Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение механизмов и причин заболеваний, связанных с патологией почек, остается актуальной проблемой для биологии и медицины. Известно, что ишемические повреждения почек могут приводить к развитию острой почечной недостаточности и, как правило, сопровождаться вазоренальной пшертензией (Lifton R.P. et al., 2001; Mussalo H., 2003). Причем с одной стороны отмечается существенное увеличение риска потенциально фатальных сердечно-сосудистых осложнений, обусловленных как прогрессированием ишемического процесса, так и высокой и трудноустранимой артериальной пшертензией, с другой - значительно возрастает риск необратимого ухудшения функции почек (Мухин Н.А. и др., 2008). Важна своевременная дифференциация реноваскулярной гипертеюии от других заболеваний, характеризующихся стойким повышением артериального давления (АД), для диагностики и целенаправленного лечения почечной недостаточности, чтобы добиться более эффективного контроля артериальной гипертензии.
В настоящее время экспериментальные модели артериальной гипертензии широко используются для изучения механизмов развития заболевания, выяснения роли различных факторов внешней и внутренней среды в становлении патологического процесса, дают возможность подробно изучить патогенез и изыскать средства для рационального терапевтического вмешательства и профилактики (Коган А.Х., 1962; Нилова В.К., Хирманов В.Н., 1992; Харин С.Н., Крандычева В.В., 2004).
Чаще всего первопричинами вазоренальной гипертензии выступают стеноз почечной артерии и увеличенная секреция ренина (Unger Т., 1985). Многочисленные вазоактивные пептиды играют важную физиологическую роль в регуляции артериального давления, сосудистого тона, реактивности и структуры сердечно-сосудистой системы. Одним из элементов управления и контроля над артериальным давлением является ренин - ангиотензин -альдостероновая система, основная цель которой - поддержание системного артериального давления и достаточного кровотока в таких жизненно важных органах, как головной мозг, сердце, почки, печень (Persson Р.В., 2003; Callcre G. et al., 2007). Данной системе противостоит система сердечных натрийуретических пептидов (НП). Натрийуретические пептиды являются сердечными гормонами, регулирующими давление крови и объем жидкости тела. Они вызывают гипотензию благодаря своим диуретическому, натрийуретическому и вазодилататорному действиям. Кроме того, НП уменьшают концентрацию ренина и альдостерона в крови и обладают
противовоспалительным потенциалом (Мартынова М.Г. и др., 2008; Daniels
L.B., Maisel A.S., 2007). Однако при различных сердечно-сосудистых
заболеваниях наблюдается высокий уровень содержания в плазме пептидов, при
этом артериальное давление остается также повышенным. В настоящее время
до конца не известны причины неэффективности системы натрииуретических
пептидов в регуляции артериального давления при
сердечно - сосудистой патологии.
В сердце секретируется предсердный (ПНП) и мозговой натрийуретический пептиды (МНП). Измерение содержания в плазме этих пептидов имеет прогностическую ценность при оценке пациентов с клиническим подозрением на реноваскулярную гипертензию (Mussalo Н., 2003), хроническую сердечную недостаточность (Langub М.С. Jr. et al., 1995; Jensen J.K. et al., 2009). Раннее лечение стеноза при вазоренальной гипертензии может помочь избежать пожизненного противопшертонического лекарственного лечения и прогрессивной почечной недостаточности. В связи с этим очень важно выявить на ранних стадиях заболевания пациентов, у которых подозревают наличие вазоренальной гипертензии.
Таким образом, настоящая работа посвящена исследованию секреции предсердного и мозгового натрииуретических пептидов в условиях экспериментальной вазоренальной гипертензии, развившейся вследствие односторонней ишемии почки.
Целью исследования явилось изучение особенностей секреции предсердного и мозгового натрииуретических пептидов секреторными кардиомиоцитами правого предсердия крыс и их влияния на артериальное давление при экспериментальной вазоренальной гипертензии.
Задачи исследования
-
Провести сравнительный анализ динамики артериального давления, биохимических показателей функционального состояния почек и морфофункциональных изменений контралатеральной почки крыс после перевязки левой почечной артерии на 30 и 60 сутки.
-
Исследовать морфофункциональные изменения секреторных кардиомиоцитов правого предсердия крыс на 30 и 60 сутки после перевязки левой почечной артерии.
-
Изучить влияние секреции предсердного и мозгового натрииуретических пептидов на артериальное давление при вазоренальной гипертензии, развившейся вследствие ишемии почки в течение 30-60 суток.
Научная новизна. Впервые комплексно изучены морфофункциональные изменения секреторных кардиомиоцитов правого предсердия и
контралатеральной почки крыс в течение длительного периода (60 суток) после перевязки левой почечной артерии.
Выявлено, что к 60 суткам на фоне адаптационных процессов в канальцах контралатеральной почки - активации аппарата Гольджи, набухания митохондрий, увеличения просвета канальцев происходило увеличение деструктивных изменений в секреторных кардиомиоцитах. Данные изменения заключались в расхождении вставочных дисков, наличии миелшюподобных структур, преобладании вакуолизированньгх митохондрий при нарушении микроциркуляторных процессов. Наличие деструктивных изменений внутриклеточных органелл в кардиомиоцитах при сохранении синтетической и секреторной функций свидетельствовало о напряженности системы внутриклеточной регуляции в условиях адаптации к вазоренальной гипертензии.
Впервые показано, что на 60 сутки после перевязки левой почечной артерии происходило увеличение количества мезангиальных клеток клубочкового аппарата, что характеризовало усиление патологических процессов в контралатеральной почке, способное привести к фиброзу ткани и необратимому нарушению фильтрационной способности клубочков. В этих условиях сердечные натрийуретические пептиды, способствуя уменьшению сокращения мезангиальных клеток, стабилизировали процессы клубочковой фильтрации, оцениваемые по данным биохимических показателей функционального состояния почек (количество калия, мочевины и креатинина в плазме крови).
Впервые описана динамика секреции предсердного и мозгового натрийуретических пептидов клетками правого предсердия в течение 60 суток в условиях вазоренальной гипертензии при односторонней ишемии почки. Максимальный пик секреторной активности кардиомиоцитов правого предсердия соответствовал 30 суткам ншемического периода. На ультраструктурном уровне показано, что у крысы способом выведения натрийуретических пептидов из кардиомиоцитов как в условиях нормы, так и в условиях вазоренальной гипертензии являлась диффузия.
Впервые выявлено, что постепенное повышение артериального давления со второй недели после перевязки левой почечной артерии вызывало увеличение секреции сердечных натрийуретических пептидов на 30 сутки ншемического периода при вазоренальной гипертензии. Причем выявленное увеличение секреции в данное время не сопровождалось восстановлением артериального давления. Вероятно, отсутствие регулирующего действия пептидов на артериальное давление было обусловлено снижением плотности
рецепторов к сердечным натрийуретическим пептидам на фоне структурных нарушений клубочкового и канальцевого аппаратов почки. Однако, повышенная секреция предсердного и мозгового натрийуретических пептидов способствовала последующей нормализации артериального давления к 60 суткам и наблюдалась на фоне восстановления содержания исследуемых пептидов в секреторных кардиомиоцитах правого предсердия.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные экспериментальные данные расширяют современные представления о системе натрийуретических пептидов, подчеркивая снижение влияния предсердного и мозгового натрийуретических пептидов на артериальное давление при развитии вазоренальной гипертензии. Проведенная в работе сравнительная оценка динамики артериального давления, морфофункционального состояния контралатеральной почки и секреторных кардиомиоцитов правого предсердия создает теоретические предпосылки для разработки патогенетических методов коррекции артериального давления при нарушении эффективности регуляторного действия системы сердечных натрийуретических пептидов при
вазоренальной гипертензии.
Положения, выносимые иа защиту.
-
Окклюзия левой почечной артерии вызывает к 30 суткам изменение активности секреторных кардиомиоцитов, проявляющееся в уменьшении общего количества гранул и увеличении В - гранул, что свидетельствует об активном выбросе натрийуретических пептидов в кровь. На 60 сутки общее количество гранул и соотношение их типов достоверно не различимы от исходных значений.
-
На 30 сутки развития вазоренальной гипертензии происходит снижение влияния натрийуретических пептидов на артериальное давление, о чем свидетельствуют высокий уровень давления и выброс пептидов из предсердных кардиомиоцитов. На 60 сутки после перевязки левой почечной артерии наблюдается нормализация артериального давления за счет предшествующей увеличенной секреции предсердного и мозгового натрийуретических пептидов, наблюдаемой на 30 сутки эксперимента.
-
Повышение уровня секреции натрийуретических пептидов в отдаленном периоде на 30 сутки после односторонней ишемии почки необходимо для развития адаптационных процессов, обеспечивающих нормализацию артериального давления к 60 суткам. Однако, в секреторных кардиомиоцитах правого предсердия наблюдаются деструктивные изменения, проявляющиеся в нарушении структуры сократительного и энергетического аппарата клеток.
Апробация работы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Нижегородской государственной медицинской академией Росздрава и апробирована на расширенном заседании ЦНИИ НижГМА (Н. Новгород, 2009). Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Десятой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2007); Юбилейной научно-практической конференции, поев. 90-летию чл.-кор. АМН СССР, проф. Н.Ю. Беленкову (Нижний Новгород, 2007); VIII сессии молодых ученых «Решение актуальных вопросов современной медицины» (Нижний Новгород, 2009); Десятой Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2009); Тринадцатой международной Пущинской школе - конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2009).
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 3 в издании, рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация общим объемом в 118 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав: обзора литературы, описания материалов и методов, двух глав собственных исследований; заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 23 рисунками и 7 таблицами. Список литературы включает 206 источников, в том числе 57 отечественных и 149 иностранных авторов.