Введение к работе
Актуальность. Рентгеноконтрастная нефропатия (РКН) стала важной клинической проблемой, растущей параллельно с широким распространением диагностических и лечебных процедур с использованием контрастных средств. По данным Американской ассоциации сердца, только в 2003 г. было проведено примерно 1 млн. 414 тыс. процедур коронарной ангиографии и 664 тыс. процедур коронарной ангиопластики (American Heart Association. Heart Disease and Stroke Statistics, 2006). Необходимость проведения этих процедур у больных сахарным диабетом (СД) обусловлена высоким риском развития ишемической болезни сердца, эталонным методом своевременной диагностики которой является коронарная ангиография. Рентгеноконтрастная нефропатия определяется при фиксировании подъёма уровня креатинина сыворотки на 44 мкмоль/л или на 25% от базового уровня в течение 48 часов после введения РКС при отсутствии альтернативных причин (Barrett B.J., Parfrey P.S., 2006). Показатель креатинина сыворотки сам по себе лишь относительно может отражать почечную функцию, особенно при прогрессировании почечной патологии.
РКН стала третьей по частоте причиной острой почечной недостаточности (ОПН) у госпитализированных пациентов (Nash К. et al., 2002). Она ассоциируется с длительной госпитализацией, необходимостью проведения диализа и высокой смертностью в период пребывания в стационаре и после выписки (Dangas G. et al., 2005). РКН обычно имеет преходящий характер: уровень креатинина повышается в течение трёх дней и возвращается к исходному через 10 дней (Marenzi G. et al., 2004). Распространённость РКН в общей популяции не превышает 2%. В группах высокого риска (пациенты пожилого возраста, с гипертензией, СД, СН и др.) распространённость РКН достигает 20-30% (Goldenberg I., Matetzky S., 2005). Существуют факторы риска, связанные с пациентом (группы высокого риска), а также не связанные с пациентом (применение высокоосмолярных, ионизированных контрастных препаратов, их вязкость и объём) (Pannu N. et al., 2006). Известно, что сочетание почечной недостаточности и СД значительно повышает риск развития ОПН. При одинаковой выраженности предсуществующей почечной патологии риск развития РКН выше у пациентов с СД. В то же время частота развития РКН при исходно нормальной функции почек была одинаковой в обеих группах больных (Rudnick M.R. et al., 1995). У пациентов с диабетической нефропатией (ДН) и уровнем креатинина 0,68 г/л частота развития РКН после проведения коронарографии достигала 92% (Weinrauch L.A. et al., 1977). Особенно высок риск у больных СД при почечной патологии недиабетического генеза. У пациентов без диабета и азотемии риск развития РКН достаточно низок (2%), он достоверно повышается у лиц с диабетом без почечной патологии (16%) и очень высок при сочетании диабета и азотемии (38%). Более того, одно из последних исследований показало достоверно частое развитие РКН при проведении коронарографии у лиц с почечной патологией и с преддиабетом (нарушенной гликемией натощак в рамках метаболического синдрома) по сравнению с лицами без такового (Toprak О., Cirit М., 2006). Повышенный риск развития РКН при нарушении углеводного обмена тесно
сопряжён с его основными патогенетическими механизмами - развитием ишемического поражения почечной ткани вследствие снижения почечного кровотока и прямого нефротоксического воздействия при введении контраста (Delrenis S. et al., 2005).
Экспериментальные исследования показали, что определенную роль в развитии РКН играет повышенное образованию свободных радикалов, оказывающих повреждающее действие на эпителиальные клетки канальцев. В связи с этим гипотетически оправдано применение N-ацетилцистеина и бикарбоната натрия для профилактики РКН, поскольку они способны смягчить эти негативные воздействия. Клинические и экспериментальные исследования доказывают важную роль в патогенезе РКН вида контрастного препарата (Rudnick MR. et al., 1995). Важное значение, в индуцировании РКН, имеет доза вводимого контраста, высокое содержание в нём ионов, высокая вязкость, интраартериальное введение и др.
В настоящее время активно продолжается поиск средств профилактики развития РКН. Одним из перспективных препаратов является ацетилцистеин, обладающий антиоксидантными и вазодилатирующими свойствами, предотвращющий гибель эндотелиальных клеток (Fishbane S. et al., 2004). Однако, анализ данных литературы, посвященных этой теме, достаточно противоречивы. На сегодняшний день достаточно ограниченны доказательства того, что наряду с адекватной гидратацией он может использоваться в качестве стандартного профилактического средства у пациентов высокого риска РКН.
Таким образом, исследование механизмов защиты клетки, ведущее место среди которых занимает система глутатиона, при введении РКС позволяет более подробно изучить молекулярные механизмы токсического действия препаратов данного класса, а также биохимические механизмы их детоксикации.
Цель исследования. Определить вклад изменений обмена глутатиона в механизмы формирования рентгеноконтрастных нефропатий для оптимизации мероприятий по их профилактике, диагностике и лечению.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:
определить динамику (в течение 5 суток) и провести сравнительный анализ изменений обмена глутатиона в различных органах белых беспородных крыс после введения рентгеноконтрастных препаратов омнипак-350 и гипак-76 в дозах 0,5 LD5o и LD5o;
определить динамику морфологических изменений почечной ткани и лабораторных показателей функции почек в тех же условиях у лабораторных животных;
провести сравнительный анализ морфологических изменений, стандартных лабораторных показателей (концентрация креатинина и мочевины) и изменений обмена глутатиона в условиях формирования экспериментальных рентгеноконтрастных нефропатий у лабораторных животных;
- определить эффект влияния рентгеноконтрастного препарата омнипак-
350 в дозе 0,5 LD5o на обмен глутатиона в различных тканях и лабораторные
показатели функции почек у животных с экспериментальным сахарным
диабетом;
определить характер влияния представителей различных групп фармакологических препаратов (предшественника синтеза глутатиона -ацетилцистеина, препарата окисленного глутатиона - глутоксима, антигипоксанта - трисана, антиоксидантов мексидола и цитофлавина, дегидрированного аналога гормона коры надпочечников гидрокортизона -преднизолона) на динамику изменений исследуемых биохимических и морфологических показателей в тканях лабораторных животных при использовании неионного рентгеноконтрастного препарата омнипак-350 в дозе 0,5 LD50;
определить динамику измений обмена глутатиона в эритроцитах пациентов на фоне проведения изолированного рентгеноконтрастного исследования.
Основные положения, выносимые на защиту:
Введение рентгеноконтрастных препаратов оказывает выраженное влияние на обмен глутатиона в тканях почек и эритроцитах лабораторных животных в виде сдвигов тиол-дисульфидного равновесия, изменения активности ферментов - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, глутатионредуктазы, глутатион-Б-трансферазы, глутатионпероксидазы.
Изменения обмена глутатиона носят дозозависимый характер и являются диагностически информативными при оценке тяжести рентгеноконтрастной нефропатии.
3. Введение рентгеноконтрастных препаратов на фоне
экспериментального сахарного диабета приводит к потенцированию
повреждающего действия на систему глутатиона в тканях почек,
проявляющегося снижением активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и
глутатионредуктазы.
4. Выраженность изменений обмена глутатиона в почках животных с
экспериментальной рентгеноконтрастной нефропатией на фоне проводимой
терапии отражает степень нефропротекторной активности ряда
фармакологических препаратов.
Научная новизна. Проведена комплексная оценка обмена глутатиона в тканях лабораторных животных и эритроцитах пациентов при введении различных рентгеноконтрастных препаратов. Экспериментально обоснована возможность использования показателей системы обмена глутатиона в клетках крови в качестве лабораторных тестов для оценки тяжести поражения почек и эффективности лечения рентгеноконтрастных нефропатии.
Реализация результатов исследования. Рекомендации, разработанные на основании полученных в ходе диссертационного исследования данных, используются в научной работе и учебном процессе на кафедрах токсикологии и патологической физиологии, а также кафедре клинической биохимии и
лабораторной диагностики Военно-медицинской академии. Диссертационное исследование выполнено по плану НИР, шифр «Цитотоксичность».
Апробация работы. Результаты работы доложены на итоговой конференции военно-научного общества слушателей и ординаторов 1-го факультета Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 2007), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 115-летию кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 2008), Российской и всеармейской научно-практической конференции «Вопросы нефрологии в практике терапевта и эндокринолога» (Санкт-Петербург, 2008), IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Санкт-Петербург, 2008).
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 13 работ, из них 1 - в рецензируемом журнале, входящем в список изданий ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, включающих обзор литературы, общую характеристику материалов и методов исследования, полученные результаты и их обсуждение, заключение и выводы. Работа изложена на 191 странице машинописного текста, содержит 61 рисунок и 43 таблицы (19 в тексте и 24 в приложении). Список литературы состоит из 134 источников, из них 53 отечественных и 81 иностранных авторов.
