Морфометрические показатели основных структурных компонентов нефронов белых крыс при острой и хронической алкогольной интоксикации в эксперименте

Принятые сокращения

ООА — острое отравление алкоголем

ХАИ — хроническая алкогольная интоксикация

ККИ — клубочково-капсулярный индекс

ПЭИ — просвет-эпителиальный индекс

При хроническом злоупотреблении алкоголем его негативному влиянию подвергаются все органы и системы организма [1—3]. Почки, являясь основным органом выделения алкоголя и его метаболитов, очевидно, также становятся органом-мишенью [4]. Патологические изменения основных структурно-функциональных компонентов нефрона при алкогольной болезни известны недостаточно полно, что обусловливает необходимость дальнейшего их изучения.

Цель исследования — изучение морфометрических показателей основных структурных компонентов нефронов почек белых крыс при острой и хронической алкогольной интоксикации в эксперименте.

Использовали почки 28 половозрелых крыс-самцов линии Вистар массой в среднем 220 г, которых содержали в стандартных условиях согласно рекомендациям [5]. Крысы были разделены на семь групп по 4 животных в каждой: 1-я группа — острое отравление алкоголем (ООА); 2-я — хроническая алкогольная интоксикация (ХАИ) в течение 2 нед; 3-я — ХАИ в течение 1 мес, 4-я — ХАИ в течение 2 мес, 5-я — ХАИ в течение 3 мес, 6-я — ХАИ в течение 6 мес. Контрольную (7-я группа) составили животные, которых содержали в аналогичных условиях, но алкоголь им не вводили. Острую и хроническую алкогольную интоксикацию моделировали согласно методическим рекомендациям [6]. ООА достигалось пероральным введением 40% раствора этанола с помощью металлического зонда до развития признаков алкогольной комы (пассивное положение животных, отсутствие активных движений, расслабление скелетных мышц, прерывистое дыхание, отсутствие реакции на болевые и тактильные раздражители). ХАИ моделировали путем перорального введения 1 раз в сутки 40% раствора этанола в дозе 7 г/кг с помощью металлического зонда. Крыс выводили из опыта путем декапитации по правилам, утвержденным соответствующими документами [6].

Для изучения морфологических особенностей почек крыс использовали микроскопический, морфометрический и статистический методы. Для микроскопического исследования почки крыс фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина и далее подвергали стандартной парафиновой обработке. Изготовленные тонкие парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по методу Ван-Гизона. Препараты изучали с помощью светового микроскопа Olympus-CX 31 и цифровой фотокамеры Olympus C5050 ZOOM.

Микроморфометрия производилась с использованием русифицированного программного обеспечения ImageJ2x, которое позволяет вычислить площадь объекта, выделенного на фотографии микропрепарата. Проводили анализ размеров наиболее важных функционально активных зон нефрона: почечного тельца, проксимальных и дистальных канальцев [7]. Клубочково-капсулярный индекс (ККИ) рассчитывали по формуле: ККИ=Sg/Sc, где Sg — площадь почечного клубочка; Sc — площадь капсулы почечного клубочка (капсула Боумена). Просвет-эпителиальный индекс (ПЭИ) вычисляли по формуле: ПЭИ=Sl/Sf, где: Sl — площадь просвета почечного канальца; Sf — общая площадь почечного канальца на гистологическом срезе.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли в программе Microsoft Office Excel с использованием стандартных функций статистического анализа массивов вариационных рядов.

Основные результаты измерений и статистического анализа приведены в таблицах.

Из данных табл. 1 видно, что при ООА соотношение площади капиллярного клубочка и площади капсулы снижается на 16,8%. Это, вероятно, связано с увеличением фильтрации в начале алкогольной интоксикации и растяжением капсулы Шумлянского—Боумена, а также, возможно, с последующим уменьшением кровенаполнения капилляров клубочков вследствие снижения артериального давления от токсического коллапса. При ХАИ величина ККИ незначительно отличается от таковой при ООА и остается приблизительно на одном уровне в различные сроки длительного употребления алкоголя.

ПЭИ проксимальных канальцев (табл. 2) при ООА уменьшается на 23,6% и при ХАИ продолжает уменьшаться, достигая максимального снижения в срок 2 мес. В последующие сроки ХАИ незначительно увеличивается. Морфологически это обусловлено набуханием нефроцитов проксимальных почечных канальцев и их практически полной обструкцией эозинофильными массами в 2-месячный срок ХАИ.

Максимальное отклонение от нормы ПЭИ дистальных почечных канальцев (табл. 3) наблюдали при остром эксперименте. При ХАИ разница постепенно снизилась до 12—13% от величины в контрольной группе. Эти данные могут свидетельствовать о том, что нефроциты дистальных канальцев являются наиболее чувствительными к действию этанола. Последующее снижение разницы между значениями параметров в экспериментальных группах и в контрольной группе предположительно связано с истощением адаптационных компенсаторных механизмов клеток дистальных канальцев.

Коэффициенты вариации свидетельствуют, что, если в почечном тельце и дистальных почечных канальцах морфологические изменения происходят равномерно (коэффициент вариации менее 33% соответствует однородной совокупности данных), то в проксимальных почечных канальцах превалирует очаговый характер морфологических изменений, который и дает больший разброс показателей (коэффициент вариации более 33% соответсвует неоднородной совокупности данных).

Максимальное отклонение ККИ от значений в контрольной группе наблюдали при ХАИ длительностью 2  нед, и в дальнейшем оно сохранялось на относительно стабильном уровне. ПЭИ проксимальных почечных канальцев максимально отличался от контроля при ХАИ длительностью 2 мес, а ПЭИ дистальных почечных канальцев — при остром отравлении (табл. 4). Это может свидетельствовать о том, что на употребление алкоголя в первую очередь реагируют нефроциты дистальных канальцев почек, в последующем, при сохраняющейся алкоголемии, возникают максимальные изменения в почечных тельцах, и в последнюю очередь — в нефротелии проксимальных почечных канальцев.

Из данных табл. 4 видно, что максимально от контрольных величин отличались значения ПЭИ проксимальных почечных канальцев (51,2%), на втором месте ПЭИ дистальных канальцев (39,5%), а максимальное отклонение ККИ составило 25,9%. Это может свидетельствовать о различной степени резистентности разных отделов нефрона к алкоголю: наиболее уязвимыми являются проксимальные, затем дистальные почечные канальцы, а наиболее устойчивыми к этанолу оказываются почечные клубочки. Эти данные могут быть интерпретированы следующим образом: при остром отравлении алкоголем и ХАИ в первую очередь будет страдать концентрационная функция почек и в меньшей степени — фильтрационная.

При обобщении данных отклонений от показателей в контрольной группе выявили, что максимальные изменения в морфологии всех структурно-функциональных элементов почек наблюдаются при ООА и в сроки ХАИ от 2 нед до 2 мес, в дальнейшие сроки отклонения от нормы уменьшаются, что, по-видимому, связано с истощением компенсаторно-приспособительных реакций адаптационного механизма.

1. Токсическое действие этанола проявляется в виде морфологических изменений во всех стуктурно-функциональных элементах нефрона как при остром отравлении, так и при различных сроках ХАИ, моделированных в эксперименте.

2. Максимальные изменения морфологии (по сравнению с контрольной группой) наблюдали в проксимальных канальцах почек.

3. Минимальные морфологические изменения выявили в структуре почечных телец.

4. Наиболее ранние максимальные морфологические изменения отметили в дистальных канальцах нефрона, а при длительно сохраняющейся алкоголемии — сначала в почечных тельцах, в последующем в проксимальных почечных канальцах.

5. Максимальные морфологические изменения всех структурно-функциональных элементов почек появляются при ООА и в сроки ХАИ от 2 нед до 2 мес, в дальнейшие сроки отклонения от нормы уменьшаются, что, по-видимому, связано с истощением компенсаторно-приспособительных реакций адаптационного механизма.

6. Морфологические изменения от действия этанола в почечном тельце и дистальных почечных канальцах происходят равномерно, в проксимальных почечных канальцах превалирует очаговый характер.

7. Необходимо продолжить исследования действия этанола на элементы нефрона почки человека и провести корреляцию с экспериментальными данными.

8. Вычисление ККИ и ПЭИ может служить объективным методом диагностики и оценки тяжести морфологических изменений в почечной ткани при алкогольной болезни почек.

Конфликт интересов отсутствует.