окисленого глутатіону в крові та нирках тварин з ГП та супутнім ЦД I типу може бути пов’язано з порушенням процесів регенерації в досліджуваних тканинах тварин. Крім того, певні порушення функціонального стану нирок при запальному процесі, особливо в умовах діабету, здатні обумовлювати патогенний вплив на процеси поглинання з крові та утилізацію в g-глутаміл-трансферазних реакціях токсичних речовин та кон’югатів глутатіону.

При ТМВ на тварин з ГП та супутнім ЦД I типу спостерігали невиразну тенденцію до зниження вмісту окисленої форми глутатіону по відношенню до групи тварин з діабетом без медикаментозного впливу, рівень якого залишався достатньо підвищеним відносно норми, а саме: в крові на 42,6% і в нирках на 38,8% (р<0,001).

Застосування ЗМВ у тварин з ГП та супутнім ЦД I типу сприяло нормалізації рівня окисленого глутатіону, який суттєво не відрізнявся від відповідного показника норми. При цьому вміст окисленого глутатіону був вірогідно зниженим на 28,1% в крові і на 23,6% в нирках при порівнянні з групою тварин без медикаментозного впливу.

Важливе значення для нормалізації тіолового статусу у нирках тварин з ГП та супутнім ЦД I типу має виявлене вірогідне зниження окисленої форми глутатіону в крові на 21,6% і нирках на 19,1% відносно групи тварин з ТМВ.

Ілюстрацією виявленого стимулюючого метаболічного впливу препаратів, які застосовувались при ЗМВ, на тіоловий статус в нирках тварин з ГП та супутнім ЦД I типу, можна навести дані, представлені в табл. 3.

Встановлено, що співвідношення відновленої форми глутатіону та її окисленої форми в крові та тканині нирки щурів з гострим пієлонефритом знижувалось в 1,7 та в 1,5 разу відповідно по відношенню до норми. Більш виражене порушення тіолового статусу було виявлено при моделюванні пієлонефриту при супутньому цукровому діабеті I типу - в 2,6 разу відносно норми. При ТМВ, співвідношення відновленої форми глутатіону до її окисленої форми в крові та тканині нирки щурів з гострим пієлонефритом та цукровим діабетом підвищувалось в 1,3 разу, тоді як при ЗМВ в 2 рази по відношенню до групи тварин без лікування.

Аналізуючи результати дослідження, слід зазначити, що при гострому пієлонефриті суттєво порушується тіоловий статус у плазмі крові та нирках експериментальних тварин, відбувається значне зниження рівня відновленої форми глутатіону на тлі зростання його окисленої форми. При цьому більш виразні зміни цього показника були виявлені в групі тварин, у яких моделювали пієлонефрит з супутнім стрептозотоциновим діабетом I типу.

Виявлені нами порушення тіолового статусу в крові і тканинах нирок щурів при моделюванні ГП в умовах супутнього ЦД I типу, імовірно пов’язані з розвитком оксидативного стресу в тканинах нирок. Встановлено, що наявність супутнього цукрового діабету є впливовим патогенетичним чинником, який здатний викликати більш виразні зміни тіолового статусу в організмі тварин при моделюванні запального процесу в нирках.

Застосування досліджуваних препаратів багатовекторної дії в групі тварин, що піддавалися запропонованому медикаментозному впливу, сприяло нормалізації тіолового статусу в крові і в нирках за умов моделювання гострого пієлонефриту з супутнім цукровим діабетом I типу, що обумовлювало поліпшення детоксикаційної функції нирок експериментальних тварин.

Висновки

1. При моделюванні гострого пієлонефриту в крові та нирках щурів виявлено суттєве порушення тіолового статусу - зниження рівня відновленого глутатіону на 24,8% і 20,6% та підвищення рівня окисленої форми на 26,8% і 22,4% відповідно по відношенню до норми (р<0,05).

2. При моделюванні гострого пієлонефриту та цукрового діабету I типу у щурів рівень відновленого глутатіону вірогідно знижувався в крові на 43,5% і в тканині нирок на 41,7%, а окисленого глутатіону підвищувався в крові на 55,4% і тканині нирок на 51,0% по відношенню до норми. Зазначені зміни рівня відновленого і окисленого глутатіону в крові та нирках тварин з гострим пієлонефритом при цукровому діабеті I типу вірогідно відрізнялись при порівнянні з відповідними показниками групи з гострим пієлонефритом.

3. Встановлено суттєве порушення тіолового статусу в тканинах дослідних тварин, а саме: зниження співвідношення відновленого глута-тіону до його окисленої форми в крові та тканині нирки щурів з гострим пієлонефритом в 1,7 разу та більш виражене порушення цього показника у щурів з гострим пієлонефритом при супутньому цукровому діабеті I типу (в 2,8 і 2,6 разу відповідно) по відношенню до норми.

4. Застосування досліджуваних лікарських препаратів багатовекторної дії сприяло відновленню тіолового статусу в організмі тварин за умови моделювання гострого пієлонефриту з супутнім цукровим діабетом I типу: рівень відновленого глутатіону вірогідно підвищувався як у крові, так і в нирках на 20,4% і на 21,6%, а окисленої форми глутатіону знижувався на 21,6% і на 19,1% відповідно по відношенню до групи з традиційним лікуванням.

5. Встановлено, що досліджувані лікарські препарати багатовекторної дії, відновлюючи порушений тіоловий статус у крові та в нирках у щурів при гострому пієлонефриті та супутньому цукровому діабеті I типу, знижують негативний вплив оксидативного стресу, який розвивається у тварин за умов перебігу досліджуваних патологічних станів.

6. Позитивний вплив досліджуваних лікарських препаратів багатовекторної дії на тіоловий статус в організмі тварин, здатний сприяти поліпшенню детоксикаційних функцій і морфофункціонального стану нирок, є вагомим експериментальним обµрунтуванням для їх за-стосування в клінічних умовах при комплексному лікуванні гострого пієлонефриту, ускладненого цукровим діабетом.