Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Влияние агонистов и антагонистов серотониновых рецепторов на экскреторную функцию почек в норме и при моделировании почечной недостаточности

003446807

На правах рукописи

Зайцева Елена Николаевна

ВЛИЯНИЕ АГОНИСТОВ И АНТАГОНИСТОВ СЕРОТОНИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ НА ЭКСКРЕТОРНУЮ ФУНКЦИЮ ПОЧЕК В НОРМЕ И ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

14 00 25 - фармакология, клиническая фармакология, 14 00 16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 2 СЕН 2008

Уфа 2008

003446807

Работа выполнена на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Росздрава»

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор

Дубищев Алексей Владимирович;

доктор медицинских наук, доцент Панина Марина Ивановна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Кузьмин Олег Борисович;

доктор медицинских наук, профессор Еникеев Дамир Ахметович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава»

Защита состоится октября 2008 года в часов на заседании

диссертационного Совета Д 208 006 03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава» по адресу 450000, г Уфа,ул Ленина, 3

С диссертацией можно ознакомиться в научной медицинской библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава» по адресу. 450000, г Уфа, ул Ленина, 3

Автореферат разослан » ¿¿¿/^^£¿^22008 г

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор медицинских наук

Мирсаева Г X

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Серотонин, как нейромедиатор и нейромодулятор, вызывает разнообразные физиологические и фармакологические эффекты, осуществляемые через воздействие на соответствующие рецепторы многих органов и систем Достаточно хорошо изучено влияние серотонина на центральную нервную систему (ЦНС) (П В Сергеев и др, 1999, А Гилман, 2006), сердечно-сосудистую систему (S W Watts, 2005), гемостаз Препараты, влияющие на серотониновые рецепторы, изменяют структуру сна, психические функции, настроение, память, аппетит, функцию мотонейронов, проведение болевых импульсов, показатели гемостаза и гемодинамики (Т М Васильева и др, 2005, A Ickowicz at al, 2007)

Однако роль серотонина, серотониновых рецепторов, серотонинергических веществ в функции почек изучена крайне недостаточно Хотя в почках собак, кошек, кроликов, морских свинок, мышей находится достаточное количество серотонина (Я И Ажипа, 1976, И Н. Пидевич, 1977), функциональное значение которого остается неизвестным Наиболее постоянным эффектом серотонина является антидиурез (В П Пишак, Г.И. Кокощук, 1987), однако механизм угнетения диуреза не изучен, не исследованы изменения клубочкового и канальцевого аппарата почек, экскреторной функции под влиянием агонистов, антагонистов серотониновых рецепторов Тем более, совершенно не проанализированы типы серотониновых рецепторов почек Не установлено значение серотонинергических механизмов в развитии острой почечной недостаточности и не изучена возможность фармакологической коррекции указанной патологии веществами, действующими на серотониновые рецепторы

Цель исследования. Провести анализ действия агонистов и антагонистов серотониновых рецепторов на экскрецию воды, электролитов, креатинина при физиологических условиях и острой почечной недостаточности Задачи исследования:

1. Определить уровень эндогенного серотонина в почках, корковом и мозговом слоях по сравнению с содержанием серотонина в кишечнике, печени, сердце, крови при физиологических условиях, при постишемической и токсической острой почечной недостаточности (ОПН)

2. Исследовать действие агонистов (золмитриптан, суматриптан, флуоксетин) и антагонистов (ондансетрон, миансерин, зипрасидон, ципрогептадин, тианептин) серотониновых рецепторов на почечную экскрецию воды, электролитов, креатинина •

3. Изучить механизм действия серотонина, ондансетрона на экскреторную функцию почек, клубочковую фильтрацию, канальцевый транспорт воды, натрия и креатинина

4. В модельных опытах на отрезках тонкой кишки и нативных эритроцитах провести анализ влияния серотонина, ондансетрона, гипоксии на проницаемость биомембран и межклеточный транспорт натрия

5. Изучить возможность использования диуретического эффекта ондансетрона для профилактики и лечения острой почечной недостаточности, нормализации экскреторной функции почек

Научная новизна. Впервые определена роль серотонина, серотониновых рецепторов в регуляции почечной экскреции воды, натрия, калия, магния, кальция и хлора Установлено значение пресинаптических серотониновых 5-НТз-рецепторов в регуляции функции почек, предпринята попытка определения локализации серотониновых рецепторов в клубочково-канальцевом аппарате С использованием модельных опытов установлена возможность влияния серотонина и ондансетрона на транспорт маркера трансмембранной проницаемости флуоресцентного зонда АНС и маркера межклеточного переноса уранина. Впервые обосновано использование антагониста серотониновых рецепторов ондансетрона для купирования острой почечной недостаточности ишемического генеза и нормализации экскреторной функции почек

Научная и практическая значимость исследования. Получены новые данные о преимущественном депонировании серотонина в корковом слое почек по сравнению с мозговым Экспериментально обосновано наличие в клубочково-канальцевом аппарате почек серотониновых 5-НТз-рецепторов, которые активно регулируют фильтрацию и канальцевый транспорт натрия Доказано стимулирующее влияние серотонина на реабсорбцию воды и основного иона межклеточного пространства — натрия в сегментах нефрона Важное значение имеет выявление диуретического и салуретического эффектов селективного антагониста серотониновых 5-НТз-рецепторов ондансетрона Дано экспериментальное обоснование использования ондансетрона для купирования острой почечной недостаточности и нормализации экскреторной функции почек Это расширяет современные представления о серотонинергических механизмах регуляции функции почек и намечает перспективы фармакологической коррекции почечной деятельности при патологических состояниях

Внедрение. Полученные данные используются в научных исследованиях и включены в материалы лекций и практических занятий кафедр фармакологии, патологической физиологии, профессиональных болезней и клинической фармакологии Самарского государственного медицинского университета, в работу Самарского центра трансплантации органов и тканей, нефрологического отделения клиник СамГМУ

Положения, выносимые на защиту.

1. В норме и при моделировании постишемической ОПН выявлено большее содержание серотонина в корковом слое почек по сравнению с мозговым При токсической ОПН уровень серотонина в почечной ткани снижается за счет падения его в мозговом слое

2. Селективный блокатор пресинаптических 5-НТ3-рецепторов ондансетрон влияет на экскреторную функцию почек по-разному в зависимости от используемых доз в малых дозах (0,1 и 0,2 мг/кг) - стимулирует диурез, салурез, креатининурез, в больших (1,0 и 10,0 мг/кг) - угнетает выведение

электролитов и креатинина

3. Серотонин оказывает выраженное угнетение экскреторной функции почек, ослабляя выведение воды, натрия и креатинина за счет уменьшения клубочковой фильтрации и увеличения канальцевой реабсорбции Ондансетрон вызывает противоположный эффект на клубочково-канальцевый аппарат почек

4. В модельных опытах на тонкой кишке и эритроцитах крыс серотонин в норме оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также диффузию АНС внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии, указанные процессы угнетает ондансетрон

5. Ежедневное введение ондансетрона в первые 5 дней постишемического периода восстанавливает экскреторную функцию почек и предотвращает развитие ОПН В аналогичных условиях при токсической ОПН ондансетрон резко снижает почечную экскрецию воды и электролитов, приводит к гибели животных

Апробация и публикация результатов работы. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на Российской научно-практической конференции «Общество, здоровье, лекарство» (Саранск, 2005), на XII, XIII, XIV Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2005, 2006, 2007), на 2-й Российско-китайской научной конференции по фармакологии «Фундаментальная фармакология и фармация - клинической практике» (Пермь, 2006), на Региональной научно-практической конференции с международным участием «Достижения, проблемы и перспективы фармацевтической науки и практики» (Курск, 2006), на Межвузовских конференциях молодых ученых «Аспирантские чтения - 2006» и «Аспирантские чтения - 2007» (Самара, 2006, 2007), на Научной конференции «Актуальные вопросы современной морфологии и физиологии» (Санкт-Петербург, 2007), на 62-й Региональной конференции по фармации и фармакологии (Пятигорск, 2007), на V Международной конференции «Медико-социальная экология личности- состояние и перспективы» (Минск, 2007), на 3-ем Международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2007), на XII Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2007), на Конференции с международным участием «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2008) работа Е Н Зайцевой была отмечена Дипломом победителя конкурса молодых ученых

Апробация диссертации проведена на совместном заседании кафедр фармацевтического и лечебного факультетов Самарского государственного медицинского университета 13 мая 2008 года

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 161 страницах машинописного текста, иллюстрирована 19 рисунками и 19 таблицами Рукопись состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 208 источников, из которых 117 на иностранных языках

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Основные исследования проведены на базе кафедры фармакологии Самарского государственного медицинского университета, содержание серотонина, уранина и 1-анилино-8-нафталинсульфоната (АНС) в средах определялось в Центральной научно-исследовательской лаборатории, кальция, магния и хлора - в клиниках университета

Эксперименты выполнены на 409 белых беспородных крысах обоего пола массой 180-250 г, а также на 250 отрезках тонкого кишечника и 100 порциях крови крыс. Животные содержались в условиях вивария на обычном рационе при свободном доступе к воде (Н Н Каркищенко, 2004)

Всего было поставлено острых опытов - 109, хронических опытов - 300, модельных - 350

Для выполнения поставленных задач работа шла по следующим направлениям

1 Определялся уровень эндогенного серотонина стандартным биохимическим методом в модификации В.Г. Подковкина (Углова и др, 1989) и С А Мещеряковой (В С Камышников, 2000) в различных органах и крови при физиологических условиях, моделировании ишемической и токсической острой почечной недостаточности

Ишемическая модель. Ишемическое поражение почек вызывалось после односторонней нефрэктомии пережатием почечной ножки единственной почки сосудистым зажимом на 1,5 часа

Токсическая модель ОПН моделировалась подкожным введением крысам ртути дихлорида в дозе 10 мг/кг Забор биоматериала у животных при ишемической и токсической нефропатии производился на 3-й сутки

2 Изучалось действие агонистов (золмитриптан, суматриптан, флуоксетин) и антагонистов (ондансетрон, миансерин, зипрасидон, ципрогептадин, тианептин) серотониновых рецепторов на экскреторную функцию почек при физиологических условиях и острой почечной недостаточности в хронических экспериментах. Исследован дозозависимый эффект блокатора 5-НТз-рецепторов ондансетрона на диурез, салурез, креатининурез при физиологических условиях Концентрация натрия и калия регистрировалась методом пламенной фотометрии (ПАЖ-1), креатинина мочи - фотоэлектроколориметрическим методом (ФЭК-56М) (ЕБ. Берхин, ЮИ Иванов, 1972). Определялась концентрация кальция, магния, хлора на автоматическом биохимическом анализаторе «Hitachi - 902» фирмы «Roch-Diagnostics» Рассчитывались следующие показатели: выделение с мочой креатинина (UCr • V), натрия (UNa • V), калия (UK • V), кальция (Uca * V), магния (UMg'V), хлора (Uc-V)

3 В острых опытах на крысах исследовалась локализация и механизм действия серотонина, ондансетрона на клубочковую фильтрацию и канальцевый транспорт натрия С этой целью определялась концентрация натрия (PNa) и креатинина (Рсг) крови, рассчитывался клиренс креатинина, экскретируемая фракция натрия и концентрационный индекс креатинина по формулам-

Ссг= Uq/ Pq • V - клиренс креатинина, мкл/мин/100 г, Ucr/Pcr - концентрационный индекс креатинина, уел ед, UNa,V,100/(PNa'Ccr,0,94) -экскретируемая фракция натрия, % 4 В модельных опытах проанализировано влияние серотонина и ондансетрона на транспорт натрия в тонкой кишке крыс, флуоресцентного зонда АНС на нативных эритроцитах крыс, уранина в кишечнике в норме и при гипоксии Определение содержания флуоресцентного зонда АНС и уранина проводилось на флуориметре «БИАН -130», длина волны возбуждения 365 нМ, флуоресценции - 485 и 510 нМ соответственно Статистические методы исследования.

Статистическая обработка полученных результатов экспериментов проводилась с использованием стандартных методов вариационной статистики расчет средней арифметической величины (М) и средней ошибки средней арифметической (m) - при помощи программ Microsoft Excel 2000 (MS Office 2000, USA) «Пакет анализа», Biostat 1999 г по критериям Манна-Уитни и Уилкоксона (С А Гланц, 1999)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате было установлено, что содержание эндогенного серотонина в почках крыс в органах и тканях в порядке убывания располагается следующим образом кишечник > печень = почки > корковый слой > сердце > мозговой слой > кровь (табл.1) Обращает на себя внимание значительное преобладание (в 2,9 раза) серотонина в кортикальных структурах почек по сравнению с мозговыми

Таблица 1 - Содержание серотонина в органах и крови крыс в норме (контроль) _ и при постишемической ОПН (опыт) (М±т, п=10) _

Почка, мкг/г Корковый слой, мкг/г Мозговой слой, мкг/г Печень, мкг/г Кишечник, мкг/г Сердце, мкг/г Кровь, мкг/мл

К 13,93± 1,20 11,24± 1,74 3,91± 0,34 14,78± 2,13 23,30± 2,08 4,13± 0,33 0,19± 0,01

О 24,09± 0,98* 20,91± 1,58* 3,82± 0,31 26,74± 2,04* 38,87± 2,80* 4,01± 0,31 0,3 8± 0,01*

Примечание здесь и далее К - контроль, О - опыт, * - р<0,05

Уровень серотонина возрастает в почке в 1,7 раза, в корковом слое почек в 1,9 раза на 3-й сутки постишемического периода Параллельно увеличивается содержание серотонина в кишечнике в 1,7 раза, печени в 1,8 раза и крови в 2,0 раза

При токсической форме ОПН на третьи сутки после введения ртути дихлорида отмечается снижение уровня серотонина по отношению к норме в мозговом слое почек в 1,5 раза Наряду с этим падение содержания серотонина зарегистрировано в печени в 1,5 раза, кишечнике в 2,0 раза и сердце в 2,5 раза В крови уровень медиатора напротив возростает в 2,0 раза

Нами была изучена суточная экскреторная функция почек крыс под действием следующих серотонинергических препаратов золмитриптан, суматриптан, флуоксетин - агонисты, ондансетрон, миансерин, зипрасидон, ципрогептадин, тианептин - антагонисты Все препараты, за исключением ондансетрона, вводились внутрижелудочно

Изучение экскреторной функции почек в опытах на крысах показало, что наиболее выраженным антидиуретическим и антисалуретическим действием обладает агонист постсинаптических 5-НТ|В/|[)|А-рецепторов золмитриптан Препарат в дозе 3 мг/кг снижал все исследуемые показатели диурез в 1,9, натриурез в 1,7, калиурез в 1,7 и креатининурез в 2,1 раза

Агонист постсинаптических 5-НТ1В/т-рецепторов суматриптан в дозе 5 мг/кг также снижал показатели диуреза и калиуреза в 1,7, экскреции креатинина в 1,6 раза Натриурез при этом оставался неизменным

При введении селективного блокатора обратного захвата серотонина флуоксетина крысам в дозе 2 мг/кг ни один из показателей экскреторной функции почек выделение воды, натрия, калия и креатинина - не изменялся достоверно

После подкожного введения антагониста 5-НТ3-рецепторов ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг отмечалось повышение следующих показателей выделительной функции почек диурез, натриурез и креатининурез в 1,4 раза Калиурез в свою очередь снизился в 13раза(табл 2)

Таблица 2 - Влияние ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг на суточную экскреторную _функцию почек интактных крыс (М±т, п=10)_

Показатели Контроль Ондансетрон

Диурез, мл/сут 5,04±0,30 7,11±0,41 *

Экскреция натрия, мкмоль/сут 465,23±41,85 596,26±44,34*

Экскреция калия, мкмоль/сут 194,41±11,24 149,71±16,70*

Экскреция креатинина, мг/сут 2,85±0,20 3,98±0,22*

Неселективный антагонист 5-НТ2-рецепторов и альфа-2-адренорецепторов миансерин в дозе 3 мг/кг на фоне неселективного антагониста альфа-адренорецепторов ницерголина в дозе 0,5 мг/кг увеличивал экскрецию воды в 2,1, натрия - в 1,8, калия и креатинина - в 1,9 раза

При введении антагониста 5-НТ2д-рецепторов, Д2-рецепторов и 5-НТ2с/1А/т-реиепторов зипрасидона в дозе 5 мг/кг на фоне блокатора Д?-рецепторов хлорпромазина в аналогичной дозе было зафиксировано увеличение калиуреза в 1,6 и креатининуреза в 1,8 раза

Блокатор Н,-рецепторов, 5-НТ2А-рецепторов и М-холинорецепторов ципрогептадин в дозе 5 мг/кг в опытах на крысах привел к снижению выведения натрия почками в 1,5, калия - в 1,4 раза

Стимулятор обратного захвата серотонина тианептин в дозе 2 мг/кг по всем четырем изучаемым нами показателям выделительной функции почек не дал статистически значимых изменений

Далее нами был .изучен дозозависимый эффект ондансетрона на экскреторную функцию почек в хронических опытах на интактных крысах Этот препарат заслуживал особого внимания, так как оказывал отчетливое диуретическое и салуретическое действие В результате было установлено, что подкожное введение препарата в минимальной дозе 0,05 мг/кг за 4 часа наблюдения не привело к статистически значимым изменениям диуреза, в дозе 0,1 мг/кг - показало максимальное его увеличение в 2,9 раза, при дальнейшем увеличении дозы до 0,2 мг/кг и 1,0 мг/кг почечная экскреция воды возрастала в меньшей степени в 1,9 и в 1,4 раза соответственно, максимальная доза 10,0 мг/кг вызвала противоположную реакцию - снижение диуреза в 1,2 раза

Влияние ондансетрона на экскрецию натрия почками также неоднозначно в минимальной и в максимальной дозе 0,05 мг/кг и 10,0 мг/кг соответственно препарат не повлиял на натриурез, доза 0,1 мг/кг - вызвала увеличение данного показателя в 2,4 раза, а дозы 0,2 мг/кг и 1,0 мг/кг - его уменьшение в 1,6 и в 5,0 раз соответственно

Динамика экскреции креатинина почками при изучении дозозависимого эффекта ондансетрона выглядела следующим образом минимальная 0,05 мг/кг и максимальная 10,0 мг/кг дозы - не влияли на креатининурез, доза 0,1 мг/кг -увеличивала показатели в 1,5 раза, а дозы 0,2 мг/кг и 1,0 мг/кг - вызывали снижение данных параметров соответственно в 1,6 и 2,0 раза

Учитывая, что ондансетрон блокирует пресинаптические 5-НТ3-рецепторы, то можно предположить наличие в пресинаптической мембране двух типов рецепторных образований с противоположными функциями - с обратной отрицательной, уменьшающей дальнейший выход медиатора в синаптическую щель, и обратной положительной, увеличивающей выброс медиатора Возможно, что ондансетрон в малых дозах блокирует рецепторы с обратной отрицательной связью (выброс серотонина увеличивается), а в средних - рецепторы с обратной положительной функцией (выброс серотонина уменьшается)

Нами была предпринята попытка выявить нефропротекторный эффект ондансетрона при постишемической и токсической почечной недостаточности Оказалось, что ежедневное введение ондансетрона крысам с постишемической патологией приводит в первые сутки к увеличению экскреции воды и магния в 1,5 раза по сравнению с контрольными животными, которым препарат не вводился (табл 3) Выделение кальция почками при этом резко снижается в 4,0 раза, другие показатели не меняются

Экскреторная реакция в опытной группе животных на 2 день продолжает увеличиваться диурез в 1,9 раза, натриурез в 2,1 раза, калиурез в 1,9 раза, креатининурез в 2,0 раза, выведение хлора в 2,0 раза, а экскреция магния и кальция имеет тенденцию к снижению в 1,5 раза

Суточная экскреторная функция почек у опытных крыс остается усиленной

и на 3 день выведение воды возростает в 1,4 раза, а остальных показателей в 1,5 раза — натрия, калия, креатинина

На 4 день с учетом гибели животных в контрольной группе различий в функции почек, оставшихся в живых крыс и животных опытной группы не обнаружено

В последний день наблюдения отмечается полиурический эффект в контрольной группе (полиурическая форма ОПН), в опытной группе произошла полная нормализация функции почек В связи с этим, показатели выделительной функции почек у опытных животных ниже, чем у контрольных в 1,5 раза диурез, натриурез, калиурез, экскреция хлора Выживаемость крыс в контроле составила 70%, в опыте - 100%

Также нами было изучено влияние ондансетрона на экскреторную функцию почек при токсической ОПН с целью выявления его нефропротекторного действия при данной патологии В результате было установлено, что ондансетрон в дозе 0,1 мг/кг при ежедневном введении в первые сутки не вызывал статистически значимых изменений в выведении почками воды, электролитов и креатинина между контрольной и опытной группами

Однако уже на второй день у животных опытной группы по сравнению с контролем отмечалось снижение всех изучаемых показателей выделительной функции почек диуреза - в 2,6 раза, натриуреза - в 1,6 раза, капиуреза - в 1,9 раза, экскреция креатинина - в 1,5 раза, потери хлора - в 1,7 раза, кальция - в 3,1 раза, магния - в 3,0 раза

На третьи сутки токсическое поражение почек привело к прогрессивному падению показателей почечной экскреции в опытной группе относительно контроля выведение воды снизилось в 3,8 раза, натрия - в 2,1 раза, калия - в 2,7 раза, креатинина - в 2,0 раза, хлора - в 3,1 раза, кальция - в 3,5 раза, магния - в 3,4 раза

На четвертый день достоверных изменений в экскреции воды и электролитов выявлено не было, выделение креатинина снизилось критически -в 3,0 раза

В заключительный день эксперимента погибли все опытные животные, в контроле погибло 50% крыс В связи с этим сравнить данные опытной и контрольной группы не было возможности

Таблица 3 - Влияние ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг на суточную экскреторную функцию почек в первые 5 дней

постишемического периода (М±ш, п=10)

Дни Диурез, мл/сут Натриурез, мкмоль/сут Капиурез, мкмоль/сут Экскреция креатинина, мг/сут Экскреция хлора, мкмоль/сут Экскреция кальция, мкмоль/сут Экскреция магния, мкмоль/сут

К О К О К О К О К О К О К О

1 1,10± 0,20 1,67± 0,17* 186,70± 31,29 281,64± 37,18 143,97± 12,43 218,00± 27,14 2,13± 0,37 3,21± 0,33 202,97± 37,26 299,15± 29,68 1,72± 0,11 0,43± 0,08* 0,44± 0,05 0,67± 0,08*

2 2,95± 0,31 5,71± 0,39* 287,16± 33,74 601,63± 46,04* 177,53± 27,33 338,18± 31,98* 2,01± 0,25 4,04± 0,33* 317,93± 37,06 639,04± 46,13* 0,65± 0,06 0,42± 0,05* 0,72± 0,04 0,48± 0,06*

3 4,68± 0,43 6,61± 0,51* 505,03± 62,97 758,13± 56,74* 239,65± 19,76 362,70± 27,61* 3,27± 0,19 4,91± 0,32* 559,14± 62,09 839,36± 45,10* 0,5 5± 0,07 0,58± 0,05 0,66± 0,06 0,66± 0,05

4 5,46± 0,50 5,44± 0,48 579,03± 53,38 567,91± 50,98 287,76± 36,95 279,91± 36,98 4,28± 0,34 4,35± 0,31 531,29± 49,13 521,20± 47,44 0,80± 0,13 0,53± 0,09 0,55± 0,07 0,63± 0,03

5 6,93± 0,73 4,65± 0,47* 650,01± 69,30 433,34± 50,23* 323,86± 30,73 217,21± 23,92* 4,98± 0,42 3,34± 0,41 596,43± 54,85 397,61± 49,46* 0,47± 0,04 0,57± 0,08 0,67± 0,03 0,58± 0,04

В острых опытах на крысах по изучению действия экзогенного серотонина в различных дозах на экскрецию воды, электролитов, креатинина с регистрацией показателей клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции была подобрана оптимальная доза серотонина 0,05 мг/кг, вызывающая стойкий антидиурез

При введении крысам в вену серотонина в этой дозе к концу 60 мин развивалось выраженное угнетение диуреза в 1,8, натриуреза в 2,4, калиуреза в 2,1, снижение клиренса в 1,6, экскретируемой фракции натрия в 1,7 раза (табл 4) Падение клиренса креатинина свидетельствует о достоверном снижении объема клубочковой фильтрации, а уменьшение экскретируемой фракции натрия указывает на увеличение канальцевой реабсорбции

Спустя 90 мин после введения серотонина отмечалось резкое падение всех изучаемых показателей экскреторной функции почек, за исключением концентрационного индекса креатинина, возросшего в 1,3 раза Так, снижение клиренса креатинина в 3,9 раза трехкратно превзошло уменьшение экскретируемой фракции натрия в 1,3 раза Таким образом, падение диуреза в 4,8 раза, натриуреза в 4,8 раза и калиуреза в 5,3 раза обусловлено как снижением клубочковой фильтрации, так и увеличением канальцевой реабсорбции.

Таблица 4 - Влияние однократного внутривенного введения серотонина в дозе 0,05 мг/кг на ионорегулирующую функцию почек крыс (М±ш, п=10)

Показатели Контроль Серотонин Серотонин Серотонин

30 мин 60 мин 90 мин

Диурез, 1,49± 1,18± 0,84± 0,31±

мкл/мин/100 г 0,07 0,12 0,11д 0,05л

Экскреция натрия, 0,3 8± 0,31± 0,16± 0,0 8±

мкмоль/мин/100 г 0,02 0,03 0,02д 0,01й

Экскреция калия, 0,21± 0,14± 0,10± 0,04±

мкмоль/мин/100 г 0,01 0,02 0,01д 0,01д

Клиренс креатинина, 1483,11± 1215,28± 931,75± 378,04±

мкл/мин/100 г 69,55 142,51 130,80д 51,32д

Концентрационный 10,10± 10,26± 11,15± 13,31±

индекс креатинина, 0,40 0,59 0,46 1,19д

уел ед

Экскретируемая 0,19± 0,19± 0,П± 0,15±

фракция натрия, % 0,01 0,02 0,01д 0,02д

Примечание здесь и далее К - контроль, О - опыт, - р<0,05 (по критерию Уилкоксона

Результатом однократного внутривенного введения крысам ондансетрона в дозе ОД мг/кг спустя 30 мин и 60 мин стал рост показателей диуреза соответственно - в 1,2 и в 1,3 раза, натриуреза соответственно - в 1,2 раза и в 1,3 раза, калиуреза соответственно - в 1,4 и в 1,9 раза (табл 5) А в завершении 90 мин отмечалось более выраженное повышение выведения почками воды и

натрия - в 2,1 раза, калия - в 2,3 раза, а также увеличение клиренса креатинина -в 1,7, экскретируемой фракции натрия - в 1,2 раза Концентрационный индекс креатинина при этом закономерно снижался в 1,2 раза

Таблица 5 - Влияние однократного внутривенного введения ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг на ионорегулирующую функцию почек крыс (М±т, п=10)

Показатели Контроль Ондансетрон Ондансетрон Ондансетрон

30 мин 60 мин 90 мин

Диурез, 1,71± 2,10± 2,24± 3,52±

мкл/мин/100 г 0,05 0,094 0,104 0,11А

Экскреция натрия, 0,39± 0,48± 0,51± 0,83±

мкмоль/мин/100 г 0,01 0,02д 0,03А 0,05а

Экскреция калия, 0,22± 0,30± 0,41± 0,51±

мкмоль/мин/100 г 0,02 0,02а 0,03А 0,06А

Клиренс 1972,93± 2241,43± 2305,84± 3343,89±

креатинина, 108,32 160,62 174,13 186,55д

мкл/мин/100 г

онцентрационный 11,54± 10,71± 10,23± 9,50±

индекс креатинина, 0,54 0,69 0,57 0,47л

уел ед

Экскретируемая 0,14± 0,16± 0,16± 0,17±

фракция натрия, % 0,01 0,02 0,02 0,01А

Оставалось выяснить, может ли ондансетрон предотвратить развитие антидиуретического и антисалуретического эффектов экзогенного серотонина Для этого животным предварительно внутривенно вводили ондансетрон в дозе 0,1 мг/кг, а через 1 час наблюдения - серотонин в дозе 0,05 мг/кг Через 30 мин после введения ондансетрона было выявлено увеличение диуреза в 1,1 раза, а спустя 60 мин рост сразу нескольких показателей экскреции воды, натрия и калия - в 1,3 раза, клиренса креатинина - в 1,2 раза

После введения серотонина возрастание показателей почечной экскреции воды, натрия, калия и клубочковой фильтрации продолжились и по истечении 30 мин - в 1,4 раза, в 1,4 раза, в 1,5 раза и в 1,3 раза соответственно Сохранилась она и по прошествии 60 мин в 1,6 раза, в 1,8 раза, в 1,8 раза, в 1,4 раза соответственно, а также спустя 90 мин после введения серотонина диурез, натриурез, калиурез возросли в 1,9, клубочковая фильтрация - в 1,6, а экскретируемая фракция натрия-в 13раза

Для исключения влияния на почки центральных эффектов и выделения почечных мы, во-первых, использовали дозы серотонина, не вызывающие гемодинамические сдвиги, а во-вторых, провели еще две серии острых опытов с внутривенным введением серотонина и ондансетрона в оптимальных дозах на фоне денервации почки

В результате при введении серотонина в дозе 0,05 мг/кг статистически достоверных различий в экскреторной функции ингактной и денервированной почек выявлено не было, так же как и при введении ондансетрона в дозе 0,1

мг/кг.

В модельных опытах по изучению транспорта натрия было установлено, что в условиях непрерывной аэрации среды воздухом на протяжении всего времени инкубации (4 ч) сератонин в концентрации 104 моль/л способствовал увеличению транспорта натрия в 1,4; 1,6; 1,5; 1,5 раза (рис. 1). При изучении действия ондансетрона в концентрации 6,54 • 10"4 моль/л на транспорт натрия была выявлена обратная тенденция, к уменьшению показателей: спустя час - в 1,7, два - в 1,6, три - в 1,7, четыре - в 1,8 раза. В случае исследования совместного действия серотонина и ондансетрона было отмечено снижение транспорта натрия на протяжении всего экспериментального периода, однако в меньшей степени по сравнению с эффектом ондансетрона: в конце второго часа - в 1,3, третьего - в 1,2 и четвертого - в 1,1 раза.

мкмоль/см2 30

25

20

15

10

1 час 2 час 3 час 4 час

□ Контроль ■ Серотонин а Ондансетрон □ Серотонин+Ондансетрон

Рисунок 1. Влияние серотонинергических веществ на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной стенки тонкой кишки (М±ш, п=10) Примечание: здесь и далее * - р<0,05.

Действие гипоксии аргоном по отношению к контролю приводило к достоверному уменьшению показателей транспорта натрия в завершении третьего - в 1,3 и четвертого часа - в 1,4 раза (рис. 2). Серотонин на фоне гипоксии (сравнение с данными при гипоксии) проявил себя неоднозначно, незначительно увеличивая движение натрия через мембрану по истечении 2 и уменьшая в конце 3 и 4 часа исследования - в 1,2, 1,3 и 1,3 раза соответственно. Ондансетрон в условиях гипоксии в свою очередь резко

снижал движение ионов натрия через 2 и 3 часа исследования соответственно в 3,3 ив 1,4 раза. Оба вещества, введенные в среду при гипоксии одновременно, приводили к более выраженному снижению транспортных процессов по сравнению с таковыми при инкубации в обычных условиях: по истечении второго часа - в 2,1, третьего - в 1,2 раза.

При введении калия цианида в концентрации 8 • 1СГ3 моль/л в среду инкубации через 2, 3 и 4 часа отмечалось уменьшение транспорта натрия соответственно в 1,7; 1,5 и 1,4 раза (рис. 3). Транспортные процессы выглядели иначе при добавлении в среду с калия цианидом серотонина - в первые 60 мин было выявлено увеличение их интенсивности в 1,4 раза. Ондансетрон на фоне калия цианида не вызывал достоверных изменений транспортных процессов.

мкмоль/см2 25

1 час 2 час 3 час_4 час

□ Контроль О Гипоксия

0 Серотонин гипоксия и Ондансетрон гипоксия О Серотонин+Ондансетрон гипоксия

Рисунок 2. Влияние серотонинергических веществ на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной стенки тонкой кишки в условиях гипоксии, вызванной аргоном (М±т, п=10)

□ Контроль fflKCN ЯСеротонин+KCN И Ондансотрон+KCN

мкмоль/см2 25

20

15

10

5

0

1 час

2 час

3 час

4 час

Рисунок 3. Влияние серотонинергических веществ на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной стенки тонкой кишки на фоне действия калия

цианида (М±ш, п=10)

В опытах по изучению влияния ртути дихлорида в концентрации 10~3 моль/л на транспорт натрия через стенку тонкой кишки достоверные отличия по сравнению с контролем отмечались только в последний час эксперимента, когда показатели снизились в 1,4 раза (рис. 4). Введение в среду инкубации серотонина в присутствии ртути дихлорида не привело к достоверным изменениям опытных показателей по отношению к контрольным.

При добавлении к ртути дихлориду ондансетрона мы отметили снижение показателей транспорта натрия, проявившееся однако по типу неуклонно прогрессирующего падения на протяжении всех 4-х часов инкубации: в 2,4; 2,7; 2,6 и 3,7 раза соответственно.

мкмоль/см2

18 16

14

12

10

8 6 4 2 0

Рисунок 4. Влияние серотонинергических веществ на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной стенки тонкой кишки на фоне действия ртути

дихлорида (М±т, п= 10)

В модельных опытах на нативных эритроцитах крыс было установлено, что введение в среду серотонина в концентрации 10~4 моль привело к увеличению проникновения АНС внутрь клеток (рис.5). За 1 мин эксперимента концентрация зонда в среде упала по сравнению с исходной на 42,6%. Концентрации АНС с 5 по 20 мин наблюдения упала на 48,2; 51,6 и 52,6% соответственно, что достоверно отличается от контроля. Следовательно, серотонин способствует увеличению прикрепления и проникновения зонда внутрь эритроцитов.

При добавлении ондансетрона в инкубационную среду наблюдалась противоположная картина (рис.6). Под влиянием препарата за 1 - 20 мин исследуемые значения снизились по сравнению с исходной концентрацией на 13,0; 22,2; 28,8 и 34,0% соответственно, что достоверно меньше контроля.

Изучение воздействия гипоксии на динамику адсорбции и транспорта АНС внутрь красных кровяных клеток показало, что по окончании 1,5, 10, 20, 40 и 60 мин концентрация флуоресцентного зонда снижается на 45,2, 50,4; 52,2; 53,0; 54,0 и 54,4% соответственно, что достоверно ниже контрольных значений.

4

3

мкмоль/л 5

2

О мин

1 мин 5 мин 10 мин 20 мин 40 мин G0 мин

Рисунок 5. Влияние серотонина на динамику поглощения флуоресцентного зонда АНС эритроцитами крыс (М±т, п=10)

V

гч И1ММ Т* г

'Т ~ _

0 мин 1 мин 5 мин 10 мин 20 мин 40 мин 60 мин

• Контроль -•"-Ондансетрон

Рисунок 6. Влияние ондансетрона на динамику поглощения флуоресцентного зонда АНС эритроцитами крыс (М±т, п=10)

мкмоль/л s

О мин 1 мин 5 мин 10 мин 20 мин 40 мин 60 мин

•■^"Гипоксия Контроль ^♦^Типоксия Серотонин

Рисунок 7. Влияние серотонина на динамику поглощения флуоресцентного зонда АНС эритроцитами крыс в условиях гипоксии (М±т, п=Ю)

4

3

мкмоль/л 5

0 мин

1 мин

5 мин

10 мин 20 мин 40 мин 60 мин

"^"Гипоксия Контроль "■"•""Гипоксия Ондансетрон

Рисунок 8. Влияние ондансетрона на динамику поглощения флуоресцентного зонда АНС эритроцитами крыс в условиях гипоксии (М±ш, п=10)

Влияние серотонина (рис 7) и ондансетрона (рис 8) в условиях гипоксии на динамику фиксации и диффузии флуоресцентного зонда сквозь мембраны эритроцитов имели ту же направленность, что и действие этих веществ при аэрации воздухом

Внутрь замкнутых отрезков тонкой кишки вводился раствор Рингера, содержащий уранин, сегменты кишечника инкубировались также в растворе Рингера Количество уранина, перенесенного со стороны слизистой оболочки к серозной при инкубации в течение 4 часов, явилось показателем транспортных процессов (А А Лебедев, В П Посохов, 1981, В М Брюханов, А В Аладышев, 1987)

В модельных опытах с использованием маркера межклеточной проницаемости уранина на отрезках тонкой кишки крыс при аэрации инкубационной среды воздухом было установлено, что серотонин достоверно увеличивал транспорт уранина от слизистой оболочки кишки к серозной в 1 и 2 час опытного периода в 1,9 и 1,4 раза соответственно В свою очередь ондансетрон наоборот снижал показатели транспорта уранина по отношению к контролю в конце 1,2 и 4 часа исследования - в 1,7, 1,4 и 1,4 раза соответственно Совместное применение серотонина и ондансетрона оказало следующий эффект на транспорт маркера в первые 2 часа опытные данные значительно возросли по сравнению с контрольными в 1,7 и 1,3 раза соответственно

В заключительных сериях экспериментов нами было проанализировано воздействие серотонина, ондансетрона на транспорт уранина в условиях гипоксии В итоге достоверных результатов получено не было

ВЫВОДЫ

1 В опытах на крысах установлен уровень серотонина (мкг/г) в ряде органов и крови, располагающийся в порядке убывания кишечник (23,30±2,08), печень (14,78±2,13), почки (13,93±1,20), корковый слой почек (11,24±1,74), сердце (4,13±0,33), мозговой слой почек (3,91±0,34), кровь (0,19±0,01 мкг/мл) Моделирование постишемической ОПН приводит к увеличению уровня серотонина в почках в основном за счет кортикальных структур При токсической ОПН содержание серотонина в почечных тканях снижается за счет мозгового слоя

2 Агонисты серотониновых 5-НТ,-рецепторов золмитриптан, суматриптан вызывают антидиуретический эффект Селективный блокатор пресинаптических 5-НТ3-рецепторов ондансетрон оказывает дозозависимое действие на экскреторную функцию почек в малых дозах (0,1 и 0,2 мг/кг) -стимулирует экскрецию воды, электролитов, креатинина, в больших (1,0 и 10,0 мг/кг) - угнетает выведение электролитов и креатинина

3 Внутривенное введение серотонина в дозе 0,05 мг/кг вызывает выраженное угнетение почечной экскреции воды, натрия и креатинина за счет уменьшения клубочковой фильтрации и увеличения канальцевой реабсорбции Внутривенное введение ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг оказывает противоположное действие на клубочково-канальцевый аппарат почек

Денервация почек не изменяет характер указанных эффектов препаратов

4 В модельных опытах на тонкой кишке и эритроцитах крыс в норме серотонин оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также увеличивает диффузию АНС внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии, указанный эффект серотонина на кишечнике блокируется ондансетроном (2-4 ч), гипоксией (3-4 ч инкубации), калия цианидом (2-4 ч) Ондансетрон угнетает перенос натрия через кишечную стенку и АНС через мембраны эритроцитов как в норме, так и в условиях гипоксии

5 Ежедневное введение ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг в первые 5 дней постишемического периода нормализует экскреторную функцию почек и предотвращает развитие ОПН В аналогичных условиях при токсической ОПН ондансетрон резко снижает почечную экскрецию воды и электролитов, приводит к гибели животных

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Выявленные в экспериментах на крысах нефропротекторные свойства селективного блокатора пресинаптических 5-НТз-рецепторов ондансетрона при постишемической ОПН необходимо исследовать далее в клинике

2 Применение ондансетрона при токсической ОПН, вызванной ртути дихлоридом, противопоказано

3 Перспективным представляется дальнейший поиск препаратов с нефропротективными свойствами среди серотонинергических препаратов, особенно блокаторов серотониновых рецепторов

4 Полученные данные используются в научных исследованиях и включены в материалы лекций и практических занятий кафедр фармакологии, патологической физиологии, профессиональных болезней и клинической фармакологии Самарского государственного медицинского университета, в работу Самарского центра трансплантации органов и тканей, нефрологического отделения клиник СамГМУ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Дубищев, А В Анализ серотонинергических механизмов в развитии острой почечной недостаточности и возможности нефропротекторного действия ондансетрона / А В Дубищев, Е Н. Зайцева, М И Панина // Казанский медицинский журнал. - 2008 -Т 89, №2 - С 179-183 2. Дубищев, А В Лиганды серотониновых рецепторов почек как факторы регуляции канальцевого транспорта электролитов и воды / А В Дубищев, ЕН Зайцева // Известия самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «XII Конгресс «Экология и здоровье человека» -2007 -Т 2,№ 1 - С 24-29 3 Дубищев, А В Роль серотониновых рецепторов в экскреторной функции почек / А В Дубищев, Е Н Зайцева // Всероссийская научно-практическая конференция «Общество, здоровье, лекарство» Сборник

материалов конференции (тезисы докладов) Саранск, 20-21 октября 2005 г - Саранск, 2005 - С 44-45

4 Dubishchev, А V Zolmitnptan influence on kidney emunctory function / A V Dubishchev, EN Zaytseva // 2-nd Russian-chinese international scientific conference on pharmacology «Fundamental pharmacology and pharmacy -clinical practice», Perm, Russia, 25-27 September, 2006 - P 53

5 Дубищев, А В Влияние агонистов и антагонистов серотониновых рецепторов на экскреторную функцию почек / А В Дубищев, ЕН Зайцева, М И Панина // Медицинский вестник Башкортостана Специальный выпуск -2006 -Т 4, № 1, сентябрь-октябрь -С 231-235

6 Зайцева, Е Н Новые аспекты фармакодинамики блокатора серотониновых рецепторов ондансетрона / Е Н Зайцева // Региональная научно-практическая конференция «Достижения, проблемы и перспективы фармацевтической науки и практики» Сборник материалов конференции, Курск, 15 декабря 2006 г - Курск, 2006 - С 347-350

7 Зайцева, Е Н Влияние ондансетрона на экскреторную функцию почек/ Е Н Зайцева // Межвузовская конференция молодых ученых «Аспирантские чтения - 2006» Приложение к межвузовскому журналу «Аспирантский вестник Поволжья» Сборник материалов конференции, Самара, 2006 - С 246-253

8 Дубищев, А В Фармакологический анализ роли серотониновых рецепторов в экскреторной функции почек / А В Дубищев, Е Н Зайцева, М И Панина // «Актуальные вопросы современной морфологии и физиологии» Сборник научных трудов, Санкт-Петербург, 2007. - С 210213

9. Зайцева, Е Н Новые аспекты фармакодинамики антагониста серотониновых рецепторов ондансетрона и агониста серотониновых рецепторов золмитриптана / Е Н Зайцева // 62-я региональная конференция по фармации и фармакологии «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции». Сборник научных трудов, Пятигорск, 23-27 января 2007 г -Пятигорск, 2007 - С 474-477

10 Дубищев, А В Серотонинергические механизмы формирования острой почечной недостаточности и возможности ее фармакологической коррекции / А В Дубищев, Е Н Зайцева // V Международная конференция «Медико-социальная экология личности состояние и перспективы» Сборник материалов конференции, Минск, 6-7 апреля 2007 г - Минск, 2007 - С 280-282

11 Дубищев, А В Серотонинергические механизмы в регуляции функции почек / А В Дубищев, ЕН Зайцева // 3-ий Международный форум «Актуальные проблемы современной науки» Сборник научных трудов, Самара, 20-23 ноября 2007 г.-Самара, 2007 - С. 14-19

12 Зайцева, Е Н Влияние серотонина и ондансетрона на канальцевый транспорт электролитов и воды в почках / Е Н Зайцева // Межвузовская конференция молодых ученых «Аспирантские чтения - 2007». Приложение к межвузовскому журналу «Аспирантский вестник Поволжья» Сборник материалов конференции, Самара, 2007 - С. 10-17

13 Дубищев, A.B. Механизм действия серотонина и ондансетрона на целлюлярный и парацеллюлярный транспорт натрия в нефронах / А В Дубищев, ЕН Зайцева // Конференция с международным участием «Фармация и общественное здоровье» Сборник материалов конференции, Екатеринбург, 18-19 февраля 2008 г - Екатеринбург, 2008 -С 112-114

14 Дубищев, А В Новое представление о механизме регуляции канальцевого транспорта натрия в нефронах / А.В Дубищев, Е Н Зайцева // «Актуальные вопросы последипломного образования и здравоохранения» Юбилейный сборник научных работ, Самара, 2008 г -С. 89

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АНС - 1-анилино-8-нафталин-сульфонат 5-НТ - 5-гидрокситриптамин (серотонин) ОПН - острая почечная недостаточность

ЗАЙЦЕВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

ВЛИЯНИЕ АГОНИСТОВ И АНТАГОНИСТОВ СЕРОТОНННОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ НА ЭКСКРЕТОРНУЮ ФУНКЦИЮ ПОЧЕК В НОРМЕ И ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

14 00 25 - фармакология и клиническая фармакология, 14 00 16 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Лицензия № 0177 от 10 Об 1996 г Подписано в печать 01 09 2008 г Бумага офсетная Отпечатано на ризографе Формат 60><84 1/16 Уел-печ л 1,5 Уч-изд л 1,7 Тираж 120 экз Заказ № 305

450000, г Уфа, ул Ленина, 3, ГОУ ВПО «Башгосмедуниверситет Росздрава»

Актуальность проблемы. Серотонин, как нейромедиатор и нейромодулятор, вызывает разнообразные физиологические и фармакологические эффекты, осуществляемые через воздействие на соответствующие рецепторы многих органов и систем. Достаточно хорошо изучено влияние серотонина на центральную нервную систему (ЦНС) (П.В. Сергеев и др., 1999; А. Гилман, 2006), сердечно-сосудистую систему (S.W. Watts, 2005) и гемостаз. Препараты, влияющие на серотониновые рецепторы, изменяют структуру сна, психические функции, настроение, память, аппетит, функцию мотонейронов, проведение болевых импульсов, показатели гемостаза и гемодинамики (Т.М. Васильева и др., 2005; A. Ickowicz at al., 2007).

Однако роль серотонина, серотониновых рецепторов, серотонинергических веществ в функции почек изучена крайне недостаточно. Хотя в почках собак, кошек, кроликов, морских свинок, мышей находится достаточное количество серотонина (Я.И. Ажипа, 1976; И.Н. Пидевич, 1977), его функциональное значение остается неизвестным. Наиболее постоянным эффектом серотонина является антидиурез (В.П. Пишак, Г.И. Кокощук, 1987), однако механизм угнетения диуреза не определен, не исследованы изменения клубочкового и канальцевого аппарата почек, экскреторной функции под влиянием агонистов и антагонистов серотониновых рецепторов. Тем более, совершенно не проанализированы типы серотониновых рецепторов почек. Не установлено значение серотонинергических механизмов в развитии острой почечной недостаточности и не изучена возможность фармакологической коррекции указанной патологии веществами, действующими на серотониновые рецепторы.

Цель исследования. Провести анализ действия агонистов и антагонистов серотониновых рецепторов на экскрецию воды, электролитов, креатинина при физиологических условиях и острой почечной недостаточности.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определить уровень эндогенного серотонина в почках, корковом и мозговом слоях по сравнению с содержанием серотонина в кишечнике, печени, сердце, крови при физиологических условиях, при постишемической и токсической острой почечной недостаточности (ОПН).

2. Исследовать действие агонистов (золмитриптана, суматриптана, флуоксетина) и антагонистов (ондансетрона, миансерина, зипрасидона, ципрогептадина, тианептина) серотониновых рецепторов на почечную экскрецию воды, электролитов, креатинина.

3. Изучить механизм действия серотонина, ондансетрона на экскреторную функцию почек, клубочковую фильтрацию, канальцевый транспорт воды, натрия и креатинина.

4. В модельных опытах на отрезках тонкой кишки и нативных эритроцитах провести анализ влияния серотонина, ондансетрона, гипоксии на проницаемость биомембран и межклеточный транспорт натрия.

5. Изучить возможность использования диуретического эффекта ондансетрона для профилактики и лечения острой почечной недостаточности, нормализации экскреторной функции почек.

Научная новизна. Впервые проведен фармакологический анализ серотониновых рецепторов почек с помощью современных серотонинергических средств, проанализирована роль серотониновых рецепторов в регуляции почечной экскреции воды, натрия, калия, креатинина. Впервые установлено значение пресинаптических серотониновых 5-НТ3-рецепторов в регуляции функции почек, и предпринята попытка определения локализации серотониновых рецепторов (клубочки, канальцы). С использованием модельных опытов установлена возможность влияния серотонина и ондансетрона на транспорт маркера трансмембранной проницаемости флуоресцентного зонда 1,8-АНС и маркера межклеточного переноса уранина. Впервые обосновано использование антагониста серотониновых рецепторов ондансетрона для купирования острой почечной недостаточности ишемического генеза и нормализации экскреторной функции почек.

Научная и практическая значимость исследования. Получены новые данные о преимущественном депонировании серотонина в корковом слое почек по сравнению с мозговым. Экспериментально обосновано наличие в клубочково-канальцевом аппарате почек серотониновых 5-НТ3-рецепторов, которые активно регулируют фильтрацию и канальцевый транспорт натрия. Доказано угнетающее действие серотонина на клубочковую фильтрацию и его стимулирующее влияние на реабсорбцию воды и основного иона межклеточного пространства - натрия в сегментах нефрона. Важное значение имеет выявление диуретического и салуретического эффектов селективного антагониста серотониновых 5-ШУрецепторов ондансетрона. Дано экспериментальное обоснование использования ондансетрона для купирования острой почечной недостаточности и нормализации экскреторной функции почек. Это расширяет современные представления о серотонинергических механизмах регуляции функции почек и намечает перспективы фармакологической коррекции почечной деятельности при патологических состояниях.

Внедрение. Полученные данные используются в научных исследованиях и включены в материалы лекций и практических занятий кафедр фармакологии, патологической физиологии, профессиональных болезней и клинической фармакологии Самарского государственного медицинского университета, в работу Самарского центра трансплантации органов и тканей, нефрологического отделения клиник СамГМУ.

Положения, выносимые на защиту.

1. В норме и при моделировании постишемической ОПН выявлено большее содержание серотонина в корковом слое почек по сравнению с мозговым. При токсической ОПН уровень серотонина в почечной ткани снижается за счет падения его в мозговом слое.

2. Селективный блокатор пресинаптических 5-НТ3-рецепторов ондансетрон влияет на экскреторную функцию почек по-разному в зависимости от используемых доз: в малых дозах (0,1 и 0,2 мг/кг) — стимулирует диурез, салурез, креатининурез; в больших (1,0 и 10,0 мг/кг) -угнетает выведение электролитов и креатинина.

3. Серотонин оказывает выраженное угнетение экскреторной функции почек, ослабляя выведение воды, натрия и креатинина за счет уменьшения клубочковой фильтрации и увеличения канальцевой реабсорбции. Ондансетрон вызывает противоположный эффект на клубочково-канальцевый аппарат почек.

4. В модельных опытах на тонкой кишке и эритроцитах крыс серотонин в норме оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также диффузию АНС внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии; указанные процессы угнетает ондансетрон.

5. Ежедневное введение ондансетрона в первые 5 дней постишемического периода восстанавливает экскреторную функцию почек и предотвращает развитие ОПН. В аналогичных условиях при токсической ОПН ондансетрон резко снижает почечную экскрецию воды и электролитов, приводит к гибели животных.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (Государственная регистрация №01200202301).

Апробация и публикация результатов работы. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на Российской научно-практической конференции «Общество, здоровье, лекарство» (Саранск, 2005); на 2-й Российско-Китайской научной конференции по фармакологии «Фундаментальная фармакология и фармация — клинической практике» (Пермь, 2006); на Региональной научно-практической конференции с международным участием «Достижения, проблемы и перспективы фармацевтической науки и практики» (Курск, 2006); на Межвузовских конференциях молодых ученых «Аспирантские чтения -2006» и «Аспирантские чтения - 2007» (Самара, 2006; 2007); на Научной конференции «Актуальные вопросы современной морфологии и физиологии» (Санкт-Петербург, 2007); на 62-й Региональной конференции по фармации и фармакологии (Пятигорск, 2007); на V Международной конференции «Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы» (Минск, 2007); на 3-ем Международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2007); на XII Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2007); на Конференции с международным участием «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2008) работа Е.Н. Зайцевой была отмечена Дипломом победителя конкурса молодых ученых.

По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 161 страницах машинописного текста, иллюстрирована 19 рисунками и 19 таблицами. Рукопись состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 208 источников, из которых 117 на иностранных языках.

выводы

1. В опытах на крысах установлен уровень серотонина (мкг/г) в ряде органов и крови, располагающийся в порядке убывания: кишечник (23,30±2,08), печень (14,78±2,13), почки (13,93±1,20), корковый слой почек (11,24±1,74), сердце (4,13±0,33), мозговой слой почек (3,91±0,34), кровь (0,19±0,01 мкг/мл). Моделирование постишемической ОПН приводит к увеличению уровня серотонина в почках в основном за счет кортикальных структур. При токсической ОПН содержание серотонина в почечных тканях снижается за счет мозгового слоя.

2. Агонисты серотониновых 5-НТгрецепторов золмитриптан, суматриптан вызывают антидиуретический эффект. Селективный блокатор пресинаптических 5-НТ3-рецепторов ондансетрон оказывает дозозависимое действие на экскреторную функцию почек: в малых дозах (0,1 и 0,2 мг/кг) — стимулирует экскрецию воды, электролитов, креатинина; в больших (1,0 и 10,0 мг/кг) - угнетает выведение электролитов и креатинина.

3. Внутривенное введение серотонина в дозе 0,05 мг/кг вызывает выраженное угнетение почечной экскреции воды, натрия и креатинина за счет уменьшения клубочковой фильтрации и увеличения канальцевой реабсорбции. Внутривенное введение ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг оказывает противоположное действие на клубочково-канальцевый аппарат почек. Денервация почек не изменяет характер указанных эффектов препаратов.

4. В модельных опытах на тонкой кишке и эритроцитах крыс в норме серотонин оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также увеличивает диффузию АНС внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии; указанный эффект серотонина на кишечнике блокируется ондансетроном (2-4 ч), гипоксией (3-4 ч инкубации), калия цианидом (2-4 ч). Ондансетрон угнетает перенос натрия через кишечную стенку и АНС через мембраны эритроцитов как в норме, так и в условиях гипоксии.

5. Ежедневное введение ондансетрона в дозе 0,1 мг/кг в первые 5 дней постишемического периода нормализует экскреторную функцию почек и предотвращает развитие ОПН. В аналогичных условиях при токсической ОПН ондансетрон резко снижает почечную экскрецию воды и электролитов, приводит к гибели животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выявленные в экспериментах на крысах нефропротекторные свойства селективного блокатора пресинаптических 5-НТ3-рецепторов ондансетрона при постишемической ОПН необходимо исследовать далее в клинике.

2. Применение ондансетрона при токсической ОПН, вызванной ртути дихлоридом, противопоказано.

3. Перспективным представляется дальнейший поиск препаратов с нефропротективными свойствами среди серотонинергических препаратов, особенно блокаторов серотониновых рецепторов.

4. Полученные данные используются в научных исследованиях и включены в материалы лекций и практических занятий кафедр фармакологии, патологической физиологии, профессиональных болезней и клинической фармакологии Самарского государственного медицинского университета, в работу Самарского центра трансплантации органов и тканей, нефрологического отделения клиник СамГМУ.