Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

LIPID PEROXIDATION AND HEPATORENAL DAMAGE IN RATS EXPOSED TO PERSISTENT POLLUTANS

Myshkin V.A. 1 Enikeyev D.A. 1 Galimov D.M. 1 Idrisova L.T. 1 Myshkin I.V. 1
1 Bashkir state medical university, Ufa
Biochemical, histochemical, morphometric damage indices of liver and kidneys has been investigated by commercial mixture polychlorinated biphenyls Sovtol – electroisolating sovol and 26-31 % of trichlorobenzene in dose of 600 mg/kg. By subacute intoxication has been revealed: auxesis of liver, activation of lipid peroxidation, morphometry and hepatocyte cell population balance abnormalities, destructive changes liver – cytolysis and cholestasis symptoms, in kidney tissue – increase in activity of lipid peroxidation; reduction of lactate dehydrogenase (LDH), alkaline phosphatase (ALP), glycogen quantity; increase in lipid quanitity, and also urine volume and composition changes – appearance of uroenzymes (lactate dehydrogenase and alkaline phosphatase), which may be evidence of kidney tubular system disorder.
polychlorinated biphenyls
subacute intoxication
lipid peroxication
conjugated dienes
TBA-reactive products
liver
kidneys

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.