Расстройства адаптации, вызванные нефрэктомией

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нефрэктомию выполняют по поводу различных заболеваний, а количество данного вида операций не имеет четкой тенденции к уменьшению. Чаще всего радикальному удалению почки подвергаются пациенты с выраженным коморбидным фоном, что повышает как интра-, так и послеоперационные риски развития осложнений, ухудшающих качество жизни [1, 2]. В современной литературе большое внимание уделяется операционному стрессу как триггерному фактору, запускающему каскад клеточно-молекулярных механизмов адаптации, влияющих и на отдаленный период хирургического лечения данной категории больных [3, 4]. Доказано, что в течение первой недели после нефрэктомии развивается выраженный гормонально-медиаторный дисбаланс как в системном кровотоке, так и в оставшейся после нефрэктомии единственной почке. Нарастают сосудосуживающие реакции, что неблагоприятно влияет на объем кровотока в единственной почке, ухудшает ее микроциркуляцию и трофические и репаративные возможности, а также способность к послеоперационной репарации сердца и центральной нервной системы [5]. На фоне окислительного стресса и дисбаланса биогенных аминов сразу после нефрэктомии развиваются тяжелые вегетативные реакции, приводящие к сосудистой дистонии, нарушению работы сердечно-сосудистой системы, нестабильности гемодинамики, которые следует рассматривать как стресс-индуцированные дезадаптационные нарушения [6, 7]. Острый операционный стресс вызывает существенную перестройку функции гипофиза, проявляющуюся нарушением синтеза и секреции адренокортикотропного гормона, инсулина, пролактина, гонадотропинов, половых стероидных гормонов. Эти механизмы могут лежать в основе активизации ренин-ангиотензиновой системы ишемизированной почки и запускать патологические механизмы артериальной гипертензии и дисциркуляторных сосудистых нарушений в почке [8–10]. После нефрэктомии в течение первых суток в крови резко повышается уровень мочевины, общего холестерина и триглицеридов, что служит причиной развития атеросклеротических изменений в дуге аорты и нисходящей аорте. С помощью гистологического исследования аорты после радикальной нефрэктомии было выявлено повышение экспрессии гена нитротирозина и коллагена при неизмененной степени макрофагальной инфильтрации, что ухудшает клиническое течение сосудистых заболеваний в лабораторных моделях атеросклероза [11].

Согласно клиническим исследованиям на пятые сутки после открытой нефрэктомии у больных достоверно повышается в крови уровень α1-антитрипсина (маркер окислительного стресса), а до восьмых суток после операции отмечается нарушение иммунного статуса [12]. Кроме того, в течение первых 48 ч после нефрэктомии сохраняется выраженный каскадный выброс интерлейкинов (ИЛ-6 и ИЛ-10), уровень которых в крови достоверно коррелирует с выраженностью операционного стресса и может рассматриваться как один из его биохимических маркеров. В условиях такой цитокиновой агрессии в ткани почки быстро развивается асептическое воспаление, связанное с активизацией циклооксигеназы-2 [13]. При этом увеличивается выделение с мочой лизосомальных ферментов (лизосомальной экзогликозидазы и ее изоформы, α-фукозидазы, β-галактозидазы, α-маннозидазы и β-глюкоронидазы), что рассматривают как маркер тубулярной дисфункции единственной почки [14, 15]. Одновременно в единственной почке значительно снижается активность супероксиддисмутазы, каталазы и повышается активность глутатионпероксидазы, указывающие на аномальное функционирование антиоксидантной системы адаптации органа [16].

Экспериментальные данные свидетельствуют, что стресс-индуцированные нарушения, связанные с нефрэктомией, могут впоследствии негативно влиять как на психоэмоциональные, так и на когнитивные функции пациентов [17, 18]. S. Degaspari et al. (2015) выявили у больных после удаления ⁵/₆ объема почки повышение уровня экспрессии регуляторного ядерного белка NF-κB, высокий уровень фактора некроза опухоли α и низкий уровень экспрессии «гена молодости» KLOTHO в гиппокампе и фронтальной коре на фоне повышения секреции глюкокортикоидов надпочечниками. Данные находки авторы расценили как признаки нейровоспаления на фоне недостаточности функции почки, способного привести к развитию когнитивных нарушений [17].

Таким образом, операционный стресс сопровождается целым спектром нарушений гомеостаза, среди которых важными клиническими маркерами его выраженности являются психоэмоциональные и вегетативные (сосудистые) реакции. Изучение системной адаптационной реактивности организма после нефрэктомии позволит обеспечить комплексный подход к изучению проблемы послеоперационного периода и реабилитации пациента в клинической практике.

Цель исследования — выявить влияние нефрэктомии на общую адаптивную реакцию животных при воздействии повреждающих нагрузок физической (острая гипертермия) и химической (острое алкогольное отравление, нефротоксические агенты) природы, нормобарической гипоксии, предельных мышечных нагрузок и иммобилизационного стресса.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В экспериментах использовали беспородных белых крыс-самцов массой 160–180 г. Вес животных одной группы колебался в пределах ±5–10 г. В работе руководствовались Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных.

Все животные были разделены на две группы: первой группе крыс хирургических манипуляций не проводили, второй — выполняли нефрэктомию слева. Операцию осуществляли под общей анестезией при помощи внутрибрюшинного введения раствора дипривана, рассчитанного по массе животного. Для анализа влияния нефрэктомии на общую адаптивную реакцию организма животных воздействовали повреждающими нагрузками различной природы: физическими (острая гипертермия) и химическими (острое алкогольное отравление) факторами, нормобарической гипоксией, предельными мышечными нагрузками и иммобилизационным стрессом.

На первом этапе исследования определяли дозу минимальной токсичности (ДМТ), при которой гибели животных не наблюдается; дозы, при которых наблюдается гибель 16, 50, 84 и 100 % животных (ДЛ₁₆, ДЛ₅₀, ДЛ₈₄ и ДЛ₁₀₀), для дихлорида ртути (HgCl₂), вводимого внутрижелудочно, у 30 здоровых белых крыс. Влияние токсичности HgCl₂, как агента острой почечной недостаточности, на животных после нефрэктомии определяли с помощью метода Миллера – Тейтнера. Воздействие на организм животных факторами химической природы осуществляли путем внутрижелудочного введения 40 % раствора этанола. ДЛ₅₀ этилового спирта также высчитывали по методике Миллера – Тейтнера. Модель нормобарической нормокапнической гипоксической гипоксии создавали помещая крыс в гермокамеру объемом 3 л. Углекислый газ удаляли натронной известью. Показателем сопротивляемости животных к воздействию гипоксии являлась продолжительность их жизни. Сопротивляемость организма к действию предельных мышечных нагрузок исследовали на модели принудительного плавания крыс с грузом 8 % массы тела до полного утомления в воде температурой 30–32 °С. Стресс-синдром моделировали иммобилизацией крыс на спине в течение 24 ч. Изучали следующие показатели: весовые коэффициенты надпочечников и тимуса, изъязвление слизистой оболочки (доля животных с язвами), степень изъязвления (количество язв у одной крысы), индекс Паулса, который рассчитывали по формуле: степень изъязвления × доля крыс с язвами (%) / 100. Мышечные нагрузки в условиях гипоксии моделировали свободным плаванием крыс в гермокамере объемом 3 л. Показателем сопротивляемости животных служила продолжительность плавания в минутах. Воздействие факторов физической природы моделировали при помощи острой гипо- и гипертермии. Острую гипотермию моделировали при свободном плавании крыс в воде температурой 10 °С. Показателем сопротивляемости животных служило время активного плавания в минутах. Острую гипертермию моделировали помещая животных в термокамеру с температурой 60 °C. Показателями сопротивляемости организма служили время начала судорог и продолжительность жизни в минутах. Острую алкогольную интоксикацию создавали введением 40 % этилового спирта в желудок. Основным показателем служила ДЛ₅₀ этанола. Для объективизации результатов исследований вычисляли коэффициент адаптогенного эффекта (КАЭ), который отражает способность препаратов повышать устойчивость организма к тем или иным воздействиям, по формуле: 100 % защитный эффект – (100 % – % эффекта в эксперименте) / 100 % защитный эффект. Статистический анализ результатов проводили в программе Statistica 10.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Параметры острой токсичности с применением HgCl₂ в случае здоровых крыс составили: ДМТ — 20 мг/кг, ДЛ₁₆ — 38 мг/кг, ДЛ₅₀ — 64 ± 7 мг/кг, ДЛ₈₄ — 85 мг/кг и ДЛ₁₀₀ — 100 мг/кг (р < 0,05). После нефрэктомии токсичность при помощи HgCl₂ определяли на 30-й день после операции. В этой группе ДЛ₅₀ HgCl₂ достоверно снижалась в 1,5 раза до 42 ± 6 мг/кг (р < 0,05).

Влияние нефрэктомии на общую адаптивную реакцию животных при воздействии острого алкогольного отравления, нормобарической гипоксии и предельных мышечных нагрузок представлено в табл. 1.

 

Таблица 1

Влияние нефрэктомии на общую адаптивную реакцию белых крыс

Table 1

The effect of nephrectomy on the overall adaptive response of white rats

Повреждающий фактор	Здоровые животные, n = 10	30-й день после нефрэктомии, n = 10
	Время жизни, мин (М ± m)	Время жизни, мин (М ± m)	КАЭ
ДЛ50 40 % этанола	25,1 ± 2,8	17,5 ± 1,9*	–0,30
Нормобарическая гипоксия	59,4 ± 5,1	47,8 ± 3,7	–0,20
Предельные мышечные нагрузки	19,2 ± 3,7	14,5 ± 1,3	–0,25
Примечание. *достоверные сдвиги по отношению к контролю при р < 0,05; коэффициент адаптогенного эффекта (КАЭ).

 

ДЛ₅₀ этилового спирта у здоровых крыс равнялась 25,1 ± 3,2 мл/кг. Нефрэктомия достоверно снижала переносимость этилового спирта белыми крысами практически на треть (p < 0,05). Снижение сопротивляемости организма животных к гипоксии после нефрэктомии составляло 20 % (p > 0,05), к предельным мышечным нагрузкам — 25 % (p > 0,05).

Сопротивляемость животных к иммобилизационному стрессу (стресс-синдрому) исследовали, изучая динамику показателей «триады Селье»: состояние тимуса, надпочечников и слизистой желудка. У крыс на фоне стресса, по сравнению к интактными животными, зафиксированы гипотрофия тимуса (весовой коэффициент органа достоверно снижался на 41 %), гипертрофия надпочечников (их весовой коэффициент возрастал в 1,5 раза) и 100 % поражение слизистой желудка (среднее количество язв у одной крысы составляло 6,2 ± 1,1, коэффициент Паулса был равен 6,2) (табл. 2).

 

Таблица 2

Переносимость белыми крысами 24-часового иммобилизационного стресса

Table 2

Tolerability of 24 h immobilization stress by white rats

Группа, n = 10	Тимус		Надпочечник		Желудок
	ВК	КАЭ	ВК	КАЭ	СИ (M ± m)	%	КП
Интактные	0,92 ± 0,04	0	0,075 ± 0,005	0	0	0	0
Стресс	0,55 ± 0,06*	–0,40	0,112 ± 0,013*	0,49	6,2 ± 1,1*	100	6,2
Н/э 30 день	0,80 ± 0,05	–0,13	0,090 ± 0,005*	0,20	1,1 ± 0,6**	20	0,22
Н/э + стресс	0,65 ± 0,04*	–0,29	0,138 ± 0,012*, #	0,84	4,5 ± 0,8*, #	100	4,5
Примечание: н/э — нефрэктомия; ВК — весовой коэффициент; СИ — степень изъязвления слизистой желудка (количество язв у одной крысы); % — процент крыс с язвами; КП — коэффициент Паулса. * — достоверные изменения по отношению к интактным крысам при р < 0,05; ** — достоверные изменения по отношению к контролю при р<0,05; # — достоверные изменения по отношению к крысам с нефрэктомией при р < 0,05.

 

К 30-му дню после нефрэктомии у крыс наблюдалась тенденция к гипотрофии тимуса, достоверно повышался весовой коэффициент надпочечников и степень изъязвления слизистой желудка (р < 0,05). В целом все это, вместе взятое, ухудшало переносимость животными эмоционально-болевого стресса, вызванного экспериментальной нефрэктомией.

Острую гипертермию моделировали помещая животных в термокамеру с температурой 60 °C. Показателями сопротивляемости организма служили время начала судорог и продолжительность жизни в минутах (табл. 3). Согласно полученным данным нефрэктомия достоверно снижала переносимость гипертермии (КС снижался почти на четверть (–0,24) (р < 0,05)) и гипотермии (коэффициент адаптогенного эффекта снижался почти на четверть (–0,24)).

 

Таблица 3

Влияние нефрэктомии на переносимость белыми крысами острой гипертермии

Table 3

Effect of nephrectomy on the tolerability of acute hyperthermia in white rats

Группы животных, n = 10	Время начала судорог, мин (М ± m)	Продолжительность жизни, мин (М ± m)	КАЭ
Здоровые животные	10,5 ± 0,5	15,0 ± 0,2	0
30-й день после нефрэктомии	8,1 ± 0,6*	11,4 ± 0,8*	–0,24
Примечание. *достоверные изменения по отношению к контролю при p < 0,05; коэффициент адаптогенного эффекта (КАЭ).

 

В результате анализа влияния общей адаптационной возможности организма животных с одной почкой на повреждающие внешние факторы было выявлено ее достоверное снижение. Общий коэффициент адаптогенного эффекта составил –0,21 ± 0,03 (р < 0,05).

ВЫВОД

Исследование продемонстрировало достоверное негативное влияние нефрэктомии на общую адаптационную способность организма животных и позволило уточнить функциональные характеристики общих адаптационных нарушений в связи с нефрэктомией.

Об авторах

Игорь Сергеевич Шорманов

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: i-s-shormanov@yandex.ru

д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой урологии с нефрологией

Россия, Ярославль

Марина Сергеевна Лось

ГБУЗ Ярославской области «Областная клиническая больница»

Автор, ответственный за переписку.
Email: 922099@mail.ru

канд. мед. наук, врач-уролог

Россия, Ярославль

Максим Вадимович Косенко

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: Maxim.kosenko76@yandex.ru

старший преподаватель кафедры физической культуры и спорта

Россия, Ярославль

Список литературы

Дополнительные файлы