Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Донецький національний медичний університет ім. М. Горького

УДК 616.61-092:546.173|175

14.03.04 - патологічна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

ВИВЧЕННЯ МЕХАНІЗМІВ ВПЛИВУ МАЛИХ ДОЗ НІТРАТІВ І НІТРИТІВ НА ФУНКЦІЮ НИРОК

Бадьїн Іван Юрійович

Донецьк - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Державному підприємстві "Український науково-дослідний інститут медицини транспорту" МОЗ України (м. Одеса)

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор, ЗДНТ України Гоженко Анатолій Іванович, Державне підприємство "Український науково-дослідний інститут медицини транспорту" МОЗ України (м. Одеса), директор

Офіційні опоненти:

- доктор медичних наук, професор Барінов Едуард Федорович, Донецький національний медичний університет ім. М. Горького МОЗ України, завідувач кафедри гістології, цитології та ембріології;

- доктор медичних наук, професор Костенко Віталій Олександрович, Вищій державний навчальний заклад України "Українська медична стоматологічна академія МОЗ України" (м. Полтава), завідувач кафедри патологічної фізіології.

Захист відбудеться "11" грудня 2009 року о 12⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.600.02 при Донецькому національному медичному університеті ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча, 16).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Донецького національного медичного університету ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча, 16).

Автореферат розісланий "09" листопада 2009 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор медичних наук, доцент М.В. Єрмолаєва

Анотації

Бадьїн І.Ю. Вивчення механізмів впливу малих доз нітратів і нітритів на функцію нирок. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Донецький національний медичний університет ім. М. Горького МОЗ України, Донецьк, 2009.

У роботі вперше проведені дослідження ролі нирок в регуляції системних параметрів обміну ендогенних і різних доз екзогенних нітратів и нітритів в умовах індукованого діурезу, включаючи водне навантаження і навантаження 3% розчином хлориду натрію в об'ємі 5% від маси тіла. Показано, що навантаження сольовим розчином, у порівнянні з водним навантаженням, призводить до збільшення швидкості клубочкової фільтрації, підвищення темпів виведення нирками осмотично активних речовин на фоні підсилення ниркового кліренсу неорганічних окислів азоту - нітратів и нітритів, що, однак, разом з окисленням нітритів не дозволяє забезпечити збереження їх фізіологічного рівня в крові. Встановлено, що ренальний шлях виведення забезпечує виведення із організму значної частки екзогенних нітратів і нітритів. Одержані результати також дозволяють наголосити про важливу роль системи циклу оксиду азоту в регуляції діяльності нирок, як на судинно-клубочковому, так і на канальцевому рівнях. Поряд з цим, в умовах експериментальної ниркової недостатності, індукованої дихлоридом ртуті (сулемою), виявлено значне зниження ниркової екскреції ендогенних нітритів. Проведені дослідження дозволяють стверджувати, що зміни ниркового транспорту ендогенних нітратів и нітритів при сулемовій нефропатії обумовлені перебудовою циклу оксиду азоту, включаючи і його NO-синтазну ланку, механізми регуляції окислювально-відновлювальних реакцій метаболітів молекули оксиду азоту і ренальні транспортні системи, відповідні за реабсорбцію хімічно стабільних метаболітів NO.

Ключові слова: оксид азоту, нітрати, нітрити, нирки.

Бадьин И.Ю. Изучение механизмов влияния малых доз нитратов и нитритов на функцию почек. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04 - патологическая физиология. - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького МЗ Украины, Донецк, 2009.

В работе впервые проведены исследования роли почек в регуляции системных параметров обмена эндогенных и различных доз экзогенных нитратов и нитритов в условиях индуцированного диуреза, включая водную нагрузку и нагрузку 3% раствором хлорида натрия в объеме 5% от массы тела. Показано, что нитриты и нитраты эндогенного происхождения постоянно присутствуют в плазме крови и моче интактных крыс. Поступление в организм экзогенных нитритов и нитратов сопровождается включением адаптивных реакций, направленных на регуляцию их количества в плазме крови - окисления и особенно резкого усиления их почечного клиренса. При этом интенсивность почечной экскреции экзогенных нитратов и нитритов в значительной степени зависит от показателей функционального состояния почек: скорости клубочковой фильтрации и обратного всасывания профильтрованных веществ в канальцевом отделе нефрона. Установлено, что экзогенные нитраты и нитриты оказывают дозозависимое влияние на деятельность почек, как на сосудисто-клубочковом, так и на канальцевом уровнях, что сопровождается протеинурией. Стимуляция скорости клубочковой фильтрации в условиях нагрузки интактных крыс 3% раствором хлорида натрия способствует увеличению почечного клиренса эндогенных и экзогенных нитратов и нитритов из организма. Показано, что в условиях нагрузки солевым раствором нитриты выводятся в неизменном виде, тогда как при водной нагрузке значительная часть нитритов окисляется до нитратов. Полученные результаты также позволяют утверждать о важной роли системы цикла оксида азота в регуляции деятельности почек, как на сосудисто-клубочковом, так и на канальцевом уровнях. Вместе с тем, в условиях экспериментальной почечной недостаточности, индуцированной дихлоридом ртути (сулемой), выявлено значительное снижение почечной экскреции эндогенных нитритов. Между тем, уровень выделения эндогенных нитратов почками крыс, подвергшихся воздействию сулемы, при водной нагрузке и нагрузке солевым раствором, существенно выше, чем у интактных животных. Проведенные исследования позволяют утверждать, что изменения почечного транспорта эндогенных нитратов и нитритов, наблюдаемые в условиях сулемовой нефропатии, обусловлены перестройкой цикла оксида азота, включая его NO-синтазное звено, механизмы регуляции окислительно-восстановительных реакций метаболитов молекулы оксида азота и ренальные транспортные системы, ответственные за реабсорбцию химически стабильных метаболитов NO. Результаты проведенных исследований показали, что анализ ренального пути выведения нитритов и нитратов позволяет более корректно оценивать состояние цикла оксида азота в норме и при патологии почек, а так же повысить эффективность мониторинга при использовании нитрит-содержащих фармакологических средств с учетом функционального состояния почек.

Ключевые слова: оксид азота, нитраты, нитриты, почки.

Badiyin I. Yu. Study of mechanisms of Nitrites and Nitrates Low Doses Influence on Renal Function. - Manuscript.

Thesis for the award of the scientific degree of candidate of medicine on specialty 14.03.04 - pathological physiology. - Donetsk National Medical University of the Ministry of Public Health of Ukraine, Donetsk, 2009.

In the work presented they have investigated the kidneys' role in the regulation of systemic parameters of metabolism of endogen and different doses of exogenous nitrites and nitrates under the conditions of induced diuresis, including aqueous load and the one with 3% solution of NaCl in the volume of 5% of a body mass. It has been revealed that the saline solution load compared with the aqueous one results in the increase of the velocity of glomerular filtration, enlargement of renal excretion of osmoticaly active substances on the background of renal clearance enforcement of non-organic oxides of nitrogen - nitrites and nitrates. It has been established that renal pathway of excretion supplies clearance from a body of a significant part of exogenous nitrates and nitrites. The results obtained allow to state of the existence of an important meaning of nitrogen system cycle in the regulation of the activity of kidneys both on vascular-glomerular and tubular levels. Besides under the conditions of experimental renal insufficiency induced with dichloride of mercury (corrosive sublimate) they have revealed a significant decrease of renal excretion of endogenous nitrites. The results obtained allow to state that the changes of renal transport of endogenous nitrates and nitrites which take place under the conditions of corrosive sublimate-dependent nephropathy are stipulated by re-structuralization of nitrogen cycle including its NO-synthetase link, mechanisms of regulation of oxidation-reduction reactions of nitrogen molecular metabolites and renal transport systems responsible for re-absorption of chemically stable NO metabolites.

Key words: nitrogen, nitrates, nitrites, renal.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Як свідчать сучасні дані літератури, нітрати і нітрити ендогенного походження є безпосередніми продуктами метаболізму оксиду азоту - найважливішого регулятора багатьох фізіологічних функцій організму людини і тварин. При цьому нітрати і нітрити є не тільки кінцевими продуктами метаболізму оксиду азоту (NO) в організмі, але й можуть повторно включатися до циклу оксиду азоту, виконуючи тим самим функцію депо і транспорту оксиду азоту (Реутов В.П., 1998-2007). За сучасними уявленнями переважна більшість екзогенних і ендогенних нітратів і нітритів екскретується з організму людей і тварин переважно нирками. Одночасно показано, що у здорової людини величина кліренсу ендогенних нітратів складає у середньому 20 мл/хв. (тобто біля 17% від фільтраційної фракції аніона) . При цьому, пероральне введення здоровим людям нітрату натрію у перерахунку 470 мкмоль/кг маси тіла приводить до підвищення кліренсу нітратів лише до 26 мл/хв. (Jungersten L. et al.; 1996). Використання метода перфузії одиночних нефронів дозволило встановити, що канальцевий транспорт нітратів посідає значне місце в метаболізмі азотнокислих солей натрію в організмі. Доказано, що в канальцях нефрону наявна потужна NO-синтазна система, локалізована, головним чином, у висхідній гілці петлі Генле і щільній плямі (Obermuller N., Kunchaparty S., Ellison D.H., Bachmann A.; 1996). Таким чином, поряд з системною продукцією нітритів і нітратів, не можна виключити внутрішньониркові процеси утворення даних речовин. Дійсно, як свідчать дані літератури, ниркова екскреція нітритів у людини в умовах водно-сольового навантаження може суттєво змінюватись при патологічних процесах як ниркової (Гоженко А.И., 2002-2008), так і позаренальної патологій (Запорожан В.Н., Гоженко А.И., Доломатов С.И. и соавт.; 2002). Таким чином, опубліковані в літературі результати клінічних і експериментальних досліджень дозволяють зробити висновок, що аніони нітритів і нітратів, які утворюються внаслідок окислення молекули оксиду азоту, постійно присутні у позаклітинній рідині організму і, можливо, нітрити використовуються як субстрат в процесі нітрит-редуктазного ресинтезу NO. При цьому, більшість авторів надає ниркам важливу роль у регуляції циклу оксиду азоту, враховуючи їх вагомий внесок в системні показники синтезу NO, а також наявність тонких ренальних механізмів балансу між темпами виділення неорганічних окислів азоту і їх реабсорбції канальцевим епітелієм (Гоженко А.И., 2000-2008). Але закономірності ниркового транспорту ендогенних і екзогенних нітритів і нітратів in vivo потребують поглибленого аналізу. Також важливе практичне і теоретичне значення мають питання власних регуляторних впливів нітритів и нітратів на функціональний стан нирок.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження є фрагментом планової науково-дослідної роботи Державного підприємства "Український науково-дослідний інститут медицини транспорту" за темою "Принципи формування нефротоксичних ефектів важких металів: патогенез, методи діагностики, лікування та профілактики нефропатій" (номер державної реєстрації 0106V004967). Здобувач є співвиконавцем теми.

Метою дослідження було вивчення механізмів впливу малих доз нітратів та нітритів екзогенного і ендогенного походження на функцію нирок в нормі і при пошкодженні нефронів (на прикладі дихлориду ртуті).

Завдання дослідження:

1. Вивчити рівні нітритів і нітратів у плазмі крові після водного і сольових навантажень, у тому числі і після одноразового введення екзогенних нітритів і нітратів.

2. Вивчити стан ниркового кліренсу ендогенних нітритів і нітратів та функцію нирок у інтактних щурів в умовах водного та осмотичного навантаження.

3. Вивчити стан ниркового кліренсу нітритів і нітратів та функцію нирок у щурів в умовах одноразового введення різних концентрацій нітриту натрію під впливом водного та осмотичного навантажень.

4. Вивчити особливості ниркового кліренсу ендогенних нітритів і нітратів в умовах експериментальної нефропатії, обумовленої введенням дихлориду ртуті (сулеми), під впливом водного та осмотичного навантажень.

Об'єкт дослідження: білі щури (самці) - інтактні тварини та тварини з експериментальною нефропатією, що викликана дихлоридом ртуті.

Предмет дослідження: функція нирок білих щурів з виведення екзогенних нітритів і нітратів в нормі та при патології.

Методи дослідження: патофізіологічні, функціональні, біохімічні, розрахункові та статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше установлено, що у інтактних тварин в умовах гострого навантаження 3% розчином хлоридом натрію в об'ємі 5% від маси тіла відбувається збільшення системної продукції і ниркової екскреції ендогенних неорганічних окислів азоту у порівнянні з водним навантаженням.

Вперше показано, що гостре навантаження 3% розчином хлориду натрію сприяє підвищенню ниркового виведення екзогенних нітратів і нітритів, як внаслідок збільшення швидкості клубочкової фільтрації, так і через зниження їх канальцевої реабсорбції.

Вперше показано, що при одноразовому введенні щурам екзогенних нітритів в кількості до 2 мг на 100 г маси тіла відсутні порушення функціонального стану нирок, але наявним є адаптивний відклик нефрону на судинно-клубочковому і канальцевому рівнях, спрямовані на збільшення ниркового кліренсу даних речовин.

Вперше установлено, що одноразове введення щурам нітрату натрію у кількості від 5 мг до 50 мг на 100 г маси тіла призводить до збільшення у плазмі крові концентрації нітритів і нітратів та їх виведення з сечею.

Вперше показано, що експериментальна ниркова недостатність, спричинена солями ртуті, призводить до зниження системної продукції і ниркової екскреції ендогенних неорганічних окислів азоту на тлі зниження спроможності нирки збільшувати швидкість клубочкової фільтрації під впливом гострого навантаження 3% розчином хлориду натрію у порівнянні з водним навантаженням.

Практичне значення отриманих результатів. Одержані результати сприяють більш повному розумінню фізіологічної ролі ендогенних неорганічних окислів азоту і свідчать, що оцінка ренального шляху екскреції неорганічних окислів азоту дозволяє більш коректно оцінювати стан циклу оксиду азоту в нормі та при патології, а також підвищити ефективність моніторингу при фармакологічній корекції нітрит-вміщуючими препаратами з урахуванням діяльності нирок. Отримані результати свідчать про необхідність урахування наявності патології нирок при надходженні в організм прекурсорів оксиду азоту.

Результати роботи впроваджені в науково-дослідну роботу Українського НДІ медицини транспорту, Українського НДІ медичної реабілітації та курортології, в учбовий процес кафедр патологічної фізіології Одеського і Кримського державних медичних університетів.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведено науковий пошук і обґрунтування напряму досліджень. Самостійно проведені експериментальні дослідження, статистична обробка отриманих результатів і їх аналіз, сформульовані основні висновки роботи, підготовлені до публікації матеріали основних положень експериментальних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були оприлюднені: на IY, Y, YI та VIII читаннях ім. В.В. Підвисоцького (Одеса, 2005-2009 рр.), на ІІІ міжнародній науковій конференції "Гомеостаз: фізіологія, патологія, фармакологія і клініка" (Одеса, 2009 р.).

Публікації: Результати дисертації викладені у 5 статтях у наукових фахових журналах і 5 тезах доповідей на конференціях.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, розділів опису матеріалів і методів дослідження, чотирьох розділів результатів досліджень, аналізу і узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаних джерел. Робота викладена на 169 сторінках машинопису і ілюстрована 34 таблицями. Список літератури містить 226 джерел (38 кирилицею та 188 латиницею).

Основний зміст роботи

Матеріали і методи досліджень. Дослідження проведені на 230 щурах-самцях з масою тіла 100-200 г. Функцію нирок щурів вивчали в умовах індукованого діурезу. За 12 годин до проведення функціональних проб тварин обмежували в їжі при вільному доступі до води. У кожній серії водне навантаження здійснювалась з 8.00 до 8.30. Відстояну водопровідну воду вводили у шлунок зондом з розрахунку 5% від маси тіла. Тварин розміщували у спеціальні клітки і збирали сечу протягом 2 годин. Осмотичне навантаження також проводили ранком 0,8% та 3% розчинами хімічно чистого хлориду натрію (осмоляльність розчинів складала відповідно 275 и 1050 мосмоль/кг Н ₂О). Розчин хлориду натрію вводили зондом у шлунок з розрахунку 5% від маси тіла, сечу збирали протягом наступних 2 годин. Нітрит і нітрат натрію вводили у складі навантажувальної проби. Сечу збирали протягом наступних 2 годин у метаболічних клітках.

Виведення тварин з експерименту здійснювали під легкою ефірною анестезією шляхом декапітації. Зразки отриманої крові стабілізували гепарином. Цільну кров не пізніше ніж через 30 хв. центрифугували і відбирали плазму для подальших досліджень.

В отриманих зразках сечі і плазми крові проводили аналіз хімічного складу за наступними методиками:

Білок сечі визначали фотометричним методом (=590 нм) на "КФК-3" сульфосаліциловим методом (Михеева А.И., Богодарова И.А., 1969).

Креатинін плазми крові і сечі визначали фотометричним методом на спектрофотометрі СФ-46 (=520 нм) у реакції з пікриновою кислотою (Рябов С.И. и др., 1979).

Осмоляльність сечі і плазми крові визначали кріоскопічним методом на осмометрі 3D3, виробництва фірми "Advanced Instruments" (США).

Концентрацію неорганічних фосфатів у сечі і плазмі крові визначали фотометричним методом (=670 нм) на спектрофотометрі СФ-46 з використанням молібденовокислого амонію (Меньшиков В.В., 1987). При цьому в зразках плазми крові проводили попередню депротеїнізацію в присутності 5% розчину трихлороцтової кислоти.

Концентрацію загального кальцію плазми крові і сечі визначали фотометричним методом (=590 нм) на спектрофотометрі СФ-46 у реакції з Арсеназо-III, з використанням стандартних наборів для діагностики виробництва фірми Simko Ltd. (Україна).

Концентрацію нітратів крові і сечі визначали фотометричним методом (=540 нм) на спектрофотометрі СФ-46 з використанням реактиву Гриса після їх відновлення до нітритів в присутності металевого порошкового кадмію (Емченко Н.Л. и др., 1994).

Концентрацію нітритів плазми крові і сечі визначали фотометричним методом (=540 нм) на спектрофотометрі СФ-46 з використанням реактиву Гриса. Для приготування калібрувальних розчинів використовували кристалічний нітрит або нітрат натрію виробництва фірми "Acros organics" (США).

Розрахункові показники діяльності нирок (величини екскреції креатиніну, осмотично активних речовин, білку, нітритів, нітратів, фосфатів і кальцію) розраховували за методами, запропонованими Ю.В. Наточіним (1974) та О. Шюк (1981).

Стандартизовану екскрецію названих речовин розраховували з урахуванням екскреції креатиніну і маси тіла тварин. Швидкість клубочкової фільтрації визначали за величиною кліренсу креатиніну.

Усі показники діяльності нирок тварин розраховували на 100 г маси тіла або на 1 мл клубочкового фільтрату.

Для вивчення ренальних ефектів і ниркового кліренсу екзогенних нітритів щурам у складі навантажувальної проби (води або розчину хлориду натрію) у шлунок вводили нітрит натрію виробництва фірми "Acros organics" (США) у кількості 0,2 або 2,0 мг на 100 г маси тіла.

Для вивчення ренальних ефектів і ниркового кліренсу екзогенних нітратів щурам у складі навантажувальної проби (води або розчину хлориду натрію) у шлунок вводили нітрат натрію виробництва фірми "Acros organics" (США) у кількості 5,0 або 50,0 мг на 100 г маси тіла.

Експериментальну модель ниркової недостатності індукували підшкірним введенням щурам водного розчину дихлориду ртуті (сулеми) у кількості 0,1 мг на 100 г маси тіла. Через 5 діб з моменту введення сулеми тваринам проводили навантажувальні функціональні проби нирок з використанням води або 3% розчину хлориду натрію по вище описаній методиці.

Достовірність міжгрупових відмінностей оцінювали по загальноприйнятій методиці з використанням критерію Стьюдента. Для оцінки взаємозв'язку вивчених параметрів розраховували коефіцієнти лінійної кореляції.

Результати власних досліджень та їх обговорння

Стан ниркової екскреції ендогенних нітратів і нітритів у інтактних щурів в умовах водного навантаження та навантаження 3% розчином хлориду натрію. При вивченні особливостей ниркового транспорту ендогенних нітритів і нітратів у інтактних щурів в умовах водного навантаження та навантаження 3% розчином хлориду натрію встановлені наступні закономірності (табл. 1).

По-перше, величини концентрацій ендогенних нітритів и нітратів плазми крові в кожній дослідженій групі тварин варіюють у достатньо вузьких межах. По-друге, вид навантаження (водне або навантаження сольовим розчином) суттєво впливає на вміст даних речовин в плазмі крові і на параметри їх ниркового кліренсу. На наш погляд, важливо підкреслити, що навантаження розчином хлориду натрію, у порівнянні з водним навантаженням, стимулює виведення нирками інтактних тварин ендогенних нітритів и нітратів. Порівняння концентраційних значень, а також параметрів ниркового кліренсу ендогенних нітритів і нітратів в умовах водного навантаження і навантаження сольовим розчином підтверджує тезу про те, що надходження до організму значного обсягу гіперосмотичного сольового розчину підсилює темпи екскреції нітритів і нітратів нирками в цілому і діючими нефронами зокрема, оскільки значення стандартизованої на 1 мл клубочкового фільтрату екскреції ендогенних нітритів і нітратів в умовах навантаження сольовим розчином також перевищують аналогічні параметри в групі щурів, яким проводили водне навантаження.

Таблиця 1. Стан ниркового обміну ендогенних нітритів і нітратів у інтактних щурів при водному навантаженні і навантаженні 3% розчином хлориду натрію (Х±m)

Поряд з цим, після сольового навантаження концентрація в плазмі крові тварин ендогенних нітратів була менше, ніж при водному навантаженні. Однак, вид функціонального навантаження суттєво не впливав на вміст ендогенних нітритів у плазмі крові. Цікавим є той факт, що в умовах навантаження сольовим розчином, у порівнянні з водним навантаженням, більшість неорганічних окислів азоту виводиться нирками у вигляді фізіологічно мало активного нітрат-аніону. Слід додати, що в цій серії досліджень, поряд з вивченням впливу виду навантажувальної проби (вода/сольовий розчин) на стан ниркового транспорту ендогенних нітритів і нітратів, виявлені особливості діяльності нирок. Зокрема показано, що надходження в організм інтактних щурів сольового розчину супроводжується приростом об'єму діурезу з 1,3±0,28 мл/год./100 г м.т. при водному навантаженні до 2,4±0,19 мл/год./100 г м.т. (p<0,01) в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію, а також підвищенням значень осмоляльності плазми крові з 301±2 мосомль/кг Н ₂О при водному навантаженні до 337±2 мосмоль/кг Н ₂О (p<0,01) при введенні сольового розчину на тлі збільшення рівня осмоляльності сечі з 132±7 мосомль/кг Н ₂О до 606±19 мосомль/кг Н ₂О (p<0,01) і зростанням ниркової екскреції осмотично активних речовин з 0,19±0,021 мосомоль/год./100 г м.т. до 1,67±0,219 мосмоль/год./100 г м.т. (p<0,01). Окрім того, в групі тварин, які отримували навантаження 3% розчином хлориду натрію, у порівнянні з водним навантаженням, зареєстровані більш високі значення стандартизованої на 1 мл клубочкового фільтрату екскреції осмотично активних речовин відповідно 0,033±0,0022 мосмоль/мл і 0,013±0,0019 мосмоль/мл (p<0,01). Аналізуючи динаміку темпів виведення протеїнів нирками інтактних щурів за результатами водного і водно-сольового навантаження, відмітимо, що введення тваринам 3% розчину хлориду натрію супроводжується помірним зниженням концентрації білку в сечі до 19±2 мг/л у порівнянні з даними при водному навантаженні - 33±4 мг/л (p<0,01). Тобто збільшення ниркових втрат білку під впливом водно-сольового навантаження не спостерігається. Про це свідчить відсутність статистично значимих відмінностей параметрів екскреції білку нирками тварин, як в абсолютних величинах (0,038±0,0069 мг/год./100 г м.т. - при водному навантаженні і 0,045±0,0183 мг/год./100 г м.т. - в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію), так і при стандартизації екскреції білку на 1 мл клубочкового фільтрату ((1,4±0,28)х 10^-3 мг/мл - при водному і (0,8±0,21)х 10^-3 мг/л - при водно-сольовому навантаженні). Під час проведення даної серії досліджень було також встановлено, що в умовах навантаження тварин 3% розчином хлориду натрію має місце зниження концентрації креатиніну плазми крові до 53±3 мкмоль/л проти 69±4 мкмоль/л при навантаженні водою (p<0,01). При цьому величина екскреції креатиніну нирками тварин, яких навантажували сольовим розчином, збільшується до 3,3±0,22 мкмоль/год.100 г м.т. проти 2,4±0,28 мкмоль/год./100 г м.т. - в умовах водного навантаження (p<0,01). Як показали подальші розрахунки, введення у шлунок 3% розчину хлориду натрію призводить до значного підвищення рівня кліренсу креатиніну - індикатора швидкості клубочкової фільтрації до 973±24 мкл/хв. проти 549±19 мкл/хв. за даними водного навантаження (p<0,01).

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення водного розчину нітриту натрію в кількості 0,2 мг/100 г маси тіла. Вивчення реакції нирок білих щурів на одноразове введення розчину нітриту натрію проводилось в умовах водного навантаження та навантаження розчином хлориду натрію. В таблиці 2 наведені результати, що характеризують особливості діяльності нирок тварин після одноразового введення водного розчину нітриту натрію у кількості 0,2 мг/100 г маси тіла.

Встановлено, що таке введення нітриту натрію не приводить до збільшення концентрації нітрит-аніонів у плазмі крові тварин. Навпаки, у плазмі крові щурів, які отримували нітрит натрію, виявлено зниження концентрації нітритів. Поряд з тим, значення ниркової екскреції нітритів, стандартизованої на одиницю об'єму клубочкового фільтрату, збільшуються у 3 рази. Окрім того, знайдено, що введення щурам нітриту натрію приводить до дворазового збільшення концентрації нітрат-аніонів у плазмі крові тварин, тоді як показник стандартизованої на 1 мл клубочкового фільтрату екскреції нітратів, на порядок перевищує контрольний рівень. Аналіз реакції нирок щурів на одноразове введення нітриту натрію в кількості 0,2 мг на 100 г маси тіла в умовах водного навантаження показав, що зміни параметрів діяльності нирок щурів даної групи носять помірний характер. Не виявлено достовірних змін об'єму діурезу в групі експериментальних тварин. Між тим, на тлі надходження в організм нітриту натрію має місце зростання концентрації креатиніну в плазмі крові (з 50±2 мкмоль/л у контролі до 69±4 мкмоль/л, p<0,01) і зниження рівня кліренсу креатиніну на 30% у порівнянні з інтактними тваринами (відповідно 547±24 мкл/хв. проти 733±31 мкл/хв., p<0,01).

Таблиця 2. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок водного розчину нітриту натрію у кількості 0,2 мг на 100 г м.т. (Х±m)

Окрім того, необхідно підкреслити, що в цій серії досліджень спостерігалося збільшення темпів виведення білку з кінцевою сечею, що підтверджується приростом в ній концентрації білку (до 65±6 мг/л при введенні нітриту натрію проти 29±3 мг/л в контролі, p<0,01), екскреції білку (відповідно 0,091±0,0220 мг/год./100 г м.т. і 0,046±0,0089 мг/год./100 г м.т., p<0,01), а також стандартизованого на 1 мл клубочкового фільтрату показника екскреції білку (відповідно (2,77±0,750)х 10^-3 мг/мл и (0,93±0,267)х 10^-3 мг/мл, p<0,01).

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення нітриту натрію в кількості 0,2 мг на 100 г маси тіла в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію. В цій серії експериментів, в цілому, зберігається динаміка досліджуваних параметрів, встановлена в умовах водного навантаження. Тобто спостерігається зменшення концентрації нітритів у плазмі крові, тоді як рівень нітратів достовірно перевищує контрольні величини (табл. 3).

Також показано, що відчутно зростає нирковий кліренс нітритів і нітратів, про що свідчить збільшення величини екскреції нирками цих сполук у розрахунку на одиницю об'єму клубочкового фільтрату. Додамо, що при вивченні реакції нирок тварин, які отримували нітрит натрію в кількості 0,2 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження сольовим розчином не знайдено суттєвих змін об'єму діурезу.

Таблиця 3. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок нітриту натрію у кількості 0,2 мг на 100 г м.т. у складі 3% розчину хлориду натрію (Х±m)

Але виявлено, що така доза нітриту натрію сприяє підсиленню ниркових втрат білку незалежно від виду навантажувальної проби. Достовірність таких розміркувань підтверджується більш високими показниками концентрації білку в сечі щурів, які отримували нітрит натрію (55±6 мг/л проти 23±4 мг/л в контролі, p<0,01), приростом екскреції нирками білку, як в абсолютних величинах (0,157±0,0313 мг/ч/100 г м.т. проти 0,051±0,0088 мг/ч/100 г м.т. в контролі, p<0,01), так і при стандартизації показника екскреції білку на одиницю об'єму клубочкового фільтрату ((3,39±0,610)х 10^-3 мг/мл проти (0,88±0,0247)х 10^-3 мг/мл в контролі, p<0,01). Важливо підкреслити, що в групі тварин, які отримували нітрит натрію, також на більш низькому рівні зберігаються величини кліренсу креатиніну (708±21 мкл/хв. проти 964±33 мкл/мин в контролі, p<0,01).

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення водного розчину нітриту натрію у кількості 2 мг на 100 г маси тіла. Аналізуючи дані, наведені в таблиці 4, відмітимо різке збільшення концентрації нітритів і нітратів в плазмі крові тварин.

Окрім того, зареєстровано, що надходження в організм екзогенних нітритів супроводжується значним приростом їх концентрації в сечі, але виведення неорганічних окислів азоту нирками здійснюється, головним чином, у вигляді нітратів.

Таблиця 4. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні водного розчину нітриту натрію у кількості 2 мг на 100 г м.т. (Х±m)

Підкреслимо, що стандартизовані на 1 мл фільтрату параметри екскреції нітратів і нітритів також значно зростають. Цілком логічно було б очікувати, що збільшення введеної щурам кількості нітриту натрію спонукало б підсилення зсувів параметрів ренальних функцій, зареєстрованих при введенні нітриту натрію в кількості 0,2 мг на 100 г м.т. Між тим, результати функціональних проб діяльності нирок щурів в цій серії експерименту дозволяють стверджувати, що зміни величин досліджуваних показників ренальних функцій, у порівнянні зі спостереженнями в контрольній групі тварин, виражені помірно. Зокрема, відсутні статистично значимі міжгрупові відмінності об'єму діурезу, але наявне помірне збільшення концентрації білку в сечі щурів експериментальної групи (50±3 мг/л проти 33±4 мг/л в контролі, p<0,01). При цьому, введення нітриту натрію суттєво не впливає на темпи виведення нирками протеїнів (0,069±0,0061 мг/год./100 г м.т. проти 0,053±0,0070 мг/год./100 г м.т. в контролі, p<0,05). Окрім того, в групі тварин, які отримували нітрит натрію, величина кліренсу креатиніну знаходиться у межах фізіологічних величин.

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення нітриту натрію в кількості 2 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію (табл. 5).

Таблиця 5. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок нітриту натрію у кількості 2 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію (Х±m)

Аналізуючи результати вивчення ниркового транспорту нітритів і нітратів в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію щурів, які отримували нітрит натрію в кількості 2 мг на 100 г м.т. (табл. 5), підкреслимо, що особливістю цієї серії дослідження, у порівнянні з результатами водного навантаження, є значне збільшення ренального кліренсу нітритів. Тоді як в серії експериментів з водним навантаженням нітрити виводились нирками переважно в окисленій до нітратів формі. Беручи до уваги різке збільшення концентрації нітритів в плазмі крові і більш високу їх токсичність порівняно з нітратами можна було б очікувати наявність вираженої реакції нирок на введення нітриту натрію. Між тим, вивчення діяльності нирок щурів цієї серії не підтверджує таке припущення. Зокрема, не знайдено статистично значимих відхилень величини діурезу у порівнянні з контрольними тваринами на тлі помірного приросту концентрації креатиніну в сечі (2007±49 мкмоль/л проти 1487±37 мкмоль/л в контролі, p<0,01). Окрім того, вміст креатиніну в плазмі крові достовірно знижується (45±3 мкмоль/л проти 67±5 мкмоль/л в контролі, p<0,01), а величина кліренсу креатиніну перевищує контрольний рівень (1224±56 мкл/хв. проти 981±31 мкл/хв. в контролі, p<0,01).

Таблиця 6. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок водного розчину нітрату натрію у кількості 5 мг на 100 г м.т. (Х±m)

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення водного розчину нітрату натрію в кількості 5 мг на 100 г маси тіла. Установлено, що введення щурам водного розчину нітрату натрію (табл. 6) в кількості 5 мг на 100 г м.т. супроводжується трьоразовим підвищенням концентрації нітритів в плазмі крові, тоді як рівень нітратів в плазмі крові збільшується на порядок.

Поряд з тим, зареєстрована близька динаміка вмісту нітратів і нітритів в сечі тварин після однократного надходження в організм нітрату натрію. Аналіз реакції нирок щурів в умовах введення водного розчину нітрату натрію не виявив суттєвих змін досліджуваних параметрів. У той же час, у тварин експериментальної групи, у порівнянні з контрольними тваринами, мало місце чітке зниження концентрації креатиніну в сечі (1547±53 мкмоль/л проти 1975±61 мкмоль/л в контролі, p<0,01), а також приріст концентрації білку в сечі (61±5 мг/л проти 33±3 мг/л в контролі, p<0,01) і збільшення ниркової екскреції протеїнів (0,085±0,0221 мг/ч/100 г м.т. проти 0,039±0,0109 в контролі, p<0,01).

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення нітрату натрію у кількості 5 мг на 100 г маси тіла в умовах навантаження сольовим розчином. Під час вивчення стану ниркового транспорту нітритів і нітратів у тварин, які отримували нітрат натрію (5 мг на 100 г маси тіла), в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію (табл. 7) підтверджено раніше встановлений факт підвищення рівня не тільки нітратів, а й нітритів в плазмі крові і сечі щурів експериментальної групи, а також підвищення ренального кліренсу цих речовин.

Таблиця 7. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок нітрату натрію у кількості 5 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію (Х±m)

Окрім того, на тлі навантаження 3% розчином хлориду натрію констатовано зниження концентрації креатиніну в сечі (до 1066±35 мкмоль/л проти 1406±54 мкмоль/л в контролі, p<0,01). Слід додати, що у проведеній серії досліджень встановлені значимі ознаки протеїнурії в групі тварин, які отримували нітрат натрію: збільшується концентрація білку в сечі (82±7 мг/л проти 19±3 мг/л в контролі p<0,01) і темпи виведення білку з кінцевою сечею (0,186±0,0520 мг/ч/100 г м.т. проти 0,043±0,0056 мг/ч/100 г м.т. в контролі, p<0,01).

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення водного розчину нітрату натрію в кількості 50 мг на 100 г м.т. Введення тваринам водного розчину нітрату натрію в кількості 50 мг на 100 г маси тіла супроводжується різким підвищенням рівня нітритів і нітратів у плазмі крові та сечі, а також збільшенням їх виведення нирками (табл.. 8).На наш погляд важливо підкреслити, що збільшення кількості нітрату натрію, яку вводили щурам, суттєво не впливає на величини досліджуваних параметрів діяльності нирок - ниркових процесах. Зокрема, не знайдено статистично значимих змін показників діурезу, концентрації креатиніну і його екскреції. Поряд з тим, на тлі введення нітрату натрію встановлено помірне підвищення осмоляльності сечі (460±17 мосмоль/ кг Н ₂О проти 349±12 мосмоль/ кг Н ₂О в контрольній групі, p<0,01), але темпи виведення нирками щурів осмотично активних речовин зберігалися на рівні контрольних величин. Треба відмітити, що у тварин, які отримували нітрат натрію, зберігаються ознаки підвищення ниркових втрат білку: приріст концентрації білку в сечі (85±13 мг/л проти 36±5 мг/л в контролі, p<0,01) і екскреції нирками білку (0,065±0,0110 мг/год./100 г м.т. проти 0,026±0,0037 мг/год./100 г м.т. в контролі, p<0,01).

Таблиця 8. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок водного розчину нітрату натрію у кількості 50 мг на 100 г м.т. (Х±m)

Реакція нирок білих щурів на одноразове введення нітрату натрію в кількості 50 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію. В таблиці 9 представлені показники, які характеризують стан ниркового транспорту нітритів и нітратів у щурів при введенні нітрату натрію в кількості 50 мг на 100 г м.т в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію. діурез нітрат нирка азот

Відмітимо, що в цій серії експериментів різкий приріст концентрації нітритів і нітратів в плазмі крові та сечі не призводить до статистично значимих змін більшості досліджуваних параметрів діяльності нирок тварин. У той же час, концентрація креатиніну в плазмі крові щурів, які отримували нітрат натрію, достовірно перевищує контрольний рівень (71±4 мкмоль/л проти 47±2 мкмоль/л в контролі, p<0,01), однак вміст креатиніну в сечі і темпи його виведення нирками суттєво не відрізняються від аналогічних параметрів в групі інтактних тварин. Поряд з тим, концентрація білку (+57%, p<0,01) в сечі і величина його екскреції (+49 %, p<0,01) після введення нітрату натрію достовірно вище, ніж в контролі.

Таблиця 9. Стан ниркового обміну нітритів і нітратів у щурів при введенні у шлунок нітрату натрію в кількості 50 мг на 100 г м.т. в умовах навантаження 3% розчином хлориду натрію (Х±m)

В представлених вище серіях досліджень були проаналізовані особливості ниркового транспорту ендогенних нітритів і нітратів під впливом водного та водно-сольового навантаження, а також особливості ренального кліренсу нітритів і нітратів після однократного введення у шлунок різних доз екзогенних нітритів і нітратів. В цілому, отримані дані характеризують потужність і точність ниркових механізмів виведення ендогенних або екзогенних хімічно стабільних окислів азоту, функціонуючих у непошкодженій нирці. Відмітимо, що зростання концентрацій екзогенних нітритів/нітратів у плазмі крові і сечі не в усіх серіях досліджень супроводжується відчутними змінами показників діяльності нирки. Тому доцільним було проведення аналізу ренальних функцій та ниркової екскреції ендогенних нітритів і нітратів у тварин з експериментальною патологією нирок. За експериментальну модель ниркової недостатності токсичного ґенезу була вибрана сулемова нефропатія, індукована одноразовим введенням дихлориду ртуті (сулеми), оскільки патогенетичні механізми ренальних дисфункцій, викликані сулемою, достатньо добре вивчені. Аналіз реакції нирок тварин на водне навантаження через 5 діб після одноразового введення сулеми показав, що у тварин після впливу солі ртуті спостерігалося підвищення об'єму діурезу (2,1±0,40 мл/год./100 г м.т. проти 1,4±0,29 мл/год./100 г м.т. в контролі, p<0,01), темпів виведення нирками осмотично активних речовин (0,309±0,0540 мосмоль/год./100 г м.т. проти 0,143±0,0309 мосмоль/год./100 г м.т. в контролі, p<0,01) і протеїнів (0,079±0,0178 мг/год./100 г м.т. проти 0,041±0,0069 мг/год./100 г м.т. в контролі, p<0,01), а також зниження кліренсу креатиніну (303±14 мкл/хв. проти 723±27 мкл/хв. в контролі, p<0,01). При цьому, концентрація ендогенних нітратів в сечі тварин експериментальної групи значно перевищувала аналогічний показник у контрольних тварин (18,9±4,20 мкмоль/л и 7,2±1,78 мкмоль/л відповідно, p<0,01), також як і виведення нітратів нирками щурів з сулемовою нефропатією (0,038±0,0067 мкмоль/год./100 г м.т. проти 0,014±0,0030 мкмоль/год./100 г м.т. у інтактних щурів, p<0,01). Підкреслимо, що аналогічна динаміка показана і для нітритів - їх вміст у сечі збільшувався до 3,4±0,58 мкмоль/л проти 1,9±0,39 мкмоль/л в контрольній групі (p<0,01), а величина екскреції нітритів нирками складали відповідно 0,007±0,0017 і 0,003±0,0010 мкмоль/год./100 г м.т. (p<0,01).

Подальші дослідження реакції нирок щурів з сулемовою нефропатією на навантаження сольовим розчином показали, що співвідношення величин досліджуваних параметрів діяльності нирок, встановлені під час проведення водного навантаження, в основному зберігаються, за виключенням меньшої величини діурезу в експериментальній групі щурів (1,7±0,29 мл/год./100 г м.т. проти 2,8±0,45 мл/год./100 г м.т. в контролі, p<0,01). Тобто у змінах функції нирок при сулемовій нефропатії може приймати участь система ендогенного оксиду азоту.

Висновки

В роботі наведені результати експериментальних досліджень, що свідчать про участь нирок в регуляції системи оксиду азоту та вплив екзогенних неорганічних окислів азоту на гомеостатичні реакції нирок.

1. Нітрити и нітрати ендогенного походження постійно присутні в плазмі крові і сечі інтактних щурів, як головні елементи циклу азоту. Показники ниркової екскреції ендогенних нітратів і нітритів в умовах діурезу, індукованого водою і 3% розчином хлориду натрію, вказують, що нирки є потужним каналом виведення хімічно стабільних окислів азоту з організму за рахунок модуляції швидкості клубочкової фільтрації та канальцевої реабсорбції;

2. Одноразове введення екзогенних нітритів (у дозах 0,2 та 2,0 мг/100 г м.т.) і нітратів (у дозах 5 та 50 мг/100 г м.т.) на тлі водного і сольового навантажень супроводжується підвищенням їх сумарної концентрації в плазмі крові в залежності від введеної речовини і її кількості.

3. Надходження в організм екзогенних нітритів и нітратів супроводжується включенням адаптивних реакцій, направлених на регуляцію їх кількості в плазмі крові - окислення і особливо різкого підсилення їх ниркового кліренсу.

4. Інтенсивність ниркової екскреції екзогенних нітратів і нітритів в значній ступені залежить від показників функціонального стану нирок: швидкості клубочкової фільтрації і зворотного всмоктування введених речовин у канальцевому відділі нефрону.

5. Екзогенні нітрати и нітрити дозозалежно впливають на діяльність нирок, як на судинно-клубочковому, так і на канальцевому рівнях, та супроводжується протеїнурією.

6. Стимуляція швидкості клубочкової фільтрації в умовах навантаження інтактних щурів 3% розчином хлориду натрію сприяє збільшенню ниркового кліренсу ендогенних і екзогенних нітратів та нітритів із організму, окрім того, в умовах навантаження сольовим розчином зменшується окислення нітритів і їх екскреція у вигляді нітратів.