ФУНКЦИЯ ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА

ВВЕДЕНИЕ

Сахарный диабет (СД) - одно из наиболее рас­пространенных системных заболеваний человека.

Сегодня в развитых странах мира СД страдает каждый 11-й житель [1]. При этом в ряду угро­жающих жизни осложнений СД третье место по распространенности занимает диабетическая не­фропатия (ДН) [2].

Изучение этиологии и патогенеза ДН в на­стоящее время сохраняет высокую актуальность.

Сегодня известно, что в развитии этого состояния могут принимать участие различные механиз­мы, такие как дислипидемия, активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, окис­лительный стресс и другие факторы, провоци­руемые глюкозурией при СД [3, 4]. Такие данные открывают хорошие перспективы для разработки методов таргетной патогенетической коррекции ДН. Однако фармакологические подходы к кор­рекции ДН сегодня в основном сводятся к основ­ной сахароснижающей терапии СД.

Нас заинтересовала проблема разработки но­вых фармакологических подходов к лечению ДН. Поэтому на первом этапе мы решили изучить особенности экскреторной функции почек крыс в условиях общепринятой стрептозотоциновой модели СД и определить наиболее характерные диагностические признаки развития почечной патологии, позволяющие достаточно корректно оценивать эффективность разрабатываемых мето­дов фармакологической коррекции диабетической нефропатии.

Таким образом, цель исследования - изучить экскреторную функцию почек крыс в условиях стрептозотоциновой модели экспериментального сахарного диабета.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Эксперименты проведены на 25 самцах крыс линии сток Вистар в возрасте 2–3 мес и массой 270–300 г, которые на протяжении периода исследований находились в индивидуальных метаболических клетках, приспособленных для сбора мочи, в условиях свободного потребления воды и пищи. Животные были разделены на 2 группы: группа
интактных крыс (Г_инт.) и группа контроля заболевания (Г_контр.) по 12 и 13 особей соответственно.

В группе контроля заболевания для моделиро­вания СД крысам внутрибрюшинно однократно вводился 1 мл раствора стрептозотоцина в ци- тратном буфере из расчета дозы 65 мг/кг. Как из­вестно, стрептозотоцин обладает специфической токсичностью в отношении β-клеток поджелу­дочной железы, провоцируя развитие СД [5]. В соответствии с современными представлениями об особенностях моделирования СД при помо­щи стрептозотоцина для более селективного мо­делирования СД II типа крысам Г_контр вводился предварительно внутрибрюшинно раствор цитофлавина из расчета дозировки никотинамида 115 мг/кг [6]. В группе интактных крыс анало­гичным способом вводился 1 мл физиологиче­ского раствора.

В день введения стрепотозотоцина, а затем на 3-, 7-, 14-, 21-е и 28-е дни эксперимента произ­водился сбор суточного объема мочи, в которой определялись концентрация глюкозы, белка и креатинина. С учетом суточного объема диуреза рас­считывалась экскреция глюкозы, белка и креатинина. Концентрация глюкозы, белка и креатинина определялась на автоматическом биохимическом анализаторе DIRUICS-T240. Концентрация глю­козы определялась методом ферментативного окисления глюкозы в присутствии глюкозооксидазы (ГОД), который основан на измерении опти­ческой плотности окрашенного соединения хино- нимина. Для определения концентрации белка ис­пользовали биуретовый метод, который основан на образовании комплекса сине-фиолетового цве­та с ионами меди, оптическая плотность которо­го прямо пропорциональна концентрации белка. Концентрация креатинина определялась кинети­ческим методом без депротеинизации, основан­ным на реакции Яффе с образованием красно­оранжевого окрашенного комплекса.

Статистическая обработка результатов прово­дилась с использованием компьютерной програм­мы Statistica 12.0. Результаты представлены ме­дианой (M) и интерквартильным размахом (25 %, 75 %). Статистические сравнения между группами проводились с использованием непараметриче­ского U-критерия Манна-Уитни, сравнения вну­три группы относительно исходного уровня про­водились с использованием непараметрического критерия Вилкоксона. Результаты признавались достоверными при значении показателя досто­верности p<0,05. Расчет корреляционных связей проводился при помощи коэффициента ранговой корреляции Спирмена (p). Корреляционная связь признавалась существенной при значении коэф­фициента Спирмена от 0,7 до 1,0.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты определения функции почек у крыс в ходе эксперимента представлены в таблице.

Оказалось, что на исходном уровне все опреде­ляемые показатели функции почек у крыс не от­личались между группами. Однако затем фикси­ровался последовательный рост величины суточ­ного диуреза в Г_контр, достигавший максимума по истечении 3 нед, когда значение описываемого по­казателя превышало в 2,0 раза исходный уровень и было в 2,7 раза больше, чем в группе интактных крыс (p=0,0097, p=0,0021 соответственно).

Концентрация белка в моче в обеих группах на протяжении опыта была в целом стабильна, однако динамика суточной экскреции белка в Г_контр. отличалась существенным ростом показателя в 1,6 раза относительно исходного уровня к моменту окончания эксперимента. В этот период уровень экскреции белка в Г_контр. превышал таковой в Г_инт. в
1,5 раза (p=0,024). 

Параллельно фиксировалось появление зна­чительного количества глюкозы в моче у крыс в группе контроля заболевания. Так, если на ис­ходном уровне глюкоза в моче практически не определялась, то уже на третий день эксперимен­та концентрация глюкозы возросла в 1,7 раза, по­сле чего несколько снижалась и стабилизирова­лась, будучи, однако, по-прежнему существенно выше, чем до моделирования СД. На этом фоне величина суточной экскреции глюкозы у крыс в Г также существенно увеличивалась. В итоге

Параллельно фиксировалось появление значительного количества глюкозы в моче у крыс в группе контроля заболевания. Так, если на исходном уровне глюкоза в моче практически не определялась, то уже на третий день эксперимента концентрация глюкозы возросла в 1,7 раза, после чего несколько снижалась и стабилизировалась, будучи, однако, по-прежнему существенно выше, чем до моделирования СД. На этом фоне величина суточной экскреции глюкозы у крыс в Г_контр. также существенно увеличивалась. В итоге к моменту завершения опыта она превышала исходный уровень в 4,8 раза и была больше, чем у интактных крыс в 3,2 раза (p=0,00187 и p=0,00055 соответственно).

Возрастала и экскреция креатинина. На 14-е сутки эксперимента в группе контроля заболе­вания было зафиксировано увеличение данного показателя в 1,6 раза относительно исходного уровня, вследствие чего он превосходил значе­ние в группе интактных крыс также в 1,5 раза (p=0,0192 и p=0,0317 соответственно). В даль­нейшем рост экскреции креатинина продолжил­ся, вплоть до конца опыта, увеличившись до уровня в 1,9 раза, превышающего исходные зна­чения (p=0,0024).

Определение корреляционных связей в группе контроля заболевания показало, что на исходном уровне наблюдалась сильная прямая связь между уровнем диуреза и экскрецией белка (p = 0,723), а также уровнем экскреции белка и экскреции креатинина (p = 0,878).

Через неделю от начала моделирования СД наблюдалась сильная прямая корреляция между уровнем диуреза и экскрецией глюкозы (р = 0,719), между уровнем концентрации глюкозы в моче и уровнем ее экскреции (р = 0,918) и между уровнем экскреции белка и экскреции глюкозы (р = 0,824).

По истечении 2 нед эксперимента были вы­явлены сильные прямые корреляционные связи между: уровнем диуреза и уровнем экскреции белка, экскреции глюкозы и экскреции креатини- на (р = 0,790, 0,715 и 0,853 соответственно). Кро­ме того, наблюдалась сильная прямая связь между уровнем экскреции белка и уровнем экскреции креатинина (р = 0,885).

На 21-й день наблюдалась сильная прямая кор­реляция между уровнями диуреза и экскреции белка, экскреции креатинина (р = 0,862 и 0,726 со­ответственно), а также между уровнем экскреции белка и экскреции креатинина (р = 0,731).

Наконец, по завершению 4-й недели экспери­мента была выявлена сильная прямая связь между уровнем экскреции белка и уровнем экскреции креатинина (р = 0,791).

ОБСУЖДЕНИЕ

Таким образом, проведенные эксперименты позволили изучить основные параметры биохи­мической картины ДН при стрептозотоциновом СД. Характерными признаками развития патоло­гии стали полиурия, глюкозурия, протеинурия и рост клубочковой фильтрации. Эти признаки хо­рошо согласуются с типичными симптомами СД и ДН у человека.

По всей видимости, введение стрептозотоцина ожидаемо спровоцировало повреждение клеток поджелудочной железы с последующей гипергли­кемией. Накопление глюкозы в крови привело к резкому росту ее концентрации в моче на 3-и сут­ки периода наблюдений. Впоследствии величина данного показателя несколько снижалась, однако оставалась весь эксперимент на уровне, достовер­но превосходящем исходные значения. Не исклю­чено, что имевшая место компенсация резкого ро­ста концентрации глюкозы в моче была обуслов­лена хорошо известным феноменом увеличения реабсорбции глюкозы в почках при сахарном диа­бете [7, 8]. Как бы то ни было, величина суточ­ной экскреции глюкозы в ходе эксперимента вы- раженно увеличивалась, что указывает на форми­рование стойкой гипергликемии и глюкозурии у крыс, которым вводился стрептозотоцин.

Накопление глюкозы в моче, по-видимому, инициировало каскад патологических процессов, приведших к повреждению почечного клубочка, подтверждением чему явилось существенное уве­личение экскреции белка и креатинина с мочой у подопытных крыс. Дополнительным подтвержде­нием этому следует считать результаты корреля­ционного анализа, который показал, что на про­тяжении практически всего эксперимента параме­тры диуреза, экскреции белка, экскреции глюкозы и креатинина напрямую коррелировали между со­бой. Суммируя вышеизложенное, с определенной долей уверенности можно полагать, что в почках крыс происходили процессы, во многом идентич­ные таковым у человека при сахарном диабете и диабетической нефропатии.

Отметим также, что, как это зачастую бывает при моделировании патологий у животных, вы­раженность развития заболевания у особей может довольно существенно различаться. Это имело место и в наших опытах. Крыс группы контроля заболевания, которые получали стрептозотоцин, по степени выраженности биохимических при­знаков патологии в итоге можно было условно разделить на 3 группы: крысы со слабо выражен­ными признаками, крысы с признаками средней степени выраженности и крысы с ярко выражен­ными признаками заболевания. Однако в совокуп­ности статистический анализ позволяет достаточ­но объективно судить о формирующейся биохи­мической картине ДН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях стрептозотоциновой модели сахар­ного диабета наблюдаются характерные измене­ния экскреторной функции почек: рост суточного диуреза, увеличение экскреции глюкозы, экскре­ции белка и креатинина. Это позволяет сделать вывод о повреждении почечного клубочка и раз­витии диабетической нефропатии.