Нирки та сеча щурів

Ці порушення виникають тоді, коли первинною мішенню стають клітини тубулярного епітелію [6, 12, 17]. Найчастішою причиною гострого тубулярного некрозу, не пов’язаного з дією токсичних субстанцій, є тривала ішемія нирок, яка виникає при тяжких септичних станах, дихальних та циркуляторних розладах. Токсичні форми гострого тубулярного некрозу пов’язують з ендогенними речовинами (міоглобіном, гемоглобіном, легкими ланцюгами мієломних білків) та численними лікарськими засобами.

Гострий  тубулярний  некроз проявляється раптовим зниженням швидкості клубочкової фільтрації, виникненням азотемії, нездатністю нирок регулювати гомеостаз води, натрію та інших електролітів, підтримувати кислотно-основний баланс. Морфологічними ознаками  гострого тубулярного некрозу є альтерація та деструкція тубулярного епітелію [1].

Гострий інтерстиціальний нефрит виникає внаслідок індукованого лікарського засобу та токсикантами імунного ураження нирок [24,2,10].

Доведено, що гострий інерстиціальний нефрит здатний викликати як ниркові антигени (білки базальної мембрани канальців та білки, що секретуються ними), так і екстраренальні, а лікарські засоби та їх метаболіти можуть виступати в ролі гаптенів чи імітувати (молекулярна мімікрія) ниркові антигени. Модифіковані екстраренальні білки (альбумін, агреговані гамаглобуліни) також можуть ставати антигенами, якщо вони затримуються в нирках. Імовірно, аутоімунне ураження нирок опосередковується Т-лімфоцитами, котрі продукують прозапальні та профібротичні цитокіни, які й ушкоджують клітинні елементи нирок.

Морфологічно гострий інерстиціальний нефрит проявляється інтенсивним набряком та інфільтрацією  запальних клітин, включаючи лімфоцити, плазматичні клітини, макрофаги, еозинофіли і поліморфноядерні лейкоцити [12].

Клінічно тубулоінстерстиціальні пошкодження спочатку проявляються лише незначними порушеннями функції нирок, і першою їх ознакою можуть стати артеріальна гіпертензія та поступово прогресуючі явища ниркової недостатності.

Серед нефротоксикантів, які найчастіше асоціюються з розвитком хронічного тубулоінтерстиціального пошкодження нирок, фігурують токсичні метали (свинець, кадмій, золото, платина, ртуть, літій, срібло, мідь, залізо), анальгетики та нестероїдні протизапальні засоби. Із мікотоксинами, такими як охратоксин, пов’язують розвиток ендемічної балканської нефропатії – варіанта тубулоінтерстиціального нефриту.

Характеризується тяжким ураженням нирок унаслідок ішемії їхнього мозкового шару і сосочків чи прямої токсичної дії нефротоксинів на ці структури. Таке ураження нирок спричиняється анальгетиками, зокрема фенацетином та парацетамолом, метаболіти яких накопичуються в папілярній тканині [4, 24], а також нестероїдні протизапальні засоби , котрі, блокуючи синтез вазодилататорних PG у нирці, викликають ішемічні ниркові некрози [28,6].

Пряму гломерулярну токсичність  викликають речовини, що можуть затримуватися  базальною мембраною клубочків  чи накопичуватись у мезангіальних  клітинах (наприклад, частинки золота чи кремнезему).

Окрім золота та кремнезему, на мембрани клубочків токсично впливають також пеніциламін, інгібітори ангіотензинперетворювального ферменту, фоскарнет, α-інтерферон, нестероїдні протизапальні засоби [10,23,7]. Зокрема, мефенамінат та фенопрофен здатні ініціювати запальні зміни в капілярах клубочків, оскільки вони блокують циклооксигеназний шлях метаболізму арахідонової кислоти і спрямовують його по ліпоксигеназному шляху, що призводить до утворення прозапальних лейкотрієнів. Кокаїн та героїн також викликають запалення в клубочках, яке проявляється тромбозом капілярів, руйнуванням їх стінок, зменшенням кількості епітеліоцитів, проліферацією мезангіальних клітин, що відповідає картині мембранопроліферативного гломерулонефриту. Ці зміни можуть завершуватися розвитком вогнищевого гломерулосклерозу та амілоїдозу нирок [15].

 

1.4.Постренальні ураження нирок

Постренальні токсичні ушкодження нирок частіше виникають унаслідок випадіння кристалів лікарських засобів і сечових каменів у просвіті дистальних канальців, що створює механічні перешкоди руху сечі [3,22,7]. Осадження кристалів у паренхімі нирок здатне пошкоджувати судинну мережу і викликати порушення ниркового кровотоку.

Менш частою причиною постренальних токсичних уражень нирок є механічна обструкція сечоводів унаслідок індукованих лікарських засобів ретроперитонеального фіброзу.

 

1.5. Хвороби, викликані електролітними порушеннями

Гіпонатріємія розвивається при використанні тіазидних діуретиків, які посилюють сечову екскрецію натрію, стимулюють продукцію антидіуретичного гормона та альдостерону, збільшують реабсорбцію вільної води.

Гіпернатріємія розвивається при тривалому застосуванні манітолу, при нефрогенному нецукровому діабеті, викликаному літієм та демеклоцикліном. 

Гіпокаліємія часто поєднується з гіпомагніємією і виникає при лікуванні тіазидними та тіазидоподібними діуретиками (гідрохлоротіазидом, циклометіазидом, хлорталідоном, клопамідом, індапамідом), а також лікарських засобів, що токсично діють на тубулярний апарат нирок (гентаміцином, цисплатином і карбоплатином). Ці електролітні розлади здебільшого є наслідком підвищеної екскреції із сечею калію та магнію, а їх частота та вираженість прямо пропорційні дозі діуретика чи нефротоксину [1,12].

Гіперкаліємія найчастіше є наслідком застосування калій зберігаючих діуретиків та лікарських засобів, що впливають на ренін-ангіотензин-альдостеронову систему чи обмежують реабсорбцію натрію .

Проксимальний тубулярний ацидоз розвивається внаслідок зменшення реабсорбції нирками бікарбонату під впливом ацетазоламіду, дорзоламіду (інгібіторів карбоангідрази). Іншими причинами метаболічного ацидозу є зниження екскреції нирками іонів водню, що викликається амфотерицином, літієм, анальгетиками, високими дозами вітаміну D, та зменшення продукції альдостерону або чутливості до нього, що спричиняється циклоспорином і такролімусом [2,28,5].

Метаболічний алкалоз виникає при застосуванні петльових та тіазидних діуретиків і пов’язаний із посиленням екскреції з сечею іонів водню та калію.

 

 

1.6.Біохімічні маркери ушкодження нирок

1.6.1.Креатинін. Кліренс креатиніну

 

   Методи, засновані на дослідженні очисної функції нирки (кліренс) вважаються найбільш надійними. Кліренс, як метод дослідження функції нирок, введений Rehberg (кліренс креатиніну, 1926 р.) і Molly McJntoch і Van Slyke (кліренс сечовини, 1928 р.). Під нирковим кліренсом мається на увазі те кількість сироватки (плазми) крові (в мл), яке очищується цілком за одиницю часу від якогось екзогенного або ендогенного речовини [27,11,2].

Розрізняють такі види кліренсу:

1. Фільтраційний кліренс,  коли речовина виділяється в результаті фільтрації і не реабсорбується в канальцях. Такий кліренс має креатинін. Він визначає величину клубочковой фільтрації.

2. Екскреціонний кліренс,  коли речовина виділяється фільтрацією  або канальцевої екскрецією, без  реабсорбції. Цей кліренс визначає кількість пройшла через нирку плазми.

3. Реабсорбційну кліренс,  при якому речовина виділяється  фільтрацією і повністю реабсорбується в канальцях.

4. Змішаний кліренс  спостерігається при здатності  фільтруючого речовини до часткової  реабсорбції. Таким кліренсом володіє сечовина.

Кожна речовина має свій кліренс, тобто  концентраційна здатність нирки  різна для різних речовин і  може варіювати залежно його концентрації в плазмі [1,9,28].

Кліренс можна охарактеризувати як коефіцієнт очищення плазми (крові). Кліренс визначається речовини відповідає різниці між вмістом цієї речовини в сечі і в плазмі хв.

Найбільш часто для  виявлення дисфункції нирок (функціональної здатності клубочків і канальців), а також з метою диференціальної  діагностики нефропатій використовують креатинін і сечовину. Підвищення концентрації в крові креатиніну і сечовини, супутніх нирковій дисфункції - ознака патогномонічної ниркової недостатності, однак концентрація креатиніну в крові підвищується раніше, ніж сечовини. Визначення його для ідентифікації ниркової дисфункції більш показово [18].

Креатинін - кінцевий продукт обміну креатину. Креатинін утворюється в організмі з креатину, який міститься в основному в м'язовій тканині, де його похідне - фосфокреатин служить резервом, витрачається при скороченні м'язів [9,22,30].

 

 

1.6.2. Протеїнурія

Обов'язковим і важливим елементом дослідження сечі є визначення білка. У сечі здорової людини білок можна виявити методами дослідження, якими користуються для його виявлення при загальному аналізі (проба з сульфосаліциловою кислотою - для якісного, біуретовая реакція - для кількісного аналізу), хоча в добовому об'ємі сечі в нормі його міститься від 10 до 50 мг , а за деякими даними до 100 мг[47].

Якщо в сечі виявлено залишки білку або концентрація його становить 0,033 г / л, необхідно повторити аналіз, оскільки наявність білку навіть у мінімальних кількостях може свідчити про можливе захворювання нирок або сечових шляхів. У сумнівних випадках слід визначити добову кількість білка,який екскретується з сечею [51,23].

 Якісна проба (з  сульфосаліциловою кислотою) на  білок стає позитивною, якщо концентрація  його становить не менше 10 мг/100 мл сечі.

Визначення білку в сечі має важливе значення не тільки в діагностиці багатьох первинних і вторинних захворювань нирок, а є одним з головних ознак протеїнурії [32,18].

 

1.7.Ферментативні маркери сечі

1.7.1.Гама-глутамілтранспептидаза

 

Гама-глутаміттранспептидаза (ГГТП) каталізує перенесення γ-глутаміл з глутатіону на амінокислоту або пептид.

У нирках фермент відіграє головну роль в реабсорбції амінокислот з первинної сечі[3,16]. 

Розташовується в основному  на мембранах клітин, що володіють  високою секреторною активністю, в епітеліальних клітинах, що вистилають жовчні шляхи, печінкових  канальцях , проксимальних  канальцях  нефрона, панкреатичній екзокринній  тканині, вивідних  протоках , ворсинчастих клітинах тонкої кишки  [25,7,3].

Припускають, що в печінці  гамаглутаматтранспепдидаза зв'язує молекули речовин, які необхідно екскретуватися.

Підвищення активності ГГТП супроводжує  захворювання печінки. Найбільш часто збільшення активності ГГТП при захворюваннях печінки і жовчовивідних шляхів вважають результатом порушення відтоку жовчі і підвищення вмісту ГГТП в гепатоцитах. Регургітація жовчі, надходження її в кровотік, з одного боку, звільняє ГГТП з мембран епітелію, що вистилає жовчні шляхи, з іншого - підвищує активність ферменту в крові.

Збільшення активності ГГТП завжди супроводжується внутрішньо поза печінковою  обтурацією жовчних  проток, а також вторинним залученням печінки в онкологічні процеси  організму шляхом метастазування.

Жовтяниця завжди супроводжується  збільшенням активності ГГТП. Висока активність ферменту пов'язана з порушенням прохідності жовчних проток, менш висока відповідає гострого гепатоцелюлярній поразці [19,4,8].

При гострому вірусному  гепатиті багаторазове дослідження  активності ГГТП дозволяє стежити за перебігом хвороби, постійне підвищення активності ГГТП свідчить про розвиток хронічної форми захворювання[5].

Найбільш високу активність ГГТП (в 5-30 разів вище референтного інтервалу) спостерігають при внутрішньо і поза печінковому  холестазі. Дещо менші значення активності ферменту реєструють при первинних пухлинах печінки. При злоякісних пухлинах іншої локалізації поступове збільшення активності ГГТП вказує на наявність метастазів у печінку.          Активність ГГТП може бути використана в якості маркера раку підшлункової та передміхурової залози, так як відображає ремісії і рецидиви.

Активність ферменту визначається в сечі експериментальних  тварин з різними нефропатіями навіть при відсутності гіпоперфузії нирки, тому відображає навіть незначні зміни  у канальцевих клітинах.

Необхідно ще раз зауважити, що ГГТП багатозначна в діагностичному відношенні [21,30].

 

 

 

1.7.2.Лактатдегідрогеназа

 

Активна сечова лактат дегідрогеназа  у людини була широко вивчена при  нормальних і патологічних станах. Активна сечова лактат дегідрогеназа може виникати з декількох джерел, що показує її поділ на ізоферменти. Лактатдегідрогеназна активність виникає із сироватки крові, клітини нирок, клітини крові або з секрету передміхурової залози.

Одним з напрямів дослідження  локального ушкодження нирок є дослідження екскреції ензимів з сечею (ензимурія) [36,31]. Пропонується велика кількість ензиматичних маркерів для відображення ураження нирок. Але найбільш часто використовуються ГГТП і ЛДГ, що у великих кількостях містяться в нирках і не фільтруються з крові [31]. Збільшення активності цих ферментів у сечі при нефропатіях виявляється вже в перші години, задовго до розвитку клінічно значимих змін у екскреції протеїнів з сечею, креатиніну в плазмі крові та інших ниркових маркерів [36].

ЛДГ є цитозольним ензимом, який розподілений впродовж всього нефрону, але переважна кількість його знаходиться у дистальному канальці [36]. Оскільки пряма взаємодія cPt з ЛДГ відсутня [49], то є можливим його використання у якості маркера нефротоксичної дії cPt [46,31].

           Збільшення сечової лактатдегідрогенази не паралельно сумарній протеїнурії або гематурії , оскільки в більшості випадків залучаються інші патологічні фактори, що задіюють інші джерела виникнення сечової лактатдегідрогенази [2,22].