Структурні зміни в нирках при експериментальній артеріальній гіпертензії та її фармакологічній корекції

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ О.О. БОГОМОЛЬЦЯ

14.03.02 - патологічна анатомія

УДК 616.61-008-091.8:616.12-008.331.1-085

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

СТРУКТУРНІ ЗМІНИ В НИРКАХ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІЙ АРТЕРІАЛЬНІЙ ГІПЕРТЕНЗІЇ ТА ЇЇ ФАРМАКОЛОГІЧНІЙ КОРЕКЦІЇ

Балабай Аліна

Анатоліївна

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному медичному університеті імені О.О. Богомольця МОЗ України.

Науковий керівник

доктор медичних наук, професор Благодаров Володимир Миколайович, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, заслужений діяч науки і техніки України, завідувач кафедри патоморфології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Гавриш Олександр Семенович, Київський інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска НАМН України, завідувач відділу патоморфології;

доктор медичних наук, професор Гичка Сергій Григорович, Київський медичний університет Української асоціації народної медицини, завідувач кафедри патологічної анатомії, гістології та судової медицини.

Захист відбудеться « ____ » ___________________ 2011 р. о 13.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.003.06 при Національному медичному університеті імені О.О. Богомольця МОЗ України за адресою 03680, м. Київ, проспект Перемоги, 34, морфологічний корпус, конференц-зал кафедри анатомії людини.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного медичного університету імені О.О. Богомольця МОЗ України за адресою 03680, м. Київ, вул. Зоологічна, 1.

Автореферат розісланий « ____ » ___________________ 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доцент І.В. Дзевульська

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Дослідження структурних змін у нирках за умов артеріальної гіпертензії (АГ) є однією з актуальних проблем медицини внаслідок епідемічної масштабності її розповсюдження та великої частоти ускладнень. За статистичними даними в Україні на АГ страждає близько 11 мільйонів дорослого населення [Скибчик В.А., Бабляк С.Д., 2010], а щорічно від ускладнень АГ помирає до 4 млн осіб в економічно розвинених країнах світу [Ільяш М., 2005].

Ниркам належить провідна роль у підтриманні гомеостазу та артеріального тиску (АТ) як в нормі, так і при АГ. Патологія нирок може виступати першоджерелом, що ініціює виникнення гіпертонії, або нирки, як орган-мішень, включаються у патогенез АГ компенсаторно і стають вторинним фактором, що стабілізує гіпертензивний стан [Ruilope L.M., 2003]. Функція їх часто визначає особливості перебігу та прогнозу захворювання, а розвиток нефросклерозу достовірно призводить до розвитку хронічної ниркової недостатності [Ronconi E., 2009].

За даними літератури деякі препарати антигіпертензивної дії демонструють нефротоксичний ефект за умов довготривалого застосування та сприяють розвиткові гіпертензивної нефропатії або, навпаки, проявляють нефропротекторний ефект [Whitworth J.A., 2005]. Проте відсутні дані щодо морфологічних змін в нирках за умов фармакологічної корекції.

Перспективним напрямком дослідження структурних змін нирок за умов АГ є використання експериментальних моделей, зокрема щурів лінії СІСАГ (спадково індукована стресом артеріальна гіпертензія). На цій моделі тварин відтворюються ознаки і симптоми, які у більшості випадків притаманні ессенціальній АГ людини. Тому використання вказаних щурів дає можливість прослідкувати поетапність морфологічної перебудови нирок за умов АГ у віковому аспекті та провести випробовування дії антигіпертензивного препарату біпрололу і метаболічного препарату тіотриазоліну на стан нирок за умов фармакологічної корекції АГ.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах держбюджетної теми Інституту проблем патології і кафедри фармакології та клінічної фармакології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця за темою: «Розробка та впровадження нової технології лікування артеріальної гіпертензії», № державної реєстрації 0107U003592.

Мета дослідження - визначити структурні зміни в нирках щурів лінії СІСАГ у віковому аспекті при експериментальній вродженій АГ та її фармакологічній корекції.

Завдання дослідження:

1. Охарактеризувати морфологічні зміни в нирках щурів лінії СІСАГ у віковому аспекті.

2. З'ясувати вплив патогенетичної терапії антигіпертензивним препаратом біпрололом на структуру нирок щурів з експериментальною АГ.

3. Вивчити вплив метаболічного препарату тіотриазоліну на структуру нирок щурів лінії СІСАГ.

4. Оцінити вплив комбінованої фармакотерапії біпрололом та тіотриазоліном на нирки щурів СІСАГ.

5. Обгрунтувати оптимальну спрямованість лікувального впливу на нирки для забезпечення ефективності компенсаторно-пристосувальних процесів за умов АГ.

Об'єкт дослідження - нирки за умов АГ у щурів лінії СІСАГ віком від 1 доби до 2 років.

Предмет дослідження - структурні зміни в нирках експериментальних щурів із САГ (спадковою артеріальною гіпертензією) та при її фармакологічній корекції.

Методи дослідження - для розв'язання поставлених завдань застосовувались морфологічні (світлова мікроскопія, електронна мікроскопія, імуногістохімічний метод), морфометричні і статистичні методи дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в рамках єдиного комплексного морфологічного експериментального дослідження визначено особливості елементів фільтраційного та реабсорбційного апаратів нирок за умов САГ у віковому аспекті. Встановлено, що перші морфологічні зміни з'являються у щурів лінії СІСАГ у віці 7 діб. Підтверджено, що за умов САГ дистрофічно-деструктивні процеси подоцитів прогресують із віком і характеризуються фрагментацією цитотрабекул (ЦТ), злиттям цитоподій (ЦП) і порушенням фільтраційних щілин (ФЩ). Морфологічно доведена залежність між зменшенням кількості мезангіоцитів та накопиченням колагенових волокон у мезангіальних просторах, що є проявом склерозу. Вперше у щурів лінії СІСАГ виявлені епітеліальні периполярні клітини ниркового клубочка та наведена їх ультраструктурна будова. Вперше констатовано, що на пізніх строках впливу САГ відбувається зниження активності юкстагломерулярних клітин (ЮГК), що підтверджується зменшенням їх гранулярності. Імуногістохімічно та електронно-мікроскопічно досліджено апоптозну активність клітин нефрону у щурів із САГ у різні вікові терміни. Вперше запропоновані теоретичні основи доцільності застосування біпрололу та тіотриазоліну в фармакологічній корекції АГ з метою попередження структурних змін в нирках у щурів лінії СІСАГ. Встановлено, що застосування в-адреноблокатора біпрололу не попереджує формування морфологічних змін у нирках. Морфологічно аргументовано доцільність застосування тіотриазоліну у комплексній фармакологічній корекції гіпертензивної нефропатії.

Практичне значення одержаних результатів. Комплексний аналіз морфологічних даних, отриманий в результаті проведених досліджень, поглиблює уявлення про розвиток нефропатії за умов САГ. Результати проведених досліджень експериментально обгрунтовують доцільність та перспективність застосування у комбінованій терапії АГ метаболічного препарату тіотриазоліну. Отримані відомості про перебудову структур нефрона за умов САГ сприяють подальшому розвитку патогенетично обгрунтованих підходів до лікування та профілактики гіпертензивної нефропатії.

Отримані експериментальні дані використані у педагогічному процесі на кафедрах патоморфології, гістології, цитології та ембріології, фармакології та клінічної фармакології НМУ імені О.О. Богомольця, кафедрі гістології, цитології та ембріології ДВНЗ «Івано-Франківський національний медичний університет», кафедрах патоморфології, гістології, цитології та ембріології, оперативної хірургії та топографічної анатомії, анатомії людини ВДНЗУ «УМСА» м. Полтава.

Отримані деклараційні патенти України «Спосіб корекції нефропатії на фоні артеріальної гіпертензії (в експерименті)», патент України на корисну модель №51089 Бюл. №12, 2010 р. та «Спосіб оцінки ефективності лікування нефропатії на фоні артеріальної гіпертензії (в експерименті)», патент України на корисну модель №54578 Бюл. №21, 2010 р.

Особистий внесок здобувача. Здобувач визначив напрямок, обсяг і мету досліджень, провів літературно-патентний пошук та аналіз наукової літератури, морфологічні дослідження. Разом із науковим керівником було проведено аналіз отриманих результатів та їх обговорення, сформульовано висновки дисертаційної роботи. Електронно-мікроскопічні дослідження проведені в лабораторії електронної мікроскопії Інституту проблем патології НМУ імені О.О. Богомольця (зав. - канд. біол. наук Куфтирева Т.П.). Консультативна допомога була отримана від професора кафедри гістології, цитології та ембріології НМУ імені О.О. Богомольця Стеченко Л.О. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, автору належить фактичний матеріал, отриманий при проведенні дослідження.

Апробація результатів дослідження. Матеріали дисертації були представлені: на міжнародному конгресі студентів і молодих вчених «Актуальні проблеми сучасної медицини» (Київ, 2008); науково-практичній конференції «Актуальні проблеми функціональної морфології» та «Прикладні аспекти морфології» (Вінниця, 2009), науково-практичній конференції «Прикладні аспекти морфології» (Івано-Франківськ, 2010); IV Міжнародному конгресі «Пироговські читання», XXII з'їзді хірургів України, V з'їзді АГЕТ України (Вінниця, 2010); науково-практичній конференції «Актуальні проблеми морфології» (Тернопіль, 2010).

Публікації. Основні наукові положення і висновки опубліковані у 9 наукових працях, з яких 4 статті у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, 5 тез доповідей на наукових конгресах та конференціях. Отримано 2 патенти України на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Матеріали дисертації викладені на 225 сторінках комп'ютерного тексту. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, розділу «матеріали та методи досліджень», двох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення власних досліджень, висновків та списку використаних джерел. Список літератури містить 400 джерел, з яких 117 - кирилицею та 283 - латиницею, ілюстрована 116 рисунками (з яких 81 - електронні мікрофотографії, 31 - мікрофотографії, 4 - графіки) та 10 таблицями.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Об'єктом дослідження стали нирки щурів лінії СІСАГ віком від 1 доби до 2 років. Контролем слугували щури лінії Вістар віком від 1 доби до 2 років, усього було використано 76 тварин. Вивчали наступні групи тварин:

І група - щури із нормальним тиском контрольної лінії Вістар віком 1, 7 діб, 1,5 та 6 місяців, 1,5-2 роки.

ІІ група - щури лінії СІСАГ віком 1, 7 діб, 1,5 та 6 місяців, 1,5- 2 роки.

ІІІ група - щури лінії СІСАГ, які отримували в-адреноблокатор біпролол (виробник - ЗАТ НВЦ «Борщагівський ХФЗ», Україна) у дозі 20 мг/кг.

ІV група - щури лінії СІСАГ, які отримували метаболічний препарат тіотриазолін (розробник - НВО «Фарматрон», Україна) у дозі 50 мг/кг.

V група - щури лінії СІСАГ, які отримували комбінацію препаратів біпролол (виробник - ЗАТ НВЦ «Борщагівський ХФЗ», Україна) у дозі 20 мг/кг + тіотриазолін (розробник - НВО «Фарматрон», Україна) у дозі 50 мг/кг.

Досліджуваний препарат додавали до звичайного раціону щурів лінії СІСАГ одноразово щоденно у водному розчині. Лікування піддослідних тварин починали у 3-місячному віці, тривалість досліду склала 90 діб. АТ вимірювали на хвостовій артерії статевозрілих контрольних тварин та щурів СІСАГ віком 3 міс до початку експерименту та віком 6 міс після закінчення курсу фармакологічної корекції за допомогою спеціального приладу (плетизмографа) та реєстрували у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт.ст.).

Комісією з питань етики НМУ імені О.О. Богомольця встановлена (протокол №45 від 28 квітня 2010 р.) відповідність проведених наукових досліджень етичним вимогам згідно наказу МОЗ України №231 від 01.11.2000 року.

Методи дослідження. Для загальнопатоморфологічних досліджень тканину нирок експериментальних щурів фіксували у 10% розчині нейтрального формаліну. Парафінові зрізи товщиною 5-7 мкм забарвлювали гематоксиліном та еозином, пікрофуксином за Ван Гізон. Для електронно-мікроскопічного дослідження матеріал обробляли згідно загальноприйнятих методик електронно-мікроскопічного дослідження [Карупу В.Я., 1984]. Ультратонкі зрізи виготовляли на ультратомах LKB III (Швеція) та Reihart (Австрія) і досліджували за допомогою трансмісійного електронного мікроскопу ПЕМ - 125К.

Для морфометричних досліджень використовували програму «Органела», розроблену на базі лабораторії електронної мікроскопії Інституту проблем патології при НМУ імені О.О. Богомольця. Визначали об'ємну та кількісну щільність, площу і фактор форми ЦТ та ЦП подоцитів, а також об'єм та кількість останніх у одиниці об'єму ниркового тільця.

Для імуногістохімічного дослідження був використаний непрямий стрептавідин-пероксидазний метод виявлення рівня експресії антигенів Bax. Цей метод застосували у щурів лінії СІСАГ віком 7 діб, 1,5 місяці та 1,5-2 роки, що не отримували антигіпертензивної терапії для спостереження динаміки експресії проапоптичного протеїну Вах, та у щурів із САГ віком 6 місяців після фармакологічної корекції комбінацією препаратів біпролол та тіотриазолін.

Результати досліджень та їх обговорення. Аналіз отриманих результатів комплексного морфологічного дослідження нирок щурів із САГ показав, що перші зміни в нирках, які можуть обмежувати функціональні можливості фільтраційного бар'єру клубочка, з'являються у ювенільних щурів лінії СІСАГ віком 7 діб. На ультраструктурному рівні дослідження найбільших змін зазнає ендотелій, що можна пов'язати із початковими процесами ремоделювання гломерулярних капілярів, які розвиваються паралельно із підвищенням АТ. Встановлено, що просвіти капілярів і цитоплазма ендотеліоцитів містять вакуолі різного розміру із рідиною набряку. Переважна кількість ендотеліоцитів у тварин цієї групи не містить фенестр, що можливо пов'язано із дією вродженого підвищеного АТ. Базальна мембрана (БМ) також ще не завершила остаточно свого формування, проте виявлялись окремі ділянки значного її потовщення, особливо в місцях розташування подоцитів із ознаками ультраструктурної патології. Більш розвинені подоцити мали ознаки альтерації, представлені вогнищевими ділянками просвітлення цитоплазми та ЦТ і невелику кількість вакуолей з рідиною набряку.

У щурів СІСАГ віком 1,5 місяці зростають зміни у гломерулярних капілярах порівняно із попереднім строком спостереження. Мікроскопічно судинний компонент клубочка представлений розширеними капілярами, навколо яких розташовуються окремі колагенові волокна. Електронно-мікроскопічно встановлено збільшення ендотеліоцитів з ознаками деструкції, що супроводжується одночасним зростанням кількості клітин з підвищеною функціональною активністю, про що свідчить велика кількість мікропіноцитозних везикул в них. В ендотелії щурів цієї групи виявляються ділянки цитоплазми з накопиченням рідини набряку, що призводить до здавлювання капілярів, та з'являються окремі відшаровані частини ендотеліоцитів в просвіті судин, що додатково ускладнює циркуляцію. Набряк ендотеліоцитів у 1,5-місячних щурів СІСАГ свідчить про порушення судинної проникності і плазматичне просочування БМ, що ультраструктурно проявляється ділянками її розшарування.

Характерними у цей строк спостереження є структурні зміни подоцитів, які свідчать про глибоке порушення проникності та представлені частковою деструкцією ЦТ, що було підтверджено нами і морфометричним аналізом. Площа зрізу ЦТ статистично нижче у 1,5-місячних щурів СІСАГ, ніж у контрольних тварин (32129х102мкм2 та 39622х10-2мкм2 відповідно), що також є відображенням посилення деструктивних процесів у подоцитах. Відбувається збільшення площі ЦП на фоні зменшення їх кількості, що електронно-мікроскопічно підтверджується розповсюдженням ділянок, де до БМ прилягає суцільний пласт сплощених ЦП з відсутністю ФЩ. Останнє є невід'ємним фактором розвитку гломерулосклерозу через порушення нормальної будови подоцитарного цитоскелету та ФЩ [Michaud J.L. et al., 2003]. Це ж відображується і на показнику фактора форми ЦП, який став меншим, ніж у контролі (0,480,01 та 0,520,02 відповідно).

Отже, у щурів лінії СІСАГ віком 1,5 місяці під впливом АГ у ендотеліоцитах на фоні набряку домінують компенсаторно-пристосувальні процеси, а у подоцитарному компоненті - дистрофічно-деструктивні.

Додатковим фактором, який сприяє порушенню циркуляції клубочка, є утворення відростків мезангіальними клітинами у щурів СІСАГ цієї групи спостереження. В одних випадках цитоплазмі відростків притаманна помірна електронна щільність, яка не містить органел, а тільки окремі мікропіноцитозні міхурці. В інших випадках відростки мезангіоцитів мають ознаки активних біосинтетичних процесів. Необхідно зауважити, що у тварин віком 1,5 місяці ми спостерігали відростки мезангіальних клітин, які пролабують стінку гломерулярного капіляру з поступовим переходом мезангіального матриксу до просвіту судини.

У щурів СІСАГ віком 6 місяців спостерігається подальший розвиток патологічного процесу з наявністю ознак компенсаторно-пристосувальних процесів і початком переважання дистрофічно-деструктивних. Світлооптично визначено, що з одного боку відбувається атрофія частини ниркових тілець, тоді як інша частина гіпертрофується за рахунок набряку. Виявляються нерівномірний перигломерулярний та інтерстиціальний фіброз. Характерними є ураження артеріол у вигляді гіперплазії середньої оболонки, гіалінозу та відкладання еозинофільного матеріалу переважно у внутрішній та середній оболонках судин, що призводить до звуження їхнього просвіту. При електронно-мікроскопічному дослідженні спостерігається потовщення ендотелію, виражена його складчастість та набряк цитоплазми ендотеліоцитів з утворенням клазматозних випинань. В частині ендотелію відбувається зникнення фенестр, що свідчить про порушення проникності судинної стінки та ендотеліально-подоцитарних взаємовідносин.

Наростання дистрофічних змін в ендотелії капілярів клубочка призводить до порушення цілісності усього фільтраційного бар'єру і, внаслідок цього, до стимуляції колагеноутворення. При електронно-мікроскопічному дослідженні нами виявлені ділянки набряку, де поряд із пухирцями з рідиною набряку спостерігаються скупчення колагенових волокон, макрофагів і фібробластів. Це збігається з даними інших авторів, причому фібрилогенез нирок вони пов'язують із дією ендотелінів ушкодженого ендотелію, які стимулюють гіпертрофію і проліферацію мезангіальних клітин, акумуляцію екстрацелюлярного матриксу, активацію макрофагів, цитокінів і факторів росту, що беруть участь у пошкодженні БМ клубочків [Zhou X., Frohlich E.D., 2007].

У подоцитарному компоненті клубочка у щурів із САГ віком 6 місяців виявлені клітини, у яких на перший план виступає збільшення їх розміру за рахунок набряку. Морфометричний аналіз встановив, що у 6-ти місячних щурів з АГ середня площа ЦТ (65716х10-2мкм2) та ЦП (15,320,51х10-2мкм2) значуще перевищує аналогічні показники у контрольних тварин (58510 х10-2мкм2 та 11,510,37х10-2мкм2 відповідно). Електронно-мікроскопічно це підтверджується наявністю збільшених внаслідок набряку ЦТ та об'єднаних між собою ЦП. ЦТ подоцитів з ознаками фрагментації характеризуються щільною цитоплазмою і наявністю електронно-щільних утворень за типом мієліноподібних трансформацій, що свідчить про посилення процесів перекисного окислення ліпідів.

Таким чином, у клубочку щурів СІСАГ через 6 місяців впливу АГ дистрофічно-деструктивні зміни домінують над компенсаторно-пристосувальними процесами в клітинах і розвиваються глибокі порушення морфофункціонального стану фільтраційного бар'єру.

Морфологічний аналіз нирок у щурів СІСАГ віком 1,5-2 роки дає можливість стверджувати, що у структурних компонентах клубочка розвиваються незворотні зміни, які є проявом декомпенсації, і в результаті яких порушується фільтраційна функція нефрону. Мікроскопічно характерними є зміни гломерулярних та перитубулярних судин, причому артеріолосклероз визначається у всіх відділах кіркової зони нирок. Навколо капсули клубочка та у стінках судин волокна колагену утворюють конгломерати.

Електронно-мікроскопічне дослідження капілярної стінки показало, що у просвітах судин спостерігаються скупчення формених елементів крові та пухирі, які містять рідину набряку. БМ істотно розширена, причому потовщення її було більш виражене у зоні біфуркації судин. Для ендотеліоцитів щурів цієї групи спостереження характерна підвищена електронна щільність цитоплазми, в якій містяться мієліноподібні фігури і вакуолі із рідиною набряку.

Зміни органел подоцитів характеризуються явищами цитолізу та деструкції. Мх електронно-щільні, серед них зустрічаються органели із тотальною деструкцією крист та формуванням мієліноподібної трансформації мембран. Інші ділянки цитоплазми містять скупчення фібрилярного матеріалу. Останнє, можливо, пов'язано із формуванням стрес-волокон, які в центрі містять актин, у цитоплазмі подоцитів. Вони виступають першим проявом незворотних деструктивних змін у подоцитах [Pavenstadt H. et al., 2003]. В одних випадках відмічається відокремлення ЦП з оголенням БМ, у інших - спостерігається часткове проникнення БМ між збереженими ЦП. Спостерігається злиття окремих ЦП у суцільний пласт, в якому відсутні ФЩ, що може сповільнювати фільтрацію рідини з просвіту капілярів у простір капсули. Однією із функцій подоцитів є регуляція розтягнення гломерулярних капілярів під дією транскапілярного тиску і за умов відокремлення ЦП від гломерулярної БМ відбувається ектазія клубочкових капілярів, що передує розвиткові сегментарного гломерулосклерозу [Lehoux S., Tedgui et. al., 1998].

У щурів СІСАГ віком 1,5-2 роки виявлене значне розширення мезангіуму з відкладанням колагенових волокон, причому на фоні значного розширення мезангіальних просторів мезангіоцити візуалізуються у значно меншій кількості, ніж у попередніх групах спостереження. Це узгоджується з даними літератури, які показали надлишок мезангіального матриксу та обмежену кількість мезангіоцитів при різних патологічних станах на пізніх стадіях захворювання [Fogo A.B., 2001].

Морфологічне дослідження ендокринного апарату нирок щурів СІСАГ показало, що кількісне співвідношення різних типів секреторних гранул та ультраструктура біосинтетичного апарату у ЮГК змінюється в залежності від віку і віддзеркалює зміну ендокринної функції нирок за умов САГ, що в свою чергу відіграє певну патогенетичну роль в розвитку цієї патології. У 1,5 місячних щурів СІСАГ у цитоплазмі ЮГК спостерігається велика кількість електронно-щільних ромбоподібних та сферичних секреторних гранул різної форми, що свідчить про інтенсивність процесів гранулоутворення і високу секреторну активність клітин. У щурів віком 6 місяців у цитоплазмі ЮГК домінують сферичні гранули. На фоні невеликої кількості ромбоподібних гранул тут відбувається поява несекреторних ліпофусциноподібних гранул, що можливо розцінити як дисбаланс гранулоутворення у щурів 6-місячного віку. У цитоплазмі ЮГК щурів СІСАГ у віці 1,5-2 роки спостерігається домінування ліпофусциноподібних гранул над сферичними. Активність клітин ми розцінили як знижену через відсутність розширення комплексу Гольджі, який є основним місцем утворення гранул.

Таким чином, кількість секреторних гранул ендокринного апарату нирок варіює у різних ЮГК, спостерігається тенденція до зменшення їхньої кількості з віком за умов САГ.

При ультраструктурному дослідженні нирок у щурів СІСАГ віком 1,5-2 роки ми виявили периполярні клітини, які містять гранули різні за вмістом та розмірами і практично позбавлені органел. За даними літератури ці клітини поглинають із клубочкового фільтрату речовини та упаковують у своєрідні гранули або, навпаки, мають спеціалізовану функцію, що полягає у секреції речовин з подальшим виведенням їх у сечовий простір капсули Шумлянського-Боумена [Gardiner D.S., Lindop G.B., 1992]. У нашому спостереженні очевидний процес виведення вмісту гранул у простір капсули: окремі гранули розташовані у проміжках двох сусідніх клітин, інші тиснуть на цитоплазматичну мембрану, що призводить до утворення випинань останньої. На сьогоднішній день периполярні клітини залишаються маловивченими, а функція їх невідома.

Морфологічний аналіз реабсорбційного апарату нирок за умов АГ у віковому аспекті виявив однотипність структурних змін у всіх досліджуваних групах щурів СІСАГ та зростання глибини ураження пропорційно збільшенню віку. Так, перші ознаки порушення морфофункціонального стану епітеліоцитів проксимального і дистального канальців за умов АГ ми спостерігали у щурів 1,5-місячного віку. Електронно-мікроскопічно у просвіті проксимальних канальців виявлялися пухирці з рідиною набряку та часткова десквамація щіточкової облямівки епітеліоцитів. У 6-місячних щурів лінії СІСАГ ми виявили велику кількість електронно-щільних ділянок цитоплазми епітеліоцитів із залишками Мх або їх ущільненням з утворенням мієліноподібних фігур. Окремі клітини втрачають зв'язок з сусідніми клітинами. Вірогідно це клітини, які знаходяться на різних стадіях апоптозу та у вигляді апоптозних тілець елімінуються у просвіт канальця. У щурів СІСАГ 1,5-2-річного віку спостерігається тотальне відшарування щіточкової облямівки, дезорганізація біосинтетичних органел на фоні зростання кількості вторинних лізосом. Загальна кількість Мх у клітинах знижена, що свідчить про пригнічення внутрішньоклітинних репаративних процесів. Мієліноподібні фігури у цитоплазмі епітеліоцитів подібні виявленим нами фігурам у ендотеліоцитах та мезангіоцитах і свідчать про посилення процесів перекисного окислення ліпідів.

Структура перитубулярних просторів зазнає найвиразніших змін у щурів СІСАГ 1,5-2 річного віку. На рівні світлової мікроскопії спостерігається виражений перигломерулярний склероз, а електронно-мікроскопічно виявлені електронно-щільні скупчення пучків колагенових волокон. Прояви такого склерозу у наших спостереженнях іноді сягають розростань великих розмірів. Імуногістохімічне дослідження нирок щурів лінії СІСАГ віком 7 діб, коли з'являються перші ультраструктурні ураження клітин, виявило відсутність або знижену експресію проапоптичного протеїну Вах. У цей період продовжуються процеси дозрівання структурних елементів нефрону, і ми не виявили присутність клітин на будь-якій стадії апоптозу. У щурів віком 1,5 місяці, коли глибина морфологічних уражень виразна, експресія проапоптичного протеїну Вах виявилася нерівномірною у клубочках та канальцях нирок, причому більша експресія на препаратах спостерігалась у канальцевих структурах. Це узгоджується із даними електронно-мікроскопічного дослідження, за допомогою якого ми виявили появу змін епітеліоцитів канальців, які у комплексі з імуногістохімічним дослідженням можливо розцінити як апоптозні зміни. У щурів віком 1,5-2 роки, із наявними проявами деструктивних процесів, експресія виявилася зниженою, хоча на ультраструктурному рівні ми виявили ознаки загибелі подоцитів, ендотеліоцитів і мезангіоцитів, які вірогідно не пов'язані із процесами апоптозу. У щурів лінії СІСАГ, які отримували антигіпертензивний препарат біпролол, АТ на початку експерименту становив в середньому 149±5,6 мм рт.ст., а через 90 діб після терапії знизився до середньої величини 122±5,4 мм рт.ст. що статистично нижче даного показника до початку лікування, однак не досягає контрольних величин (табл.). Біпролол достовірно викликає зниження АТ, але не запобігає розвитку структурних змін у нирках.

У щурів із САГ, які отримували метаболічний препарат тіотриазолін протягом 90 діб АТ дорівнював 148±5,5 мм рт.ст. та 143±5,4 мм рт.ст. до та після застосування відповідно (табл.). Очевидно, монотерапія тіотриазоліном суттєво не впливає на показник АТ. Електронно-мікроскопічно нами були виявлені прояви метаболічної активності клітин при застосуванні тіотриазоліну: наявність функціонально активного ядра, великої кількості Мх, значної кількості рибосом, полісом, канальців ендоплазматичної сітки та комплексу Гольджі у всіх клітинах нефрону. Комплексне введення біпрололу та тіотриазоліну впродовж 90 діб експерименту викликало у щурів СІСАГ найбільш помітне зниження АТ з 147±5,4 мм рт.ст. до 118±5,6 мм рт.ст., що статистично наближається до показника АТ у контрольних тварин (табл.).

Таблиця Динаміка змін АТ у щурів лінії СІСАГ до та після фармакологічної корекції препаратами біпролол, тіотриазолін та їх комбінацією.

Примітки:

* - статистично достовірна різниця у порівнянні з контролем (Р<0,05);

** - статистично достовірна різниця у порівнянні з показником на початку лікування (Р<0,05).

Комбінована фармакологічна корекція АГ біпрололом та тіотриазоліном виявила найбільш позитивний ефект на структуру нирок. При мікроскопічному дослідженні нами були виявлені поодинокі гіпертрофовані гломерули з повнокровними капілярами. В окремих судинах зустрічаються елементи гіперплазії та гіпертрофії стінок. Периваскулярні простори дещо розширені за рахунок набряку. В епітелії проксимальних і дистальних канальців нирок майже не спостерігаються дистрофічні зміни.

Ультраструктура гломерулярного ендотелію подібна тій, що спостерігається при застосуванні одного тіотриазоліну, але наявність мікропіноцитозних везикул, зменшення товщини ендотеліального шару та наявність фенестр під впливом комбінації даних препаратів свідчить про поліпшення обміну речовин, а відповідно і циркуляції в клубочках. ЦП щільно прилягають до БМ, ознаки злиття чи відшарування ЦП не спостерігаються, у ФЩ присутні діафрагми. Як і при монотерапії біпрололом, розширення мезангіальних просторів та вихід мезангіального матриксу у просвіт капілярів не спостерігається, що свідчить про відстрочення розвитку гломерулосклерозу. У канальцях нефрону спостерігається активізація органел енергетичного та біосинтетичного плану, причому звертає увагу поява великої кількості дрібних круглих Мх. Вірогідно вони є юними формами Мх і це свідчить про переважання репаративних процесів у епітеліоцитах.

Таким чином, отримані нами дані визначають доцільність сумісного застосування біпрололу з метаболічним препаратом тіотриазоліном, серед яких більш виражений протекторний ефект на структуру нирок за умов АГ має тіотриазолін. нирка експериментальний артеріальний гіпертензія

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі наведено теоретичне обгрунтування та наукове вирішення актуального завдання щодо вивчення морфологічних змін в нирках за умов експериментальної АГ та її фармакологічної корекції. Одержані результати є морфологічною основою для подальших наукових досліджень уражень органів-мішеней АГ та можуть бути підгрунтям для пошуку нових підходів у лікуванні АГ та її ускладнень.

1. Встановлено, що у щурів лінії СІСАГ перші ознаки ураження нирок з'являються у віці 7 діб і полягають у початкових явищах ремоделювання гломерулярних капілярів. Морфологічні зміни їх ендотеліального вистелення у цьому віці представлені наявністю вакуолей із рідиною набряку у цитоплазмі клітин та появою значної кількості ендотеліоцитів з відсутністю фенестр.

2. У фільтраційному апараті нефрона щурів лінії СІСАГ віком 1,5 місяці починають з'являтись морфологічні зміни, які відображають дистрофічно-деструктивні процеси у більшості подоцитів, і поступово набувають незворотного характеру. Вони характеризуються фрагментацією цитотрабекул, злиттям цитоподій із порушенням структури фільтраційних щілин, виникненням дистрофічних змін органел енергетичного та біосинтетичного плану з появою значної кількості лізосом, що свідчить про активацію аутолітичних процесів у подоцитах.

3. Встановлено, що важливим фактором прогресуючого ураження нирок за умов спадкової артеріальної гіпертензії є поступовий розвиток експансії мезангіального матриксу. У щурів лінії СІСАГ 6-ти місячного віку цей процес характеризується розширенням мезангіуму на фоні дистрофічних змін мезангіоцитів та утворенням відростків, що пролабують ендотеліальне вистелення гломерулярних капілярів. Зростання експансії мезангіального матриксу у щурів 1,5-2 річного віку супроводжується накопиченням колагенових волокон на фоні зменшення загальної кількості мезангіоцитів, що свідчить про розвиток склеротичних змін.

4. На пізніх етапах спадкової артеріальної гіпертензії у щурів лінії СІСАГ (1,5-2 роки) розвиваються незворотні зміни у структурних компонентах клубочка, які є проявом процесів декомпенсації і наслідком яких є порушення фільтраційної функції нефрона. Ці зміни характеризуються лізисом значної кількості ультраструктурних компонентів ендотеліоцитів гломерулярних капілярів, порушенням фільтраційних щілин за рахунок відокремлення цитоподій подоцитів від базальної мембрани із втратою діафрагм, деструктивними змінами мітохондрій подоцитів та ендотеліальних клітин, і розвитком перигломерулярного склерозу.

5. За даними імуногістохімічного дослідження виявлено, що у динаміці розвитку артеріальної гіпертензії спостерігається різна кількість апоптозно змінених клітин фільтраційного та реабсорбційного апаратів нефрона. У щурів лінії СІСАГ віком 1,5 місяці експресія проапоптичного протеїну Вах виявилася нерівномірною у клубочках та канальцях нирок, причому більш виражена експресія спостерігалась у канальцевих епітеліоцитах нефрона, що свідчить про порушення процесів реабсорбції. У щурів віком 7 діб та 1,5-2 роки експресія проапоптичного протеїну Вах знижена, що свідчить про невисоку активність апоптичних процесів у даних термінах розвитку артеріальної гіпертензії.

6. Встановлено, що у щурів лінії СІСАГ різних вікових категорій в ендокринному апараті нирок спостерігається поліморфізм розмірів і структури гранул у цитоплазмі юкстагломерулярних клітин, що свідчить про перебування їх на різних стадіях синтезу і секреції. Присутність сферичних секреторних гранул у юкстагломерулярних клітинах щурів лінії СІСАГ віком 1,5-2 роки вказує на зниження його активності на пізніх стадіях впливу артеріальної гіпертензії.

7. Монотерапія в-адреноблокатором біпрололом не попереджує формування морфологічних змін в нирках щурів лінії СІСАГ, але відстрочує їх виникнення у часі. До позитивного впливу біпрололу на структуру нирок слід віднести зменшення набряку ендотелію гломерулярних капілярів, збереженість структури базальної мембрани та відсутність значної експансії мезангіального матриксу. Застосування препарату метаболічного ряду тіотриазоліну приводить до активації органел біосинтетичного плану у клітинах нефрона.

8. Фармакологічна корекція комбінацією препаратів в-адреноблокатором біпрололом з метаболічним препаратом тіотриазоліном дає більш виражений нормалізуючий ефект по відношенню до структури нирок у порівнянні з монотерапією. Сумісне застосування даних препаратів здійснює відновлюючий вплив на ендотелій судин, оптимізує енергетичне забезпечення подоцитарного компоненту, попереджує зміни фільтраційних щілин, активізує органели метаболічного плану у всіх клітинах нефрона, а також відстрочує розвиток перигломерулярного склерозу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Балабай А. А. Структурна організація нирки при артеріальній гіпертензії у щурів лінії СІСАГ / А. А. Балабай, Л. О. Стеченко, О. О. Масицька // Вісник морфології. - 2009. - № 15 (1). - С. 31-33. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, статистична обробка їх результатів, оформлення статті до друку).

2. Балабай А. А. Морфологічні зміни компонентів нефрона в експериментальних щурів із спонтанною артеріальною гіпертензією / А. А. Балабай, Л. О. Стеченко, Г. І. Козак // Вісник морфології. - 2009. - № 15 (2). - С. 356-360. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, підбір та аналіз джерел літератури, оформлення статті до друку).

3. Балабай А. А. Морфологічні зміни в нирках при експериментальній артеріальній гіпертензії у постнатальному онтогенезі / А. А. Балабай // Вісник морфології. - 2010. - № 16 (1). - С. 32-35.

4. Балабай А. А. Вплив біпрололу та тіотриазоліну на структурну організацію нирки щурів із спонтанною артеріальною гіпертензією / А. А. Балабай, О. Г. Божко / Світ медицини та біології. - 2010. - № 4. - С. 93-97. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, статистична обробку їх результатів).

5. Балабай А. А. Ультраструктурна організація фільтраційного апарату нирки гіпертензивних щурів у віковому аспекті / Балабай А. А. // Міжнародний конгрес студентів і молодих вчених «Актуальні проблеми сучасної медицини», тези конгресу. Український науково-медичний молодіжний журнал. - Київ, 2008. - № 3. - С. 138.

6. Балабай А. А. Ультраструктурные особенности кровеносных капилляров почечного тельца у гипертензивных крыс в возрастном аспекте / А. А. Балабай, Л. А. Стеченко // Науково-практичні конференції «Актуальні проблеми функціональної морфології та інтегративної антропології», «Прикладні аспекти морфології», 20 - 21 травня, 2009 р.: матеріали науково-практичних конференцій. - Вінниця, 2009. - С. 23-25. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, статистична обробка їх результатів, формулювання висновків).

7. Балабай А. А. Вплив метаболітного препарату тіотриазоліну на структуру нирки щурів СІСАГ / А. А. Балабай, Л. О. Стеченко, В. М. Благодаров // Науково-практична конференція «Актуальні проблеми морфології», 16 - 17 квітня, 2010 р. : матеріали конференції - Тернопіль, 2010. - С. 11-12. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, аналіз отриманих даних).

8. Балабай А. А. Ультраструктурні особливості перебудови нирки у щурів із спонтанною артеріальною гіпертензією / А. А. Балабай, Л. О. Стеченко, В. М. Благодаров // Науково-практична конференція «Прикладні аспекти морфології», 20 - 21 травня, 2010 р.: матеріали конференції. - Івано-Франківськ, 2010. - С. 24-25. (Внесок здобувача: аналіз спеціальної літератури, проведення експериментальних досліджень, статистична обробка їх результатів).

9. Балабай А. А. Морфологічна характеристика нирки за умов артеріальної гіпертензії / А. А. Балабай, Л. О. Стеченко // IV Міжнародний конгрес Пироговські читання, XXII з'їзд хірургів України, V з'їзд АГЕТ України, 2 - 5 червня, 2010 р.: матеріали конгресу. - Вінниця, 2010. - С. 6- 7. (Внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, гістологічна обробка матеріалу, аналіз отриманих даних)

10. Патент України на корисну модель № 51089 UA, МПК А61К 31/00. Спосіб корекції нефропатії на фоні артеріальної гіпертензії (в експерименті) / Балабай А.А.; заявник і патентовласник Національний медичний університет імені О. О. Богомольця. - № u201002708; заявл. 11.03.10; опубл. 25.06.10, Бюл. №12.

11. Патент України на корисну модель № 54578 UA, МПК А61К 33/00, G01N 33/48. Спосіб оцінки ефективності лікування нефропатії на фоні артеріальної гіпертензії (в експерименті) / Балабай А. А.; заявник і патентовласник Національний медичний університет імені О. О. Богомольця. - № u201008491; заявл. 07.07.10; опубл. 10.11.10, Бюл. №21.

АНОТАЦІЯ

Балабай А.А. Структурні зміни в нирках при експериментальній артеріальній гіпертензії та її фармакологічній корекції. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.02 - патологічна анатомія. - Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, Київ, 2011 р.

Дисертація присвячена вивченню патоморфологічних змін в нирках за умов вродженої артеріальної гіпертензії на моделі щурів лінії СІСАГ (спадкова індукована стресом артеріальна гіпертензія). Встановлено, що у щурів із артеріальною гіпертензією перші ознаки ураження нирок з'являються у віці 7 діб і полягають у початкових явищах ремоделювання гломерулярних капілярів. В міру зростання тривалості експерименту до 1,5 місяців у щурів лінії СІСАГ у фільтраційному апараті нефрону зростають морфологічні зміни, які відображають дистрофічно-деструктивні процеси подоцитарного компоненту, які в окремих випадках набувають незворотного характеру. Вперше у щурів лінії СІСАГ виявлені епітеліальні периполярні клітини ниркового клубочка та наведена їх ультраструктурна будова. Констатовано, що на пізніх строках впливу САГ відбувається зниження активності юкстагломерулярних клітин, що підтверджується зменшенням їх гранулярності. Імуногістохімічно та електронно-мікроскопічно досліджено апоптозну активність клітин нефрону у щурів із САГ у різні вікові терміни. Запропоновані теоретичні основи доцільності застосування біпрололу та тіотриазоліну в фармакологічній корекції АГ з метою попередження структурних змін в нирках у щурів лінії СІСАГ. Встановлено, що застосування
в-адреноблокатора біпрололу не попереджує формування морфологічних змін в нирках. Морфологічно аргументовано доцільність застосування тіотриазоліну у комплексній фармакологічній корекції гіпертензивної нефропатії.

Ключові слова: нирки, щури, артеріальна гіпертензія, електронна мікроскопія, біпролол, тіотриазолін.

Балабай А.А. Структурные изменения в почках при экспериментальной артериальной гипертензии и её фармакологической коррекции. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.02 - патологическая анатомия. - Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца МЗ Украины. Киев, 2011 г.

Диссертация посвящена определению патоморфологических изменений в почках при врожденной артериальной гипертензии у модели крыс линии НИСАГ (наследственная индуцированная стрессом артериальная гипертензия). В работе были использованы светооптические, электронно-микроскопические, иммуногистохимические, морфометрические и статистические методы исследования.

Впервые в рамках единого комплексного экспериментального исследования изучены особенности элементов фильтрационного и реабсорбционного аппаратов почки при артериальной гипертензии в возрастном аспекте. Впервые дан морфологический субстрат формирования гипертензивной нефропатии и теоретические основы возможности применения бипролола и тиотриазолина в фармакологической коррекции артериальной гипертензии у крыс линии НИСАГ.

Комплексное морфологическое исследование показало, что у крыс с врожденной артериальной гипертензией первые признаки поражения почек появляются в возрасте 7 суток и представлены начальными явлениями ремоделирования гломерулярных капилляров. При увеличении срока наблюдения до 1,5 месяцев у крыс линии НИСАГ в фильтрационном аппарате нефрона нарастают морфологические изменения, которые отображают дистрофично-деструктивные процессы подоцитарного компонента, в отдельных случаях необратимого характера. Важным фактором прогрессирующего повреждения почек при наследственной артериальной гипертензии является постепенная экспансия мезангиального матрикса. У крыс линии НИСАГ 6-месячного возраста этот процесс характеризуется расширением мезангиума на фоне дистрофических изменений мезангиоцитов и образованием отростков, которые пролабируют эндотелий гломерулярных капилляров. У крыс в возрасте 1,5-2 года наблюдается накопление коллагеновых волокон на фоне уменьшения количества мезангиоцитов, что свидетельствует о развитии склеротических изменений.

На поздних этапах артериальной гипертензии у крыс линии НИСАГ (1,5-2 года) развиваются необратимые изменения в компонентах клубочка, которые свидетельствуют о глубоком нарушении фильтрационной функции нефрона. Эти изменения характеризуются лизисом большинства ультраструктурных компонентов эндотелиоцитов гломерулярных капилляров, нарушением фильтрационных щелей за счет отделения цитоподий подоцитов от базальной мембраны и потерей диафрагм, а также развитием перигломерулярного склероза.

Изменения эндокринного аппарата почек у крыс линии НИСАГ характеризуются разным количественным соотношением 3-х типов гранул в юкстагломерулярных клетках и отображают активность процессов синтеза, накопления и выведения ренина из клеток. С возрастом наблюдается снижение активности эндокринного аппарата у крыс НИСАГ: в возрасте 1,5-2 года количество липофусциноподобных гранул преобладает над сферическими.

Впервые описаны у крыс линии НИСАГ периполярные клетки почечного клубочка и приведена их ультраструктура. Цитоплазма периполярных клеток полностью заполнена гранулами, содержимое которых выводится в просвет капсулы Шумлянского-Боумена.

Установлено, что комбинация препаратов в-адреноблокатора бипролола с метаболитным препаратом тиотриазолином проявляет более выраженный нормализирующий эффект на структуру почек в сравнении с монотерапией каждым препаратом.

Ключевые слова: почка, крысы, артериальная гипертензия, электронная микроскопия, бипролол, тиотриазолин.

A.A. Balabai. Structural changes in the kidney during experimental arterial hypertension and its pharmacological correction. - Manuscript.

The dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of medical sciences in the speciality 14.03.02 - Pathologic Anatomy. National A.A. Bogomolets Medical University. Kyiv, 2011.

The aim of this work was to determine pathomorphological changes in kidneys with hereditary arterial hypertension of ISIAH (inherited stress induced arterial hypertension) line rats. Morphological investigation of ISIAH rats has shown, that first signs of alteration of glomerular filter are appears at the age of 7 days and represented by initial events of glomerular capillaries remodeling. There is increase of morphological changes in the glomerular filtration apparatus of ISIAH rats in the age of 1.5 month. It reflects destructive-dystrophy changes of podocyte component, sometimes these changes are irreversible. For the first time revealed and given ultrastructure of epithelial peripolar cells of renal glomeruli in ISIAH rats. It was ascertained that in the late terms of the inherited arterial hypertension juxtaglomerular cells activity is decrease, what evidenced by decreasing their granularity. Apoptosis activity of nephron cell in ISIAH rats during their different age terms was investigated by immunohistochemical and electron microscopic studies. Presented theoretical foundations and appropriate use of Bisoprolol and Thiotriazolinum for the prevention of structural changes in the kidney of ISIAH rats in pharmacological correction of arterial hypertension. It was established that use of в-blocker Bisoprolol does not prevent the formation of morphological changes in the kidneys with arterial hypertension. The expedience of Thiotriazolinum use in complex pharmacological correction of hypertensive nephropathy was proved by morphological analysis.

Key words: kidney, rats, arterial hypertension, electron microscopy, Bisoprolol, Thiotriazolinum.

Размещено на Allbest.ru