Лечебно-профилактическое действие мелатонина при

гентамициновой нефропатии у крыс

О.А. Борисёнок

Учреждение образования

«Гродненский государственный медицинский университет»,

Республика Беларусь, г. Гродно

Введение. Широкое применение гентамицина и других аминогликозидных антибиотиков ограничивается поражением почек ≈ в 25 % случаев [4]. До настоящего времени отсутствуют эффективные лекарственные средства профилактики и терапии этого побочного действия.

В механизме развития гентамициновой нефропатии основную роль играет накопление антибиотика в эпителии проксимальных извитых канальцев (ПИК), преимущественно корковых нефронов (КН). Следствием этого является нарушение функции митохондрий и генерация цитотоксичных радикалов кислорода [5].

Вышеизложенное послужило основанием для испытания природного антиоксиданта мелатонина в качестве средства терапии и профилактики гентамициновой нефропатии [1].

Материалы и методы. Опыты проведены на 24 нелинейных крысах-самках массой 170 – 220 г. Животным вводили гентамицин (внутрибрюшинно, 60 мг/кг, 1 раз в день, 10 дней; производитель – РУП «Борисовский завод медицинских препаратов», Республика Беларусь). Мелатонин (в виде лекарственного средства «вита-мелатонин», производитель – ОАО «Киевский витаминный завод», Украина) вводили в желудок через зонд в виде взвеси в слизи крахмала, 10 мг/кг/день, начиная за 5 дней до и, затем, параллельно с гентамицином, 1 раз в день, 10 дней. Контрольным животным вводили воду внутрибрюшинно (контроль на гентамицин) и слизь крахмала в желудок (контроль на мелатонин). 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 и гликопептидов, 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.

О функциональном состоянии почек судили на основании содержания средних молекул, мочевины, креатинина (в плазме); белка, глюкозы, лейкоцитов, эритроцитов, мочевины, креатинина (в моче). 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 сопровождается развитием тяжелой нефропатии. Об этом свидетельствует отсутствие нормальных ПИК КН. Преобладают сильно поврежденные (54 %) и погибшие (35 %) канальцы. Увеличивается их внутренний диаметр, а высота выстилающих эпителиоцитов уменьшается соответственно на 117 и 51 %. Количество ПИК КН и юкстамедуллярных нефронов (ЮН), прямых канальцев КН и ЮН, заполненных клеточным детритом, составляет соответственно 25, 20 и 38 %.

Содержание РНП увеличивается на 53 %. Снижается активность ЩФ, КФ и ЛДГ в ПИК КН соответственно на 78, 43 и 43 %, а СДГ в ПИК КН и ЮН – на 78 и 43 %. В плазме повышается содержание мочевины (на 153 %) и креатинина (на 61 %) за счет снижения их экскреции с мочой (соответственно на 56 и 65 %). Суточный объем мочи увеличивается на 392 %. Регистрируется протеинурия.

Мелатонин оказывает нефрозащитное действие. Высота эпителиоцитов, выстилающих ПИК КН, увеличивается на 70 %. В них повышается активность ЩФ и СДГ соответственно на 56 и 100 %.

Обсуждение полученных результатов

В механизме нефрозащитного действия мелатонина, по-видимому, важную роль играют его антиоксидантные свойства, обусловленные способностью гормона нейтрализовать свободные радикалы кислорода, а также активизировать ферментную систему антиоксидантной защиты клеток: супероксиддисмутазу, каталазу и глутатионпероксидазу [1, 2, 3]. Следствием антиоксидантного действия мелатонина является улучшение как структуры почек (судя по увеличению высоты выстилающих ПИК КН эпителиоцитов), так и активизации ферментативных процессов в нефронах (судя по увеличению активности ЩФ и СДГ в ПИК КН; КФ в ПИК ЮН).

Выводы

1. Мелатонин (в желудок через зонд в виде взвеси в слизи крахмала, 10 мг/кг/день х 15), начиная за 5 дней до и, затем, параллельно с гентамицином (внутрибрюшинно, 60 мг/кг/день х 10) приводит к снижению степени тяжести вызываемых антибиотиком структурных нарушений в ПИК КН, проявляющихся увеличением высоты выстилающих канальцы эпителиоцитов.

2. Улучшение мелатонином строения ПИК КН сопровождается активизацией процессов сниженного метаболизма в нефронах (судя по увеличению активности ЩФ, СДГ в ПИК КН и КФ – в ПИК ЮН).

Список используемой литературы

1. Анисимов, В.Н. Мелатонин. Роль в организме, применение в клинике / В.Н. Анисимов. – СПб.: Издательство «Система», 2007. – 40 с.

2. Анисимов, В.Н. Хронометр жизни / В.Н. Анисимов // Природа. – 2007. – №7. – С. 13–15.

3. Анисимов, В.Н., Старение женской репродуктивной системы и мелатонин / В.Н. Анисимов, И.А. Виноградова – СПб.: Издательство «Система», 2008. – 46 c.

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

5. 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.