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

Дослідження процесів відновлення перекисних ліпідів у крові та тканинах нирок щурів при моделюванні гострого пієлонефриту та супутнього цукрового діабету II типу

Вступ. Відомо, що клінічний перебіг гост-рого пієлонефриту (ГП) суттєво ускладнюється при наявності супутнього цукрового діабету (ЦД) I та II типів. Одночасний розвиток згаданих патологічних станів характеризується виникненням важких ускладнень у сечовій системі, що негативно впливають на її функціональну спроможність та істотно погіршують прогноз захворювання [1-3].

У патогенезі представлених патологічних станів важливу роль відіграє порушення активності антиоксидантної системи, інтенсифікація процесів пероксидації та вільно-радикального окислення [4-8].

Встановлено, що бактеріальна інфекція нирок, у тому числі і індукована Escherichia coli, спричинює розвиток оксидативного стресу та гальмування активності антиоксидантних ферментів, що посилює вираженість запального процесу і ультраструктурних пошкоджень в тканинах нирок, зокрема, в ниркових канальцях і судинних клубочках [9-13].

В умовах співдружнього розвитку ГП та ЦД I та II типів виникають певні порушення гомеостатичної функції нирок, яка залежить від погодженого перебігу фізіологічних процесів у канальцях [14].

Результати сучасних досліджень вказують на наявність неглікемічних механізмів у розвитку патологічних змін в нирках у частини хворих на цукровий діабет. Навіть за умов компенсації вуглеводного обміну спостерігалось погіршення функціонального стану нирок. Суттєву роль в прогресуванні зазначених змін ймовірно відіграє наявність інфекційно-запального процесу, та одночасне накопичення токсичних сполук та продуктів пероксидації за умов виснаження антиоксидантної системи [11-13, 19, 20].

Одним з основних ферментів глутатіон-залежної антиоксидантної системи є глутатіонпероксидаза, яка знешкоджує надлишок пероксидів та гідроксидів, що набуває особливого значення при взаємно-ускладнюючих патологіч-них станах [8, 21-25].

Приймаючи до уваги те, що розвиток дисбалансу в прооксидантно-антиоксидантній системі може обумовлювати негативні структурні та функціональні зміни стану нирок, актуальним є пошук лікувальних засобів з антиоксидантною дією для корекції встановлених метаболічних порушень [12, 13, 22, 25].

Мета роботи: дослідження можливості корекції процесів відновлення перекисних ліпідів при окисленні відновленого глутатіону глутатіонпероксидазою в крові та тканинах нирок щурів при моделюванні гострого пієлонефриту та супутнього цукрового діабету II типу.

Матеріали і методи дослідження. Експериментальні дослідження проводилися на щурах лінії Вістар, вагою 200-300 г у віці 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 (норма), тобто ці тварини не підлягали будь-якому експериментальному впливу (30 щурів), друга - тварини з пієлонефритом (35 щурів), третя - тварини з діабетом II типу та пієлонефритом без медикаментозної корекції (МК) (50 щурів), четверта - тварини з діабетом II типу і пієлонефритом при традиційній медикаментозній корекції (50 щурів), п’ята - тварини з діабетом II типу і пієлонефритом при запропонованій медикаментозній корекції (ЗМК) (50 щурів).

Діабет II типу викликали шляхом інтраперітоніальної ін’єкції стрептозотоцином в 10 мM цитратному буфері (pH 4,5) двократно в дозі 35 мг на 1 кг. (Байрашева В.К., 2015). При моделюванні стрептозотоцинового діабету II типу тварини отримували висококалорійну жирову їжу. Інсулін вводився діабетичним тваринам з метою запобігання смертності та зниження 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 протікання гострого пієлонефриту в клінічних умовах.

При традиційній медикаментозній корекції в групі тварин з діабетом та пієлонефритом застосовували внутрішньом’язово антибіотик «Гепацеф» в дозі 30 мг на кг ваги тварини 2 рази на добу протягом 14 днів після моделювання гострого пієлонефриту.

При запропонованій медикаментозній корекції тварини в групі з діабетом II типу та пієлонефритом, крім антибіотика «Гепацеф» в дозі 30 мг на кг ваги тварини 2 рази на добу, отримували препарати багатовекторної дії: per os препарат метаболізмкоригуючий енерготропний препарат - кислота рибонуклеїнова «Нуклекс» з розрахунку на кг ваги по 7 мг 3 рази на добу та внутрішньом’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 плазмі крові та тканині нирок спектрофотометрично визначали активність глутатіонпероксидази [26].

Статистичну обробку даних проводили за допомогою програми Statistica 5.5.

Результати та їх обговорення. Результати вивчення процесів відновлення перекисних ліпідів при окисленні відновленого глутатіону ферментом глутатіонпероксидазою в крові та тканинах нирок щурів при моделюванні гострого пієлонефриту та супутнього цукрового діабету II типу представлені в табл. 1.

Нами встановлено, що при гострому пієлонефриті активність глутатіонпероксидази, яка забезпечує знешкодження перекисних ліпідів, була вірогідно знижена в плазмі крові на 30,0% і в тканині нирок тварин 32,5% при порівнянні з відповідними даними норми.

Моделювання гострого пієлонефриту на тлі цукрового діабету II типу у щурів супроводжувалось більш суттєвим зниженням процесів відновлення перекисних ліпідів глутатіонпероксидазою в досліджуваних тканинах: в плазмі крові активність фермента була зменшена на 41,9% і в нирках на 45,9% відносно норми (р<0,001).

Таким чином, наявність цукрового діабету II типу сприяла пригніченню активності глутатіонпероксидази, як в плазмі крові на 17,0% (р<0,05), так і тканинах нирок на 19,9% (р<0,05) при порівнянні з тваринами, у яких експериментально відтворювався лише гострий пієлонефрит.

При застосуванні традиційної медикаментозної корекції у тварин з гострим пієлонефритом при цукровому діабеті II типу активність глутатіонпероксидази залишалася вірогідно зниженою на 32,9% в плазмі крові і на 39,2% в тканині нирок відносно норми (р<0,001). При порівнянні з відповідним показником в групі тварин лише з гострим пієлонефритом активність ферменту при застосуванні традиційної корекції була несуттєво зниженою.

Таким чином, традиційна медикаментозна корекція у тварин з гострим пієлонефритом та цукровим діабетом II типу сприяла лише розвитку тенденції до підвищення активності глутатіонпероксидази як в плазмі крові на 15,4% (р>0,05), так і в тканині нирок на 12,5% (р>0,05) по відношенню до групи тварин без медикаментозної корекції.

При запропонованому нами способі корекції метаболічних порушень у щурів при моделюванні гострого пієлонефриту на тлі цукрового діабету II типу препаратами багатовекторної дії була встановлена активація процесів відновлення перекисних ліпідів глутатіонпероксидазою, а саме: активність глутатіонпероксидази в плазмі крові і в тканині нирок зростала на 55,6% і на 48,7% відповідно порівняно з групою тварин без корекції (р<0,001); на 34,8% (р<0,001) в плазмі крові і на 32,2% (р<0,01) в нирках відносно групи тварин з традиційною корекцією.

Слід також зазначити, що при застосуванні препаратів багатовекторної дії активність глутатіонпероксидази в плазмі крові суттєво не відрізнялась від норми, тоді як в нирках залишалась вірогідно підвищеною на 19,6% (р<0,05).

Підсумовуючи отримані результати, можна зробити узагальнення про можливість застосування запропонованого нами способу корекції метаболічних порушень у щурів із експериментальним пієлонефритом, який розвивається на тлі супутнього цукрового діабету II типу для нормалізації процесу відновлення перекисних ліпідів глутатіонпероксидазою в крові, і в тканинах нирок.

Висновки

1. Доведено, що при моделюванні гострого пієлонефриту в плазмі крові та нирках щурів активність глутатіонпероксидази в плазмі крові і нирках вірогідно знижувалась на 30,0% і 32,5% відповідно по відношенню до норми.

2. Встановлено, що при моделюванні гострого пієлонефриту та цукрового діабету II типу у щурів активність процесів відновлення перекисних ліпідів глутатіонпероксидазою знижувалась в плазмі крові на 41,9% і нирках на 45,8% відносно норми (р<0,001).

3. Виявлено, що у тварин із відтвореним гострим пієлонефритом та цукровим діабетом II типу активність глутатіонпероксидази була вірогідно знижена в плазмі крові на 17,0% (р<0,05) і нирках на 19,9% (р<0,05) порівняно з відповідними показниками групи лише з гострим пієлонефритом.

4. Результати проведених досліджень дозволяють підтвердити припущення про те, що цукровий діабет II типу є важливим чинником, який сприяє подальшому розвитку порушень процесів знешкодження ліпідних пероксидів при інфекційно-запальному процесі в нирках.

5. Застосування запропонованого нами способу медикаментозної корекції сприяло суттєвій активації процесів відновлення перекисних ліпідів глутатіонпероксидазою в плазмі крові, і в нирках тварин при відтвореному гострому пієлонефриті та супутньому цукровому діабеті II типу: активність ферменту зростала в плазмі крові на 34,8% (р<0,001) і в нирках на 32,2% (р<0,01) по відношенню до групи з традиційною медикаментозною корекцією та на 55,6% і на 48,7% відповідно при порівнянні з групою без корегуючого впливу (р<0,001).