Известно, что процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) являются ключевым звеном ряда патофизиологических процессов, в том числе таких, как токсическое повреждение [3]. В частности, имеются работы, в которых продемонстрирована интенсификация процессов ПОЛ у животных с поражением печени полихлорированными бифенилами (ПХБ) [10]. Это вполне понятно, если учесть, что в гепатоцитах система инактивации ксенобиотиков тесно сопряжена с ферментативной системой ПОЛ и что активация ПОЛ является начальным звеном цитолиза [3, 4]. В то же время известно что ПХБ способны индуцировать процессы свободнорадикального окисления, помимо печени, в центральной нервной системе, клетках крови, тканях репродуктивных органов, слизистой оболочке желудка, кишечника, поджелудочной железе и некоторых других [10]. При этом отсутствуют экспериментальные данные о роли процессов ПОЛ при сочетанном повреждении печени и почек в условиях экспериментального отравления ПХБ.
В настоящей работе исследована активность реакций ПОЛ при сочетанном повреждении печени и почек ПХБ в условиях интоксикации.
Материалы и методы исследования
Эксперименты проведены на белых крысах-самцах массой 180-240 г. Поражение печени и почек вызывали путем введения животным опытной группы коммерческого препарата ПХБ «Совтол», включающего смесь тетра-, пента-, гексахлорбифенолов и тетрахлорбензола. Токсикант вводили в желудок крыс с помощью специального металлического зонда в суммарной дозе 600 мг/кг в течение 28 дней. Животным контрольной группы вводили оливковое масло. На 30 сутки эксперимента после декапитации под легким эфирным наркозом у крыс собирали кровь, извлекали печень и почки. Анализ крови, отражающий метаболизм и функцию печени (активность аланинаминотрансферазы - АлАТ, аспартатаминотрансферазы - АсАТ, лактатдегидрогеназы - ЛДГ, щелочной фосфатазы - ЩФ) осуществляли на биохимическом анализаторе Encore clinical system (Австрия). Активность уроканиназы (УрН) исследовали по методу [7]. Уровень диеновых конъюгатов (ДК) определяли спектрофотометрическим методом [4, 5]. ТБК-реагирующие продукты (ТБК-РП) - методом Стальной И.Д. и Гаришвили Т.Г [4]. На криостатных срезах ткани печени и почек определяли содержание липидов с помощью окраски суданом черным [1], на парафиновых срезах - содержание гликогена по методу Мак-Мануса-Хочкина [9]. В ткани печени исследовали активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ), ЩФ методом азосочетания по М. Берстону [1]. Количественную оценку результатов гистохимических исследований проводили на цитоспектрофотометре (микроскоп с анализатором МТ-9 «ЛОМО») при длине волны 546 нм (ЛДГ), 520 нм (ЩФ) и 340 нм (липиды) на площади зонда 0,8 мкм2. При морфометрическом анализе экспериментального материала (ткань печени) использовали морфо- и стереометрические методы. Диурез животных исследовали в течение 3 часов после водной нагрузки [2]. Концентрацию белка в моче методом Лоури [МУК 4.1/4.2.588-96], хлоридов методом Фольгардта, глюкозы - глюкозооксидазным методом. Активность ЩФ и ЛДГ определяли на биохимическом анализаторе «Spectrum» (США).
Эксперименты проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (примечания к приказу МЗ № 755 от 12.08.77) и «Правилами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей».
Статистическую достоверность результатов исследования оценивали с помощью t-критерия Стъюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты изучения повреждающих эффектов ПХБ на печень и почки представлены в табл. 1 и 2. Введение крысам токсиканта сопровождалось существенными нарушениями процессов ПОЛ в печени. Так, в 1,6 раза увеличилось количество ДК и в 1,36 раза - содержание ТБК-РП по сравнению с показателями у интактных животных.
Значительные и, вероятно, первичные изменения процессов свободнорадикального окисления, протекающие на фоне деструктивного повреждения ткани печени, подтверждаются экстремальным повышением активности уроканиназы с нуля до 54,9 ± 3,5 ммоль/г·л, выраженной гиперферментемией, увеличением массы печени и сдвигами в популяционном балансе гепатоцитов - преобладанием количества безъядерных при одновременном снижении количества двуядерных гепатоцитов и клеток Купфера.
Таблица 1
Морфофункциональные показатели печени крыс при подострой
интоксикации совтолом (M ± m)
|
Показатели |
Группы животных |
|
|
здоровые крысы (n = 10) |
совтол (n = 8) |
|
|
Морфометрические показатели |
||
|
Относительная масса печени, мг/г Безъядерные гепатоциты, % Двуядерные гепатоциты, % Клетки Купфера, % Ядерно-цитоплазматическое отношение, у.е. Отношение стромы к паренхиме, у.е. |
33,7 ± 0,50 3,25 ± 0,50 11,0 ± 0,60 4,3 ± 0,15 0,44 ± 0,08 0,26 ± 0,03 |
77,8 ± 1,5*** 21,0 ± 0,15** 2,9 ± 0,10** 3,0 ± 0,10** 0,25 ± 0,01** 0,22 ± 0,01* |
|
Биохимические и гистоэнзиматические показатели |
||
|
УрН, ммоль/г·л АлАТ, ммоль/г·л АсАТ, ммоль/г·л ЛДГ, ммоль/г·л ЩФ, ммоль/г·л Липиды, у.е. Гликоген, у.е. |
- 3,3 ± 0,18 10,7 ± 0,14 29,9 ± 1,0 15,1 ± 0,40 8,4 ± 0,01 8,5 ± 0,02 |
54,9 ± 3,5*** 9,45 ± 0,45*** 25,7 ± 0,43*** 122 ± 10,82*** 28,5 ± 0,94*** 9,8 ± 0,02* 7,5 ± 0,01*** |
|
Показатели реакций ПОЛ и АОС |
||
|
ДК, у.е. опт.пл./100г. тк. ТБК-РП, нмоль/г |
2,8 ± 0,11 90,4 ± 4,1 |
4,5 ± 0,08* 123,1 ± 3,4* |
Примечание: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.
Аналогичная картина нарушений активности ПОЛ развивалась в почках: концентрация ДК у отравленных крыс превышала контрольные показатели в 2,2 раза, а ТБК-РП - в 1,5 раза соответственно (табл. 2). Как известно, ПХБ, обладая высокими липофильными свойствами, легко проникают внутрь клетки, растворяясь во внутриклеточных липидах, нарушают метаболизм, блокируют ферментные системы, что приводит к нарушению клеточных элементов, возникновению жировой дегенерации и дистрофии с последующим развитием некрозов [10].
Гистохимический анализ почечной ткани и биохимическое исследование мочи свидетельствуют о том, что после воздействия ПХБ уровень липидов в ней увеличился белее чем в 2 раза. На этом фоне снижался диурез, развивались глюкозурия, протеинурия (табл. 2), подавлялась активность уроферментов - СДГ и ЩФ. Поскольку ЛДГ локализуется в цитоплазме нефроцитов, а ЩФ - в мембранах клеточной каймы, то повышение уровня данных ферментов в моче следует расценивать, как признак повреждения почечных канальцев.
Таблица 2
Диурез, биохимические показатели мочи и почек при подострой
интоксикации крыс совтолом (М ± m)
|
Показатели |
Группы животных |
|
|
здоровые крысы (n = 8 - 10) |
совтол (n = 8) |
|
|
Диурез, мл Моча: Белок, мг/мл Хлориды, мг/мл Глюкоза, моль/л ЩФ, нмоль/г·л ЛДГ, нмоль/г·л Почечная ткань: Гликоген, у.е. Липиды, у.е. ЩФ, у.е. ЛДГ, у.е. УрН, нмоль/с·л ДК, у.е. опт.пл./100г. тк. |
5,8 ± 0,68 2,36 ± 0,20 2,55 ± 0,22 0,22 ± 0,03 8,5 ± 1,22 10,5 ± 2,0 8,5 ± 0,15 4,2 ± 0,31 9,00 ± 0,11 9,25 ± 0,02 1,2 ± 0,11 2,0 ± 0,09 |
0,5 ± 0,33*** 10,53 ± 0,18*** 2,16 ± 0,88 0,58 ± 0,13** 25,8 ± 2,64*** 16,9 ± 5,29* 6,36 ± 0,28* 8,4 ± 0,05* 7,8 ± 0,14* 7,9 ± 0,03* 33,6 ± 5,5*** 4,4 ± 0,12* |
|
ТБК-РП, нмоль/г |
88,4 ± 4,1 |
135,8 ± 15,9* |
Примечание: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.
Таким образом, нарушения процессов ПОЛ и функционально-метаболические сдвиги выявляются не только в печени, но и в почках. Усиление активности ПОЛ в почках в условиях токсического действия относительно высоких доз ПХБ может быть связано со сменой динамических фаз адаптационной перестройки антиоксидантных ресурсов и срывом компенсаторных механизмов.
С другой стороны, сохранение химического гомеостаза достигается кооперацией систем детоксикации и элиминации с участием метаболических систем печени и почек, а также экскреторной функции почек.
Сочетанное поражение двух органов на фоне интенсификации в них процессов ПОЛ свидетельствует о центральной роли окислительного стресса в ткани печени и почек, что может быть одним из ведущих механизмов токсического поражения гепаторенальной системы полихлорбифенилами. В развитии данного направления целесообразны дальнейшие исследования с использованием других моделей интоксикации и ПХБ-индуцированных видов патологии.
С учетом полученных результатов при разработке комплекса патогенетически обоснованных лечебно-профилактических мероприятий следует учитывать нарушения процессов ПОЛ в печени и почках.
Рецензенты:
Миннебаев М.М., д.м.н., профессор, зав. кафедрой патологической физиологии ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет», г. Казань;
Овсянников В.Г., д.м.н., профессор, зав. кафедрой патологической физиологии ГОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет», г. Ростов-на-Дону.
Работа поступила в редакцию 07.07.2011.