Раз в месяц мы отправляем дайджест с самыми популярными статьями.

ЭКСКРЕЦИЯ НАТРИЯ И ХЛОРА У КРЫС ПРИ ИЗМЕНЕНИИ АКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОКСИДА АЗОТА

И.Н. Билалов, Р.Г. Каримова

ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»

Роль оксида азота (NO) в водном и ионном обмене доказана многими отечественными и зарубежными учеными. Установлено, что увеличение образованияNO приводит к повышению интенсивности диуреза, экскреции Na и воды, а ингибирование к обратному эффекту [5, 6].

В почках взаимосвязь между процессами клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции обеспечивается деятельностью комплекса тубулогломерулярной обратной связи (TOC), обусловленной концентрациией глюкозы и NaCl. Если их концентрация снижена – это сигнал для повышения скорости клубочковой фильтрации, если повышена – сигнал для снижения [10]. Недостаток поступления натрия хлорида в плотное пятно (макула Денса) увеличивает скорость клубочковой фильтрации [9]. Важную роль в регуляции системы тубулогломерулярной обратной связи играет NO [11]. Установлено, что натрийуретическое и мочегонное действие оксида азота не всегда сопровождается изменениями в скорости клубочковой фильтрации или почечного кровотока [7], что доказывает участие NO в ингибировании транспорта Na + и воды в стенках канальцев нефрона.

Ранее нами была установлена половая специфичность системы оксида азота, а также зависимость от пола животного физиологических эффектов доноровNO и ингибитора NOS [1, 2]. Это позволило нам предположить, что участие NO в экскреции натрия и хлора также зависит от пола животного.

Исходя из этого, целью исследований явилось изучение интенсивности экскреции натрия и хлора у крыс при введении доноров NO и ингибитора NO-синтаз.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 80 белых нелинейных крысах обоего пола массой тела 230-260 г. Для этого были созданы 4 группы крыс, состоявшие из половозрелых самок и 4 группы –из половозрелых самцов. Первая и пятая группа состояли из интактных крыс, крысам второй и шестой групп вводили L-аргинин – субстрат для NO-синтазы в дозе 200 мг/кг внутрижелудочно в виде 10 % водного раствора (n=10), крысам третьей и седьмой групп – ингибитор синтаз оксида азота –  L-NAME внутрибрюшинно в дозе 20 мг/кг в виде 10 % раствора, крысам четвертой и восьмой групп – экзогенный донор оксида азота – хлорфуроксанобензофуразан в дозе 2 мг/кг внутрижелудочно в виде 0,1 % суспензии. Забор крови из хвостовой вены производили через 2 часа после введения соединений. Крыс помещали в обменные клетки с проволочным полом для сбора суточной мочи.

Концентрацию хлоридов в сыворотке крови и моче определяли калориметрическим методом без депротеинизации в кислой среде с меркуриотиоцианатом, который при взаимодействии с ионами трехвалентного железа и азотной кислотой формирует окрашенный комплекс, имеющий максимум поглощения при длине волны 540 нм [3].

Концентрацию натрия в сыворотке крови и моче определяли калориметрическим методов с использованием ионов уранилацетата, которые при взаимодействии с ионами натрия образуют нерастворимый уранилацетат натрия. Содержание оставшегося в растворе уранилацетата определяли на основе его реакции с тиогликолятом аммония, в результате которого образуется окрашенный комплекс, имеющий максимум поглощения при длине волны 405 нм [3].

Статистическую обработку полученных данных провели методом биометрической обработки с программным обеспечением Excel и определением достоверности полученных результатов с помощью критерия Стьюдента.

Результаты исследований

Повышение образования оксида азота в организме введением L-аргинина и экзогенного донора хлорфуроксанобензофуразана приводит к увеличению суточного диуреза.

 

Рис. 1. Объем суточного диуреза у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

При введении L-аргинина объем суточного диуреза повышается у самок в 1,75 раза, у самцов – в 2,01 раза по сравнению с интактной группой (р<0,05). Введение в организм блокатора синтаз оксида азота привело к уменьшению суточного диуреза у самцов в 1,71 раза (р<0,03), а у самок имело лишь тенденцию к снижению (рис. 1). Увеличение образования оксида азота путем введения экзогенного донора хлофузана в дозе 2 мг/кг сопровождается тенденцией к увеличению суточного диуреза у крыс.

Установлено изменение натрийуреза у крыс при применении доноров и ингибиторов синтаз оксида азота. Так, повышение активности системы NO путем введения L-аргинина привело к увеличению натрийуреза, снижение активности системы при введении L-NAME не привело к изменению исследуемого показателя.

Содержание натрия в сыворотке крови у крыс составило 105,67±14,15 ммоль/л у самок и 91,6±6,3 ммоль/л у самцов. При нагрузке L-аргинином в дозе 200 мг/кг отмечается тенденция к снижению содержания натрия в сыворотке крови у самок и повышение исследуемого показателя у самцов (рис. 2).

Уровень содержания натрия в моче у самок крыс составил 0,27±0,01 ммоль/100г/24часа, у самцов 0,16±0,01 ммоль/100г/24часа. После нагрузки  L-аргинином этот показатель повысился в 2,69 раза (р<0,0001) и 5,04 (р<0,02) раза у самок и самцов соответственно. Полученные результаты подтверждаются данными зарубежных и отечественных ученых, которые сообщают об увеличении экскреции воды и натрия после введения физиологических доноров NO [6]. 

 

Рис. 2. Концентрация натрия в плазме крови у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

При нагрузке L-NAME в дозе 20 мг/кг отмечается увеличение концентрации натрия в сыворотке крови у самцов в 1,45 раза (р<0,03), у самок имеет лишь тенденцию к увеличению. Исследуемое значение в моче достоверно не меняется.

 

Рис. 3. Концентрация натрия в моче у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

Установлено увеличение концентрации натрия в сыворотке крови после введения хлорфуроксанобензофуразана у самцов в 1,25 раза (р<0,05), и тенденция к увеличению данного значения по сравнению с исходным уровнем у самок. Экскреция натрия с мочой при этом снижается у самок в 1,93 раза (р<0,03),  у самцов остается на том же уровне (рис. 3).

 

Рис. 4. Концентрация хлоридов в плазме крови у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

Количество хлоридов в сыворотке крови у крыс интактной группы составило: у самок 92,8±3,1 ммоль/л, у самцов 98±2,23 ммоль/л.

 

Рис. 5. Концентрация хлоридов в моче у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

При нагрузке L-аргинином достоверных изменений количества хлоридов в сыворотке крови у крыс не наблюдается, но экскреция их увеличивается в 6,44 раза (р<0,003) у самок и 2,49 раза (р<0,04) у самцов (рис. 4). Блокада синтаз оксида азота вызывает снижение концентрации хлоридов у самцов в сыворотке крови в 1,19 раза (р<0,001), в моче – в 3,09 раза (р<0,02). У самок наблюдается лишь тенденция к снижению содержания хлоридов в сыворотке крови и моче.

В сыворотке крови содержание хлоридов после введения экзогенного донора оксида азота имеет тенденцию к снижению у самок, тогда как у самцов снижается в 1,08 раза (р<0,006) по сравнению с исходным значением. Экскреция хлоридов с мочой при этом снижается в 5,33 раза (р<0,04) и в 9,33 раза у самок и самцов соответственно (рис. 5).

 

Рис. 6. Скорость клубочковой фильтрации у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

Введение L-аргинина привело к снижению скорости клубочковой фильтрации у самок, и к увеличению ее у самцов, что может быть связано с половыми отличиями в расположении изоформ NO синтаз в почках [12]. Это доказывает еще тот факт, что общая активность системы оксида азота в организме у самок намного выше, чем у самцов [4].

Скорость клубочковой фильтрации при введении блокаторов синтаз оксида азота смещается в сторону снижения, но достоверных изменений не выявлено. Скорость клубочковой фильтрации по креатинину снижается после введения хлорфуроксанобензофуразан у самок в 2,19 раза (р<0,02), у самцов наблюдается тенденция к снижению (рис. 6).

Введение эндогенного донора оксида азота – L-аргинина сопровождается снижением реабсорбции воды у самок на 0,35 % (р<0,03), аналогично у самцов на 0,57 % (р<0,03) по сравнению с интактной группой.

 

Рис. 7. Канальцевая реабсорбция воды у крыс после введения доноров NO и ингибитора синтаз оксида азота (n=10)

 

Блокада синтаз оксида азота сопровождается увеличением реабсорбции воды у самцов на 0,22 % (р<0,004), у самок тенденцией к увеличению по сравнению с исходным уровнем (рис. 7). Реабсорбция воды после введения экзогенного донора оксида азота хлорфуроксанобензофуразана имеет лишь тенденцию к снижению у самок и самцов.

 

Выводы:

  1. Нагрузка L-аргинином, сопровождающаяся увеличением концентрации нитрат- инитрит-анионов в крови, вызывает увеличение объема выделяемой мочи, а также повышение экскреции ионов натрия и хлора.
  2. Блокада синтаз оксида азота L-NAME снижает объем суточного диуреза, экскрецию хлоридов у самцов.
  3. При введении экзогенного донора оксида азота — хлорфуроксанобензофуразана в дозе 2 мг/кг снижается экскреция натрия и хлоридов с мочой.
  4. Выявлена половая специфичность физиологического эффекта доноров и ингибитора оксида азота на экскрецию натрия и хлора у крыс. Повышение экскреции (нагрузка L-аргинином) натрия больше выражено у самцов, экскреции хлора – у самок. Интенсивность снижения экскреции (нагрузка L-NAME) и натрия, и хлора более высокая у самцов.

 

Список литературы:

  1. Каримова Р.Г., Билалов И.Н., Мухамеджанова А.Г. Гидруретическая функция почек при различных уровнях активности системы оксида азота // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. 2013. Т. 215. С. 164-169.
  2. Каримова Р.Г., Билалов И.Н. Ионоуретическая функция почек при повышении продукции оксида азота // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана 2014. Т. 217. С. 164-169.
  3. Энциклопедия клинических лабораторных тестов / под редакцией Н.У. Тица / Издательство Лабинформ, Москва. 1997. С. 347-501.
  4. Glushkovskaya-SemyachkinaO.V. AnishchenkoT.G., SindyakovaT.A., LeksinaO.V., BerdnikovaV.A. Sex-relateddifferencesinnitricoxidecontentinhealthyandhypertensiveratsatrestandunderstressconditions // Bull. Exp. BiolMed. 2006. V. 142. P. 9-11.
  5. Lahera V., Navarro J., Biondi M.L., Ruilope L.M., Romero J.C. Exogenous cGMP prevents decrease in diuresis and natriuresis induced by inhibition of NO synthesis // Am. J. Physiol. Renal. Fluid Electrolyte Physiol. 1993. V. 264. P. 344-347.
  6. Mattson D.L., Wu F. Control of arterial blood pressure and renal sodium excretion by nitric oxide synthase in the renal medulla // Acta Physiol. Scand. 2000. V. 168. P. 149–154.
  7. Majid D.S., Omoro S.A., Chin S.Y., Navar L.G. Intrarenal nitric oxide activity and pressure natriuresis in anesthetized dogs // Hypertension. 1998. V. 32 P. 266–272.
  8. Vallon V., Thomoson S.C. Inhibition of local nitric oxide synthase increases the homeostatic efficiency of tubuloglomerular feedback // Am. J. Physiol. 1995. V. 268. P. 892-899.
  9. Vallon V., Schroth J., Satriano J. et al. Adenosine A(1) receptors determine glomerular hyperfiltration and the salt paradox in early streptozotocin diabetes mellitus // Nephron Physiol. 2009. V. 111(3). P. 30-38.

10.Vallon V. The proximal tubule in the pathophysiology of the diabetic kidney // Am. J. Physiol. Regul. 2011. 300(5). R. 1009.

11.Wilcox C.S., Welch W.J., Murad F. et al. Nitric oxide synthase in macula densa regulates glomerular capillary pressure // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V.89. P. 11993-11997.

12.Jennifer C.S., Jennifer L.P., Kelly A.H., Jennifer S.P. Renal NOS activity, expression, and localization in male and female spontaneously hypertensive rats // Am. J. Physiol. 2010. V. 298. P. 61-69.