Влияние системной ишемии-реперфузии на уровень глюко- и минералокортикоидных рецепторов почек | Балыкова Л.А., Байбурина Г.А., Тарасова Т.В., Мосина Л.М., Стачук А.Г., Хайдар Д.А., Байбурина Д.Э., Карасева Н.В., Тарасов Р.С.

Введение

Почка — это орган, который очень чувствителен к нарушениям гемодинамики и ишемии [1]. Ишемия-реперфузия почки связана с высокой заболеваемостью и смертностью, причем эффективные методы лечения этого состояния отсутствуют. Ишемически-реперфузионное повреждение почек обусловлено двумя ключевыми факторами: внезапным затруднением притока крови к органу (ишемия) и восстановлением кровотока (реперфузия), которое не всегда приводит к полной регенерации тканей органа [2]. Ишемия-реперфузия почки в половине случаев является причиной возникновения острой почечной недостаточности. Работа зарубежных исследователей [3] показала, что ишемия-реперфузия почки также может быть фактором риска развития хронической болезни почек (ХБП).

Ишемия-реперфузия почки может возникнуть на фоне системных нарушений (кровопотеря, сужение сосудов, токсические повреждения, изменение артериального давления и т. д.) [4], а также при медицинских вмешательствах (трансплантация почки, аортальное шунтирование) [5]. Комплекс защитно-компенсаторных реакций, возникающих в результате экстремальной гипоксии, в первую очередь включает активацию гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы. Известно, что под действием кортикостероидных гормонов при стрессе любой этиологии происходит неспецифическая перестройка физиологических и метаболических процессов, необходимая для обеспечения согласованного функционирования всех систем организма и приспособления к патогенному фактору [6]. Также на фоне гипоксии тканей возникает оксидативный стресс, который способствует вторичному повреждению клеток [7–10]. Поэтому патологические процессы, возникающие в почке при ишемии-реперфузии, заключаются в нарушении почечной гемодинамики, повреждении канальцев нефрона, воспалительном процессе, активирующем пути пролиферации и гибели клеток [11].

В каскаде ответной реакции на ишемически-реперфузионное повреждение почек в основном страдает микроциркуляторное русло. В отличие от эпителиальных клеток канальцев нефрона, эндотелиальные клетки сосудистого клубочка обладают плохой способностью к репарации, что приводит к стойкому снижению плотности сосудов на 30–50% после ишемии-реперфузии. Считается, что снижение плотности сосудов в почке способствует гипоксии, ухудшает реабсорбцию натрия, что приводит к развитию ХБП и гипертонии [12].

При нарушении системного кровоснабжения эффекты кортикостероидных гормонов могут быть существенно искажены из-за изменения чувствительности рецепторов тканей-мишеней и расстройства процессов биотрансформации гормонов, что может вызвать серьезные дезадаптивные последствия [13]. Поэтому изучение реакции устойчивости к гипоксии после ишемически-реперфузионных нарушений является актуальной задачей.

Цель исследования: выявить влияние системной ишемии-реперфузии на уровень глюко- и минералокортикоидных рецепторов почек.

Материал и методы

Исследование носило экспериментальный характер. В эксперимент было включено 80 половозрелых самцов белых крыс. При проведении исследования соблюдались этические принципы, установленные Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (Страсбург, 1986).

Все животные были разделены на две группы: основную (n=70; по 10 крыс на каждый этап наблюдения), в которой мы создавали модель системной ишемии-реперфузии, и контрольную (n=10), где модель системной ишемии-реперфузии не создавалась.

Вначале всем животным обеих групп давали эфирный наркоз. Затем животным основной группы моделировали 5-минутную остановку системного кровообращения путем пережатия сосудистого пучка сердца интраторакально. Далее этим животным осуществляли реанимационные мероприятия: наружный массаж сердца и искусственную вентиляцию легких. В контрольной группе крыс после эфирного наркоза остановку кровообращения не воспроизводили.

Мы оценивали реакцию устойчивости к гипоксии после сформированной системной ишемии-реперфузии на основании уровня глюко- и минералокортикоидных гормонов в сыворотке крови и рецепторов этих гормонов в тканевых гомогенатах почки. Гормоны плазмы крови (кортикостерон, альдостерон) изучали иммунорадиометрическим методом с использованием стандартных тест-систем фирмы IMMUNOTECH (Франция) и подсчетом in vitro на счетчике ГСБ-1 «Гамма-12» согласно протоколу производителя. Уровень глюко- и минералокортикоидных рецепторов определяли на анализаторе StatFox 2100 методом иммуноферментного анализа с использованием стандартных тест-наборов ELISA Kit (Китай) фирмы Cloud-CloneСorp (США).

Показатели устойчивости к системной ишемии-реперфузии изучали на 1, 3, 5, 7, 14, 21 и 35-е сутки.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Statistica 8.0. Для установления различий между группами применяли непараметрические критерии Крускала — Уоллиса (Н), Манна — Уитни (U) и Данна. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.

Результаты исследования

В 1-е сутки постреанимационного периода мы зафиксировали выраженный скачок плазменной концентрации кортикостерона (рис. 1) и альдостерона (рис. 2) в основной группе животных на 29,4 и 20,3% по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Однако не произошло ожидаемого скачка содержания рецепторов к кортикостероидам у экспериментальных крыс: уровень рецепторов к глюкокортикоидам остался на контрольных цифрах (р=0,8206) (рис. 3), а к минералокортикоидам снизился на 15,5% (p<0,05) (рис. 4). К третьему дню наблюдения показатели гормонов коркового вещества надпочечников (кортикостерона и альдостерона) снизились на 39,2 и 49,1% соответственно по сравнению с показателями этой группы в первый день (p<0,001) и на 13 и 35% соответственно по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Далее на протяжении всего срока наблюдения показатели сывороточного кортикостерона колебались от 139,52±27,36 до 185,46±28,65 нмоль/л (p<0,05), а уровень сывороточного альдостерона неуклонно увеличивался и достиг почти исходного уровня (p<0,05).

У животных основной группы мы наблюдали кратковременный период (на протяжении первых 3 дней) снижения содержания как глюкокортикоидных (р<0,05), так и минералокортикоидных (р<0,01) рецепторов (см. рис. 3, 4). Этот факт можно объяснить возможной структурно-функциональной перестройкой физиологических и биохимических систем для реализации комплекса реакций адаптации к изменившимся внутренним условиям. Начиная с 5-го дня постреанимационного периода мы наблюдали постепенное повышение активности глюкокортикоидных и снижение активности минералокортикоидных рецепторов. Причем уровень глюкокортикоидных рецепторов плавно нарастал и к окончанию срока наблюдения достоверно был выше на 23% (р<0,05) (см. рис. 3).

Динамику роста уровня минералокортикоидных рецепторов мы зафиксировали через 2 нед. после ишемически-реперфузионного повреждения (см. рис. 4). К окончанию срока наблюдения уровень рецепторов к минералокортикоидам достоверно не отличался от показателей в контрольной группе животных.

Обсуждение

Адаптация к гипоксии — это реакция, направленная на поддержание жизнедеятельности организма в условиях дефицита кислорода. Она контролируется центральными, межклеточными и внутриклеточными регуляторными механизмами. В период срочного генерализованного ответа на гипоксию происходит одномоментная активация различных сигнальных систем регуляции и увеличивается срочная резистентность организма к недостаточности кислорода [14]. Ведущую роль в этом процессе играет система «гипоталамус — гипофиз — надпочечники» и ее основные медиаторы — катехоламины и кортикостероиды. В этот период также активируются множественные соподчиненные сигнальные системы, которые обеспечивают формирование срочной компенсаторной защитной реакции организма в ответ на гипоксию [6].

Почка является одним из основных органов-мишеней при нарушении системного кровообращения. Исследование [15] показало, что альдостерон через минералокортикоидную сигнализацию играет ключевую роль в патогенезе ишемически-реперфузионного повреждения почки, проявляющегося в развитии прогрессирующей почечной дисфункции, протеинурии, гломерулосклероза, тубулоинтерстициального фиброза и т. д. Реакция почечной гемодинамики в ответ на реперфузионное повреждение после ишемии почки была изучена на животных моделях [12]. После снятия окклюзии почечной артерии общий кровоток в почке восстанавливается до исходного уровня и может оставаться в референсных пределах в течение нескольких минут с последующим снижением скорости кровотока на несколько часов. Было доказано, что мозговое вещество почки более подвержено влиянию гипоксии по сравнению с корковым веществом. Поэтому снижение перфузии мозгового вещества приводит к более глубоким повреждениям морфологических структур этой области [12].

Зарубежные исследователи [2] оценили влияние дефицита витамина D на устойчивую ишемию-реперфузию почки. Было обнаружено, что у крыс с дефицитом витамина D происходит снижение плотности капилляров сосудистого клубочка. Более того, у крыс с нарушением кровоснабжения почки на фоне недостаточности витамина D имелась выраженная инфильтрация активированных CD4⁺ и CD8⁺ клеток. Эти данные свидетельствуют о том, что дефицит витамина D снижает репаративную реакцию почки в ответ на ишемически-реперфузионное повреждение. Изменение плотности капилляров способствует развитию фиброза и воспаления, что отражается в дальнейшем на функции почки [3].

A. Hosszu et al. [16] на основании клинических и экспериментальных наблюдений выявили гендерные различия в восстановлении почки после ишемически-реперфузионного повреждения. Эти выводы возникли не только из-за половых различий в анатомии и физиологии почек. R. Tanaka et al. [17] выяснили, что устойчивость к острому ишемическому повреждению почек была выше у самок крыс по сравнению с самцами. Авторы обнаружили, что в развитии острого ишемического повреждения почек огромную роль играет норадреналин, уровень которого повышается после реперфузии. А эндогенный эстроген оказывает угнетающее действие на симпатическую нервную систему и тем самым ускоряет адаптацию животного к возникшей ишемии почки [17]. Позже эти данные подтвердила другая группа исследователей [16], которые продемонстрировали данные, свидетельствующие о защите женских половых гормонов от гипоксии и прямой корреляции мужских гормонов с тяжестью ишемически-реперфузионного повреждения почек.

В коррекции ишемически-реперфузионного повреждения почки используют разные группы препаратов: антиоксиданты, ангиопротекторы, нефропротекторы и т. д. [9, 18, 19]. По данным R. Barba-Navarro et al. [20], блокада минералокортикоидных рецепторов спиронолактоном (до или даже после ишемии) предотвращает острое функциональное и структурное повреждение, вызванное ишемией-реперфузией.

Заключение

Почка является органом, который очень чувствителен к нарушениям гемодинамики и ишемии. После остановки системного кровообращения возникает ишемия-реперфузия почки с резким выбросом глюко- и минералокортикоидов. После ишемически-реперфузионного повреждения динамическое увеличение уровня глюкокортикоидных рецепторов в почке наблюдается с 5-го дня. Восстановление уровня минералокортикоидных рецепторов наблюдается с 14-го дня. Следовательно, в ранний постреанимационный период почка наиболее уязвима к действию факторов ремоделирования и фиброза. Уровень гормонов коркового вещества надпочечников и кортикостероидных рецепторов в почках крыс приближается к исходным значениям ближе к 30-му дню и обусловлен сроками восстановления после ишемически-реперфузионного повреждения, что обеспечивает устойчивость особи к гипоксии.