К вопросу о нефротоксичности хлорида ртути на фоне измененного кальциевого гомеостазиса Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 3 - P. 116-119

УДК: 616.61-099- 616.61-546.41.001.6 DOI: 10.12737/artide_59c4a653aa99b9.42602050

К ВОПРОСУ О НЕФРОТОКСИЧНОСТИ ХЛОРИДА РТУТИ НА ФОНЕ ИЗМЕНЕННОГО КАЛЬЦИЕВОГО ГОМЕОСТАЗИСА

М.Р. БУЗОЕВА

ФГБУНИнститут биомедицинских исследований ВНЦРАН362025РСО-Алания, ул. Пушкинская, 47, г. Владикавказ, Респ. Северная Осетия-Алания, 362025, e-mail: [email protected], ГБОУВО СОГМА Минздрава РФ, ул. Пушкинская, 40, г. Владикавказ, РСО-Алания, 362025

Аннотация: цель исследования работы заключается в изучении особенностей изменения элек-тролитовыделительной функции почек под влиянием хлорида ртути в условиях гипо и гиперкаль-циемии, вызванной введением кальцитонина и раствора хлористого кальция. Экспериментальную гипокальциемию у крыс линии Вистар получали подкожным введением кальцитонина (препарат «Миакальцик») в дозе 0,6 ЕД/100г на протяжении одного месяца. Гиперкальциемию получали внут-рижелудочным введением 10% раствора хлористого кальция в количестве 0,3 мл. Хлорид ртути вводили внутрижелудочно с помощью зонда, в дозе 0,5 мг/кг также ежедневно на протяжении одного месяца. Для изучения функции почек в условиях спонтанного диуреза животные помещались в обменные клетки, где в течение шести часов у них собиралась моча. По завершении эксперимента часть животных забивалась под тиопенталовым наркозом для исследования крови. В плазме крови и собранной моче определяли концентрацию креатинина, общего белка, общего и ионизированного кальция, а также содержание натрия и калия. Исследования показали, что кальцитонин-опосредованная гипокальциемия и экспериментальная гиперкальциемия усиливают эффекты хлорида ртути, что проявляется в увеличении спонтанного диуреза, за счет уменьшения канальцевой реабсорбции воды, возрастании выведения с мочой электролитов, протеинурии.

Ключевые слова: тяжелые металлы, хлорид ртути, гиперкальциемия, гипокальциемия.

TO THE QUESTION OF THE MERCURY CHLORIDE NEPHROTOXICITY ON THE BACKGROUND OF

CHANGED CALCIUM HOMEOSTASIS

M.R. BUZOEVA

Biomedical Research of Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Pushkinskaya st. 47, Vladikavkaz, North Ossetia-Alania, 362025, e-mail: [email protected]

North Ossetia State Medical Academy, Pushkinskaya st., 40, Vladikavkaz, North Ossetia-Alania Vladikavkaz, 362025

Abstract. The purpose of the research was to study the peculiarities of changes in the renal electrolyte excretory function under the influence of mercury chloride in conditions of hypo and hypercalcemia caused by the calcitonin and a solution of calcium chloride administration. Experimental hypocalcemia in Wistar rats was obtained by subcutaneous administration of calcitonin (Miakaltsik drug) at a dose of 0.6 U / 100 g for one month. Hypercalcemia was obtained by intragastric administration of a 10% calcium chloride solution in an amount of 0.3 ml. Mercury chloride was administered intragastrically with a probe, at a dose of 0.5 mg / kg also daily for one month. To study the renal function under conditions of spontaneous diuresis, the animals were placed in the exchange cells, where urine was collected for six hours. At the end of the experiment some animals were killed under thiopental anesthesia for blood analyzing. The concentration of creatinine, total protein, total and ionized calcium and the sodium and potassium content were determined in blood plasma and collected urine. Studies have shown that calcitonin-mediated hypocalcemia and experimental hypercalcemia enhance the effects of mercury chloride, which was manifested in an increase of spontaneous diuresis, due to the decrease in tubular water reabsorption and elevation of urine electrolytes excretion and proteinuria.

Key words: heavy metals, mercury chloride, hypercalcemia, hypocalcemia.

10иККЛЬ ОБ ОТШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫК0ШЫЕ8 - 2017 - V. 24, № 3 - Р. 116-119

Введение. Повсеместное присутствие ртути как химического элемента в окружающей среде ничуть не преуменьшает значение его токсического влияния на живые организмы. Давно известно, что почки обладают способностью накапливать тяжелые металлы, в том числе и соли ртути [5]. Цитотоксичность ртути обусловлена различными механизмами среди которых особое место занимает нарушение кальциевого гомеостазиса за счет изменения внутриклеточного потока кальция и замены кальция на специфических рецепторах с последующей активацией кальций-зависимых ферментов [3,4,6]. Принимая во внимание возможность взаимного влияния ионов ртути и нарушенной регуляции кальциевого гомеостаза на различные системы организма, мы, как и в серии прежних исследований влияния некоторых тяжелых металлов [1,2] на водоэлектролито-выделительную функцию, постваили задачу выяснить способность ртути изменять функциональную активность почек на фоне измененного кальциевого гомеостаза.

Цель исследования - изучение особенностей почечных проявлений ртутной интоксикации на фоне индуцированной гипо- и гипер-кальциемии.

Материалы и методы исследования. Работа проведена на крысах самцах линии Вистар массой 200-300 г. При проведении экспериментов руководствовались статьей 11-й Хельсинской декларации всемирной медицинской ассоциации (1964) и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (Приказ МЗ РФ от 19.06.2003 №267). Животные в течение эксперимента находились на стандартном пищевом рационе и имели свободный доступ к воде и пище в течение суток. Световой режим - естественный. Состояние гипокальциемии у крыс создавалось путем введения кальцитонина (подкожное введение). Гиперкальциемия достигалась с помощью введения хлористого кальция.

Кальцитонин (К) - препарат «Миакальцик» инъецировался ежедневно подкожно в дозировке 0,6 ЕД/100г массы тела. Раствор хлористого кальция (10%) в количестве 0,3мл вводили интрагастрально. В этих группах экспериментальных животных внутрижелудочное введение хлорида ртути в количестве 0,5 мг/кг массы (в пересчете на металл) осуществлялось спустя 2 часа, в тот же день, в течение месяца.

Сравнительный анализ исследований по-

чечных эффектов хлорида ртути был произведен относительно фоновых (интактных) животных и групп контрольных животных с гипо-или гиперкальциемией (по 10 крыс в каждой): 1) интактные (фоновые) животные; 2) группа животных с подкожным введением К; 3) крысы с изолированным введением хлорида ртути (Ц§С2); 4) группа животных с подкожным введением кальцитонина и внутрижелудочным введением хлорида ртути (К+Ц§СЬ); 5) животные с интрагастральным введением раствора хлористого кальция (CaCl2); 6) крысы после ежедневного введения хлористого кальция и соли ртути (CaCl2+HgСl2). Исследовали показатели электролито и водовыделительной функции почек при спонтанном шестичасовом диурезе: диурез, скорость клубочковой фильтрации, канальцевую реабсорбцию воды, уровень экскреции катионов (калия, натрия, кальция), определяли концентрацию белка в моче. Содержание натрия и калия в сыворотке и моче определяли методом пламенной фотометрии на автоматизированном пламенном фотометре ФАП-2». Содержание креатинина и кальция в (моче) определяли спектрофотометрически (СФ-26) с помощью набора «Кальций-Арсеназо-Агат», «Креатинин-Агат», «Агат-Мед», (Москва Россия). Концентрацию белка определяли спектрофотометрически (СФ-26). Концентрация ионизированного кальция в цельной крови определяли с помощью аппарата АЭК-1, содержание общего кальция плазмы крови измеряли спектрофотометрически с помощью аппарата PV1251С-26. Статистическая обработка результатов исследования, учитывая нормаль -ное распределение рядов сравнения проводилась с применением критерия «г» Стьюдента с использованием программы ОгарНРай Рпгт 6.1. О наличии факторных влияний судили при критическом уровне достоверности (р) меньшем 0,05.

Результаты и их обсуждение. Исследования показали, что водовыделительная функция почек у животных с сулемовой интоксикацией подвержена изменениям, проявляющимся в увеличении по сравнению с фоном (р<0,001) диуреза за счет снижения (р<0,001) канальце-вой реабсорбции воды и скорости клубочковой фильтрации (рис.1).

10иКМЛЬ ОБ ОТШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫШШС1Е8 - 2017 - V. 24, № 3 - Р. 116-119

Рис. 1. Изменения диуреза и основных процессов мочеобразования под влиянием введения хлорида ртути

В опытных группах животных с введением соли ртути на фоне экспериментальной гипо и гиперкальциемии достоверное (р<0,001) уменьшение канальцевой реабсорбции воды также явилось причиной увеличения диуреза (рис.1). Нарушения электролитовыделительной функции почек у животных с изолированным введением хлорида ртути проявилось в достоверном (р<0,001) увеличении экскреции кальция, натрия и калия с мочой (рис. 2). Содержание ионизированного кальция и натрия в крови в этой экспериментальной группе относительно фоновых значений (р<0,05) понижается, а количество общего кальция и калия в плазме крови увеличивается (табл.).

В условиях экспериментально измененного кальциевого обмена влияние хлорида ртути еще более (р<0,001) увеличивает выведение кальция с мочой (рис. 2). Содержание ионизированного кальция в цельной крови на фоне сочетанной ртутной интоксикации и гипокаль-циемии заметно снижается по сравнению с ин-тактными данными, так же снижается содер-

жание общего кальция в плазме крови у животных этой группы. В условиях гиперкальциемии использование сулемы повышает (р<0,001) содержание и ионизированного и общего кальция крови и относительно фоновых значений и по сравнению с показателями животных с изолированным введением сулемы (табл.).

Экскреция кальции

I 4

% о

1 О

м

V

^кскреиия калия

Рис. 2. Экскреция электролитов при внутрижелудоч-ном введении хлорида ртути

Ъелок в моче

2,5

г 1,5

Д 1

г 0,5

* & «Г

£

* / с?

Рис. 3. Содержание белка в моче при введении хлорида ртути

У животных с ртутной интоксикацией в условиях измененного кальциевого гомеостазиса отмечалось однонаправленное изменение в выведении натрия с мочой, проявляющееся в его увеличении, а также в снижении его концентрации в крови, однако на фоне гипер-

ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2017 - Т. 24, № 3 - С. 116-119 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 3 - P. 116-119

кальциемии содержание натрия приближалось к фоновым значениям (рис. 2, табл.).

Таблица

Влияние хлорида ртути на содержание электролитов в крови (М±м)

Условия опыта 1 Содержание в крови

Ca (ммоль/л) K | Na

ионизированный общий ммоль/л

Фон 1,03±0,02 2,34±0,05 4,2±0,08 145,1±0,13

HgCl2 0,97±0,036* 2,48±0,03* 4,91±0,07* 139,2±0,15*

K 0,95±0,008* 1,82±0,01* 4,0±0,047 139,3±0,22*

K+HgCh 0,94±0,05* 2,02±0,04*)** 5,33±0,023")")х 142,2±0,2*)**),

CaC¡2 2,02±0,006* 2,9±0,009* 4,79±0,07* 145,2±0,24

CaCl2+HgCl2 1,33±0,04*)**)° 2,8±0,015*)** 4,34±0,07*)** 145,8±0,14**

Примечание: * - достоверное изменение по сравнению с фоном; ** - достоверное изменение относительно группы с изолированным введением хлорида

ртути; * - достоверное изменение относительно группы с изолированным введением кальцитонина; ° - достоверное изменение относительно группы с изолированным введением хлорида кальция

Введение хлорида ртути на фоне гипер и гипокальциемии увеличивает экскрецию калия с мочой, при этом содержание катиона в крови повышается (рис. 2, табл.).

При введении сулемы отмечается выраженная протеинурия, которая сохраняется и в условиях экспериментального кальциевого дисбаланса (рис. 3).

Выводы. Таким образом, внутриже-лудочное введение хлорида ртути в условиях измененного кальциевого гомеоста-зиса способствует развитию полиурии, протеинурии, увеличивает экскрецию натрия, калия и кальция с мочой. На фоне гипокальциемии использование сулемы увеличивает содержание калия и натрия в крови, а содержание ионизированного и общего кальция понижается, а на фоне гиперкальцие-мии хлорид ртути увеличивает количество общего и ионизированного кальция крови, содержание натрия незначительно повышается.

Литература

1. Брин В.Б., Бузоева М.Р. Сравнительное изучение ренальных эффектов хлорида кобальта в условиях измененного гомеостазиса кальция // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т.17, №7. C. 88-90.

2. Бузоева М.Р. Особенности почечных эффектов сульфата меди у крыс в условиях экспериментальной гипокальциемии // Вестник новых новых медицинских технологий. 2016. №2. C. 85-89.

3. Burlando B., Marchi B., Panfoli I., ViarengoA. Essential role of Ca2+ -dependent phospholipase A2 in estradiol - induced lysosome activation // Am J.Physiol.Cell.Physiol. 2002. Vol. 283. P. 1461-1468.

4. Masato O., Atsushi M., Mitsuya S. Heavy metal chelator TPEN attenuates fura-2 fluorescence changes induced by cadmium, mercury and methyl-mercury // The Journal of Veterinary Medical Science Advance Publication 15 Jan. 2016.

5. Mateo M.C., Aragon P., Prieto M.P. Inhibitory effect of cystein and methionine on free radicals induced by memory in red blood cells of patients undergoing haemodialysis // Toxicol.in vitro. 1994. Vol. 8, №4. Р. 597.

6. Zalups R.K. Molecular interactions with mercury in the kidney // Pharmacol. Rev. 2000. Vol. 52. P. 113-143.

References

Brin VB, Buzoeva MR. Sravnitel'noe izuche-nie ren-al'nykh effektov khlorida kobal'ta v usloviyakh izme-nennogo gomeostazisa kal'tsiya [Comparative study of renal effects of cobalt chloride under conditions of altered homeostasis of calcium]. Vestnik novykh me-ditsinskikh tekhnologiy. 2010;17(7):88-90. Russian. Buzoeva MR. Osobennosti pochechnykh effektov sul'fata medi u krys v usloviyakh eksperimental'noy gipokal'tsiemii [Features of renal effects of copper sulphate in rats under experimental hypocalcemia]. Vestnik novykh novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2016;2:85-9. Russian.

Burlando B, Marchi B, Panfoli I, Viarengo A. Essential role of Ca2+ -dependent phospholipase A2 in estradiol - induced lysosome activation. Am J.Physiol.Cell.Physiol. 2002;283:1461-8. Masato O, Atsushi M, Mitsuya S. Heavy metal chelator TPEN attenuates fura-2 fluorescence changes induced by cadmium, mercury and methylmercury. The Journal of Veterinary Medical Science Advance Publication 15 Jan. 2016.

Mateo MC, Aragon P, Prieto MP. Inhibitory effect of cystein and methionine on free radicals induced by memory in red blood cells of patients undergoing haemodialysis. Toxicol.in vitro. 1994;8(4):597.

Zalups RK. Molecular interactions with mercury in the kidney. Pharmacol. Rev. 2000;52:113-43.