Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы .12
1.1. Биологические системы организма и их связь с внешней средой. .12
1.2. Понятия и основные положения теории адаптации 14
1.3. Структурная организация почки ..19
1.3.1. Характеристика реактивных изменений почек под влиянием факторов внешней среды и при их патологии . .22
1.3.2. Регенерация и гипертрофия почки при её повреждении .28
1.3.3. Механизмы, обеспечивающие адаптацию почки к действию внешних факторов и при развитии патологии органа.31
1.3.4. Внутриутробное развитие почки .33
1.6.1. Компенсаторно-приспособительные реакции органов плода.. .35
2. Материал и методы .38
2.1. Экспериментальное моделирование заболеваний почек. .39
2.1.1. Создание экспериментального гломерулонефрита .39
2.1.2. Моделирование пиелонефрита .42
2.2. Изучение реакции почек крыс на введение диуретиков. .42
2.3. Изучение почек плодов, полученных от самок с повреждением почек нефротоксической сыворотки на 12 или 17 день беременности .43
2.4. Морфометрические исследования почек .44
3. Результаты собственных исследований. ..47
3.1. Структурная организация интактной почки взрослой крысы .47
3.1.1. Морфологическая характеристика почек с гломерулонефритом Масуги .48
3.1.1.1. Строение почечного тельца . .50
3.1.2. Строение эпителия канальцев нефронов .62
3.1.3. Морфологическое состояние интерстициальной ткани .69
3.2. Морфологическая характеристика почек при пиелонефрите .79
3.2.1. Строение почечного тельца .79
3.2.2. Строение эпителия канальцев нефронов . . . .85
3.2.3. Морфологическое состояние интерстициальной ткани .88
4. Результаты изучения почек взрослых крыс после введения здоровым животным ацетазоламида или меркузала .. .91
4.1. Строение почечного тельца .93
4.2. Строение эпителия канальцев нефрона .100
4.3. Морфологическое состояние интерстициальной ткани. .103
5. Результаты изучения почек в период внутриутробного развития 111
5.1. Строение почки 21-дневных плодов крыс, полученных от здоровых (интактных) беременных самок .111
5.2. Характеристика изменений вторичных почек 21-дневных плодов крыс, полученных после введения беременным самкам нефротоксической сыворотки на 12 или 17 дни беременности .114
5.2.1. Строение почечного тельца у 21-дневных плодов после введения самкам нефротоксической сыворотки на 12 или 17 дни беременности . 115
5.2.3. Строение эпителия канальцев нефрона .126
6. Обсуждение результатов ..133
7. Выводы .159
8. Список цитируемой литературы . ..161
- Характеристика реактивных изменений почек под влиянием факторов внешней среды и при их патологии
- Изучение почек плодов, полученных от самок с повреждением почек нефротоксической сыворотки на 12 или 17 день беременности
- Морфологическая характеристика почек с гломерулонефритом Масуги
- Строение почечного тельца у 21-дневных плодов после введения самкам нефротоксической сыворотки на 12 или 17 дни беременности
Введение к работе
Любая биологическая система является открытой. Влияние экзогенных факторов (афферентных импульсов) на биосистему проявляется определёнными реактивными изменениями, а неоднородность входящих в неё структур, обеспечивает выполнение специализированных функций (Анохин П.К., 1980). На всех этапах онтогенеза организм постоянно испытывает влияния окружающей среды, которые в одних случаях детерминируют его физиологические состояния, в других - для поддержания функций организма на жизненно необходимом уровне внешние факторы вызывают повышение активности компенсаторно-приспособительных механизмов. Такие потребности могут возникнуть под действием различных физических или психотропных стрессоров, способных вызывать развитие стресс-реакции (Пшенни-кова М.Г., 2000).
Недостаточность процессов адаптации организма приводит к иной форме его жизнедеятельности, которую рассматривают как болезнь (Казначеев В.П., 1980). Однако в ходе формирования приспособительных реакций порой трудно выявить несостоятельность обеспечивающих их механизмов, что, вероятно, и затрудняет проведение чёткой границы между физиологической нормой и патологией (Давыдовский И.В., 1962), тем более что параметры последней весьма вариабельны для двух отдельных индивидуумов.
Вторичная почка выполняет большое количество функций. Она участвует практически во всех видах обмена и обеспечивает поддержание гомеостаза организма. Тем самым, почка является важным звеном в формировании адаптивных реакций к различным внешним воздействиям или при возникновении заболевания со стороны других органов и систем (Наточин Ю.В., 1983; 1993).
По данным литературы заболевания почек составляют около
5,5-6,0% общей заболеваемости. Однако более тщательные скринин-говые исследования указывают на поражения почек приблизительно у 7-10% взрослого населения. Такая заниженная диагностика почечных заболеваний объясняется их "непроявленностью" и "неустановленно-стью" в ранних преклинических фазах болезни (Маждраков Г., 1980).
В ходе дифференциальной диагностики почечных заболеваний, несмотря на широкое внедрение многочисленных методов исследования, применяемых в клинической нефрологии, количество ошибочных диагнозов остаётся достаточно высоким. Большая часть этих исследований касается выделительной функции почек (Дочев Д., 1980).
К заболеваниям с большой долей ошибочных диагнозов можно отнести острые и хронические гломерулонефриты, нефротический синдром разной этиологии, хронический пиелонефрит (Ярошевский А.Я., 1971). Причиной таких погрешностей в формулировании диагноза, как указывает автор, является, во-первых, определённое сходство проявлений целого ряда заболеваний почек; во-вторых, отсутствие чёткой корреляции между клинико-функциональными показателями и морфологическими изменениями органа. Зачастую достаточно умеренные структурные нарушения почек соответствуют явной клинической картине заболевания. В то же время, значительные морфологические изменения проявляются слабо выраженным лабораторно-клиническим данным, что, очевидно, сопряжено с мобилизацией резервных возможностей органа. Нередко скрытая патология печек по-стнатального периода является результатом нарушений их внутриутробного развития (Gibson J.E., 1976).
Хотя с момента опубликования цитированных работ прошёл значительный промежуток времени, указанные проблемы компенсирования и резервирования функций при почечных заболеваниях, оставались актуальными и в последнее десятилетие (Duarte C.G., Preuss H.G., 1993;WalselM., 1994).
Мы предположили, что в развитии реактивных изменений почки, как и любого другого органа, лежит стресс-реакция. Давая определение стрессу, Г.Селье (1960) характеризовал его "... как состояние неспецифического напряжения в живой материи, которое проявляется реальными морфологическими изменениями в различных органах". В печени в зависимости от 1) характеристик стрессора, 2) его силы, 3) ритма, 4) длительности воздействия, 5) индивидуальных фило- и онтогенетических, 6) транзиторных особенностей организма может возникнуть истощение или полная утрата механизмов адаптации (Шку-рупий В.А., 1989; Bluger A., Kartaschwa О., Terentjewa L., et al., 1985).
Используя модели экспериментальной патологии почек и прямого действия на них фармакологических препаратов на основании положений Г.Селье о стрессе, как неспецифическом реагировании организма и стадийном формировании "адаптационного синдрома", мы попытались выяснить возможные причины появления возможных морфо-функциональных несоответствий почек в ранние периоды формирования ответных реакций структур органа.
Могут ли структурные проявления специфических и неспецифических морфологических компонентов реагирования на основе сопоставления количественных данных отдельных элементов почки обеспечить функциональные характеристики органа? Что представляет собой неспецифическая морфологическая основа в проявлении реакций почек на воздействия факторов различных по природе? Можно ли считать, что эти изменения, формирующиеся в ходе реализации стресса, относятся к адаптивным реакциям, способным обеспечить поддержание функций органа? Решению этих вопросов посвящено настоящее исследование.
6 Цель работы. Изучить особенности специфических и неспецифических проявлений реакций структурных элементов почки на факторы, избирательно изменяющие функциональное состояние их структурных единиц и при формировании ответных реакций на внешние воздействия.
Задачи исследования.
Методами морфологии изучить и систематизировать специфические и неспецифические структурные изменения при гломерулонефрите Масуги.
Исследовать и систематизировать специфические и неспецифические изменения во вторичных почках при пиелонефрите.
Изучить возможные морфологические проявления формирования неспецифических реактивных изменений в нефронах и интер-стиции вторичных почек при введении диуретиков, избирательно изменяющих функциональное состояние их структурных элементов.
Исследовать и сопоставить особенности проявлений процесса нефроногенеза у 21-дневных плодов и структурной организации почек, полученных от самок-крыс с патологией воспалительного генеза.
Изучить особенности проявлений неспецифических изменений структурных элементов почек, формирующихся в процессе адаптации к функциональной нагрузке в состоянии физиологической нормы и при развитии патологических процессов.
Изучить морфологические признаки основных механизмов резервирования функций, приспособления и компенсации в почке в условиях нормы и патологии.
Научная новизна работы.
В проведенном сравнительном изучении почек млекопи- тающих с гломерулонефритом Масуги, пиелонефритом, после введения диуретиков (ацетазоламида и меркузала) и метанефроса 21-дневных плодов было показано, что наряду со специфическими морфологическими изменениями, характеризующими развитие конкретной патологии, существуют неспецифические структурные изменения, лежащие в основе общности проявлений стресса и конкретного заболевания, реализующиеся в сходных функциональных изменениях органа при конкретных нозологиях.
Доказано, что в почках взрослых и плодов в ходе реализации стресса на уровне тканей, межтканевых взаимоотношений, отделов нефронов и между различными типами нефронов (субкапсуляр-ными и юкстамедуллярными) формируются морфологические изменения, характеризующие "срочную адаптацию". Они представлены следующими структурными проявлениями: признаками усиления процесса фильтрации, изменениями кровенаполнения сосудов разных зон почки, формированием сходных тубуло-интерстициальных реакций и нарушений эпителиальной выстилки канальцев нефрона.
Впервые с позиций учения о стрессе дана характеристика изменений почек при конкретных патологических процессах и в условиях повышенных функциональных нагрузок, предложены морфологические критерии отнесения структурных проявлений ответных реакций нефронов к последовательным фазам адаптации.
Описаны морфологические признаки развития их адаптации и дизадаптации нефронов, которые представлены следующими морфо-фуикциональными состояниями: донозологического, повышенного функционального напряжения, развития дизадаптации и срыва адаптации. При почечных заболеваниях количественные соотношения нефронов различных морфо-функциональных состояний в почке, как биологической системы, отражают компенсированные и декомпенсированные состояния, которые могут обусловить появление отдельных общих для различных нозологии почечной патологии кли-нико-функциональные проявлений.
Научная и практическая значимость.
Полученные данные о структурных преобразованиях почки в ходе онтогенеза позволили выявить формирование сходных по морфологическим проявлениям реактивные изменения эпителия нефро-нов, межканальцевой соединительной ткани, сосудисто-тканевых взаимоотношений и микроциркуляторного русла, как опосредованные экспериментальной патологией органа, так и после функциональной нагрузки на отдельные структурно-функциональные единицы почки фармакологическими препаратами.
В начальные периоды развития гломерулонефрита Масуги и пиелонефрита доминируют деструктивно-воспалительные и пролифе-ративно-регенераторные процессы, первые из которых отражают развитие начального этапа несовершенной "срочной" адаптации органа, а вторые - реализуются теми же механизмами, которые обеспечивают выполнение повышенной функциональной нагрузки при введении диуретиков.
При заболеваниях почек поддержание некоторых их функциональных показателей на уровнях близких к нормальным состояниям может обеспечиваться механизмами резервирования функций, реализующихся структурными преобразованиями, которые характеризуют почку как многоуровневую саморегулирующуюся биологическую систему с высокими резервными возможностями. В пределах этой биосистемы формирование неспецифической части приспособительных реакций связано с реагированием на специфические этиологические факторы как на стрессорные. В зависимости от характера стресс-реакции и её продолжительности возникает либо адаптация, либо ди-задаптация - состояние, сопряжённое со значительными поврежде- ниями нефронов и других органных структур почки. Такие нарушения могут определённое время компенсироваться за счёт увеличения функциональной активности сохранившихся структурных единиц органа, однако увеличение продолжительности этого состояния вызывает функциональную декомпенсацию, в основе которой лежат выраженные повреждения почечной паренхимы и стромы. Существенную роль в формировании механизмов адаптации почки играют изменения соотношений абсолютного количества различных морфо-функциональных типов нефронов. Это отражается проявлением соответствующих приспособительных процессов на тканевом и клеточном уровнях организации органа.
Изученные структурные проявления неспецифических общепатологических изменений нефронов и интерстициальной ткани почек позволяют объяснить существование некоторых сходных клинико-лабораторных проявлений ряда почечных заболеваний, которые возникают как структурные и функциональные проявления формирования адаптивного ответа органа на тканевом и клеточном уровнях.
Отдельные несоответствия между функциональными показателями почки и её структурными изменениями, возникающими при той или иной патологии органа, являются результатом развития приспособительных реакций почки в целом. Её адаптивные процессы осуществляются не только указанными тканевыми механизмами органа, но и изменением соотношений специфичных в морфо-функциональном отношении субкапсулярных и юкстамедуллярных нефронов.
Выявленные особенности формирования приспособительных реакций тканево-клеточного и органного уровней в процессе развития почечных заболеваний указывают на широкую вариабельность функциональных показателей и структурных характеристик почек. Указанные структурно-функциональные особенности развития адаптивного процесса необходимо учитывать в клинической практике врачей соответствующих специальностей. Они могут быть полезны в проведении дифференциальной диагностики определённой почечной и непочечной патологии, особенно в начальные сроки или в случаях скрыто протекающих заболеваний.
Положения, выносимые на защиту.
Морфо-функциональные изменения, формирующиеся в почках при патологических процессах, могут отражать различные этапы приспособления и компенсации функции, а также повреждения, развивающиеся параллельно в ранние периоды заболевания, соотношение которых детерминирует степень структурно-функциональной стабильности этих органов и исход заболеваний.
При адаптации вторичных почек на предъявляемый повышенный функциональный запрос, морфологические преобразования в них реализуются на различных уровнях: тканевых, межтканевых взаимоотношений, нефронов разных типов, отделов нефронов, обусловливающих сходные изменения клинико-функциональных показателей при разных заболеваниях этих органов.
Ряд структурных изменений клубочкового фильтра почек у взрослых крыс-самок с гломерулонефритом Масуги (повышенная проницаемость капилляров клубочка, особенности строения подоци-тов, базальной мембраны и клеток эпителия канальцев) по общепринятым представлениям специфичные для данной патологии сопряжены с последовательными этапами дифференцировки фильтрационного барьера как ответ на естественную повышенную функциональную нагрузку. Это указывает на относительную специфичность структурных изменений, наблюдаемых в почках при гломерулонефрите.
Апробация материалов диссертации.
Материалы диссертации докладывались на: Всесоюзной конфе-
11 ренции по проблеме «Взаимодействие дыхания, кровообращения и эритрона и их комплексной регуляции в норме и патологии» (Барнаул, 1978); IX Всесоюзном съезде анатомов, гистологов, эмбриологов (Минск, 1981); 2-й Всероссийской конференции (Саратов, 1993); Научно-практической конференции, посвященной 40-летию кафедры фармакологии АГМУ (Барнаул, 1996); VI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1999); V конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Москва, 2000); Всероссийской конференции "Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты" (Новосибирск, 2002); Заседаниях Алтайского отделения анатомов, гистологов и эмбриологов (1979; 1998; 2001; 2003).
Внедрение результатов в практику.
Результаты исследований включены в преподавание соответствующих разделов гистологии, эмбриологии, акушерства и гинекологии, патологической анатомии и патологической физиологии в Алтайском государственном медицинском университете.
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 35 работах.
Объём и структура диссертации.
Диссертация изложена на 169 страницах, из которых 140 занимает текст работы. В тексте имеется 37 рисунков (из них 36 микрофотографий) и 30 таблиц. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием использованных методик, главы, в которой изложены результаты собственных исследований, заключения и выводов. Указатель литературы включает 382 источника, из которых 145 отечественных и 237 зарубежных.
Характеристика реактивных изменений почек под влиянием факторов внешней среды и при их патологии
Выработанные в процессе эволюции адаптивные реакции под влиянием чрезвычайных раздражителей различных по силе, широте приложения и длительности воздействия могут превращаться в реакции патологические (Парин В.В., Меерсон Ф.З., 1965; Шкурупий В.А., 1989). В этих случаях возникает несостоятельность компенсаторно-приспособительных механизмов, их нарушение, что приводит к возникновению нового качества процессов адаптации - патологии (Чернух A.M., 1976).
В литературе имеются описания результатов действия на почку различных факторов: повышенной температуры (Бадаева О.С, 1969; Goslar H.G., Herrmann М., 1968), рентгеновского облучения (Poggi L.G., Pasinetti A., Lombardi L., 1962), зимней и искусственно вызванной спячки животных (Anion Н., 1967; Zaccheo D., Grossi С.Е., Millo R., 1968), изменений рациона питания, включая хроническое голодание (Chrusciel Т., et al., 1963; Monserrat A.J., 1964; Torhorst J., et al., 1967; Simon J.B., Scheig R., Klatskin G., 1968), после водной нагрузки или антидиурезе (Morard J.-СІ., 1967), магнитного поля (Абдуллина З.М., Чижова С.С., Яснобулко С.З., 1974).
В процессе формирования ответных реакций почки и развитии патологии органа изменениям подвергаются все структурные элементы: нефроны, интерстиций, сосудистая и лимфатическая системы (Никитина Т.А., 1973; Domingues-Abel М., et al., 1962; Bonetti Е., Der-enzini M., Fiume L., 1974; Bulger R.E., Lorentz W.B.Jr., Colindres R.E., 1974).
Под влиянием факторов внешней среды или в хоре развития заболевания в почках можно выделить специфические (первичные) и неспецифические (вторичные) морфологические реакции. При гломерулонефритах наблюдают специфические повреждения сосудистого клубочка в виде пролиферации эндотелиальных и мезангиальных клеток. Это нарушает процессы фильтрации, приводящие к выходу крупномолекулярных белков, что в дальнейшем вызывает тубуло-интерстициальные реакции, характеризующиеся дистрофическими и атрофическими изменениями эпителия канальцев, отёком и лимфоид-ной инфильтрацией интерстиция с последующим фиброзом (Аллен А., 1972; Меллорс Р., 1972; Шулутко Б.И., 1983). При формировании пиелонефрита на первое место выступают изменения со стороны ин-терстициальной ткани почек и эпителиальной выстилки канальцев нефрона. Позже, при развитии хронических форм заболевания, могут поражаться и сосудистые клубочки (Касс Э., 1972; Шулутко Б.И., 1983).
Изменения проницаемости клубочкового фильтра при гломерулонефритах во многом определяется состоянием цитопедикул подо-цитов и расположенных между ними щелевых диафрагм, отражается на составе и количестве мочи. Наиболее общими и часто встречающимися изменениями вторичных отростков названных клеток являются их укорочение и утолщение. (Mundel P., Kriz W., 1995).
Такие же изменения подоцитов встречаются при других заболеваниях почек, связанных с повреждениями клубочкового фильтра: нефрозе (Ryan G.B., Leventhal М., Karnovsky M.J., 1975; Andrews P.M., 1978; 1981); развитии нефротического синдрома (Kuhn К., et al., 1981; Drumond M.C., Deen W.M., 1994); диабетическом гломерулосклерозе (Huang Т.W., 1980; Daniels B.S., 1993).
Пространственная дезинтеграция цитопедикул изменяет структуру щелевых диафрагм, которые совместно с базальной мембраной клубочка регулируют фильтрацию крупномолекулярных соединений плазмы крови (Farquhar M.G., 1975). Не только при гломерулонефритах, но и при нефрозе, развитии нефротического синдрома в области их расположения появляется складчатость, уменьшается плотность расположения клеток. Зоны расположения диафрагм расширяются, изменяется количественный и качественный состав межклеточных соединений (Kuhn К., Sterzel R.B., Reale Е., 1981; Daniels B.S., 1993; Drumond М.С., Deen W.M., 1994; Drumond M.C., et al., 1994).
Похожие структурные перестройки подоцитов встречаются и при состояниях организма, не связанных с непосредственным повреждением сосудистого клубочка: в случаях ишемии почки или дегидратация организма (Racusen L.C., Prozialeck D.H., Solez К., 1984); при изучении адаптации почки к морской воде (Brown J.A., Taylor S.M., Grey С J., 1983; Grey C.J., Brown J.A., 1987); после введения животным норадреналина (Bulger R.E., Cronin R.E., Dobyan D.C., 1980); при повышении внутрипочечного артериального давления (Kriz W., et al., 1994); в ходе компенсаторной гипертрофии оставшейся почки после односторонней нефрэктомии (Shimojo Н., 1998).
Многие формы прогрессирующих почечных заболеваний, характеризуются сегментарными или генерализованными изменениями базальной мембраны в виде гломерулосклероза и увеличения её толщины (Hishiki Т., Shirato I., Tomino Y., 1999). Эти нарушения вызываются отслойкой подоцитов (Kriz W., Lemley K.V., 1999; Mundel P., ShanklandS.J., 1999).
При иммунных повреждениях сосудистых клубочков нефронов в базальной мембране наряду со склеротическими изменениями выявляли увеличенное отложение мезангиального матрикса (Shigematsu Н., et al., 1983). Такие электронноплотные депозиты в одних случаях располагались под эндотелием (Ng W.L., et al., 1984), а в других - под эпителием клубочкового фильтра (Bonsib S.M., 1985). Их накопление прямо связано с размерами и зарядом фильтруемых макромолекул (Duan H.J., et al., 1991).
При формировании гломерулосклероза принимают участие ме-зангиальные клетки (Huang T.W., 1980). В составе базальных мембран уменьшается содержание гепарин сульфата и увеличение мезангиального матрикса, чем объясняют возникновение протеинурии при данной патологии (Makino Н., et al., 1993; van den Born J., et al., 1995). Выход в просвет нефронов крупномолекулярных белковых соединений связывают с нарушениями строения каналов базальной мембраны. Они возникают из-за изменений пространственной конфигурации и количественного соотношения основных её компонентов: коллагена IY типа, гепарин-сульфата и ламинина, с одной стороны, и размеров, формы или заряда макромолекул - с другой (Mynderse L.A., et al., 1983; Haramoto Т., et al., 1993; Nagake Y., et al., 1993). В ходе фильтрации макромолекул большое значение имеет lamina densa, играбщая роль барьера, который ограничивает выход крупномолекулярных белков (Batsford S.R., Rohrbach R., Vogt A., 1987). Похожие склеротические изменения базальной мембраны наблюдали при компенсаторной гипертрофии оставшейся почки после односторонней нефрэктомии (Shimojo К, 1998).
Иные реактивные изменения базальной мембраны сосудистого клубочка в виде увеличения общей площади и уменьшения её толщины описывали при повышении внутрипочечного артериального давления, что рассматривали как процесс адаптации к изменениям микроциркуляции органа (Kriz W., et al., 1994).
Изучение почек плодов, полученных от самок с повреждением почек нефротоксической сыворотки на 12 или 17 день беременности
При постановке экспериментов мы не ставили перед собой задачи по выявлению новых морфологических данных, характеризующих развитие почечной патологии или появление изменений в почках после введения диуретиков. Для нас был значимым принцип прямого специфического воздействия на отделы нефронов или интерстициаль-ную ткань. В ходе исследования считали важным сопоставление полученных характерных изменений почки для выяснения вероятности появления похожих (неспецифических) морфологических реакций соответствующих структур органа.
В выбранных моделях при гломерулонефрите Масуги происходит специфическое иммунное повреждение сосудистого клубочка нефронов, при пиелонефрите характерными являются воспалительные изменения интерстициальной ткани, а действие диуретиков направлено на канальцевые отделы нефронов. Данный выбор был обоснован ещё и тем, что эти состояния практически не влияют на один из важных функциональных показателей почки - почечный плазмоток: при нефрите (Ярошевский А.Я., 1971) и пиелонефрите (Дочев Д., 1980), в случаях применения диуретиков (Лебедев А.А., Кантария В.А., 1976; Лебедев А.А., 1984).
Базовой моделью поражения почек взрослых животных служила модель гломерулонефрита Масуги, характеризующаяся специфическими иммунными повреждениями сосудистого клубочка нефронов с последующими изменениями эпителия канальцев и интерстициальной ткани почек. Гломерулонефрит Масуги вызывали путём введения нефротоксической сыворотки, полученной в процессе иммунизации кроликов. Её приготовление проводили по известной методике (Никифорова Н.В., Переченкина Н.П., Варшавский В.А. и др., 1975). Из коркового вещества почек крыс получали гомогенат, очищенный от соединительной ткани и содержащий клубочковые базальные мембраны, который вводили кроликам в полном адъюванте Фрейнда.
Для иммунизации использовали кроликов массой 2,5-3,0 кг. Иммунизацию проводили в два этапа. На первом этапе 25-30 мг сухого остатка антигена в 1 мл суспензии смешивали с 1 мл полного адъ-юванта Фрейнда и вводили животному внутримышечно. Второй этап проводили через 4 недели. Антиген вводили внутрибрюшинно по 100 мг, содержащихся в 5 мл физиологического раствора в течение 3 суток. Кровь у кроликов с активной нефротоксической сывороткой забирали из ушной вены на 10, 15 и 25 сутки после заключительной иммунизации в количестве 30-40 мл. Сыворотку всех кроликов смешивали и инактивировали, разливали в стерильные флаконы по 10 мл и лиофилизировали.
Специфический титр антипочечной сыворотки определяли с помощью реакции связывания комплемента (Вязов О.Е., 1967), для которой использовали сухой комплемент и гемолитическую сыворотку (титр 1:1200) производства Пермского НИИ вакцин и сывороток. Эритроциты барана получали непосредственно перед проведением реакции.
Сыворотку вводили взрослым крысам массой 170-200 г в течение двух дней: первый день - внутривенно; второй - подкожно. Дозировка составляла 0,8 мл на 100 г массы тела животного (Самойлова 3.T., Шульцев Г.П., Халютина Л.В., Булатова Э.Р., 1973). Подтверждением полученных нефротических изменений со стороны почек служило увеличенное содержание в моче крыс белка, который определяли по общепринятой методике (Рябов СИ., Наточин Ю.В., Бенда-ренко Б.Б., 1979). Специфичность повреждения клубочкового фильтра определяли на криостатных срезах путём обнаружения антител к ба-зальной мембране клубочка с помощью прямого иммунофлюорес-центного метода Кумбса (Кубица Ю.Ф., 1967).
Животные были разделены на две группы. Первая являлась основной, в которой на 5, 15 и 30 дни после последней инъекции нефро-токсической сыворотки изучали развитие изменений, характеризующих гломерулонефрит Масуги. Во второй подопытной группе на 5, 15 и 30 дни эксперимента изучали состояние повреждённых почек после введения внутрь животным нифедипина - антагониста кальция, который, наряду с другими фармакологическими эффектами, обладает противовоспалительными свойствами. В экспериментальных исследованиях, проведённых В.И.Ёлкиным (1995), было показано, что названный препарат значительно нормализует функциональные показатели почек при гломерулонефрите (в частности значительно снижается содержание белка в конечной моче). Препарат применяли, начиная с первого дня первой инъекции нефротоксической сыворотки в дозе 10 мг/кг веса в течение 20 дней. Выбор сроков изучения почек был связан с развитием двух фаз аутоиммунного процесса (Серов В.В., Варшавский В.А., Куприянова Л.А., 1983). В первую фазу антитела к нефротоксической сыворотке быстро связываются с антигенами ба-зальной мембраны капилляров клубочка нефронов. Вторая фаза, начинающаяся через 10-14 дней после введения сыворотки, связана с продукцией антител к гамма-глобулину гетерологической антипочечной сыворотки. Каждая группа, как в норме (интактные животные), так и в экс 42 периментах с гломерулонефритом и после введения нифедипина на фоне гломерулонефрита (изучение почек на 5, 15 и 30 дни), была представлена пятью крысами.
Морфологическая характеристика почек с гломерулонефритом Масуги
В опытах с нифедипином группа животных на 15 день имела некоторые особенности. В этот срок по сравнению с исследованием почек на 5 день отмечали увеличение объёма капилляров интерстиция коры почти в 5 раз, в то время как относительно данного показателя нормы он был меньше в 1,5 раза. В тоже время в юкстамедуллярной зоне и в мозговом веществе этой серии опытов отмечали максимальные величины объёма капиллярного русла, они составляли соответственно 14,93±1,34% и 9,37±1,19%. К концу изученного периода, на 30 день, эти величины уменьшались в два-три раза. Однако если для юкстамедуллярных участков и в почечном сосочке объём капиллярного русла интерстиция приближался к показателям интактиых животных, то аналогичные изменения со стороны коры, данное изменение значимо увеличивало отличия от нормы (таблица 8).
Как показывают данные литературы, в ходе развития острого экспериментального нефротоксического гломерулонефрита происходит снижение скорости клубочковой фильтрации при практически не изменённой скорости почечного плазматока (Wen S.F., Wagnild J.P., 1976).
Сравнение суммарных показателей капиллярного русла изученных зон почек показало, что в почках с гломерулонефритом Масуги и гломерулонефритом+нифедипин на 5 день исследования выявило уменьшение относительного объёма капилляров практически на оди 77 наковую величину 0,63 и 0,65 соответственно (отношение суммы показателей объёмов капиллярного русла гломерулонефрит и гломеру-лонефрит+нифедипин к соответствующей сумме в норме). Близкие показатели были определены на 30 день исследования, но степень их уменьшения была больше и составляла соответственно 0,71 и 0,79. В то же время их определение на 15 день исследования показало, что в почках с гломерулонефритом Масуги показатель приближался к норме и равнялся 0,96, тем самым доказывается снижение кровотока через почку экспериментальных животных. Увеличение объёма капилляров юкстамедуллярной зоне и в почечном сосочке, характеризует усиление кровотока и повышение функциональной нагрузки на эти нефроны, а явления стаза крови.
Введение нифедипина при исследовании на 15 день приводило к резкому увеличению объема капиллярного русла, который был почти в два раза больше нормы, достигая значения 1,96. Вероятно, за счёт изменения кровотока, в первую очередь в области юкстамедуллярных нефронов обеспечивает некоторое повышение диуреза у крыс с ломе-рулонефритом Масуги, сохранение общего белка и повышение остаточного азота крови, что связывают с натриуретическим и диуретическим действием нифедипина (Ёлкин В.И., 1995). Это ещё раз может служить подтверждением значения юкстамедуллярных нефронов в обеспечении поддержания основных функций почки в целом.
Можно предполагать, что такая реакция микроциркуляторного сосудистого русла почек на 15 день исследования напрямую связано и с фазами развития нефротоксического гломерулонефрита Масуги. Как указывалось в главе "Материал и методы", на 10-14 дни начинается вторая фаза развития экспериментального гломерулонефрита Масуги, связанная с продукцией антител к гамма-глобулину гетерологическои антипочечной сыворотки (Серов В.В., Варшавский В.А., Куприянова Л.А., 1983). Показанное в настоящем исследовании уменьшение относительного объёма сосудов микроциркуляторного русла в субкапсуляр-ных зонах интерстициальной ткани указывает на снижение кровотока в этой части почки, а расширение соответствующих сосудов юкстаме-дуллярной зоны и почечного сосочка можно расценить как компенсаторную реакцию кровотока за счёт перераспределения. Особенности кровоснабжения юкстамедуллярных нефронов позволяют их сосудам выполнять функцию "шунтирующих", обеспечивающих укороченный облегчённый путь кровотока через почку. Такая возможность изменений микроциркуляции в почечных сосудах при экспериментальном нефрите подтверждается данными литературы (Kaizu К., et al., 1985).
Итак, как показано в таблице 8, достоверно доказано, что при развитии нефротоксического нефрита, по сравнению с нормой, имело место перераспределение крови между субкапсулярной и юкстаме-дуллярной зонами интерстициального капиллярного русла почки крыс. Представленные изменения объёмов сосудов микроциркуляторного русла можно рассматривать как морфологические проявления перераспределения почечного кровотока (увеличение объёма юкстамедуллярных и уменьшение субкапсулярных сосудов микроциркуляторного русла), что, вероятно, направлено на поддержание выделительной функции почек и подтверждается высказанное выше положение о "шунтирующей" роли этих нефронов.
Таким образом, при экспериментальном гломерулонефрите Ма-суги присутствуют первичные повреждения сосудистого клубочка, характеризующиеся пролиферацией эндотелиальных и мезангиальнах клеток, повреждениями его кровеносных капилляров, он приобретает выраженное дольчатое строение. Реактивные изменения в канальце-вом эпителии являются вторичными и характеризуются признаками дистрофии в виде набухания и вакуолизации цитоплазмы, разрушения клеток и слущивания эпителиоцитов в просвет, в его составе появля 79 ются двуядерные клетки и митозы. В межканальце вой соединительной ткани наличие лейкоцитарной инфильтрации указывает на воспалительную реакцию.
Строение почечного тельца у 21-дневных плодов после введения самкам нефротоксической сыворотки на 12 или 17 дни беременности
В процессе внутриутробной структурно-функциональной диф-ференцировки метанефроса, он проявляет высокую чувствительность к повреждающим факторам (Gomez R.A., et al., 1999). С помощью ультразвукового исследования, начиная с 20-недельного срока внутриутробной жизни плодов и последующие периоды, в почках диагностируют аномалии развития органа, в том числе, такие как поликистоз и гидронефроз (Anderegg L.A., 1983).
В настоящем разделе проводится сравнение описанных выше повреждений в почках взрослых животных с изменениями, которые появлялись в метанефросе плодов млекопитающих, полученных от самок крыс после введения им в период беременности нефротоксиче-ской сыворотки.
К моменту исследования вторичных почек 21-дневных плодов крыс, полученных от интактных самок (Рис. 32), определяется 6-7 генераций формирующихся нефронов. Они находятся на шести известных стадиях дифференцировки: 1 - метанефрогенной шапочки, 2 - почечного пузырька, 3 - S-образного канальца, 4 - предшествующей формированию петли, 5 - стадии дифференцировки петли и 6 - заклю-чительной стадии развития, что соответствует периодизации нефроно-генеза, предложенной А.А.Волощенко (1970).
Первые три стадии объединяют в так называемый зачатковый период нефроногенеза, когда благодаря интенсивной и неравномерной пролиферации клеток в разных участках будущего нефрона осуществляется закладка всех его отделов. В это время структурные единицы метанефроса значительно отличаются от таковых расположенных в почках взрослых и имеют вид, соответствующий названиям этих начальных стадий.
Последние три стадии характеризуют, как стадии морфологической дифференцировки нефронов. Начиная с четвёртой - стадии предшествующей формированию петли, в нефронах обособляется почечное тельце с чётко выраженным просветом капсулы и сосудистым клубочком, появляются проксимальный и дистальный отделы, намечается участок будущей петли нефрона. В это время уже можно выделить структуры, которые позже примут участие в формировании око-локлубочкового комплекса. С появлением нефронов этой стадии диф-ференцировки в почке обособляется корковое и мозговое вещество.
На пятой и, особенно на шестой стадии нефроногенеза, происходят закономерные изменения со стороны всех отделов нефронов, которые в конечном итоге приводят к образованию структурных единиц, отвечающих требованиям морфологически зрелых нефронов. Такие структурные единицы всегда лежат на границе с формирующимся мозговым веществом, по этой причине их молено отнести к юкстаме-дуллярным нефронам. Считается, что с появлением нефронов 4-5 стадий дифференцировки (11-12 недели) почки плодов человека, начинают выделять мочу (Волкова О.В., Пекарский М.И., 1976).
Таким образом, в почках плодов крыс, так же как и других млекопитающих, первыми закладываются юкстамедуллярные нефроны. Так как они относятся к первой генерации, то на любом этапе дифференцировки метанефроса являются наиболее зрелыми.
Мозговое вещество 21-дневных плодов крыс представлено большим количеством мезенхимы. В его составе, кроме многочисленных собирательных трубок, располагались формирующиеся петли нефронов (Рис. 32). В непосредственной близости к ним располагались петли менее зрелых нефронов, что подтверждается меньшим диаметром канальцев, базофилией цитоплазмы клеток нисходящего и восходящего колен формирующейся петли. Петли зрелых нефронов, лежали на большем расстоянии от собирательной трубки, а их количество было значительно меньше, чем нефронов, находящихся на ранних стадиях дифференцировки. В это время в составе мозгового вещества между его структурами (собирательными трубками, петлями нефронов, формирующимися прямыми сосудами и интерстицием) устанавливаются взаимоотношения, характерные для окончательной почки.
В интерстициальной ткани, как коркового, так и мозгового вещества почек плодов последовательно происходит формирование кровеносных сосудов. В области расположения юкстамедуллярных нефронов присутствуют крупные дуговые артерии, от которых отходят междольковые и внутридольковые артерии. Последние сосуды дают начало приносящим артериолам. В неогенной зоне коры сосудистое русло представлено многочисленными капиллярами.
Проведённое исследование показало, что в процессе нормального развития метанефроса крыс сохраняются общие закономерности образования нефронов и соответствующих генераций собирательных трубок. В почечной коре последовательно появляются юкстамедул-лярные, промежуточные и, наконец, субкапсулярные нефроны. В мозговом веществе происходит дифференцировка петель нефронов. К моменту рождения наиболее зрелыми являются нефроны, расположенные на границе с мозговым веществом.
