CC BY
48
© ТОРОПОВА А.А., ЛЕМЗА С.В., МОНДОДОЕВ А.Г., ПЕТРОВ Е.В. — 2009
ВЛИЯНИЕ «НЕФРОФИТА» НА ДИНАМИКУ СОДЕРЖАНИЯ АТФ В ИШЕМИЗИРОВАННЫХ ПОЧКАХ БЕЛЫХ КРЫС
А.А. Торопова, С.В. Лемза, А.Г. Мондодоев, Е.В. Петров (Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ директор — д.б.н., проф. Л.Л. Убугунов)
Резюме. В работе представлены данные по влиянию «Нефрофита» на динамику содержания АТФ в ишемизированных почках белых крыс. Показано, что исследуемое средство способствует поддержанию и более быстрому восстановлению АТФ в период ишемии/реперфузии почек.
Ключевые слова: ишемия/реперфузия, АТФ, «Нефрофит».
EFFECT OF «NEPHROPHYTE» ON THE ATP DYNAMICS IN ISCHEMIC KIDNEYS OF WHITE RATS
A.A. Toropova, S.V. Lemza, A.G. Mondodoev, E.V. Petrov (Institute of General and Experimental Bioilogy SB RAS, Ulan-Ude, Director — D.Sc. (Biology), Prof. L.L. Ubugunov)
Summary. The paper deals with the influence of «Nephrophyte» on the ATP dynamics in ischemic kidneys of white rats. It has been shown that the phytopreparation under study promotes to preserve and restore ATP content during kidneys ischemia/ reperfusion periods.
Key words: ischemia/reperfusion, ATP, «Nephrophyte».
Нефропатии любой этиологии в той или иной степени сопровождаются ишемией почек, которая в зависимости от степени выраженности значимо влияет на прогноз и исход заболевания.
Ишемия характеризуется быстрым снижением аденозин-5'-трифосфата (АТФ) и ростом продуктов распада: аденозин, инозин и гипоксантин. Утрата клетками аденозина в результате его деградации в период ишемии снижает пул адениновых нуклеотидов, что приводит к повреждению клеток канальцев почек вследствие нарушения клеточного метаболизма. С другой стороны, накопление гипоксантина в период ишемии повышает продукцию активных форм кислорода (АФК) в момент реперфузии. Молекулярный кислород стимулирует окисление ксанти-ноксидазой гипоксантина и ксантина до мочевой кислоты; побочными продуктами этой реакции является генерация супероксид-аниона и перекиси водорода. Перекись водорода в присутствии Бе2+ быстро превращается в гидроксильный радикал. Получающиеся таким образом свободные радикалы атакуют различные клеточные структуры, в том числе ДНК, белки и липиды мембран. Следует заметить, что перекисное окисление липидов фатально сказывается на функционировании клеточных мембран, обостряя ишемические повреждения в момент реперфузии [7; 9]. Постишемические повреждения приобретают катастрофический характер, когда после восстановления кровотока лавинообразно нарастает продукция АФК, приводящая к некрозу или апоптозу клеток в зависимости от глубины ишемического стресса [4].
Таким образом, важным является повышение устойчивости организма к повреждающему действию ишемии/ реперфузии. Так как, на этапе ранней реперфузии наряду с восстановлением кровообращения необходимо обеспечить оптимизацию клеточного метаболизма, поскольку в этот период происходят изменения в энергетическом обеспечении клеток, нарушение внутриклеточного ионного гомеостаза и интенсивная генерация АФК. В совокупности эти факторы снижают способность клеток к восстановлению окислительного фосфорилирования, повреждают структуру митохондриальных и плазматических мембран, вызывая так называемый эффект «кислородного парадокса» [10]. В ряде исследований показано, что устойчивость внутренних органов к повреждающему действию ишемии/реперфузии возможно достичь путем ишемического пре- и/или посткондиционирования [1]. Еще одним вариантом решения этой проблемы, является разработка и применение лекарственных средств обладающих свойствами стабилизаторов клеточных мембран, антиоксидантов и метаболических корректоров. В последние годы усилия исследователей направлены на поиск фармакологических средств предотвращающих или смягчающих вредные последствия ишемии/реперфузии. Особого вни-
мания заслуживают средства природного происхождения, отличающиеся, как правило, широтой терапевтического действия, малой токсичностью и отсутствием побочных эффектов при их длительном применении.
В связи с этим, целью настоящей работы явилась оценка влияния комплексного средства «Нефрофит» на динамику изменения содержания АТФ в ишемизированных клетках почек белых крыс. В состав «Нефрофита» входят сухие экстракты трех видов лекарственных растений: Arctostaphylos uva ursi L. (листья), Orthosiphon stamineus Benth. (листья) и Polygonum aviculare L. (трава) в соотношении 2.5; 4.0; 3.5 [2]. Основанием для выбора послужил ранее установленный факт двукратного повышения активности пируваткиназы и ингибирование транспортных Na+, К+-АТФаз под влиянием испытуемого фитосредства в модельных системах. Кроме того, показано, что исследуемое средство обладает выраженной антиоксидантной, мембраностабилизирующей и противовоспалительной активностью [6].
Материалы и методы
Опыты проведены на белых крысах линии Wistar обоего пола массой 200-230 г. Ишемию (1)/реперфузию (R) почек вызывали по методу [8]. После 40-минутной окклюзии почечной артерии кровоток восстанавливали снятием зажимов. Продолжительность реперфузии составляла 0,1 и 4 часа.
Содержание АТФ определяли по методу Лампрехта и Тротшольда [5] в четырех группах животных: интакт-ной (животные не получали «Нефрофит» и не подвергались ишемии/реперфузии), контрольной (животные подвергались ишемии/реперфузии), опытной группе 1 («Нефрофит» без ишемии/реперфузии) и опытной группе 2 («Нефрофит» + ишемия/реперфузия). В каждой группе животных было по 8 крыс. Водный раствор «Нефрофита» вводили внутрижелудочно в дозе 150 мг/кг в объеме 10 мл/ кг, превентивно, вечером до ишемии/реперфузии и утром за 1 час до ишемии органа.
Значимость различий между сравниваемыми группами оценивали по критерию Мана-Уитни с применением пакета программ Biostat 6.0. Значимые различия при р<0,05.
Результаты и обсуждение
В результате ишемии происходило значительное снижение содержания АТФ в контрольной и опытной 2 группе животных (табл. 1). Наиболее резкое снижение содержания АТФ отмечалось в почках не подвергавшихся реперфузии (R0). Так, в паре «интакт — контроль» данный показатель снижался в 4 раза, а в паре «опыт 1 — опыт 2» — в 2,8 раза. Эти различия сглаживались по мере уве-
Таблица 1
Содержание АТФ в различных группах животных
Группа животных Содержание АТФ в мкм на 1 г ткани
R0 R60 R240
Интактная (n=8) Контрольная (I/R) (n=8) 0.687+0.089 0.167+0.018* 0.819+0.047 0.402+0.034* 0.942+0.054 0.778+0.029
Опытная 1 («Нефрофит») (n=8) Опытная 2 (I/R) + «Нефрофит» (n=8) 0.756+0.140 0.267+0.096** 0.843+0.050 0.503+0.011** 0.955+0.068 0.831+0.024
Примечание: * — различия значимы между интактной и контрольной группами при р<0,05; ** — различия значимы между контрольной и опытной-2 группами при р<0,05.
личения продолжительности реперфузии, пока стали статистически неразличимы при К.240.
Более быстрым сближение результатов было на фоне профилактического введения «Нефрофита». Интересно отметить достоверно более высокое содержание АТФ в ишемизированных клетках почек экспериментальных животных на фоне введения исследуемого фитосредства при К.0 и И. Возможно, это свидетельствует об активации анаэробного гликолиза под влиянием «Нефрофита», поскольку в отсутствие кислорода происходит разобщение процесса окислительного фосфорилирования.
При 4-х часовой реперфузии (R240) также отмечалось более высокое содержание АТФ при введении «Нефрофита», хотя данный показатель и не достигал уровня значимости.
Полученные результаты свидетельствуют об «энергосберегающем» действии фитосредства при ишемии почек. Однако механизм этого явления неясен и для его установления необходимы дополнительные исследования. Исходя из фитохимического состава комплексного средства «Нефрофит» (свободные аминокислоты, сахара и полисахариды) и его способности ингибировать активность №+-К+-АТФаз [3; 6] можно предположить два механизма его действия. Первый — активация анаэробного гликолиза в период ишемии и начальных этапов реперфузии. Второй — более экономичный расход энергии за счет подавления активности АТФаз. Например, было показано, что предварительное введение глюкозы при ишемии/реперфузии почек крыс приводит к более быстрому восстановлению уровня АТФ и снижению активации про-апоптотического белка Bid [11].
ЛИТЕРАТУРА
1. БокерияЛ. А., Чичерин И. Н. Природа и клиническое значение «новых ишемических синдромов». — М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2007. — 302 с.
2. Лемза С.В., Мондодоев А.Г., Николаев С.М. О влиянии растительного средства «Нефрофит» на активность каспазы-3 в ишемизированных клетках почек белых крыс // Сиб. мед .журнал. — Иркутск, 2008. — № 2. — С. 74-76.
3. Маркарян А.А., Аляутдин Р.А., Мондодоев А.Г. Аминокислотный состав нового растительного препарата «Нефрофит» и его роль в коррекции острой сублимации почечной недостаточности // Бюл. эксперимент. биол. и медицины. — 2004. — Т.137, № 2. — С. 190-194.
4. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др. Окислительный стресс (патологические состояния и заболевания). — Новосибирск, 2008. — 283 с.
5. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) / Под ред. М.И. Прохоровой. — Л., 1982. — 272 с.
6. Николаев С.М., Шантанова Л.Н., Мондодоев А.Г. Экспериментальная фитотерапия повреждений почек. — Улан-Удэ, 2003. — 185 с.
7. Тугушева Ф.А., Зубина И.М., Митрофанова О.В. Оксидативный стресс и хроническая болезнь почек // Нефрология. — 2007. — Т. 11, № 3. — С. 29-47.
8. Kauschal G.P., Singh A.B., Shah S.V. // Am. J. Physiol. — 1998. — V. 274, № 3. — P. F581-F595.
9. Vakur Bor M., Durmus O., Bilgihan A., et al. The beneficial effect of 2' — deoxycoformycin in renal ischemia-reperfusion is mediated both by preservation of tissue ATP and inhibition of lipid peroxidation // Int J. Clin Lab Res. — 1999. — Vol. 29. — P. 75-79.
10. Verma S, Fedak PWM, Eeisel R.D. Fundamentals of reperfusion injury for the clinical cardiologist. Circulation — 2002. — V. 105. — P. 2332-2336.
11. Wei Q., Alam M., Wang M-H., et al. Bid activation in kidney cells following ATP depletion in vitro and ischemia in vivo // Am J. Physiol Renal Physiol. — 2004. — Vol. 286. — P. 803-809.
Адрес для переписки: Торопова Анюта Алексеевна — к.б.н., м.н.с. Отдела биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН; тел.: 8 (3012) 43-47-43, E-mail: [email protected]
