Preview

Нефрология

Расширенный поиск

ФУНКЦИЯ ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА

https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-79-83

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ: изучить функцию почек крыс в условиях стрептозотоцин-индуцированной модели экспериментального сахарного диабета. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Исследование проведено на 25 самцах крыс линии сток Вистар (12 особей – группа интактных крыс и 13 особей – группа контроля заболевания). Моделирование сахарного диабета осуществляли посредством внутрибрюшинного введения стретпозотоцина в дозе 65 мг/кг. Для более селективного моделирования СД II типа крысам группы контроля заболевания вводился предварительно внутрибрюшинно раствор цитофлавина из расчета дозировки никотинамида 115 мг/кг. В обеих группах каждые 7 дней в течение 1 мес производился сбор суточного объема мочи, в которой определялись концентрация глюкозы, белка и креатинина. С учетом суточного объема диуреза рассчитывалась экскреция глюкозы, белка и креатинина. РЕЗУЛЬТАТЫ. На исходном уровне все определяемые показатели функции почек у крыс не отличались между группами. Затем в группе контроля заболевания фиксировался достоверный рост величины суточного диуреза, экскреции белка, экскреции глюкозы и креатинина. В результате к завершению эксперимента величина указанных показателей превосходила уровень интактных крыс в 2,0; 1,5, 3,2 и 1,9 раза соответственно. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В условиях стрептозотоциновой модели сахарного диабета наблюдаются характерные изменения экскреторной функции почек: рост суточного диуреза, увеличение экскреции глюкозы, экскреции белка и креатинина.

Для цитирования:


Жариков A.Ю., Баландович Б.A., Щекочихина Р.О., Жарикова Г.В. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА. Нефрология. 2019;23(1):79-83. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-79-83

For citation:


Zharikov A.Yu., Balandovich B.A., Shchekochikhina R.O., Zharikova G.V. KIDNEY FUNCTION IN EXPERIMENTAL DIABETES. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(1):79-83. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-79-83

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 (Гинт.) и группа контроля заболевания (Гконтр.) 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 Гконтр 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 Гконтр, 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 Гконтр. отличалась существенным ростом показателя в 1,6 раза относительно исходного уровня к моменту окончания эксперимента. В этот период уровень экскреции белка в Гконтр. превышал таковой в Гинт. 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 Гконтр. 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).

 

Таблица / Table

Показатели функции почек в условиях экспериментального стрептозотоцинового сахарного диабета

Indicators of renal function in conditions of experimental streptozotocin diabetes mellitus

Примечание. * Обозначены достоверные изменения относительно исходного уровня; подчеркнуты достоверные различия между группами.

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.

Список литературы

1. Ogurtsova K, da Rocha Fernandes JD, Huang Y et al. IDF Diabetes Atlas: Global estimates for the prevalence of diabetes for 2015 and 2040. Diabetes Res Clin Pract 2017; 128: 40–50. Doi: 10.1016/j.diabres.2017.03.024

2. Дедов ИИ, Шестакова МВ, Викулова ОК. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клиникостатистический анализ по данным федерального регистра сахарного диабета. Сах диабет 2017; (1): 13–41 [Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK. Ehpidemiologiya saharnogo diabeta v Rossijskoj Federacii kliniko-statisticheskij analiz po dannym federalnogo registra saharnogo diabeta. Sah-diabet 2017; (1): 13–41. Doi: 10.14341/DM8664]

3. Смирнов ИЕ, Кучеренко АГ, Смирнова ГИ, Бадалян АР. Диабетическая нефропатия. Рос педиатр журн 2015; (4): 43–50 [Smirnov IE, Kucherenko AG, Smirnova GI, Badalyan AR. Diabeticheskaya nefropatiya. Ros pediatr zh 2015; (4): 43–50]

4. Бобкова ИН, Шестакова МВ, Щукина АА. Диабетическая нефропатия – фокус на повреждение подоцитов. Нефрология 2015; (2): 33–43 [Bobkova IN, Shestakova MV, Shchukina AA. Diabeticheskaya nefropatiya focus na povrezhdenie podocitov. Nefrologiya 2015; (2): 33–43]

5. Yamamoto H, Uchigata Y, Okamoto H. Streptozotocin and alloxan induce DNA strand breaks and poly(ADP-ribose) synthetase in pancreatic islets. Nature 1981; 294(19): 284–286

6. Спасов АА, Воронкова МП, Снигур ГЛ и др. Экспериментальная модель сахарного диабета типа 2. Биомедицина 2011; (3): 12–18 [Spasov AA, Voronkova MP, Snigur GL i dr. Ehksperimentalnaya model saharnogo diabeta tipa 2. Biomedicina 2011; (3): 12–18]

7. Farber SJ, Berger EY, Earle DP. Effect of diabetes and insulin of the maximum capacity of the renal tubules to reabsorb glucose. J Clin Invest 1951; 30(2):125–129. Doi: 10.1172/JCI102424

8. Mogensen CE. Maximum tubular reabsorption capacity for glucose and renal hemodynamcis during rapid hypertonic glucose infusion in normal and diabetic subjects. Scand J Clin Lab Invest 1971; 28(1): 101–109. Doi: 10.3109/00365517109090668


Об авторах

A. Ю. Жариков
Кафедра фармакологии
Россия

Жариков Александр Юрьевич, д-р биол. наук

656038, г. Барнаул, пр. Ленина, д. 40. Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедра фармакологии, заведующий кафедрой.

Тел.: (3852) 566-806 



Б. A. Баландович
Кафедра гигиены, основ экологии и безопасности жизнедеятельности
Россия

Проф. Баландович Борис Анатольевич, д-р мед. наук

656038, г. Барнаул, пер. Некрасова, д. 65. Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедра гигиены, основ экологии и безопасности жизнедеятельности.

Тел.: (3852) 566-898



Р. О. Щекочихина
Кафедра гигиены, основ экологии и безопасности жизнедеятельности
Россия

Щекочихина Рита Олеговна

656038, г. Барнаул, пер. Некрасова, д. 65. Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедры гигиены, основ экологии и безопасности жизнедеятельности, аспирант.

Тел.: +7923-797-65-37 



Г. В. Жарикова
Кафедра общей и биологической химии, клинической лабораторной диагностики, Алтайский государственный медицинский университет, г. Барнаул
Россия

Жарикова Ганна Викторовна

656031, г. Барнаул, ул. Папанинцев, д. 126. Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, преподаватель кафедры общей и биологической химии, клинической лабораторной диагностики.  



Для цитирования:


Жариков A.Ю., Баландович Б.A., Щекочихина Р.О., Жарикова Г.В. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА. Нефрология. 2019;23(1):79-83. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-79-83

For citation:


Zharikov A.Yu., Balandovich B.A., Shchekochikhina R.O., Zharikova G.V. KIDNEY FUNCTION IN EXPERIMENTAL DIABETES. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(1):79-83. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-79-83

Просмотров: 322


ISSN 1561-6274 (Print)
ISSN 2541-9439 (Online)