ДИНАМИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ АДАПТАЦИОННО- КОМПЕНСАТОРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ТКАНИ ПОЧКИ ПРИ ОБСТРУКЦИИ МОЧЕТОЧНИКОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

ВВЕДЕНИЕ

Согласно официальным данным, на сегодняш­ний день более 15 млн россиян страдают хрониче­ской болезнью почек (ХБП) разных стадий. Мас­штабы распространения и тяжелые социальные последствия данного заболевания, по оценкам ВОЗ и ООН, уже сегодня могут поставить ее в один ряд с заболеваниями сердца, легких, раком и сахарным диабетом. Вопрос о механизмах прогрессирования ХБП является одним из центральных в современ­ной нефрологии [1]. У 20% пациентов имеется па­тология, связанная с обструкцией мочевыводящих путей. Обструктивные уропатии (ОУ) объединяют

морфологические и функциональные изменения мочевой системы, обусловленные препятствием (полным или частичным) для оттока мочи на лю­бом уровне мочевых путей - от мочеиспускатель­ного канала до почечных канальцев [2]. Серьезной проблемой ОУ является длительный бессимптом­ный период. Ключевыми факторами повреждения почки при обструкции считают: повышение давле­ния в полостной системе почек, внутри почечных канальцев и локальную ишемию. При длительной обструкции, наряду с видимым расширением ча­шечек и лоханки, возникают необратимые струк­турные изменения - атрофия, воспаление, фиброз с потерей почечных функций [3]. Большинство обструкций поддаются коррекции, однако несвоев­ременная диагностика и, как следствие, запоздалое лечение могут привести к необратимым патоло­гическим изменениям почки, заканчивающимся хронической болезнью почек (ХБП) и гидронеф­розом [4]. Зачастую функциональные результаты оперативного лечения обструкции мочевых путей с трудом можно признать удовлетворительными ввиду тактических и технических ошибок, а также изменения структуры почек [5]. Восстановление функции после устранения причин заболевания (например удаление конкремента) зависит от сро­ков, тяжести и продолжительности обструкции [6]. Несмотря на успехи, достигнутые в понимании ме­ханизмов повреждения почек, базовые биологиче­ские процессы, лежащие в основе адаптационных изменений, которые обеспечивают длительное со­хранение гомеостаза, изучены недостаточно, а дан­ные по этой проблеме противоречивы [7].

В литературе на примерах отдельных экс­периментальных работ обсуждаются вопросы о динамике морфологических изменений в первые дни развития ОУ, однако отсутствуют подробные сравнительные данные о морфологических, гисто­химических изменениях канальцевого аппарата мозгового и коркового слоев, клубочков, сосудов, стромы почек в более поздние сроки развития па­тологического процесса [8-13]. Несомненно, дан­ные морфологического исследования в различные периоды возникновения ОУ могут стать основой для понимания адаптационно-компенсаторных способностей почки и помогут установить время возникновения ишемических, некробиотических, некротических процессов в них, что позволит дать объективную клиническую оценку функцио­нальному состоянию нефрона.

Исходя из этого, целью нашего исследования явилось сравнительное изучение морфологиче­ских изменений в ткани почки при механической обструкции мочеточника в эксперименте в сроки 7, 14, 21 сут.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Работа выполнялась на базе отдела молекулярно-биологических и оптических мето­дов исследования ФГБОУ ВО РостГМУ Содер­жание, питание, уход за животными и выведение из эксперимента осуществляется в соответствии с требованиями «Хельсинкской декларации» (2000) и «Директивы 2010/63/EU Европейского парламента о совете Европейского союза по охра­не животных, используемых в научных целях» (2010). Исследование разрешено локальным неза­висимым этическим комитетом ФГБОУ ВО Рос­тГМУ Минздрава России (№21/15 от 10.12.2015 года). Экспериментальная модель ОУ на кроликах самцах была сделана по методике Е. Giamarellors- Bourbalis и соавт. [14]. Всех животных содержали при исходных условиях: температура (20-23 °С), влажность, освещение (с 12/12-часовыми циклом света/темноты), а также рациона питания. Экс­периментальные животные имели свободный до­ступ к пище и воде, а также в течение недели адап­тировались к новой окружающей среде перед экс­периментом. Первым этапом животных подвергли седации раствором золетила внутримышечно (15 мг/кг), далее в краевую вену уха внутривенно вводили 1% водную эмульсию пропофола (дипривана) (5,0-7,5 мг/кг). Через верхнесрединный абдоминальный разрез длиной 4,0 см вскрывали брюшную полость. Кишечник перемещали впра­во. Левый мочеточник после визуализации на 2,5 см дистальнее лоханки окружали нитью 3/0 и под­тягивали к передней брюшной стенке. Оба конца нити проводили через переднюю брюшную стен­ку наружу и завязывали на коже. Эксперименталь­ная модель механической обструкции воспроиз­водилась на 9 взрослых кроликах (самцы в возрас­те 3,5 мес, масса тела 2,4-2,75 кг), которые были разделены на 3 группы по 3 животных в каждой: 1-я группа - механическая обструкция сроком 7 дней, 2-я группа - механическая обструкция сро­ком 14 дней, 3-я группа - механическая обструк­ция сроком 21 день. Обструкция левого мочеточ­ника сохранялась в течение указанных сроков эксперимента. После введения в эксперимент жи­вотных содержали в тех же условиях. По протоко­лу экспериментального исследования животных умерщвляли на 7-е, 14-е и 21-е сутки. Вскрытие проводили в операционной в асептических усло­виях. Полученные образцы фиксировались в 10% забуференном растворе формалина (10% NBF) с дальнейшей гистологической проводкой, заключе­нием в парафиновые блоки, микротомией и окра­ской препаратов по общепринятым методикам. Серийные срезы тканевых образцов окрашивали гематоксилином-эозином, по классическому про­токолу, использовали специальные гистохимиче­ские окраски: P.A.S.M. метенамин-серебро, PAS- реакция по Хочкиссу.

Для оценки результатов исследования исполь­зовали пакет прикладных статистических про­грамм «Statistica 7.0» («StatSoft», США). Резуль­таты представлены в виде среднего арифметиче­ского ± ошибка средней. Статистическую значи­мость различий двух средних определяли с помо­щью t-критерия Стьюдента; частот - х²-критерия Пирсона. Оценку силы взаимосвязи между коли­чественными признаками проводили с помощью коэффициента корреляции (r) Пирсона. Нулевую статистическую гипотезу об отсутствии различий и связей отвергали при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Гистологическое исследование позволило выя­вить определенные закономерности развития ОУ в динамике. Наибольшие изменения были отмече­ны со стороны канальцевой системы почек.

Через 7 дней в ткани почки имелись отдельные очаги коагуляционного некроза эпителия извитых канальцев без перифокальной реактивной воспа­лительной инфильтрации (рис.1). Обращало вни­мание, что просветы дистальных канальцев были неравномерно сужены за счет отека стромы. В отдельных участках отмечалась селективная уме­ренно выраженная эктазия проксимальных и дис­тальных канальцев без признаков атрофии клеток эпителия. В мозговом веществе почки отмеча­лись умеренная эктазия дистальных канальцев без признаков атрофии эпителиоцитов, развитие межуточного сетчатого фиброза стромы. В ядрах эпителиоцитов дистальных канальцев имелась гипохромия ядер, ядрышек, что свидетельствова­ло о наличии выраженной дистрофии (рис. 2). В то же время, в клетках эпителия проксимальных и извитых канальцев ядрышки хорошо визуализи­ровались, что указывало на сохранение их функ­циональной фильтрационно-реабсорбционной активности.

Стенки артерий, артериол и венул были сохра­нены, имели аргирофильные волокна, без призна­ков некроза и повреждения. Клубочки почек были отечные, умеренно полнокровные, без признаков воспалительной клеточной реакции в них.

В последующие 14 сут нарастали дистрофи­ческие, некробиотические изменения эпителия дистальных канальцев почек с развитием межу­точного сетчатого фиброза стромы вокруг них. Отдельные дистальные канальцы были неравно­мерно расширены, имели признаки кистозной трансформации, при этом в них отмечалась атро­фия клеток, в базальных мембранах накаплива­лись кислые мукополисахариды (рис. 3, 4). Окра­ска метенаном-серебром выявляла значительную гипохромию ядер и ядрышек с участками ахро­мии эпителиоцитов дистальных канальцев поч­ки, что указывало на необратимые структурно­функциональные изменения данных структур. Проксимальные, извитые канальцы находились в состоянии белковой, гидропической дистрофии, отдельные из которых были кистозно расширены. Сосуды капиллярного, артериального, венозного типа, клубочки были сохранены, имели признаки отека, незначительного накопления кислых мукополисахаридов.

Через 21 день в почках, подвергнутых обструк­ции, развивались выраженные дистрофические, атрофические, склеротические изменения. В мозговом слое наблюдалась кистозная трансфор­мация дистальных канальцев с резкой атрофией, гипохромией ядер эпителиоцитов, отмечалось развитие крупных участков межуточного фиброза с формированием тонких и толстых коллагеновых волокон. Канальцевый аппарат коркового слоя (проксимальные, извитые канальцы) претерпе­вал существенные некробиотические, дистрофи­ческие изменения, вплоть до развития кистозной трансформации (рис. 5, 6). Существенных морфо­логических изменений со стороны сосудов артери­ального, капиллярного, венозного типов не выяв­лялось, в их стенках имелась лишь незначительная инфильтрация кислыми мукополисахаридами.

ОБСУЖДЕНИЕ

На экспериментальной модели ОУ в различ­ные по длительности периоды обструкции нам удалось выявить определенные закономерности.

В первые 7 сут, после перевязки мочеточника имеют место компенсаторные реакции со сторо­ны канальцевого аппарата мозгового слоя почек без существенного их поражения, с минимальным развитием межуточного фиброза. В последующие сроки (14-21-е сутки) компенсаторные явления в клетках эпителия канальцев подвергаются сры­ву ауторегуляторных механизмов адаптации, что выражается в явлениях выраженной белковой, гидропической дистрофии, атрофии, кистозной трансформации клеток эпителия канальцев мозгового и коркового слоев, а также появлением крупных зон интерстициального (межуточного) фиброза стромы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные данные позволяют считать, что наиболее оптимальным сроком для выполнения хирургических вмешательств на почках при ОУ следует считать первую неделю развития острой обструкции мочевыводящих путей, что может по­зволить предупредить развитие вторичных дис­трофических - атрофических изменений каналь­цевого аппарата и последующего склероза почеч­ной ткани.