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

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.