Введение к работе
Актуальность темы. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо постоянное поступление с пищей и водой различных химических элементов и веществ, некоторые из которых входят в структуру тканей, и поэтому они поступают в относительно большом количестве, это так называемые макроэлементы (натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, магний, азот, углерод), а другие, количество которых исчисляется в г или мг, относятся к микроэлементам, выполняют роль биологических катализаторов химических реакций, участвуют в регулировании жизненно важных функций. К таким веществам относятся железо, медь, цинк, селен, йод, фтор, хром, кобальт и др. Недостаточное поступление макроэлементов может привести к летальному исходу, а микроэлементов – к нарушению обменных процессов, делению клеток, передаче наследственной информации и многому другому (Акимова Т.А., 2001; Спиричев В.Б. и др., 2004).
Необходимое суточное поступление фтора для взрослого человека около 4 мг, при этом 20-25% его поступает с пищей, а остальное – в виде растворенных фторидов с питьевой водой. В пищевых продуктах фтора содержится мало, за исключением морской рыбы и чая (0,2 мг в одной чашке).
Основная биологическая роль фтора и его соединений – костеобразование, формирование дентина, зубной эмали, предупреждение развития старческого остеопороза (Mousny M. et al., 2004), хотя при интоксикации высокими дозами он проникает через плацентарный барьер и нарушает формирование костной ткани у плода (Казимирко В.К. и др., 2004; Chlubek D., 1994). Фтор участвует и во многих биохимических реакциях в качестве, как активатора ферментов (аденилатциклазы), так и ингибитора ферментов (липазы, эстеразы и лактатдегидрогеназы), метаболизма йода и тиреоидных гормонов (Deichen J.T. et al., 2004; Omelon S. et al., 2008), синтеза нуклеиновых кислот, белков и липидов (Звягольская И.К., 1991; Zhang Y, et al., 2011). Кроме того, высокие концентрации фтора усиливают процесс перекисного окисления липидов и угнетают систему антиоксидантной защиты (Кольман Я., Рем К.Г., 2000).
Отравления фтором через желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые оболочки возможны у работающих в химической промышленности, при синтезе фторсодержащих соединений и производстве удобрений, особенно летучих фторорганических соединений. При тяжелых случаях отравления возникают отек легких, поражение центральной нервной системы, печени, почек, крови и др.
Цель исследования. Экспериментальное изучение механизмов влияния хронической и острой интоксикации фторидом натрия на функции почек у крыс.
Задачи исследования
-
Создание на крысах линии Вистар экспериментальной модели острой и хронической фторидной интоксикации путем ежедневного, в течение одной недели и одного месяца, внутрижелудочного введения фторида натрия в дозе 1,25 мг/100г и в дозе 1,25 мг/кг.
-
Выяснение влияния острой и хронической фторидной интоксикации на морфологическое состояние почек.
-
В условиях водного и спонтанного диуреза выяснение влияния разных доз и продолжительности введения фторида натрия на водо- и электролитовыделительную функции почек.
-
Выяснение механизмов действия интоксикации крыс фторидом натрия на скорость почечного кровотока, состояние электролитно-мочевинного профиля ткани почек по содержанию в них мочевины и натрия, на содержание воды в интерстиции почек.
-
Выяснение влияния фторидной интоксикации на чувствительность почек к антидиуретическому гормону и степень обратимости полученных изменений через один месяц после прекращения интоксикации.
Научная новизна исследования. Впервые показано влияние разных доз и продолжительности введения фторида натрия в условиях водного и спонтанного диуреза на водовыделительную функцию почек и основные процессы мочеобразования (скорость клубочковой фильтрации и объем канальцевой реабсорбции воды), ионовыделительную функцию почек (обмен натрия и калия, кальция и фосфора), степень протеинурии и содержание белка в крови, обмен мочевины (уровень в плазме крови и экскреция).
Впервые показано влияние разных доз и продолжительности введения фторида натрия на скорость почечного кровотока и осмотическое давление интерстиция ткани слоёв почек по содержанию в них мочевины и натрия.
Впервые показано влияние разных доз и продолжительности введения фторида натрия на морфологическую характеристику почек.
Научно-практическая значимость работы. Проведённые экспериментальные исследования и полученные результаты влияния острой и хронической интоксикации фторида натрия на функции почек, выявленные механизмы изменений и морфологическое состояние почек относятся к области фундаментальных знаний, которые расширяют наши знания о моделировании токсических поражений почек и патогенезе отравлений соединениями фтора.
Полученные в работы результаты и основные положения используются в учебном процессе на кафедрах нормальной физиологии, патологической физиологии и патологической анатомии Северо-Осетинской государственной медицинской академии.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Ежедневное, в течение одной недели и одного месяца, внутрижелудочное введение крысам линии Вистар фторида натрия в дозах 1,25 мг/100г и 1,25 мг/кг приводит к созданию модели острой и хронической фторидной интоксикации с изменением морфологического состояния почек по типу мембранозного интракапиллярного гломерулонефрита.
-
Острая фторидная интоксикация снижает скорость почечного кровотока и клубочковой фильтрации, усиливает канальцевую реабсорбцию воды, повышает содержание воды в ткани слоёв почек, увеличивает в них осмолярность за счёт повышения содержания мочевины и уменьшает водный и спонтанный диурез.
-
Интоксикация крыс фторидом натрия в дозе 1,25 мг/кг вызывает через одну неделю повышение скорости почечного кровотока и канальцевой реабсорбции воды, снижает осмолярность ткани почек по содержанию мочевины, повышает водный и спонтанный диурез, через две недели интоксикации скорость почечного кровотока, основные процессы мочеобразования и диурез нормализуются, а с продолжением введения фторида натрия до конца месяца снижается скорость почечного кровотока и клубочковой фильтрации, усиливается канальцевая реабсорбция воды, повышается содержание мочевины и осмолярность ткани почек, уменьшается водный и спонтанный диурез.
-
Острая и хроническая интоксикация крыс фторидом натрия в условиях водного и спонтанного диуреза вызывает протеинурию, уменьшает экскрецию с мочой мочевины и креатинина и повышает их содержание в плазме крови и гипопротеинемию при хронической интоксикации.
-
Чувствительность канальцев почек крыс, подвергавшихся интоксикации фторидом натрия в дозах 1,25 мг/кг (один месяц) и 1,25 мг/100г (одну неделю), к антидиуретическому гормону сохраняется, незначительно ослабевая. Через месяц после прекращения хронической интоксикации она полностью восстанавливается, а после острой, наоборот, сильнее снижается.
-
Введение крысам фторида натрия в дозах 1,25 мг/кг (один месяц) и 1,25 мг/100г (одну неделю) в условиях водного и спонтанного диуреза снижает фильтрационные заряды натрия, калия, кальция и фосфора, уменьшает экскрецию натрия и повышает калия и кальция, вызывает гипокали- и кальциемию.
Личный вклад соискателя. Подготовка и проведение на животных экспериментов, сбор материала, проведение всех необходимых для работы методов исследований, статистическая обработка полученных результатов, их анализ, описание, обобщение в виде выводов и составление патофизиологической схемы, с отражением результатов влияния фторида натрия на функции почек, выполнены соискателем самостоятельно.
Апробация диссертационной работы. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены: на II региональной научно-практической конференции «Новые технологии в рекреации здоровья населения» –Владикавказ, 2011; на совместном заседании сотрудников кафедр и центральной научно-исследовательской лаборатории Северо-Осетинской государственной медицинской академии. –Владикавказ, 2012.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, три из которых – в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 4-х глав собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и приложения в виде сводных таблиц. Работа содержит 16 таблиц, иллюстрирована 20 рисунками и схемой, отражающей патофизиологические механизмы выявленных изменений. В библиографическом указателе 194 источника, 98 из которых – отечественные.
