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

Особливості морфологічних змін в нирках за умов медикаментозної корекції гострого пієлонефриту, ускладненого цукровим діабетом в експерименті

Вступ. Перебіг гострого пієлонефриту (ГП), ускладненого цукровим діабетом (ЦД) I та II типів створює умови для розвитку тяжких метаболічних порушень, асоційованих з мікро- та макроваскулярними нирковими ускладеннями [1-3, 6, 14]. Останні за умов неадекватного нефропротективного впливу обумовлюють поступове прогресування діабетичної нефропатії (ДН), та патогенетично пов’язаної з нею хронічної ниркової недостатності, що створює вкрай негативний вплив на прогноз захворювання [9-11, 12].

Динаміка розвитку патологічних змін за умов співдружнього перебігу ГП та ЦД характеризується структурними змінами коркового та мозкового шарів ниркової паренхіми. Сучасні клініко-морфологічні дані свідчать про провідну роль змін, охоплюючих мезангіальний матрикс ниркових клубочків, що супроводжується істотним потовщенням базальної мембрани клубочкових капілярів у поєднанні зі змінами подоцитів. Представлені ультраструктурні зміни тісно корелюють з метаболічними зсувами та змінами функціонального стану нирок [4, 5].

Виходячи з вищевикладеного, одночасний перебіг ГП та ЦД вимагає беззаперечного урахування патогенетичних закономірностей цього патологічного стану при застосуванні нових методів медикаментозного впливу [16-20].

Мета дослідження: порівняння ефективності медикаментозного впливу засобами етіо-тропної та патогенетичної дії на перебіг морфологічних змін у нирках щурів за умов експериментального гострого пієлонефриту та супут-нього цукрового діабету.

Матеріали і методи дослідження. Експериментальні дослідження проводились 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 кон-гресом (Київ, 2007) і відповідно до положень «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються для експериментальних та інших цілей» (Страсбург, 1986).

У попередній роботі була дана гісто-морфологiчна оцінка структурних змін у нирках щурів з експериментальним пієлонефритом на тлі цукрового діабету. Дані цього дослідження взято за основу при аналізі результатів медикаментозного впливу.

Тварини були розподілені на 6 груп: тварини з пієлонефритом (n=15) при етіотропному медикаментозному впливі, (ЕМВ) тварини з пієлонефритом (n=15) при поєднанні етіотропної та патогенетичної медикаментозної корекції, (ЕПМК) тварини з ГП на тлi ЦД I i II типів при етіотропному медикаментозному впливі (20 і 25 щурів відповідно), тварини з ГП i ЦД I i II типів при етіопатогенетичній медикаментозній корекції (20 і 25 щурів відповідно).

При етіотропному медикаментозному впливі в групі тварин з ГП та ЦД застосовували внутрішньом’язово антибактеріальний препарат цефалоспоринового ряду «Гепацеф» дозою 60 мг на кг ваги тварини на добу, протягом 14 днів після моделювання гострого пієлонефриту.

При поєднанні етіотропної та патогенетичної медикаментозної корекції, тварини групи з ГП та ЦД, крім антибіотика, отримували per os препарат метаболізмкоригуючої енерго-тропної дії - кислота рибонуклеїнова «Нуклекс» з розрахунку по 21 мг/кг на добу та внутрішньом’язово препарат - інгібітор вільнорадикальних процесів, мембранопротектор, (2-етил-6- метил-3-гідроксіпірідін-сукцинат) «Армадин» 4,5 мг/кг ваги на добу протягом 14 днів після моделювання гострого пієлонефриту.

Вивчення динаміки морфологічних змін, що виникають в результаті застосування медикаментозних впливів, проводилось за допомогою гістоморфологічної обробки матеріалу, одержуваного від тварин, що виводилися з експерименту по відтворенню моделі пієлонефриту на тлі цукрового діабету обох типів з попередньою анестезією тіопенталом натрію (50 мг препарату на кг ваги). Відразу після виведення щурів з експерименту проводився розтин з вилученням нирок, які розрізали на дві рівні половини по поздовжній осі і поміщали в 10%-вий розчин нейтрального формаліну для фіксації.

Тривалість фіксації становила від 2-3 днів до тижня, що обумовлено необхідністю синхронізації гістологічної обробки матеріалу, одержуваного від тварин, які виводилися з експерименту в різний час. Після фіксації проводилося відмивання фіксованого матеріалу в проточній воді протягом 2-3 годин. Потiм матеріал залишали для додаткового промивання на 8-10 годин в надмірному обсязі води - не менш ніж 20:1, з подальшою гістологічною проводкою в спиртах наростаючої щільності за загальноприйнятою гістологічною методикою [7, 8].

Після зневоднення в спиртах і подальшого витримування в хлороформі і хлороформ-парафіні матеріал заливався в парафін. З готових парафінових блоків на санному мікротомi виготовлялося не менше 15 серiйних зрізів з кож-ного парафінового блоку; готові зрізи фарбували гематоксиліном-еозином для подальшої світлової мікроскопії.

Результати та їх обговорення. Раніше нами було наведено, що основним проявом виучуваної патології є запальний процес з переважаючим ураженням ниркової паренхіми, здебільшого її інтерстиційної тканини із залученням в патологічний процес канальцевого та гломерулярного апарату, картиною дифузно-осередкового запалення із значною поширеністю та інтенсивністю інфільтрації і схильністю до формування масивних зливних осередків, захоплюючих всю паренхіму нирки.

При аналізі гістоморфологічних змін, що виникають в результаті застосування медикаментозного впливу, ми виходили з базових даних досліджень морфологічної картини, яка характеризує результати експериментальних даних гострого пієлонефриту на тлі цукрового діабету I і II типів, описаних раніше, у попередній роботі [21].

Також враховували, що деякі зміни в структурах коркового і мозкового шару, що супроводжують зазначену експериментальну модель, носили незворотний характер. Зокрема, це стосується ретенційних кіст (розширень) в канальцях, локалізованих переважно на межі коркового і мозкового шару, а також склеротичні змiни клубочків. Тобто в динаміці лікувального процесу дані зміни лишались стабільними.

Одночасно слід брати до уваги, що для цукрового діабету обох типів характерні судинні ускладнення, які супроводжують перебіг захворювання в 10-30% випадків. Тому при оцінці ефективності медикаментозного впливу ми звертали увагу не тільки на морфологічні ознаки в динаміці запального процесу, а й певною мірою пов’язаних з цим змін в гемодинаміці, тобто на стан системи мікроциркуляції ниркових клубочків.

При застосуванні медикаментозного впливу при експериментальному гострому пієлонефриті за етіотропною тактикою, важливим елементом позитивної динаміки було майже повне зникнення запальної інфільтрації в інтерстиції мозкового і коркового шарів (рис. 1).

При цьому в паренхімі коркового і мозкового шарів були присутні дисциркуляторні і дистрофічні зміни, що проявлялися у формі нерівномірного кровонаповнення клубочків, а також зерниста дистрофія епітелію канальців нефронів (рис. 2).

У результаті впливу на експериментальний пієлонефрит засобами етіопатогенетичної дії, що поєднує в собі антигіпоксичну та мем-бранопротективну властивості, також відзначалася повна елімінація запальних осередків в інтерстиції коркового і мозкового шарів. При цьому в паренхімі спостерігалося краще збереження канальцевого епітелію клубочків, структура яких наближалася до нормотипової завдяки стимуляції процесів клітинного метаболізму (рис. 3. і рис. 4).

Необхідно зазначити, що, даючи характеристику медикаментозного ефекту при пієлонефриті, що має перебіг на тлі цукрового діабету, необхідно враховувати наявність цілого комплексу змін, властивих цьому патологічному стану, де запальні зміни в паренхімі супроводжуються формуванням клубочкових, інтерстиціальних і судинних змін. Зазначені зміни створюють µрунт для персистенції запального процесу, резидуальні прояви якого можуть виявлятися навіть після інтенсивної антибактеріальної терапії.

Зокрема, після проведеного етіотропного медикаментозного впливу, що до експериментального пієлонефриту на тлі цукрового діабету I типу в окремих випадках виявлялися осередки запальної інфільтрації в паренхімі нирки (рис. 5 і рис. 6).

У корковому шарі більша частина клубочків зі спорожнілими капілярами, збільшеною клітинністю мезангія, наявністю клітин з фрагментованими ядрами, окремі клубочки колабіровані, спостерігаються обмежені осередки лімфоцитарної інфільтрації в інтерстиції.

У мозковому шарі спостерігається ретенційне розширення прямих канальців і осередки лімфоцитарної інфільтрації в інтерстиції між прямими канальцями, а також на межі з корковим шаром.

Стан нирок після проведення поєднаної етіотропної та патогенетичної медикаментозної корекції при експериментальному пієлонефриті на тлі цукрового діабету I типу характеризувався, в порівнянні з етіотропним впливом, меншою виразністю запальної інфільтрації і дистрофічних змін в ішемізованій паренхімі, завдяки нормалізації метаболічних та антигіпоксичних процесів (рис. 7-8). Про що свідчать помірно розширені канальці, епітелій в більшості яких, без дистрофічних змін, а поблизу окремих канальців розташовані поодинокі лімфоцити. Структура канальців наближається до нормотипової. У клубочках дещо підвищена клітинна чисельність мезангія без запальних і склеротичних змін. Відсутні клітини з фрагментованими ядрами, капіляри клубочків набули повнокровності, запальні зміни виражені помірно.

Для етіотропного медикаментозного впливу при експериментальному пієлонефриті на тлі цукрового діабету II типу було характерне уповільнення процесів регенерації, енергозабезпечення клітин та структурно- функціональної організації ниркової парен-хіми, що зазначалося у присутності несуттєвих осередків запальної інфільтрації в основному лiмфоцитарного характеру в паренхімі коркового і мозкового шарів і наявністю на їх межі малих ретенційних кіст і лімфоцитарних інфільтратів. При цьому в корковому і мозковому шарах зберігалася підвищена клітинна чисельність мезангія при повноцінному кровонаповненнi капілярних петель клубочків, а також відзначалася зерниста дистрофія в епітелії ряду канальцiв (рис. 9-10).

Для медикаментозного впливу за поєднаною етіотропною та патогенетичною корекцією, при експериментальному пієлонефриті на тлі цукрового діабету II типу, визначилось характерним забезпечення протизапальних змін, стимуляція процесів клітинного метаболізму, прискорення регенерації та підвищення енергозабезпечення інтерстиціальної тканини нирки, була характерна відсутність осередків запальної інфільтрації у паренхімі коркового і мозкового шарів. При цьому в паренхімі за-значалося повноцінне кровонаповнення капілярних петель у значній частині клубочків при помірній клітинній чисельностi мезангія або її відсутності в частині клубочків; також відзначався нормотиповий характер епітелію в більшості канальців нефронів, капілярна мережа клубочка повнокровна, клітинна чисельність мезангія не виражена (рис. 11, 12). Наведені ультраструктурні зміни в паренхімі нирок об’єктивно відзначають істотне покращення мікроциркуляції та підвищення трофіки коркового і мозкового шарів паренхіми, а гістоморфологічними підтвердженими є пов-нокровна капілярна сітка клубочків і поодинокі дистрофічні зміни в епітелії канальців нефронів.

У проведеному нами попередньому дослідженні при моделюванні гострого пієлонефриту у щурів показано, що наявні гістопатологічні зміни характеризуються ознаками запального процессу в інтерстиції мозкового і коркового шарів з подальшими змінами в канальцевій системі і клубочках нефронів.

Морфологічною основою цих проявів є дистрофія епітелію канальців, зниження кровонаповнення капілярів клубочків і збільшення клітинної чисельності мезангія, що в подальшому може завершитися розвитком гломеруло- нефросклерозу.

Найбільшою мірою даний характер терміналізації структурних змін властивий пієлонефриту, що розвивається на тлі цукрового діабету I і II типів, моделі яких нами також були ви-вчені в експерименті на щурах.

Зазначені вище моделі, з характерними для них ультраструктурними особливостями, були використані для оцінки ефективності етіо- тропного і патогенетичного медикаментозного впливу при гострому пієлонефриті, а також пієлонефриті на тлі цукрового діабету I і II типів.

Висновки

1. Проведене нами дослідження показало, що етіотропний, медикаментозний вплив дозволяє досягти майже цілковитої ліквідації гострого запального процесу в інтерстиції парен-хіми нирок, проте резидуальнi ознаки запалення зберігаються.

2. Згадані залишкові запальні зміни частіше виявлялися після проведення етіотропного медикаментозного впливу і були відсутні або мали лише слідовий характер в результаті проведення медикаментозного впливу при пієлонефриті та цукровому діабеті I та II типів за програмою патогенетичного комплексного впливу.

3. Відмінності між результатами проведення етіотропного і патогенетичного медикаментозного впливу стосувалися рівня покращення мікроциркуляції та трофіки коркового і мозкового шарів ниркової паренхіми, а гістоморфологiчним підтвердженням цьому є вираженість кровонаповнення капілярів клубочків і наявність дистрофічних змін в епітелії канальців нефронiв.

4. Патогенетичний медикаментозний вплив дозволяє нормалізувати гемодинаміку в ниркових клубочках і суттєво зменшити поширеність дистрофічних змін в епітелії канальців. Встановлена істотно менша або нормальна клітинна чисельність мезангія після реалізації патогенетичного втручання, що мала особливу вираженість при пієлонефриті на тлі супутнього цукрового діабету II типу.

5. Стабілізацію мезангіальної проліферації можна розглядати як одну з найважливіших умов для попередження і стримування нефросклеротичних змін, що слід пов’язувати із комплексним впливом антибактеріальної, мембранопротективної та метаболізм-коригуючої дії, яка є доцільною в підходах до тактики клінічного застосування.