То, что человек в среднем на 60% состоит из воды, – факт давно известный и свидетельствует о чрезвычайно важной роли в нормальной жизнедеятельности человека такого простого соединения двух элементов, как водород и кислород, образующих воду, в присутствии которых происходят все процессы, и непоступление воды в организм в течение нескольких дней может стать смертельным, в то время как без приема пищи человек способен обходиться относительно долгое время. Ежедневно мы принимаем простую питьевую воду, имеющую в своем составе в небольшом количестве различные соли и вещества, но она отличается от природной минеральной воды, которая является уникальным и бесценным даром. Образуясь в недрах Земли и проходя породы, она обогащается химическими солями и микроэлементами, приобретая уникальные лечебные свойства, поэтому ее прием оказывает на патологические процессы в организме человека мягкое нормализующее и в конечном результате – благоприятное и исцеляющее действие, не вызывая осложнений и аллергических реакций. Особенно ценно, что прием минеральной воды оказывает не только лечебное, но и профилактическое действие.
Наша страна очень богата различными минеральными водами – от слабоминерализованных до крепких рассолов; от столовых до лечебных, от пригодных только для наружного применения в качестве ванн – до приема внутрь [1–3]. И в этом плане особенно выделяется Северо-Кавказский регион, минеральные воды которого в качестве лечебных средств уже давно используются при различных заболеваниях [4–6].
Исследуемая нами минеральная вода Республики Северная Осетия – Алания «Хилак» по своему составу относится к гидрокарбонатным углекисло-хлоридно-натриевым водам с общей минерализацией 2,1–2,3 г/л и повышенным содержанием железа, бора и кремния.
Целью настоящего исследования являлось изучение на крысах линии Вистар с экспериментальным токсическим нефритом влияния 12-дневного приема гидрокарбонатной углекисло-хлоридно-натриевой минеральной воды «Хилак» на водовыделительную функцию почек и их морфологическое состояние.
Материал и методы исследования. Исследования проводили на 70 половозрелых крысах линии Вистар примерно одного возраста, весом от 150 до 220 г (180±14,5 г), 15 из которых составляли контрольную группу интактных животных, остальные 55 – опытную, с почечной недостаточностью, из них 15 были для морфологических исследований (по 3 крысы – через одну и две недели после введения глицерина, в конце первого, второго и третьего месяцев). Непосредственно в опытах с введением минеральной воды использовались 40 крыс.
Модель токсического поражения почек создавали после суточного лишения крыс пищи и воды в/м введением 0,8 мл/100 г 50,0%-ного глицерина. Вводимый объем делили пополам на каждую из задних лап. Такой способ введения существенно уменьшал гибель животных после инъекции [7, 8]. Но с учетом того, что обмен веществ у крыс ускоренный и создаваемые на них модели могут относительно быстро проходить и не всегда удается достигнуть хронической стадии, мы вводили нефротоксикант еще раз через две недели и в конце первого месяца, т.е. три раза, что уже гарантировало создание хронической почечной недостаточности, подтвержденной морфологическим состоянием почек.
Группу опытных крыс делили на две подгруппы – по 20 в каждой, одни из которых через зонд в желудок дважды в день (в промежутках между 10–11 ч и 16–17 ч) получали минеральную воду «Хилак» в объеме 1% их массы, а другие – в аналогичных условиях водопроводную воду.
Выбор введения минеральной воды в такой дозировке был обусловлен полученными данными при изучении влияния минеральных вод Северной Осетии на водовыделительную функцию почек. При выборе дозировок 1%, 2% и 5% массы крыс 1%-ная нагрузка по сравнению с аналогичной дозировкой водопроводной воды оказалась самой эффективной. К тому же такой объем наиболее физиологичен в пересчете на количество суточного приема минеральной воды больными по лечебным показаниям (по 250–300 мл три раза в день) [9].
Ранее нами при изучении влияния ежедневного на протяжении 12 и 24 дней приема минеральной воды «Хилак» на водовыделительную функцию почек было выявлено, что наиболее эффективным является 12-дневный прием. Поэтому при проведении данных исследований мы через 3 дня после повторного (в конце второй недели) введения глицерина начали дважды в день в течение 12 дней внутрижелудочно вводить крысам минеральную воду в объеме 1% веса и на следующий день помещали их на 6 ч в закрепленные в подвешенном состоянии большие пластиковые воронки, закрывающиеся сверху, к суженной части которых подсоединяли стаканчик, куда стекала вся выделяющаяся моча. От момента первого введения нефротоксиканта это приходилось на конец месяца. Затем крысам делали инъекцию глицерина в третий раз, и в течение 17 дней они самостоятельно пили водопроводную воду, а на 18-й день им возобновили 12-дневное введение минеральной воды с последующим сбором мочи, выделяющейся в спонтанном состоянии (в конце второго месяца). Затем крыс опять на 17 дней оставили в спонтанном состоянии со свободным доступом к водопроводной воде, после им возобновляли введение минеральной воды в течение 12 дней и проводили исследования в конце третьего месяца.
Конечно, можно было бы минеральную воду вводить крысам с момента создания модели поражения почек на протяжении трех месяцев, но мы посчитали, что будет более целесообразно проводимые опыты максимально приблизить к реальным условиям, когда прием минеральных вод при различных заболеваниях, как правило, бывает не столь длительным и ограничивается 2–3 неделями.
В собранной моче спектрофотометрически (Unico 2800, США) определяли содержание эндогенного креатинина (метод Поппера) [10], а в плазме крови, полученной в условиях сна и при обезболивании в/б введением 0,2 мл золетила (Франция), также спектрофотометрически определяли уровень креатинина (мкмоль/л). Среди расчетных показателей использовали спонтанный диурез (мл/час/100 г), скорость клубочковой фильтрации (мл/час/100 г) и объем канальцевой реабсорбции воды (%).
Морфологическую характеристику почек изучали с помощью световой микроскопии после предварительной подготовки проб и их окраски азур-эозином.
Полученные результаты статистически обрабатывались программой «GraphPad Prizm 8.41», степень достоверности с параметрическим методом сравнения средних величин оценивалась по t-критерию Стьюдента и методом Манна–Уитни.
При подготовке и проведении экспериментов на лабораторных животных мы руководствовались приказом МЗ РФ «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики» от 01.04.2016 г. № 199н, а утилизация крыс и выведение их из опытов осуществлялись согласно приказу Минсельхоза РФ от 16.08.2007 г. № 400 «Ветеринарно-санитарные правила сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов».
Изучение влияния гидрокарбонатной углекисло-хлоридно-натриевой минеральной воды «Хилак» Республики Северная Осетия – Алания обосновано решением государственного задания по науке для Северо-Осетинской государственной медицинской академии, утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации в 2017 г.
Результаты исследования и их обсуждение. Прежде чем говорить о возможном влиянии исследуемой нами минеральной воды на водовыделительную функцию почек в условиях их токсического поражения, мы решили удостовериться в созданной нами модели и определить морфологическое состояние.
Исследования показали, что спустя одну неделю после введения крысам глицерина особых изменений, кроме незначительной разнокалиберности клубочков и застоя в сосудах, не было выявлено. А через две недели морфологическая картина почек стала в большей степени отличаться от нормы. Так, в сосудистом компоненте клубочков нефрона, на фоне прерывания капилляров, отмечались явления зияния их просветов и эритроцитарные стазы, а в отдельных клубочках имелись мелкие кровоизлияния. При этом просвет капсулы у большинства был свободен, хотя в отдельных местах встречались отечно-набухшие мезангиальные клетки и эндотелий капилляров. Канальцевый аппарат был представлен клетками от нормальных до дистрофичных, степень изменений которых была выражена в широком диапазоне, включая набухание эпителиоцитов и наличие в них зернистых разрушенных осколков, а также деструктивные изменения люминальной мембраны.
Как в корковом, как и в мозговом отделах, особенно на границе между ними, выявлялись многочисленные разнокалиберные (от мелких до крупных) лимфоцитарные инфильтраты, а канальцы, соприкасающиеся с ними, имели в отдельных местах деструктивные изменения. В сосудистой системе отмечались как очаги кровоизлияний, так и явления слабо выраженного застоя, преимущественно в венулах, а в просветах канальцев – белковые слепки, в отдельных местах – мелкие отложения кальция с явлениями межуточного кальциноза.
В конце второго месяца после трехкратного введения крысам нефротоксиканта было выявлено, что описанная выше картина поражения для почек не только сохранилась, но и стала более выраженной. В корковом и мозговом веществах стало больше различных лимфоцитарных инфильтратов, причем не только мелких, но и более крупных. Застой крови в венулах также стал более выражен, а участки кровоизлияний диапедезного характера стали чаще. В канальцевом аппарате, особенно в его проксимальных отделах, отмечались диффузные дистрофические изменения с наличием в их просветах белково-гиалиновых слепков. Увеличились как количество, так и площадь отложений кальция. В конце третьего месяца по сравнению с тем, что было месяцем ранее, особых изменений не произошло.
Таким образом, трехкратное введение крысам глицерина в дозе 0,8 мл/100 г вызывает почечную недостаточность с картиной экссудативной гломерулопатии, интерстициального нефрита и канальцевой дистрофии.
При определении в плазме крови содержания эндогенного креатинина как показателя клиренсной функции почек [11, 12] было выявлено, что через одну неделю после введения глицерина его уровень от контрольного значения интактных крыс (67,60±2,45 ммоль/л) немного повысился (75,12±2,98 ммоль/л), спустя неделю отличие стало достоверным – 79,56±3,75 ммоль/л (р<0,01).
Спонтанный диурез у крыс после введения глицерина также начал меняться – через одну неделю с сторону снижения (р<0,05), а в конце второй недели, наоборот, произошло повышение (р<0,001). Изменение было обусловлено тем, что в первую неделю скорость клубочковой фильтрации достоверно снизилась (р<0,001), а канальцевая реабсорбция воды осталась без изменений, т.е. снижение диуреза было обусловлено торможением гломерулярной фильтрации, а повышение диуреза через две недели уже было следствием и повышения скорости клубочковой фильтрации (р<0,05), и снижения (р<0,001) канальцевой реабсорбции воды (рис.).
Рис. Спонтанный диурез, клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция воды у крыс с почечной недостаточностью
В месячных экспериментах отмечались максимальное повышение диуреза из-за ускорения клубочковой фильтрации (р<0,001) и одновременное снижение канальцевой реабсорбции воды (р<0,001), что и дало полиурический эффект с превышением контроля в 2,3 раза (табл. 1). В конце второго и третьего месяцев скорость клубочковой фильтрации практически нормализовалась, но диурез оставался повышенным, так как процесс обратного всасывания первичной мочи в канальцах нефронов оставался сниженным (табл. 1). При этом в плазме крови повышался уровня креатинина (83,20±3,23 ммоль/л – в конце первого месяца, 85,36±2,85 и 89,40±4,08 ммоль/л в конце второго и третьего месяцев).
Таблица 1
Спонтанный диурез, клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция воды у крыс с почечной недостаточностью
|
Условия опыта |
Диурез (мл/мин/100г) |
Клубочковая фильтрация (мл/мин/100г) |
Канальцевая реабсорбция (%) |
|
Интактные крысы (контроль) |
0,69±0,06 |
66,74±3,15 |
98,95±0,05 |
|
Крысы с почечной недостаточностью в конце первого месяца (M±m, p) |
1,58±0,13 <0,001 |
78,03±3,63 <0,001 |
97,92±0,15 <0,001 |
|
Крысы с почечной недостаточностью в конце второго месяца (M±m, p) |
1,17±0,09 <0,005 |
64,74±3,86 * |
98,19±0,11<0,002 |
|
Крысы с почечной недостаточностью в конце третьего месяца (M±m, p) |
1,05±0,08 <0,002 |
66,24±2,60 * |
98,45±0,13 <0,01 |
|
Статистически значимые отличия (р) или их отсутствие (*) к контролю |
|||
Таким образом, водовыделительная функция почек у крыс с почечной недостаточностью проявляется непродолжительным снижением спонтанного диуреза и его повышением с полиурическим проявлением через один месяц, которое остается повышенным еще в течение двух месяцев.
Далее мы приступили уже к непосредственному изучению влияния минеральной воды на водовыделительную функцию почек при их токсическом поражении, но перед этим выяснили влияние 12-дневного приема воды «Хилак» на спонтанный диурез, основные процессы мочеобразования и уровень креатинина в плазме крови у интактных крыс. Эти показатели выглядели следующим образом: содержание эндогенного креатинина не изменилось (67,60±2,45 ммоль/л – контроль и 65,78±3,12 ммоль/л – «Хилак»), а диурез статистически значимо (р<0,01) повысился с 0,69±0,06 мл/час/100 г до 0,98±0,08 мл/час/100 г за счет ослабления канальцевой реабсорбции воды (98,95±0,05% – контроль и 98,64±0,04%, р<0,01 – «Хилак»). Скорость клубочковой фильтрации не изменилась. Следовательно, прием минеральной воды оказывает диуретическое действие, при этом происходит превышение аналогичных показателей контрольной группы на 42% .
Результаты, полученные при изучении непосредственного влияния минеральной воды на диурез и основные процессы мочеобразования при токсическом поражении почек, можно интерпретировать следующим образом. Если максимальный полиурический эффект пришелся на конец первого месяца, а прием минеральной воды тоже повышает диурез, то 12-дневное введение «Хилак» должно было еще сильнее повысить спонтанный диурез. Однако этого не было, а наоборот, пусть незначительно, но диурез снизился из-за усиления обратного всасывания воды в канальцах почек (табл. 2).
Таблица 2
Спонтанный диурез, клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция воды у крыс с почечной недостаточностью после 12-дневного приема минеральной воды «Хилак»
|
Условия опыта |
Диурез (мл/мин/100г) |
Клубочковая фильтрация (мл/мин/100 г) |
Канальцевая реабсорбция (%) |
|
У крыс с почечной недостаточностью в конце первого месяца |
1,58±0,13 |
78,03±3,63 |
97,92±0,15 |
|
У крыс с почечной недостаточностью, получавших 12 дней минеральную воду, до конца первого месяца (M±m, p) |
1,46±0,11 * |
80,18±5,49 * |
98,17±0,12 * |
|
У крыс с почечной недостаточностью в конце второго месяца |
1,17±0,09 |
64,74±3,86 |
98,19±0,11 |
|
У крыс с почечной недостаточностью, получавших 12 дней минеральную воду, до конца первого месяца (M±m, p) |
1,02±0,08 * |
71,37±5,24 * |
98,57±0,09 * |
|
У крыс с почечной недостаточностью в конце второго месяца |
1,05±0,08 |
66,24±2,60 |
98,45±0,13 |
|
У крыс с почечной недостаточностью, получавших 12 дней минеральную воду, до конца третьего месяца (M±m, p) |
0,82±0,06 <0,05 |
73,51±4,66 * |
98,89±0,10 <0,02 |
|
Статистически значимые отличия (р) или их отсутствие (*) к соответствующим месяцам |
|||
Повторное 12-дневное введение минеральной воды во втором месяце вызвало еще большее снижение диуреза, но ни диурез, ни основные процессы мочеобразования не имели статистически значимых отличий от контрольных данных (табл. 2), а вот в конце третьего месяца, когда спонтанный диурез у крыс с почечной недостаточностью оставался таким же, как и в конце второго месяца, 12-дневное введение минеральной воды уже способствовало снижению выделения мочи (р<0,05) вследствие усиления обратного всасывания воды в канальцах почек (р<0,02). При этом сама вода «Хилак» у здоровых крыс повышает диурез, а снижение диуреза в этом случае свидетельствует о ее способности нормализации водовыделительной функции почек. И, если проследить, как уменьшался диурез по месяцам в сравнении с соответствующими контролями, то в конце первого месяца он снизился на 7,6%, в конце второго месяца – на 12,8% и в конце третьего месяца – на 21,9%. Одновременно с положительной динамикой изменения диуреза прослеживается уменьшение в плазме крови содержания креатинина (до 79,86±3,15 ммоль/л и 77,15±3,48 ммоль/л в конце первого и второго месяцев и 75,60±4,18 ммоль/л (р<0,02) в конце третьего месяца).
Заключение. Таким образом, ежедневное двукратное внутрижелудочное введение в течение 12 дней крысам линии Вистар в объеме 1% их веса гидрокарбонатной углекисло-хлоридно-натриевой минеральной воды Республики Северная Осетия – Алания «Хилак» оказывает диуретическое действие в результате снижения канальцевой реабсорбции. Трехкратное в/м введение крысам 50%-ного глицерина в дозе 0,8 мл/100 г приводит к созданию экспериментального токсического поражения почек с морфологической характеристикой экссудативной гломерулопатии, интерстициального нефрита и канальцевой дистрофии, сопровождающегося повышением спонтанного диуреза с полиурическим эффектом в конце первого месяца и последующим ослаблением. 12-дневное введение воды «Хилак» крысам с токсическим поражением почек (с таким расчетом, что окончание курса приходилось на конец первого, второго и третьего месяцев) способствовало постепенному уменьшению диуреза и снижению высокого уровня креатинина в плазме крови (в конце третьего месяца определены статистически значимые изменения), что можно расценивать как положительное действие. Прием минеральной воды в полиурическую стадию почечной недостаточности нецелесообразен.
Библиографическая ссылка
Джиоев И.Г., Гуцаева Э.А., Ремизов О.В., Берёзова Д.Т., Черткоева М.Г. ВЛИЯНИЕ ГИДРОКАРБОНАТНОЙ УГЛЕКИСЛО-ХЛОРИДНО-НАТРИЕВОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ СЕВЕРНОЙ ОСЕТИИ НА ФУНКЦИИ ПОЧЕК ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ТОКСИЧЕСКОМ НЕФРИТЕ // Современные проблемы науки и образования. 2020. № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=30332 (дата обращения: 19.05.2025).
DOI: https://doi.org/10.17513/spno.30332