Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Механизмы нарушения реабсорбции кальция в почках больных с разными формами пиелонефрита

i; П p а з и д и у м В А. К Р о с с: и к fj

|j (лишение от " " _.....[Q 19 ffr., •-■■■•■i Ц^Щ']

м присудил ученую степень ДС)lv' 1 ОИА ;

■чальник управления ВАК Росс;

/

¿К

Л

г-

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УРОЛОГИИ

На правах рукописи УДК 616.61-002.3:546.41

Голод Елена Александровна

МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЯ РЕАБСОРБЦИИ КАЛЬЦИЯ В ПОЧКАХ БОЛЬНЫХ С РАЗНЫМИ ФОРМАМИ ПИЕЛОНЕФРИТА

/ клинико-экспериментальное исследование /

140016 - Патологическая физиология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 1998

- г -

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ ---------------------------------------------------- 7

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМАХ НАРУШЕНИЙ РЕАБСОРБЦИИ КАЛЬЦИЯ В ПОЧКАХ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Реабсорбция кальция в почках в системе регуляции гомеостаза кальция в организме ------------------------------------ 16

1.2. Механизмы транспорта кальция в клетках эпителия почечных канальцев способствующие поддержанию низкой концентрации

о I

Са в цитозоле и реабсорбции кальция в почках --------- 20

1.3.Механизмы развития патологических процессов в клетках почек при хроническом пиелонефрите----------------------32

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ КЛИНИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,

ОБЪЕМ РАБОТЫ,«МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1.Организация клинических исследований ------------------- 49

2.2. Организация экспериментальных исследований-------------54

2.3.Методы исследований ------------------------------------ 56

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВКЛАДА АКТИВНОСТИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ПОЧКАХ В НАРУШЕНИЯ РЕАБСОРБЦИИ КАЛЬЦИЯ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ

3.1. Выявление нарушений реабсорбции кальция,которые обусловлены активностью воспалительного процесса в почках у больных первичным хроническим

пиелонефритом ----------------------------------------- 83

3.2.Выявление нарушений реабсорбции кальция, обусловленных активностью воспалительного процесса в почках, из общих нарушений реабсорбции кальция у больных нефролитиазом с хроническим пиелонефритом ------------98

3.3.Заключение ---------------------------------------- 105

ГЛАВА 4 ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ЭНД0Т0КСИК03А В КРОВИ, ОБУСЛОВЛЕННОГО АКТИВНОСТЬЮ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ПОЧКАХ, И НАРУШЕНИЯМИ РЕАБСОРБЦИИ КАЛЬЦИЯ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ

4.1.Взаимозависимость между традиционными показателями эндотоксикоза и нарушениями реабсорбции кальция, связанными с активностью воспалительного процесса в почках у больных хроническим пиелонефритом

4.1.1. Диагностические возможности определения в крови больных пиелонефритом традиционных показателей эндотоксикоза----------------------------------------110

4.1.2.Взаимозависимость между изменениями концентрации цинка и кислоторастворимых фракций нуклеиновых кислот в крови с повышением уровня ЕР-Са

у больных хроническим пиелонефритом в фазе

активного воспаления ---------------------------------120

4.2.Взаимозависимость между оценкой эндотоксикоза с помощью нового биологического теста, основанного на степени ингибиции плазмой крови больных тестовой ферментативной системы,и нарушениями реабсорбции кальция в почках у больных хроническим пиелонефритом

4.2.1.Диагностические возможности нового биологического теста по оценке эндотоксикоза в фазах активности воспалительного процесса в почках у больных хроническим пиелонефритом ----------------------------122

4.2.2. Взаимосвязь степени ингибиции плазмой крови больных тестовой ферментативной системы с нарушениями реабсорбции кальция в почках у больных

хроническим пиелонефритом---------------------------136

4.3.Заключение -------------------------------------------- 146

ГЛАВА 5. АКТИВАЦИЯ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕМБРАННЫХ ФОСФОЛИПИДОВ КАК ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ СНИЖЕНИЯ ИСТИННОЙ Са-ЗАВИСИМОЙ АТФазной АКТИВНОСТИ МИКРОСОМ,ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ, И РЕАБСОРБЦИИ КАЛЬЦИЯ В ПОЧКАХ У БОЛЬНЫХ НЕФРОЛИТИАЗОМ С ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ И ПОЧКАХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Активность перекисного окисления мембранных фосфолипидов и уровень Са-зависимой АТФазной активности в микросомах, выделенных из почечной ткани больных нефролитиазом в фазе активного воспаления хронического пиелонефрита

5.1.1.Са-зависимая АТФазная активность в микросомах, выделенной из интраоперационных проб коркового вещества почечной ткани больных нефролитиазом и хроническим пиелонефритом в фазе активного

воспаления------------------------------------------153

5.1.2.Активность перекисного окисления мембранных фосфолипидов в корковом веществе почечной ткани больных нефролитиазом и хроническим пиелонефритом

в фазе активного воспаления ------------------------- 160

5.1.3.Активация перекисного окисления липидов в почечной ткани больных нефролитиазом с хроническим пиелонефритом в фазе активного воспаления как механизм нарушения Са-АТФазной активности микросом,

выделенных из ткани почек --------------------------- 170

5.2.Взаимозависимость между активацией перекисного окисления липидов, Са-АТФазной активностью в

- 5 -

микросомах, выделенных из почечной ткани собак с моделированными камнеподобными структурами, и нарушениями реабсорбции кальция в почках -------------177

5.3. Изучение влияния активации перекисного окисления мембранных фосфолипидов тепловой ишемией почек крыс, без и после предварительного введения крысам альфа-токоферола, на измеряемую Са-зависимую АТФазную активность микросом, выделенных из почечной ткани, и уровень реабсорбции кальция в почках после их реоксигенации -------------------------------------187

5.3.1.Влияние активации перекисного окисления мембранных фосфолипидов тепловой ишемией почек крыс, без и

с протекцией альфа-токоферолом, на Са-зависимую

АТФазную активность микросом,выделенных из

почечной ткани -------------------------------------- 189

5.3.2. Исследования влияния активации перекисного окисления липидов после тепловой ишемии обеих почек крыс с последующей реоксигенацией на уровень экскретируемой части кальция в почках без и после предварительного введения крысам

альфа-токоферола ------------------------------------ 197

5.4. Заключение-------------------------------------------200

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ -------------205

ЗАКЛЮЧЕНИЕ -----------------------------------------------229

ВЫВОДЫ----------------------------------------------------235

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ --------------------------------238

ЛИТЕРАТУРА ------------------------------------------------240

ПРИЛОЖЕНИЕ -------------------------------------------------274

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ ХП - хронический пиелонефрит

ЕР-Са % - экскретируемая с мочей часть кальция И^-Са % - реабсорбируемая почками часть кальция АТФ - аденозин - 5 - трифосфат Р1 - неорганический фосфор

Са-АТФаза- стимулируемая кальцием аденозинтрифосфатаза

СМ - "средние молекулы" крови

МДА - малоновый диальдегид

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ЭГТА - этиленгликоль-бис /-аминоэтил /- N. Ы-тетраацетат

ТФ - альфа-токоферол

- 7 -ВВЕДЕНИЕ

Хронический пиелонефрит является одним из наиболее распространенных заболеваний почек. Несмотря на современные достижения медицины,хронический пиелонефрит плохо поддается лечению,способствуя деструкции канальцевого аппарата почки и приводя к развитию тяжелых осложнений, таких как нефрогенная гипертония, мочекаменная болезнь,хроническая почечная недостаточность ( H.A. Лопаткин с соавт.1980, А.Я.Пытель с соавт.1961, М.Я.Ратнер 1966, Э. К. Яненко 1980),что обуславливает высокую актуальность проводимых исследований.

Отсутствие возможности получения больными хроническим пиелонефритом правильного адекватного лечения в значительной степени обусловлено тем,что механизмы развития этого заболевания изучены недостаточно,мало известно о причинах нарушения структуры и функции мембранных образований клеток, лежащих в основе функции почечных канальцев,в частности причин нарушения мембранных транспортных механизмов. В настоящее время выдвинуто предположение о том,что мембранодестабилизирующие процессы в почках являются универсальной основой воспаления и, что именно запуск мембранодеста-билизирующих механизмов определяет характер морфологических и функциональных повреждений в органе ( Воздвиженская Е.С. с соавт. 1991,Петрушина А. Д. 1988,Цветцих В.Е.с соавт. 1991,1994).

Данные многих исследований показали, что повышенная выработка активных форм кислорода в процессе антибактериальной защиты является механизмом повышенного катаболизма белков в клетках и активизации в тканях перекисного окисления мембранных фосфолипи-дов, способных вызвать нарушениями структурной и функциональной организации мембранных образований клеток и функционирования интегрированных в мембраны ион-транспортирующих систем,принимающих

участие в процессах реабсорбции кальция в почках (Архипенко Ю.В.с соавт.1983,Арчаков А.И.с соавт.1989, Владимиров Ю.А.с со-авт.1972,Метелица Д.И.1982, Каган В. Е. с соавт.1983, Friman В. А. 1984. .Gupta et al.1996, Halliwell В. et al. 1984,1986, Lebedev A.et al.1982). Выход в кровь больных токсических продуктов пере-кисного окисления мембранных фосфолипидов и продуктов повышенного катаболизма белков из пораженной почечной ткани может служить одной из важных составляющих в повышении уровня токсических свойств плазмы крови, оценка которых производится при определении в крови, так называемых, "маркеров" эндотоксикоза (Анжапаридзе К.А. с соавт. 1986, Габриэлян Н.И.с соавт.1981, Козлов В.А. с соавт.1987, Ре-вич Г.Г.с соавт. 1978,Сафаров P.M. с соавт. 1997,Beisel W.R. 1976). Было предположено, что между уровнем эндотоксикоза, обусловленного активностью воспалительного процесса в почках, и нарушениями реабсорбции кальция может существовать взаимосвязь, что позволило бы использовать данные исследований уровня "маркеров"эндотоксикоза в крови больных не только для более точной диагностики активности заболевания, но и для оценки нарушений реабсорбции кальция в почках. Традиционные методы определения эндотоксикоза в крови, хорошо себя зарекомендовавшие при остром пиелонефрите, при хроническом пиелонефрите мало информативны,поэтому возникла проблема разработки нового более чувствительного теста оценки уровня эндотоксикоза в крови,информативного в фазах активного и латентного воспаления у больных хроническим пиелонефритом. В литературе имеются работы, в которых для оценки токсических свойств плазмы крови больных использовались тестовые ферментные системы катионного транспортам качестве которых чаще всего проводили изучения на ферментных системах мембран эритроцитов здоровых людей (Chalev 1991,Zidec W.et al.1992).

Возникшая проблема по разработке нового более чувствительного теста оценки уровня эндотоксикоза в крови, информативного в фазах активного и латентного воспаления у больных хроническим пиелонефритом в настоящей работе была решена с использованием в качестве тестовой ферментативной системы Са-зависимой АТФазной активности микросомной фракции, выделенной из интактных почек крыс. Высокая чувствительность ферментативной активности Ca-АТФазы,интегрального белка мембранных образований клеток, к токсическим воздействиям послужила основанием для использования Са-зависимой АТФазной активности микросомной фракции, выделенной из интактной ткани почек крыс,как тестовой системы,изменения ферментативной активности которой под действием плазмы крови больных может служить мерой эндотоксикоза.

Одним из механизмов воздействия на почечные структуры повышенного уровня активных форм кислорода,в период активности воспалительного процесса в почках,может являться активизация в почечной ткани процессов перекисного окисления мембранных фосфолипидов,повышение продуктов которого в крови, по данным литературы,было отмечено при манифестационных формах пиелонефрита (Крылов В.М.с со-авт.1986, Млынчик Е.В.1990, Петрушина А.Д.1987). Исследования же активации перекисного окисления липидов в тканях почек больных хроническим пиелонефритом и влияние активизации перекисного окисления на интегрированные в мембраны клеток Са-транспортирующие механизмы, одним из которых является Са-АТФаза,в литературе отсутствуют.

Основополагающие работы Кагана В.Е.с соавт.(1983) и Лебедева A.B.с соавт.(1982),выполненные на мембранах саркоплазматичес-кого ретикулума показали, что активация перекисного окисления мембранных фосфолипидов является механизмом повышения проницаемости

клеточных мембран для Са и снижения активности интегрированных в биомембраны Са-транспортирующих систем, в том числе и Са-АТФазы-фермента, занимающего одно из центральных мест в осуществлении реабсорбции кальция в почках.

Изучение взаимосвязи изменений измеряемой Са-зависимой АТФазной активности и уровнем активизации перекисного окисления фосфолипидов в мембранах,выделенных из ткани почек при различной активности в них воспалительного процесса, с нарушениями реабсорбции кальция в почках является попыткой оценки роли повреждения Са-транспортирующих механизмов в клетках почек в развитии гипер-кальциурии у больных хроническим пиелонефритом.

Цель исследования. Выявить механизмы нарушения реабсорбции кальция в почках больных в разных фазах активности хронического пиелонефрита и разработать новые информативные тесты оценки этих нарушений.

Задачи исследования.

1. Разработать способ оценки снижения реабсорбции кальция в почечных канальцах, вызванного активностью воспалительного процесса в почках,и определить вклад активности воспалительного процесса в почках в нарушения реабсорбции кальция у больных хроническим пиелонефритом.

2. Разработать новый более информативный тест выраженности эндотоксикоза при пиелонефрите,основанный на различной степени ингибиции плазмой крови больных тестовой ферментативной системы -истинной Са-зависимой АТФазной активности микросомной фракции, выделенной из ткани интактных почек крыс, в зависимости от активности и тяжести течения пиелонефрита.

- и -

3. Изучить зависимость между изменениями показателей эндо-токсикоза в крови при различной активности воспалительного процесса в почках и нарушениями реабсорбции кальция в почках у больных хроническим пиелонефритом.

4. Изучить влияние активности воспалительного процесса в почках больных нефролитиазом с хроническим пиелонефритом на измеряемую Са-зависимую АТФазную активность микросом, выделенных из почечной ткани.

5. Изучить роль активации перекисного окисления мембранных фосфолипидов в почках больных нефролитиазом в фазе активного воспаления хронического пиелонефрита в изменении определяемой Са-зависимой АТФазной активности микросом, выделенных из коркового вещества почечной ткани.

6. Изучить роль активации перекисного окисления мембранных фосфолипидов в изменении измеряемой Са-АТФазной активности микросом, выделенных из почечной ткани,и снижении уровня реабсорбции кальция в почках в эксперименте.

Научная новизна работы.

Впервые было подтверждено влияние на нарушения реабсорбции кальция у больных хроническим пиелонефритом активно протекающего воспалительного процесса в почках на фоне предсуществующих нарушений реабсорбции кальция.Результаты были получены при многократных индивидуальных изучениях кальций - выделительной способности почек одних и тех же больных хроническим пиелонефритом в фазах латентного или активного воспаления и фазе клинической ремиссии с оценкой вклада в нарушения реабсорбции кальция активности воспалительного процесса в почках.

Впервые показано,что плазма крови различных больных облада-

ет различной ингибирующей способностью в отношении Са-АТФазной активности микросом,выделенных из ткани интактных почек крыс,и инги-бирующая активность плазмы крови больных достоверно увеличивается по мере возрастания активности воспалительного процесса в почках. По полученным разработкам предложен новый биологический тест для оценки уровня эндотоксикоза в крови,основанный на изменении ингибирующих свойств плазмы крови больных, в отношении тестовой ферментативной системы - Са-зависимой АТФазной активности микро-сомной фракции,выделенной из интактных почек крыс, в зависимости от активности пиелонефрита.

Продемонстрирована взаимосвязь между снижением Са-АТФазной активностью микросом,выделенных из почечной ткани интактных крыс, под действием плазмы крови больных хроническим пиелонефритом и выраженностью нарушений в почках больных реабсорбции кальция.

Разработан новый способ прогностической оценки нарушений реабсорбции кальция в почках больных хроническим пиелонефритом в фазе клинической ремиссии при однократных исследованиях в фазах активного или латентного воспаления.

При исследованиях Са-зависимой АТФазной активности микросом, выделенных из интраоперационных биопсийных проб коркового вещества почек больных нефролитиазом с хроническим пиелонефритом и почечной ткани экспериментальных животных,получены данные,которые указывают на активацию перекисного окисления мембран�