Экспериментальные модели патологии

печени и почек: патогенетический аспект

¹Мышкин В.А. ²Еникеев Д.А., ²Галимов Д.М., ¹Репина Э.Ф., ³Гимадиева А.Р., ²Еникеева С.А., ²Идрисова Л.Т., ²Мышкин И.В.

1. ФГУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Федеральной службы по надзору в сфере защите прав и благополучия человека, г.Уфа

2. ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г.Уфа

3. ИОХ Уфимского научного центра РАН г.Уфы

Описаны 11 экспериментальных моделей патологии печени и почек (гепато-ренальной системы), обусловленные нарушением процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Изменение активности процесса ПОЛ представляет собой наиболее общее звено токсогенеза в цепи: повреждение мембран-цитолиз. Патогенетическое значение может иметь не только активация ПОЛ (модели 1-4, 6,7,8,9), но и его угнетение (модели 5,11). Модели предназначаются для поиска новых гепато-нефрозащитных средств и изучения механизмов их действия.

Вследствие принципиальной общности молекулярных механизмов повреждения печени вне зависимости от природы химического повреждающего воздействия общемедицинское значение приобрели исследования повреждения гепатоцитов тетрахлорметаном. Эта классическая модель патологии печени широко и с успехом используется для решения различных проблем клинической и экспериментальной гепатологии, в том числе для изучения патогенеза токсических вирусных поражений печени и поиска новых эффективных гепатозащитных средств. На этой основе разработана модель сочетанного поражения печени и почек (гепаторенального синдрома), которая также нашла применение в области изыскания новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Однако, несмотря на усилия многих исследователей, ряд вопросов патохимических механизмов поражения гепатоцитов остались невыясненными, а способы специфической профилактики и терапии химических поражений печени и почек недостаточно эффективны.

Не вполне понятна роль окислительного стресса в повреждении печени, в том числе в формировании определенных нозологических форм. В этой связи важным подходом к лечению болезней печени и почек может явиться разработка новых моделей патологии, обусловленных перекисным окислением липидов. Ниже дано обобщение основных результатов экспериментального моделирования патологии печени и почек химическими проксидантами, проводившегося в отделе токсикологии Уфимского НИИ медицины труда и экологии человека в течение последних 10 лет.

Модели патологии печени и почек воспроизводили путем введения крысам-самцам гепатотоксикантов – этанола, дихлорэтана (ДХЭ), смеси полихлорированных бифенилов (совтол) в сочетании с этанолом, тетрахлорметана (ТХМ), хлорфенолов (орто-хлорфенола и 2,4-дихлорфенола) и трихлорметафоса по схемам, описанным нами ранее (8-10, 12). Оценивали массу печени и почек, гистологическое строение, биохимические показатели, отражающие метаболизм и функции органов. Перекисное окисление липидов (ПОЛ) оценивали путем количественного определения в липидных экстрактах гомогенатов продуктов ПОЛ. Сравнительную активность процессов ПОЛ оценивали путем определения коэффициента кратности различий в показателях ПОЛ в группах «опыт-контроль». Модели тетрахлорметанового гепатита дифференцировали по возрастному признаку. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при Р < 0,05. результаты представлены в таблице.

Они свидетельствуют о том, что у экспериментальных животных с патологией печени и почек (модели 1-11) изменение активности процесса ПОЛ представляет собой наиболее общее звено патогенеза, что требует соответствующей коррекции антиоксидантным действием независимо от того, является ли оно первичным или носит вторичный характер. Патогенетическое значение может иметь не только активация ПОЛ (модели 1-4, 6, 7, 8, 9), но и его подавление (модели 5, 11). Важным условием активации процесса ПОЛ в печени является ослабление функционирования супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы (1, 4, 6-11).

Целесообразность выдвижения нарушений процесса ПОЛ на роль важнейшего универсального патогенетического механизма развития гепатита на фоне метаболических нарушений печени, вызванных различными химическими прооксидантами, состоит в том, что эффектами ПОЛ можно объяснить основную часть наблюдаемых при гепатите (гепатите-фиброзе, гепатите-циррозе) метаболических и морфо-функциональных изменений.

Впервые в комплексе изучены возрастные особенности функционально-метаболических изменений в печени при интоксикации тетрахлорметаном, выявлены возрастные различия в показателях активности процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты (АОЗ) в печени. Установлено, что дисбаланс в системе ПОЛ-АОЗ сопровождается гепатотоксическими и нефротоксическими эффектами, которые характеризуются развитием цитолитического и холестатического синдромов, нарушением экскреторной и антитоксической функций печени и почек более выраженном у старых крыс (модели 1, 4, 5, 10). Определенный интерес для экспериментальной фармакологии, токсикологии и патофизиологии представляют модели патологии печени, индуцированные хлорфенолами, на которые получен гепатопротекторный эффект производных бензимидазола, обладающих антиоксидантной и мембраностабилизирующей активностью (модели 2, 3, 7, 8, 10).

Таким образом, в результате полученных исследований установлено возрастание активности процессов свободно-радикального окисления и их включение в развитие патологического процесса в печени и почках при введении животным химических токсикантов – дихлорэтана, этанола, полихлорированных бифенилов (совтола), тетрахлорметана, хлорфенолов, трихлорметафоса (модели 1-7), что позволяет объединить модели патологий на основе критериальной значимости перекисного окисления липидов. Целесообразны дальней-

Таблица

Экспериментальные модели патологии печени и почек, индуцированные введением химических веществ

№	Модель патологии	Молекулярно-патологические нарушения
1.	Острый гепатит, моделируемый этанолом	Высокая степень активации ПОЛ, снижение количества восстановленного глутатиона, SH-групп белков
2.	Гепатозо-гепатит, моделируемый этанолом	Высокая степень активации ПОЛ, значительный объем жировой дистрофии, 2-4 кратное превышение активации трансаминаз
3.	Гепатит-фиброз, моделируемый сочетанием совтола и алкоголизации	Высокая степень активности ПОЛ, дефицит антиоксидантов, подавление активности ферментов цикла Кребса
4.	Гепатит-цирроз, моделируемый тетрахлорметаном	Крысы зрелого возраста. Умеренная степень активации ПОЛ, тяжелый цитолиз и холестаз, нарушение антитоксической и экскреторный функции
5.	Гепатит-цирроз, моделируемый тетрахлорметаном	Старые крысы. Фазовая динамика (активация/подавление активности) ПОЛ, дефицит АТФ, снижение устойчивости к гипоксии
6.	Гепато-ренальный синдром, моделируемый тетрахлорметаном	Умеренная степень активации ПОЛ в печени и почках, снижение активности эндогенной антиоксидантной системы, нарушение функций печени и почек
7.	Острый гепатит, моделируемый хлорфенолами	Умеренная активация ПОЛ, мембранотоксическое действие, митохондриальные дисфункции, нарушение баланса витаминов
8.	Хроническая гепатопатия, моделируемая 2,4-дихлорфенолом	Умеренная активация ПОЛ, нарушение тканевого дыхания, гипоэргоз
9.	Токсическая нефропатия, моделируемая дихлорэтаном	Умеренная степень активации ПОЛ, метаболические нарушения в нефроцитах, повреждение эпителия канальцев
10.	Хронический гепатит, моделируемый трихлорметафосом	Умеренная активация ПОЛ, подавление активности ферментов антиоксидантной защиты, активация гидролаз, мембранотоксическое действие
11.	Токсическая гепатаргия, моделируемая высокими дозами ТХМ, ДХЭ, ФОС	Экстремальное подавление активности ПОЛ, метаболическая депрессия печени, почек

Примечание: Умеренная степень активации ПОЛ – кратность различий в уровне продуктов ПОЛ опыт/контроль 2,0

Высокая степень активации – кратность различий 2,0

Снижение/подавление активности – кратность различий < 1

шие исследования на их соответствие другим критериям свободно-радикальной патологии. Тетрахлорметан, полихлорированные бифенилы (совтол), дихлорэтан, хлорфенолы, трихлорметафос в смертельных дозах (модель 4) вызывают в органах депрессию метаболических процессов, общим проявлением которой является практически одновременное по времени и степени подавление активности перекисного окисления липидов в печени, почках и полушариях головного мозга крыс. Выявленные особенности поражения печени можно рассматривать как клинический эквивалент токсической гепатаргии (аргия–бездействие).

Представленные данные могут свидетельствовать о важном значении нарушений перекисного окисления липидов в патогенезе поражений печени химическими токсикантами, обладающими гепатонефротоксическим действием. Можно констатировать, что эти нарушения в виде активации, подавления активности или фазных изменений (активация/снижение активности) представляют собой важное звено токсогенеза. В тоже время, при интоксикации этанолом, дихлорэтаном или сочетанием полихлорированных бифенилов и алкоголизации (модели 1-3), активация ПОЛ играет ключевую роль в повреждении печени. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых подходов к лечению болезней печени и почек токсико-химической этиологии.

Литература.

1. Влияние тетрахлорметана, мексидола и соединения оксиметилурацила с янтарной кислотой на устойчивость взрослых и старых крыс к гипоксической гипоксии / Чернов В.Н., Еникеев Д.А., Мышкин В.А. // Family Health in the XXI century. Oncology – XXI century (Materials of XI International Scientific Oncological Conference. 24.04-02.05.2007) Netherlands – Germany – France – Пермь: Изд-во «ПОНИЦАА», 2007 – С. 293-294

2. Ибатуллина Р.Б., Мышкин В.А., Сергеева С.А. и др. Профилактическая эффективность тиетазола и оксиметилурацила при воздействии хлорфенолов // Медицина труда и промышленная экология. – 2002. - №5 – С. 16-19

3. Ибатуллина Р.Б., Мышкин В.А. Защитно-восстановительный эффект антиоксидантов при экспериментальной интоксикации хлорфенолами //Медицина труда и промышленная экология. – 2008. - №5 – С. 28-31

4. Мышкин В.А., Бакиров А.Б. Оксиметилурацил. Очерки экспериментальной фармакологии. – Уфа, 2001. – 218 с.

5. Мышкин В.А., Бакиров А.Б. Экспериментальная коррекция химических поражений печени производными пиримидина. Эффективность и механизм действия. – Уфа, 2002. – 150 с.

6. Мышкин В.А., Ибатуллина Р.Б. и др. Способ моделирования токсической гепатопатии / Патент РФ №2188457 от 27.08.2002г.

7. Мышкин В.А., Ибатуллина Р.Б. и др. Способ моделирования цирроза печени / Патент РФ №2197018 от 20.01.2003г.

8. Мышкин В.А., Ибатуллина Р.Б. и др. Токсическая гепатопатия (экспериментальная разработка моделей и методов коррекции). – Уфа, 2004. – 119 с.

9. Мышкин В.А., Еникеев Д.А. Коррекция постинтоксикационных нарушений. – Уфа, 2005. – 349 с.

10. Ибатуллина Р.Б., Бакиров А.Б. Поражение печени химическими веществами. Функционально-метаболические нарушения, фармакологическая коррекция. – Уфа: Гилем, 2007. – 177 с.

11. Мышкин В.А., Гуляева И.Л. и др. Коррекция прооксидантно-антиоксидантного равновесия после тяжелых острых отравлений // Общая реаниматология. – 2007. – Т.3, №5-6. – С. 69-74

12. Мышкин В.А., Еникеев Д.А., Ибатуллина Р.Б. Полихлорированные бифенилы: моделирование и патогенез гепатотоксического действия // Вестник Российской академии естественных наук. – 2007. – Т.7, №2. – С. 46-51

13. Чернов В.Н., Мышкин В.А., Ибатуллина Р.Б. и др. Влияние оксиметилурацила на перекисное окисление липидов и функционально-метаболические показатели печени при интоксикации старых крыс тетрахлорметаном // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2007. - №4. – С. 29-30