Экспериментально вызванный метаболический синдром у крыс: патогенез развития ДГПЖ и дисфункции мочеиспускания

экспериментальная и клиническая урология № 4 2 0 16

Таким образом, в опытной группе крыс удалось смоделировать биохимические изменения, характерные для МС.

Определение массы ПЖ у этих животных выявило ее достоверное увеличение по сравнению с нормой: 0,86±0,03 г у контрольных крыс и 1,58±0,06 г у крыс с МС ( p <0,001). Гистологические исследование ПЖ крыс с МС выявило картину железистой гиперплазии с очагами низкой ПИН, сочетающуюся с очагами атрофии ацинусов. При этом гиперплазированные участки значительно преобладали. Отмечали также умеренное разрастание стромы железы, что позволяло отнести выявленную картину к железистостромальной форме ДГПЖ (рис. 1А).

При гистологическом исследовании МП выявляли гипертрофию мышечного слоя разной степени (от

Таблица 2. Биохимические параметры мочи крыс

Параметры            Интактные крысы              МС

Диурез (мл/сутки)                            13±2                       27±2**

Мочевина (мМ/сут.)	8,7±1,1	9,5±0,6
Креатинин (мкМ/сут.)	0,09±0,01	0,16±0,07*
Na+(мэкв/сут.)	0,44±0,02	0,57±0,01**
Ca2+(мэкв/сут.)	0,04±0,004	0,05±0,006*
P2+(мэкв/сут.)	0,37±0,04	0,71±0,02**
Мочевая к-та (мМ/сут.)	0,015±0,002	0,031±0,001**
АСТ (МЕ/сут.)	0,68±0,05	1,14±0,48*
АЛТ (МЕ/сут.)	0,21±0,04	0,38±0,03*
ЩФ (МЕ/сут.)	1,35±0,28	3,72±0,26**
ГГТ (МЕ/сут.)	6,31±0,98	9,22±0,51*
ЛДГ (МЕ/сут.)	0,32±0,08	0,91±0,14*
Глюкоза (мМ/сут.)	0,009±0,001	0,018±0,001**
Белок (мг/сут.)	8,18±0,78	16,99±1,29***
Клиренс креатинина (мл/мин/кг)	4,68±0,37	3,45±0,21*
Реабсорбция натрия (%)	99,87±0,03	99,69±0,03*

* p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001

Таблица 3. Параметры инфузионной цистометрии

	Интактные крысы		Крысы с МС
Исследуемые параметры	До начала инфузии	Максимальное наполнение мочевого пузыря	До начала инфузии	Максимальное наполнение мочевого пузыря
Среднее Pdet (см. вод. ст.)	4±1	33±1	4±1	38±1*
∆Pdet (см. вод. ст.)	1-4	3-4	2-5	7-12*

* p <0,05

Таблица 4. Состояние кровоснабжения мочевого пузыря и предстательной железы при разной степени наполнения мочевого пузыря

	Интактные крысы		Крысы с МС
Исследуемые параметры	До начала инфузии	Максимальное наполнение мочевого пузыря	До начала инфузии	Максимальное наполнение мочевого пузыря
Пик С1 мочевого пузыря (мОм)	64±5	119±8	19±1***	28±3***
Пик С1 предстательной железы (мОм)	45±3	70±5	21±1***	18±1***

*** p <0,001

Рис. 1. Гистологическая картина предстательной железы (А) (Ув. 200х) и мочевого пузыря (Б) (Ув. 100х) крыс с МС. Окраска гематоксилином и эозином.

умеренной до выраженной) (рис. 1Б), что являлось косвенным признаком затруднения мочеиспускания у этих животных.

При этом, как показало исследование функционального состояния МП, на фоне умеренно выраженной обструкции появляются признаки гиперактивности детрузора (табл. 3). Если в опорожненном мочевом пузыре внутрипузырное давление у крыс обеих серий было одинаковым, то при максимальном его наполнения в процессе инфузионной цистометрии, при котором начинается мочеиспускание, оно превысило 40 см H 2 0 у 6 из 10 крыс с МС, чего не наблюдали в контрольной серии. В результате средние значения детрузорного давления (Pdet) при мочеиспускании у крыс с МС оказались достоверно выше, чем у контрольных крыс ( p <0,05). Эти данные в сочетании с гистологически выявленной гипертрофией детрузора свидетельствуют о наличии у этих крыс инфравезикальной обструкции. При этом отмечали достоверное возрастание амплитуды колебаний внутрипу-зырного давления в процессе инфузионной цистометрии, что указывало на развитие гиперактивности детрузора.

Таким образом, у крыс с МС формируется доброкачественная гиперплазия предстательной железы и развивается дисфункция мочевого пузыря по типу гиперактивности детрузора.

Дальнейшие исследования были направлены на выявление механизма этих изменений. С этой целью мы исследовали состояние кровоснабжения МП и ПЖ крыс с МС и их гормональный фон.

Исследование состояния кровоснабжения выявило достоверное ухудшение микроциркуляции обоих органов как в опорожненном МП, так и при его максимальном наполнении. Если у интактных крыс переполнение МП вело к интенсификации кровотока как в этом органе, так и в ПЖ, то у крыс с МС на фоне исходно более низких значений кардиального пика при переполнении МП оно увеличивалось незначительно (в МП) или практически не менялись (в ПЖ) (табл. 4).

То есть, у крыс с МС происходит ухудшение кровоснабжения тазовых органов, что может вести к их хронической ишемии и являться одной из причин усиления пролиферации клеток ПЖ и развития дисфункции МП.

Важным патогенетическим фактором развития ДГПЖ считается усиление андрогенных воздействий на ПЖ. В тоже время, у больных с МС часто выявляют наличие андрогенного дефицита и обусловленных им сексуальных расстройств, что может рассматриваться как определенное противоречие [20].

Наши исследования показали, что у крыс с МС в крови происходит достоверное снижение уровня как тестостерона, так и дигидротестостерона, однако, в ткани ПЖ уровень этих гормонов достоверно повышается (табл. 5). Тканевая концентрация тестостерона возросла почти в 2 раза, а дигидротестостерона – более чем в 3 раза. Уровень эстрадиола в крови у крыс с МС достоверно снизился, тогда как в ткани ПЖ его концентрация была ниже порога определения.

Полученные результаты свидетельствуют, что уменьшение концентрации андрогенов в крови не может свидетельствовать об уменьшении андрогенных влияний на ПЖ, поскольку их тканевая концентрация, особенно дигидротестостерона, возрастает, что может стимулировать пролиферацию эпителия ПЖ. Соотношение андрогенов и эстрогенов также играет существенное значение в реализации гормональных эффектов. Эстрогены могут являться в определенной степени антагонистом андрогенов по их влиянию на половые органы. В наших опытах снижение уровня эстрадиола в крови крыс с МС оказалось более выраженным,

Таблица 5. Гормональный фон крыс с МС в сравнении с интактными крысами

Тестостерон			Дигидротестостерон		Эстрадиол		Инсулин
Группы	Кровь (г/мл)	Ткань ПЖ (пмоль/г)	Кровь (г/мл)	Ткань ПЖ (пг/г)	Кровь (г/мл)	Ткань ПЖ (пг/г)	в крови (мкЕд/мл)
Контроль	3,86±0,72	2,54±0,16	538±51	89±4	24±2	<10	0,06±0,02
МС	1,53±0,09*	4,38±0,04***	423±12*	298±9***	13±2*	<10	0,14±0,02*

* p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001

Примечание: <10 пг/г – ниже порога определения

чем уменьшение концентрации андрогенов, в частности дигидротестостерона. Если в норме отношение дигидротестостерон/эстрадиол составило 22,4, то у крыс с МС оно возросло до 32,5, что указывало на преобладание андрогенных влияний, в том числе на пролиферацию эпителия желез предстательной железы.

Мощным стимулятором пролиферации является инсулин. Уровень этого гормона у крыс с МС достоверно возрастал (табл. 5), что в сочетании с развитием у них гипергликемии и глюкозурии свидетельствует о развитии инсулинорезистентности у этих животных. Этот фактор также может играть существенную роль в формировании ДГПЖ при развитии МС.

Таким образом, развитие ДГПЖ при МС могут вызывать по крайне мере 3 фактора – хроническая ишемия, усиление тканевых андрогенных воздействий и гиперинсулинемия.

Причиной ухудшения кровоснабжения тазовых органов может быть развитие артериальной гипертонии и атеросклероза магистральных артерий, а также развитие так называемой эндотелиальной дисфункции, приводящей к усилению вазоконстрикторных влияний, что часто наблюдается у больных с МС [14,21,22]. В наших исследованиях мы не могли проверить значимость этого фактора. Другим моментом может быть снижение концентрации тестостерона в крови. Этот гормон обладает прямыми вазодилататорными свойствами [23,24] и снижение его концентрации в крови может повышать тонус артериол, снабжающих тазовые органы. Косвенным подтверждением этого являют данные исследований, свидетельствующих, что терапия тестостероном кроликов с

МС уменьшает признаки тканевой гипоксии и выраженность склерозирования ПЖ [25]. К такому же результату приводила терапия кроликов с МС ингибитором ФДЭ-5 тада-лафилом, снижающим тонус сосудов половых органов [26].

Развитие хронической ишемии может, с одной стороны, стимулировать пролиферацию клеточных элементов стромы ПЖ, поскольку известно, что длительная гипоксия органа ведет к его склерозированию, что показано в том числе и в отношении МП и ПЖ [27]. С другой стороны, ишемия может являться причиной повышения активности 5α-редукта-зы, переводящей тестостерон в биологически более активный дигидротестостерон, поскольку кофактором этого фермента является NADPH, концентрация которого при ишемии возрастает. Действие основных ингибиторов 5α-редуктазы (финастерида, дутастерида) основано как раз на связывании NADPH-ферментного комплекса, что и блокирует трансформацию тестостерона в дигидротестостерон [28].

Таким образом, хроническая ишемия может способствовать пролиферации как стромы, так и эпителия ацинусов, что мы наблюдали в наших опытах.

Механизм возрастания концентрации андрогенов в ткани ПЖ на фоне снижения их концентрации в крови крыс с МС остается неясным, но возможно, он также связан с обменными изменениями (замедлением их метаболизации), вызываемыми тканевой гипоксией.

Гиперинсулинемия при развитии МС признается не менее важным фактором, вызывающим формирование ДГПЖ, чем действие андрогенов, особенно в условиях андрогенного дефицита, имеющегося у ряда этих больных [29,30]. Помимо прямого митогенного действия инсулин может стимулировать пролиферацию клеток ПЖ опосредовано через другие метаболиты. Показано, что гиперинсули-немия стимулирует синтез экспериментальная и клиническая урология № 4 2 0 16 инсулиноподобного фактора роста в печени, являющегося митогеном с антиапоптотическим действием, который также ведет к увеличению размеров ПЖ [31,32]. Также имеются данные, что инсулин может усиливать пролиферативное действие тестостерона на ПЖ, так как у кастрированных крыс индукция МС с ги-перинсулинемией не вызывает гиперплазии железы [29]. Развитие инсулинорезистентности у больных с метаболическим синдромом ведет к увеличению симпатической активности в гипоталамусе (предположи- тельно связанной с нарушением метаболизма глюкозы), вызывающей активацию α-адренорецепторов автономной нервной системы органов, в том числе ПЖ и МП, что способствует увеличению массы ПЖ и развитию симптомов нижних мочевых путей [33,34].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Резюме:

Введение. У больных с метаболическим синдромом (МС) достоверно чаще развивается доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) и сопутствующие ей расстройства мочеиспускания, чем в общей популяции мужчин соответствующего возраста. Патогенез этот требует специального изучения.

Материал и методы исследования. В хронических экспериментах на 10 белых беспородных крысах-самцах моделировали МС путем содержания их на гиперкалорийной диете (с избытком углеводов и насыщенных жиров) в течение 3 месяцев. 10 интактных крыс составили контрольную группу. Проводили гистологическое исследование предстательной железы (ПЖ) и мочевого пузыря (МП), определение уровней андрогенов и эстрогенов в крови и ткани ПЖ, а также уровня инсулина в крови. Определяли функциональное состояние МП методом импедансометрии с частотным преобразованием по Фурье в комбинации с инфузионной цистометрией.

Результаты исследования. Развитие МС подтверждалось данными биохимических исследований крови и мочи, выявившие развитие гликемии, глюкозурии, триглицеридемии, гиперурике-мии и повышение экскреции мочевой кислоты с мочой, нарушенное соотношение холестерина липопротеинов высокой и низкой плотности. У крыс с МС выявили увеличение массы тела и ПЖ по сравнению с контрольной группой. Гистологическое исследование подтвердило развитие железистостромальной формы ДГПЖ и в 60% выявило гипертрофию детрузора, свидетельствующую о наличии затрудненного мочеиспускания. При инфузионной цистометрии выявили признаки развития гиперактивности детрузора. При исследовании состояния кровоснабжения ПЖ и МП методом импедансометрии с частотным анализом гармонических колебаний импеданса по Фурье обнаружено достоверное ухудшение микроциркуляции в обоих органах. Уровень тестостерона и дигидротестостерона в крови крыс с МС снижался, но в ткани ПЖ их концентрация достоверно возрастала. Уровень эстрадиола в крови крыс с МС был ниже нормы, что вело к возрастанию соотношения андрогены/эстрогены. Гипергликемия сочеталось с увеличением концентрации инсулина в крови, что свидетельствовало о развитии инсулинорезистентности.

Заключение. В патогенезе ДГПЖ при МС играют важную роль повышение концентрации андрогенов в ткани ПЖ, хроническая ишемия тазовых органов и развитие инсулинорези-стентности. Дисфункция МП может быть обусловлена его хронической ишемией.