ИЗУЧЕНИЕ РЕНАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ХЛОРИДА НИКЕЛЯ И ЕГО НАКОПЛЕНИЯ В ТКАНЯХ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕННОГО ГОМЕОСТАЗИСА КАЛЬЦИЯ

Бузоева М.Р.

Кандидат медицинских наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра Российской академии наук и Правительства Республики

ИЗУЧЕНИЕ РЕНАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ХЛОРИДА НИКЕЛЯ И ЕГО НАКОПЛЕНИЯ В ТКАНЯХ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕННОГО ГОМЕОСТАЗИСА КАЛЬЦИЯ

Аннотация

Нами исследовалось влияние экспериментальной гипер и гипокальциемии на нефротоксичность хлорида никеля у крыс. Гипокальциемию вызывали путем подкожного введения кальцитонина в дозе  0,6 ЕД/100г. Состояние гиперкальциемии создавали ежедневным введением водного раствора витамина Д₃ через зонд в желудок в дозе 3000 мг/ 100г веса на протяжении 1 месяца. Хлорид никеля в дозе 2,5 мг/кг также вводили в течение месяца интрагастрально. Исследования показали, что на фоне гипокальциемии токсическое влияние хлорида никеля  на почки усиливается, приводя к полиурии. На фоне измененного кальциевого гомеостазиса интоксикация солью никеля не предотвращает нарушений электролитовыделительной функции почек, вызывает протеинурию и снижение осмолярности мочи, наблюдается значительное накопление никеля в тканях печени, почек и костях.

Ключевые слова: интоксикация хлоридом никеля, гипокальциемия, гиперкальциемия, функции почек.

Buzoeva M.R.

PHD, Institute of Biomedical Investigations of Vladikavkaz Sciencific Center of RAS and the Government of Republic North Ossetia-Alania

THE STUDYOF RENAL EFFECTS OF NICKEL CHLORIDE AND ITS CUMULATION IN TISSUES IN CONDITIONS OF ALTERED CALCIUM HOMEOSTASIS

Abstract

We investigated the influence of experimental hyper- and hypocalcaemia on the nephrotoxicity of nickel chloride at rats. Hypocalcaemia was caused by subcutaneous injections of calcitonin at a dose of 0,6 U / 100g. Condition of a hypercalcaemia was created by daily intragastral introduction of water solution of vitamin D3 at a dose of 3000 mg / 100g during 1 month. Nickel chloride at a dose of 2,5 mg/kg was also introduced intragastrally within a month. The researches showed that in conditions of hypocalcaemia toxic influence of nickel chloride on kidneys amplified and led to a polyuria. Nickel intoxication combined with altered calcium homeostasis didn't prevent violations of electrolyte-excretory function of kidneys, caused proteinuria and decreased osmolarity of urine, considerable cumulation of nickel chloride was registered in liver, ren and bones.

Key words: nickel chloride intoxication, hypocalcemia, hypercalciemia, kidney function

Несмотря на то, что никель является необходимым микроэлементом для обеспечения метаболизма и жизнедеятельности организма, по данным ВОЗ никель включен в официальный список экотоксикантов, обладающих канцерогенными свойствами [1, 2]. Высокая нефротоксичность никеля объясняется спобностью накапливаться в паренхиматозных органах, особенно в корковом веществе почки и медленным выведением из организма [3,4]. Принимая во внимание способность никеля  к конкурентным взаимоотношениям со многими химическими элементами, нами  была определена цель нашего исследования.

Цель работы: изучение особенностей почечных проявлений интоксикации хлоридом никеля и его накопление в тканях на фоне индуцированной гипо- и гиперкальциемии.

Материал и методы. Работа проведена на крысах самцах линии Вистар одной возрастной группы массой 200-300г. Животные в течение эксперимента находились на стандартном пищевом рационе и имели свободный доступ к воде и пище в течение суток. Cветовой режим - естественный. Хроническую интоксикацию вызывали путем введения животным раствора хлорида никеля внутрижелудочно через зонд  в дозе 2,5  мг/кг веса животного в течение 1 месяца.

Состояние гипокальциемии у крыс создавалось с помощью подкожного введения кальцитонина. Кальцитонин (препарат «Миакальцик») инъецировался в течение месяца ежедневно подкожно в дозировке 0,6 ЕД/100г массы тела, а спустя 2 часа в тот же день осуществлялось интрагастральное введение соли никеля. Гипервитаминоз D (ГпД) вызывали путём ежедневного введения его водного раствора (препарат «Аквадетрим») через зонд в желудок в дозе 3000 мг/100г веса. Спустя месяц после введения Аквадетрима опытным крысам вводили внутрижелудочно хлорид никеля в дозе 2,5мг/кг массы тела ежедневно на протяжении одного месяца.

Сравнительный анализ исследований почечных эффектов хлорида никеля был произведен относительно фоновых (интактных) и контрольных животных с гипо- или гиперкальциемией (по 10крыс)  в следующих группах: 1) интактные (фоновые) животные; 2) группа контрольных животных с никелевой затравкой в течение месяца; 3) животные с введением соли никеля  на фоне предварительно созданного гипервитаминоза D (ГпД+NiСl₂); 4) группа животных с подкожным введением кальцитонина и внутрижелудочным введением хлорида никеля (Кт+NiСl₂);

У интактных  (фон) и опытных животных определяли объём 6-часового  спонтанного диуреза. Клубочковую фильтрацию рассчитывали по клиренсу эндогенного креатинина, вычисляли относительную канальцевую реабсорбцию воды, используя формулы Ю.В. Наточина (1974). Содержание натрия и калия в моче и плазме крови определяли методом пламенной фотометрии с помощью пламенного анализатора жидкостей ФАП-2, содержание белка, креатинина и кальция определяли спектрофотометрически (PV1251C-26) с помощью наборов «Кальций-Арсеназо-Агат», «Креатинин-Агат», «Агат-Мед», (Москва Россия).  Измеряли осмотическое давление мочи с помощью метода криоскопии на миллиосмометре «Osmomat-2». По завершении эксперимента животные забивались под тиопенталовым наркозом для исследований тканей. Экстракция никеля из тканей производилась концентрированной азотной кислотой, после чего содержание металла в тканях (печень, почки, кости) определялось на атомном -спектрометре «ААС Квант-Z.ЭТА».

Результаты опытов обработаны с  применением критерия «t» Стьюдента.

Результаты исследования. Исследования показали, что внутрижелудочное введение хлорида никеля на протяжении одного месяца вызывает полиурию, которая более значительно выражена в условиях гипокальциемии, в основном за счет увеличения скорости клубочковой фильтрации (р<0,05) и угнетения канальцевой реабсорбции воды (р<0,001) (рис.1). В условиях гипервитаминоза D уровень спонтанного диуреза под влиянием хлорида никеля достоверно не изменяется, несмотря на некоторое возрастание (р<0,05) канальцевой реабсорбции воды (рис.1).

Экскреция кальция и натрия (5,7±0,008 против фоновых значений 7,5± 0,49) в условиях никелевой интоксикации на фоне гипервитаминоза D снижается (р<0,001), а в условиях гипокальциемии выведение кальция повышается в 2,5 раза. При этом содержание кальция в крови в обеих экспериментальных группах снижается по сравнению с фоном (таб.1). Наблюдается уменьшение концентрации натрия в крови на фоне использования соли никеля и кальцитонина (137,1±0,92 против фона 145,1±0,13).

Рис.1 - Изменение спонтанного диуреза и основных процессов мочеобразования под влиянием введения хлорида никеля.

Интрагастральное поступление хлорида никеля во всех вариантах опыта приводило к гиперкалиемии (6,01±1,02 и 5,57±0,023 против фона 4,2±0,08).

Также во всех экспериментальных группах наблюдалось снижение осмолярности мочи (таб.1). Никелевая интоксикация у опытных крыс в условиях измененного гомеостазиса кальция вызывала протеинурию, которая на фоне введения кальцитонина увеличилась по сравнению с изолированным введением никеля почти в 10 раз (таб.1).

Таблица 1 - Изменение экскреции и содержания кальция, белка и осмолярности мочи (М±m)

Условия опыта	Экскреция кальция	Кальций  крови	Экскреция белка	Осмолярность мочи
	ммоль/л	ммоль/л	мг/час/100г	осм/л
Фон	0,17± 0,015	2,02±0,02	0,09±0,008	2,12± 0,04
NiCl2	0,16± 0,11	2,2±0,92	0,12± 0,005*	0,95± 0,03*
ГпД	0,12±0,009*	2,56±0,023*	0,092±0,007	1,08±0,02*
ГпД+NiCl2	0,14± 0,03*	1,72±0,02*	0,25± 0,005*	0,78± 0,006*
Кт	0,33±0,011*	1,7±0,011*	0,10±0,007	1,2±0,001*
Кт+NiCl2	0,45± 0,02*	1,9±0,02*	1,21± 0,09*	0,85± 0,04*

        Примечание: *- статистическая значимость различий по сравнению с фоном;

М- выборочное среднее; m- ошибка среднего;

ГпД- гипервитаминоз D; Кт- кальцитонин;

Исследования содержания никеля в тканях печени, почек и костях  экспериментальных животных показали почти одинаковую степень его накопления и в условиях гипокальциемии и на фоне гиперкальциемии (рис.2,3).

Рис. 2. - Содержание никеля в тканях.

Рис. 3 -  Содержание никеля в костях.

Полученные результаты позволяют нам сделать следующие выводы: нефротоксичность хлорида никеля увеличивается на фоне экспериментальной гипокальциемии, приводя к выраженной полиурии. Хроническая затравка солью никеля в условиях индуцированной гипокальциемии приводит к протеинурии, которая возрастает в 10 раз, а на фоне гиперкальциемии в 3 раза по сравнению с изолированным введением металла. На фоне изменения кальциевого гомеостазиса интоксикация солью никеля не предотвращает нарушений электролитовыделительной функции почек, наблюдается значительное накопление металла в тканях печени, почек и костях.