EVALUATION OF CARVEDILOL ADMINISTRATION IN GLYCEROLININDUCED ACUTE RENAL FAILURE IN RATS IN AN EXPERIMENT
EVALUATION OF CARVEDILOL ADMINISTRATION IN GLYCEROLININDUCED ACUTE RENAL FAILURE IN RATS IN AN EXPERIMENT
Abstract
The problem of rhabdomyolysis is still relevant today. In this research, we studied the effect of carvedilol in glycerol-induced acute renal failure in rats in an experiment. Glycerin administration significantly increased creatinine and urea nitrogen levels, thus, in group 2, creatinine level was 331.43±7.8 μmol/l, p<0.05. In animals in group 1 (control) morphological changes were absent. Animals in group 2 showed significant histological changes in cortical and brain matter. The obtained data suggest that the renal damage caused by intravenous administration of glycerol is associated with its ability to indirectly produce free radicals, and the protective ability of carvedilol is probably due to its chelating function.
1. Введение
Проблема рабдомиолиза актуальна и сегодня. При данном клиническом синдроме повреждается целостность сарколеммы скелетных мышц, что сопровождается высвобождением компонентов клеток в кровоток
, и может привести к потенциально опасным для жизни осложнениям, включая острую почечную недостаточность и остановку сердца. Наиболее широко используемая модель острой почечной недостаточности основана на внутримышечной инъекции раствора глицерина, на фоне введения глицерина возникает некроз мышечных клеток, миоглобинурия, развивается острая почечная недостаточность, что инициирует образование свободных радикалов, а также перекисное окисление липидов (ПОЛ). В литературе есть упоминание о том, что карведилол действует как антиоксидант и способен ингибировать процессы ПОЛ, тем самым предотвращая истощение эндогенных антиоксидантов , . В данном исследовании мы изучили влияние карведилола при глицерининдуцированной острой почечной недостаточности у крыс в эксперименте.2. Методы и принципы исследования
Все манипуляции с животными проводились в соответствии с Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных
. Эксперимент проводился на 24 животных (нелинейные белые крысы обоего пола массой 270-325 г.). Животным был предоставлен свободный доступ к лабораторному корму и воде, за 24 часа до эксперимента был ограничен доступ к воде. Животных разделили на три группы, n=8 в каждой. Группа 1 (контроль), получила эквивалентный объем раствора NaCl вместо глицерина. Группы 2, внутримышечно (в\м) получила 8 мл\кг раствора глицерина в задние конечности. Группа 3, в\м раствор глицерина 8мл\кг+ карведилол 2 мг\кг внутрибрюшинно (в\б) (за 30 мин до и через 12 ч после инъекции глицерина). Предварительно таблетки карведилола 25мг измельчались до порошка, и к необходимому объему из расчета 2 мг\кг карведилола, происходило добавление раствора NaCl 0,9%-3мл. Вывод животных из эксперимента проводился путем эвтаназии через 24 часа от начала эксперимента. Выполнялась срединная лапаротомия , обе почки были выделены; левая почка была заморожена для приготовления гомогенатов, в то время как правую почку фиксировали в 10% формальдегиде, обезвоживали в спиртовой серии, обрабатывали толуолом, готовили парафиновые срезы, которые окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике, делали микрофотографии, отцифровывали их и оценивали изменения; забор крови происходил из брюшной аорты в пробирки. В образцах крови были определены азот мочевины и креатинин с использованием стандартных диагностических наборов (анализатор BS-240). Оценка перекисного окисления липидов: были определены титры – малонового диальдегида (МДА), по методике, описанной Седых А.В. (2022) ; уровень глутатиона в гомогенатах почек по методике, описанной С. И. Глушковым (2018) , активность глутатионредуктазы (ГТР) определена по методике, описанной П. В. Борискиным (2019) , активность каталазы и супероксиддесмутазы (СОД) по методике, описанной А. В. Макеевой (2010) . Для статистической обработки был применен t-критерия Стьюдента и критерий Манна-Уитни. Результаты представлены следующим образом, М ± m (М – среднее, m – ошибка среднего). Данные принимались за статистически значимые при р<0,05.3. Результаты и их обсуждение
Введение глицерина значимо увеличило уровень креатинина и азота мочевины, так в группе 2, уровень креатинина составил 331,43±7,8 мкмоль/л, что статистически значимо выше в 2,87 раза в сравнении с группой контроля, р<0,05. Титры азота мочевина, в группе 2 были статистически значимо выше в сравнении с группой 1 в 2,4 раза и составили 540,9±23,26 ммоль\л, р<0,05. В группе 3, введение раствора карведилола в\б 2 мг\кг, способствовало снижению как креатинина, так и азота мочевины: уровень креатинина был статистически значимо ниже в 2,95 раза в сравнении с группой №2, и составил 113,4±9,4 мкмоль\л, р<0,05; титры азота мочевины были статистически ниже в сравнении с группой №2 в 2,01 раза, и составили 268,21±13,54 ммоль/л, р<0,05. Уровень МДА в группе №2 был статистически значимо выше на 94,3% в сравнении с группой контроля и составил 117,9±10,4 нмоль/мл, р<0,05. На фоне применения карведилола уровень МДА у животных в группе 3 снизился статистически значимо на 34,6% и составил 71,1±4,17 нмоль/мл, р<0,05. Титры глутатиона в группе №3 были статистически значимо выше в сравнении с группой №2 на 39,6%, и составили 6,31±0,14мкмоль/л, р<0,05. Уровень ГТР в группе №3 был статистически значимо выше в сравнении с группой №2 на 63,5%, и составил 1100,9±31,8 Ед/л, р<0,05. Титры каталазы в группе №3 были статистически значимо выше в сравнении с группой №2 на 45,7%, и составили 1,27±0,16 нмоль/л, р<0,05. Титры СОД в группе №3 были статистически значимо выше в сравнении с группой №2 на 39,1%, и составили 2,58±0,41 ЕД/г, р<0,05. У животных в группе №1 (контроль) морфологические изменения отсутствовали. У животных в группе 2 отмечены выраженные гистологические изменения в корковом веществе и мозговом веществе. В почечных срезах преобладал эпикальный блеббинг, гиалиновые цилиндры, и канальцевый некроз. У животных в группе 3 выраженные морфологические изменения отсутствовали. Инъекция раствора глицерина является наиболее широко используемой моделью для экспериментальной острой почечной недостаточности. Механизмы в этой модели включают взаимодействия между ишемическим повреждением, канальцевой нефротоксичностью, вызванной миоглобином, и почечным действием цитокинов, высвобождаемых после рабдомиолиза. Гемоглобин и миоглобин могут потенциировать образование гидроксильных радикалов и ПОЛ in vitro. В настоящем исследовании все животные были подвергнуты дегидратации в течение 24 часов. Они потеряли в среднем 5-8% своего веса тела в период обезвоживания, в течение которого их потребление пищи снизилось на 1/3, чем в недегидратированном состоянии. В\м введение глицерина увеличивало уровень продуктов обмена ПОЛ, а титры антиоксидантных ферментов были заметно снижены, о чем свидетельствуют уменьшение титров глутатиона, каталазы, глутатионредуктазы и СОД. Глицерининдуцированный оксидативный стресс был связан с нарушением функции почек, что привело к статистически значимому повышению креатинина и азота мочевины. Более того, в почках крыс, которым вводили глицерин, сформировались характерные морфологические изменения, такие как гиалиновые цилиндры, некроз канальцев и апикальный блеббинг. Введение карведилола вызывало снижение активности ПОЛ (что было очевидно из уровней МДА) и оказывало протективный эффект от истощения пула антиоксидантных ферментов (о чем свидетельствуют уровни глутатиона, глутатионредуктазы, каталазы и СОД) у крыс, которым вводился глицерин. Более того, функциональные и морфологические изменения почек были достоверно менее выраженные у крыс в группе №3 в сравнении с группой №2. Предположим, что протективный эффект карведилола может быть обусловлен следующим: он способен образовывать комплексы с ионами Fe3+ в соотношении 1:1; карведилол оказывает заметное ингибирующее действие на ПОЛ, вызванное Fe2+; также, вероятно, что карведилол может взаимодействовать с мембранными липидами и прерывать цепные реакции образования свободных радикалов; карведилол ингибирует супероксидный анион и гидроксильные группы.
4. Заключение
Резюмируя вышеизложенное, в данной модели острой почечной недостаточности, вызванной глицерином, железо является инициирующим агентом, который приводит к образованию свободных радикалов. Полученные данные говорят о том, что повреждение почек, вызванное в\м введением глицерина, связано с его способностью опосредовано продуцировать свободные радикалы, а протективная способность карведилола, вероятно, обусловлена его хелатирующей функцией и способностью ингибировать атомарные формы кислорода. Учитывая фактическое отсутствие острой или хронической токсичности карведилола, его клиническое применение при рабдомиолизе в определенных клинических ситуациях может быть весьма целесообразным, но требуется дальнейшее проведение исследований в данной области.