AN EVALUATION OF EXOGENOUS MELATONIN APPLICATION ON FUNCTIONAL AND HISTOPATHOLOGICAL CHANGES IN ISCHAEMIA REPERFUSION INJURY OF KIDNEYS

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2024.141.88
Issue: № 3 (141), 2024
Suggested:
26.02.2024
Accepted:
15.03.2024
Published:
18.03.2024
203
5
XML
PDF

Abstract

In this study, the effect of exogenous melatonin on functional and histopathological changes in ischaemia reperfusion injury of kidneys was studied. Creatinine in animals in group 3 was statistically significantly lower compared to group 2 (control 1) by 8.92%, p<0.05. Histopathological changes in group 2 confirmed impaired renal function as a result of tubular necrosis formation. In group 3, tubular cell necrosis and cylinder formation were statistically significantly less significant compared to group 2. Preliminary results of the study suggest that melatonin administration leads to a reduction in renal damage due to ischaemia reperfusion injury of the kidneys.

1. Введение

Достоверно известно, что атомарные формы кислорода (АФК) способствуют повреждению клеток, вызванному ишемией-реперфузией. Ишемия органа приводит к различной степени разрушения тканей, в зависимости от продолжительности и степени окклюзии артериального кровотока. Клинические и экспериментальные исследования доказали, что ишемически-реперфузионные повреждения инициируют АФК

,
. Клеточная защита от повреждения свободными радикалами обеспечивается ферментативными и неферментативными каскадами улавливания оксидантов, присутствующих в клетке
,
,
. Известно, что мелатонин является эффективным поглотителем свободных радикалов и антиоксидантом.

Цель данной работы – изучить влияние экзогенного мелатонина на функциональные и гистопатологические изменения при ишемически-реперфузионном (И/Р) повреждении почек.

2. Методы и принципы исследования

Все манипуляции с животными проводились в соответствии с Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных

. Эксперимент проводился на 30 животных (нелинейные белые крысы обоего пола массой 220-335 г.). Группа 1. Kонтроль – ложнооперированные животные (n = 10): крысам, предварительно введено 0,9% раствор NaCl, 1 мл/кг, интраперитонеально (и/п) за 72 часа, 48 часов, 24 часа и 30 минут до операции. Группа 2. Kонтроль 1 (n = 10): крысам предварительно введен 0,9% раствор NaCl, 1 мл/кг, за 72 часа, 48 часов, 24 часа и 30 минут до ишемии в течение 60 минут (наложения лигатуры на сосудистый пучок (артерия, вена)), с последующей реперфузией в течение 60 минут, по методике в модификации Надольника Л. И.
,  животным выполнялась под наркозом срединная лапаротомия, вскрывалась брюшная полость, выполнялась ревизия левого бокового фланка и выведение почки и сосудистого пучка наружу, после чего на сосуды накладывалась лигатура, реперфузия выполнялась путем снятия лигатуры. Группа 3. Oперация+мелатонин (n = 10): крысам, предварительно вводился мелатонин и\п в дозе 10 мг/кг, за 72 часa, 48 часов, 24 часа и 30 минут до ишемии
, в течение 60 минут с последующей реперфузией в течение 60 минут. Образцы крови были взяты из хвостовой вены по стандартной методике. Уровни мочевины и креатинина в плазме измеряли с использованием стандартных диагностических наборов (анализатор BS-240). Животным выполнен (наркоз), включающее интраперитонеальное введение (и/п) препаратов: «Ксилазин» (0,5 мл/кг массы тела) и «Золетил 100» (8мг/кг массы тела), выполнена левосторонняя нефрэктомия
. Левую почку разрезали продольно и фиксировали в 10% растворе формалина. Ткани заливали в парафин, делали срезы, окрашивали гематоксилином и эозином, делали микрофотографии, отцифровывали их и оценивали изменения. 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. Основные результаты и их обсуждение

Концентрации мочевины в плазме были статистически значимо увеличены в группах 2-3, в сравнении с группой ложнооперированных животных (таб 1.).

Таблица 1 - Показатели мочевины и креатинина в исследуемых группах (М±m)

Показатель плазмы крови

Группа 1. Kонтроль - ложнооперированные животные (n = 10).

Группа 2. Kонтроль 1

(n = 10). Ишемиия-реперфузия (наложения лигатуры на сосудистый пучок (артерия, вена)), с последующей реперфузией в течение 60 минут.

Группа 3. Ишемия -реперфузия+мелатонин (n = 10).

 

Мочевина,

 (ммоль/л)

1,534±0,178

3,933± 0,228*

3,993± 0,662

Креатинин, (мкмоль/л)

39,78 ± 7,34

49,5 ± 4,51*

45,08 ± 2,33*#

Примечание: * - статистическая значимость отличия по отношению к группе 1, р<0,05

# - статистическая значимость отличия по отношению к группе 2, р<0,05

Показатель мочевина у животных в группе 2 был статистически значимо выше в сравнении с группой контроля в 1,58 раза, р<0,05. Статистически значимых различий по данному показателю в группе 3 не было установлено, вероятно, следует увеличить выборку животных.

Креатинин у животных в группе 2 был статистически значимо выше в сравнении с группой контроля на 25,64%, р<0,05. Креатинин у животных в группе 3 был статистически значимо ниже в сравнении с группой 2 (контроль 1) на 8,92%, р<0,05.

Оценка гистопатологических изменений выявила следующее: в группе 2, у животных происходили изменения канальцев по типу острого канальциевого некроза в более чем 14,45 ± 4,34% от общей площади почки, тотальный некроз канальцев с преобладанием сглаживания эпителия канальцев, тубулярной дилатацией и образованием цилиндров (Рис. 1.). В группе 3, некроз тубулярных клеток, статически значимо был менее выражен и составил 4,52 ± 1,6%, р<0,05, от общей площади ишемизированной почки, в группе 3 у животных наряду с дегенеративными изменениями (острый канальциевый некроз также присутствовал, но был менее выражен в % соотношении), в базальной мембране клубочков, отмечены инфильтративные изменения, они были мелкоочаговыми, наблюдались только в корковом веществе почки.
Пример гистологических изменения почечной ткани после 60-минутной ишемии и 60-минутной реперфузии, у животных в группе 2 (набухание эпителиальных клеток разрушение щеточной каемки с конденсацией ядер тубулярного эпителия)

Рисунок 1 - Пример гистологических изменения почечной ткани после 60-минутной ишемии и 60-минутной реперфузии, у животных в группе 2 (набухание эпителиальных клеток разрушение щеточной каемки с конденсацией ядер тубулярного эпителия)

Примечание: метод окраски препарата – гематоксилин-эозин (ув.×200)

Ишемия-реперфузия почек является важной проблемой, особенно при трансплантации почки, частичных нефрэктомиях, хирургической реваскуляризации почечных артерий. В нашем исследовании у животных в группе 2 была значимо снижена функцию почек, о чем свидетельствует увеличение уровня креатинина в сыворотке по сравнению с контрольной группой. Гистопатологические изменения в группе 2 подтвердили нарушение функции почек в результате формирования канальциевого некроза в эпителии. В группе 3 некроз тубулярных клеток и образование цилиндров статистически значимо были менее выражены в сравнении с группой 2.

4. Заключение

В данном исследовании мы воспроизводили ишемически-реперфузионную модель острого почечного повреждения, и изучали влияние экзогенного мелатонина на функциональные и гистопатологические изменения при И/Р повреждении почек. Нами установлено, что показатель мочевина у животных в группе 2 был статистически значимо выше в сравнении с группой контроля в 1,58 раза, р<0,05. Креатинин у животных в группе 2 был статистически значимо выше в сравнении с группой контроля на 25,64%, р<0,05. Креатинин у животных в группе 3 был статистически значимо ниже в сравнении с группой 2 (контроль 1) на 8,92%, р<0,05. Гистопатологические изменения в группе 2 подтвердили нарушение функции почек в результате формирования канальцевого некроза. В группе 3  некроз тубулярных клеток и образование цилиндров статистически значимо были менее выражены в сравнении с группой 2, предварительные результаты исследования свидетельствуют о том, что введение экзогенного мелатонина и/п в дозе 10 мг/кг приводит к уменьшению почечного повреждения в следствии И/Р влияний. Вполне вероятно, что дисбаланс между выработкой АФК и антиоксидантной активностью может привести к повреждению почек во время реперфузии

,
,
. Можно предположить, что перекисное окисление липидов, как система, генерирующая свободные радикалы, тесно связано с И/Р- индуцированным повреждением тканей, и вполне целесообразным является изучение влияния экзогенного мелатонина на титры малонового диальдегида, супероксиддисмутазы, каталазa и пероксидазы, а также способен ли мелатонин уменьшать острое почечное повреждение во время ишемии-реперфузии посредством его влияния на окислительный ответ при ранней и поздней реперфузии, надеемся, что в следующих исследованиях мы сможем дать ответ на эти вопросы.

Article metrics

Views:203
Downloads:5
Views
Total:
Views:203