Лечебно-профилактическое действие ацетилцистеина при поражении почек крыс гентамицином

Лечебно-профилактическое действие ацетилцистеина при поражении почек крыс гентамицином

О.А. Борисёнок

Учреждение образования

«Гродненский государственный медицинский университет»,

Республика Беларусь, г. Гродно

Введение. Гентамицин и другие аминогликозидные антибиотики широко используются при тяжелых инфекционных заболеваниях, вызванных аэробными грамотрицательными палочками [2]. Однако их широкое применение ограничено развитием тяжелой нефропатии (≈ у каждого четвертого больного) [1]. До настоящего времени не разработаны эффективные пути и способы профилактики и терапии этого побочного действия.

Поскольку в механизме развития гентамициновой нефропатии важную роль играет нарушение функции митохондрий с последующей генерацией цитотоксичных радикалов кислорода, представлялось целесообразным изучение возможных нефрозащитных свойств антиоксиданта ацетилцистеина (АЦЦ) [3].

Материалы и методы. Опыты проведены на 24 нелинейных крысах-самках массой 170 – 220 г. Животных разделили на 3 группы. Опытным крысам вводили гентамицин (внутрибрюшинно, 60 мг/кг/день х 10; производитель – РУП «Борисовский завод медицинских препаратов», Республика Беларусь) и АЦЦ (внутрибрюшинно, 40 мг/кг/день х 15, начиная за 5 дней до и, затем, параллельно с гентамицином; производитель – РУП «Белмедпрепараты», Республика Беларусь). Контрольным животным вводили стерильную воду вну-трибрюшинно (контроль на гентамицин и АЦЦ). Через 2 часа после последнего введения веществ крыс помещали в обменные клетки для сбора мочи в течение 24 часов. Затем животных эвтаназировали, собирали кровь и извлекали почки для проведения исследований.

Кусочки почек фиксировали в жидкости Карнуа и заключали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 10 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Определяли выраженность морфологических изменений. Кроме того, их окрашивали для выявления содержания рибонуклепротеинов (РНП) и гликопептидов (ГП), а после фиксации в ацетоне – активности щелочной фосфатазы (ЩФ). Другие кусочки почек замораживали в жидком азоте, готовили срезы в криостате и окрашивали на выявление активности кислой фосфатазы (КФ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и сукцинатдегидрогеназы (СДГ).

Изучение гистологических препаратов, микрофотографирование, морфометрию проводили с помощью микроскопа Axioskop 2 plus (Zeiss, Германия), цифровой видеокамеры (Leca DFC 320, Германия), а также программы анализа изображения Image Warp (Bit Flow, США). В каждой экспериментальной группе оценивали не менее 120 – 150 структур, что обеспечивало достаточный объем выборки для последующего анализа.

В плазме определяли содержание средних молекул, мочевины, креатинина; в моче – белка, глюкозы, лейкоцитов, эритроцитов, мочевины, креатинина. Вышеуказанные показатели, а также клиренс креатинина, рH и удельный вес мочи оценивали с использованием широко применяемых в клинической практике методов исследований.

Количественную оценку полученных результатов проводили с использованием непараметрической статистики (критерий Манна-Уитни).

Результаты исследования. Описательная статистика. Введение крысам гентамицина (внутрибрюшинно, 60 мг/кг/день х 10) сопровождается развитием тяжелой нефропатии. Исчезают нормальные проксимальные извитые канальцы (ПИК) корковых нефронов (КН). Преобладают сильно поврежденные (54 %) и погибшие (35 %) ПИК КН. Их внутренний диаметр увеличивается на 117 %. Высота выстилающих эпителиоцитов уменьшается на 51 %. Количество ПИК КН и юкстамедуллярных нефронов (ЮН), прямых канальцев КН и ЮН, заполненных детритом, составляет соответственно 25, 20 и 38 %. Содержание РНП увеличивается на 53 %. Активность ЩФ, КФ и ЛДГ в ПИК КН снижается соответственно на 78, 43 и 43 %. Активность СДГ ингибируется в эпителии, выстилающем ПИК КН (на 78 %) и ЮН (43 %).

В плазме повышается содержание мочевины и креатинина соответственно на 153 и 61 %. Как следствие, снижается их экскреция с мочой на 56 и 65 %. Суточный объем мочи увеличивается на 392 %. Регистрируется протеинурия.

АЦЦ (внутрибрюшино, 40 мг/кг/день х 15, начиная за 5 дней до гентамицина и, затем, параллельно с гентамицином) оказывает выраженное нефрозащитное действие. Основной мишенью его действия является щеточная каемка ПИК, преимущественно КН. Ее отторжение (судя по наличию детрита в просвете ПИК КН) снижается на 55 %. Следствием этого является ослабление проявлений закупорки нисходящих отделов канальцев детритом (уменьшение внутреннего диаметра ПИК КН на 35 % и увеличение высоты выстилающих их эпителиоцитов на 117%). Количество погибших канальцев при этом снижается на 54 %. Нарушенный гентамицином биохимический гомеостаз в эпителиоцитах, выстилающих ПИК КН, приближается к значениям интактных крыс: содержание РНП снижается на 19 %, а активности ЩФ и СДГ - увеличиваются соответственно на 56 % и 150 %.

Обсуждение полученных результатов. В механизме нефрозащитного действия АЦЦ при гентамициновой нефропатии, по-видимому, важную роль играют его антиоксидантные свойства. Известно, что он является источником цистеина для синтеза восстановленного глутатиона – основного компонента системы антиоксидантной защиты клеток. Кроме того, АЦЦ, благодаря наличию SH-группы, непосредственно связывает свободные радикалы кислорода, устраняя их цитотоксическое действие [4, 5]. Следствием этого является снижение количества погибших и заполненных детритом ПИК КН. Это сопровождается снижением внутреннего диаметра сохранившихся канальцев и увеличением высоты эпителиоцитов, выстилающих их просвет. Нефрозащитное действие АЦЦ проявляется и на биохимическом уровне. В эпителиоцитах ПИК КН уменьшается содержание РНП, активизируются ЩФ и СДГ.

Выводы

1. АЦЦ (внутрибрюшинно, 40 мг/кг/день х 15), начиная за 5 дней до и, затем, параллельно с гентамицином (внутрибрюшинно, 60 мг/кг/день х 10) ослабляет тяжесть вызываемых антибиотиком структурных нарушений в ПИК КН за счет уменьшения количества погибших ПИК КН, снижения процента канальцев заполненных детритом, уменьшения их внутреннего диаметра и увеличения высоты выстилающих канальцы эпителиоцитов.

2. Улучшение АЦЦ строения ПИК КН сопровождается также активизацией сниженного метаболизма в нефронах за счет уменьшения содержания РНП, увеличения активностей ЩФ и СДГ.

Список используемой литературы

1. Марино, П. Сведения об антибактериальных средствах / П. Марино // Интенсивная терапия: пер. с английского, доп. / П. Марино. – М: ГОЭТАР Медицина, 1999. – С. 573–577.

2. Страчунский, Л.С. Аминогликозиды / Л.С. Страчунский, С.Н. Козлов // Современная антимикробная химиотерапия. Руководство для врачей / Л.С. Страчунский, С.Н. Козлов. – М.: Боргес, 2002. – С. 71–82, 287–96.

3. Simmons, C.F. Inhibitory effects of gentamicin on renal mitochondrial oxidative phosphorylation / C.F. Simmons, R.T. Bogusky, H.D. Humes // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 1980. – Vol. 214, № 3. – P. 709–715.

4. The antioxidant action of N-acetylcysteine: Its reaction with hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide, and hypochlorous acid / O.I. Aruoma [et al.] // Free Radic. Biol. Med. – 1989. – Vol. 6, № 6. – P. 593–597.

5. Ziment, I. Acetylcysteine: a drug that is much more than a mucokinetic / I. Ziment // Biomed. Pharmacother. – 1988. – Vol. 42, № 8. – P. 513–520.