Морфологические преобразования почек крыс при экспериментальном моделировании алиментарного дефицита магния

Магний-эссенциальный катион необходим для большинства внутриклеточных функций организма [12]. Магний активно участвует в клеточном метаболизме, активизирует более 300 ферментативных реакций, важных для фосфорилирования белков, гликолиза, транскрипции ДНК и белкового синтеза [5, 12]. Концентрации магния в плазме крови и клетках могут быть изменены при снижением его содержания в пище, при болезнях эндокринной и пищеварительной систем, а также вследствие генетических нарушений [3]. Одним из проявлений дефицита магния является развитие мочекаменной болезни, которая является одним из наиболее часто встречающихся урологических заболеваний [8, 9]. У больных идиопатической возвратной ги-перкальциурией, сопровождающейся нефролитиазом, часто наблюдается снижение уровня магния в эритроцитах [1, 11]. В условиях длительного дефицита магния происходит модификация воспалительных и иммунных реакций, что способствует вторичному нарушению магниевого метаболизма, развитию патологических изменений в органах мочеполовой системы человека и экспериментальных животных [2, 10].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение влияния алиментарной недостаточности магния на структурные изменения почек крыс.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование было выполнено на 30 половозрелых нелинейных белых крысах-самцах массой 170—260 г. Интактная группа животных ( n = 10) составляла контроль. У 20 крыс моделировали алиментарный дефицит магния путем содержания животных на магнийдефицитной диете «ICN Biomedicals Inc.» (Aurora, Ohio, США), которая включала 20 % казеина, 70 % крахмала, 0,3 % DL-метионина, 0,2 % холина битартрата, 5 % кукурузного масла, 1 % поливитаминной смеси, 3,5 % диеты составляла полимине-ральная смесь AIN-76, не содержащая магния. Для питья использовалась дистиллированная вода.

При снижении концентрации магния ниже 1,4 ммоль/л в эритроцитах и ниже 0,7 ммоль/л в плазме крови считалось, что у животных развилась гипо-магнезиемия средней тяжести. К началу 8-й недели магнийдефицитной диеты у животных наблюдалось статистически значимое снижение уровня магния в эритроцитах на 57 % и в плазме — на 47 % (p < 0,05) по отношению к группе интактных крыс, после чего животных наркотизировали введением этаминала-натрия в дозе 40 мг/кг, внутрибрюшинно.

Материал для гистологического исследования фиксировали в течение 24 часов в 10%-м растворе нейтрального забуференного формалина (рН 7,4), обезвоживали и заливали в парафин по общепринятой методике. Изготавливали срезы толщиной 3—5 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином. Гистологические препараты фотографировали цифровой камерой Canon (Japan, 5.0 мегапикселей) на базе микроскопа Axiostar plus (Карл Цейс, Германия) с использованием объектива х10; х40 и окуляра х10.

При морфологическом исследовании почек определяли массы органов, оценивали относительную плотность стромы, наличие кальцификатов (их объемную долю) в корковом, мозговом веществе, а также воспалительной инфильтрации. При этом мозговое вещество подразделяли на наружную и внутреннюю зоны.

Проводили расчет базовых статистических показателей ( M , m ), с использованием парного t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

У экспериментальных животных масса тела снижалась на 14 % по сравнению с контролем. При исследовании массы почек выявлено уменьшение массы органов на 15 %. В корковом веществе почек интактных крыс определялись почечные тельца с клубочками эллипсовидной и сферической формы. Почечная капсула достаточно хорошо определялась на срезах. Наружная и внутренняя стенки капсул почечных телец были выстланы однослойным плоским эпителием.

Проксимальные канальцы характеризовались выстилкой, представленной однослойным кубическим каемчатым эпителием. Форма просвета канальцев была округлой. Ядра эпителиоцитов характеризовались округлой формой, располагались в центральной части клеток. Цитоплазма отличалась умеренной ацидофилией. Люминальная поверхность эпителиоцитов характеризовалась хорошо выраженной щеточной каймой. Наружный диаметр проксимальных канальцев составил (26,2 ± 1,32) мкм, внутренний диаметр — (5,83 ± 0,87) мкм. Высота эпителиоцитов — (9,82 ± 0,51) мкм.

Тонкие канальцы были выстланы одним слоем плоских эпителиоцитов. Ядра эпителиоцитов имели овальную форму, располагались в центральной части клеток. Цитоплазма характеризовалась слабо выраженной ацидофилией.

Дистальные канальцы были образованы однослойным кубическим и низким призматическим эпителием. Форма просвета канальцев была округлой. Ядра эпителиоцитов характеризовались округлой формой. Цитоплазма характеризовалась умеренной ацидофилией.

Собирательные трубочки были образованы одним слоем эпителиоцитов призматической формы.

Кроме того, у животных интактной группы в изучаемых микропрепаратах в корковом, мозговом веществе отложения солей кальция отсутствовали. Признаки воспалительной инфильтрации в интерсти-ции не обнаруживались.

При моделировании дефицита магния наиболее выраженные изменения наблюдались в проксимальных канальцах нефронов, определяемые на светооптическом уровне в виде нарастающих дистрофических и атрофических изменений в эпителиальных клетках. Отмечено нарушение полярности эпителиоцитов, расширение просвета канальцев, также отмечалось увеличение плотности соединительной ткани по сравнению с контролем. Данные изменения были наиболее выражены в корковом веществе почек в сочетании с расширением просвета канальцев, что свидетельствует о нарушении процессов реабсорбции. Наружный диаметр дистальных канальцев составил (38,7 ± 3,42) мкм, внутренний диаметр — (20,81 ± 1,93) мкм. Высота эпителиоцитов составила (9,02 ± 0,41) мкм. В тонких канальцах отмечались признаки гидропической дистрофии. Ядра эпителиоцитов были набухшими.

В почечных канальцах животных с дефицитом магния определялись кальцификаты, прежде всего в базальных мембранах, эпителии, в собирательных трубочках, а также в пространствах интерстициальной соединительной ткани, в просветах канальцев, преимущественно во внутренней зоне мозгового вещества. Вне- и внутриклеточные кальцификаты были представлены гомогенными интенсивно базофильными полиморфными глыбками различных размеров (объемная доля — 5 %). Изменения почечных канальцев характеризовались расширением их просвета, уплощением эпителиальной выстилки и белковой дистрофией эпителиоцитов. По ходу канальцев отмечалась воспалительная инфильтрация интерстиция. Процесс распространялся на корковое и мозговое вещество. Как правило, больше поражались дистальные почечные канальцы и собирательные трубочки. Вокруг кальциевых отложений в ряде случаев наблюдалась умеренная лимфо-плазмоцитарная реакция.

В результате проведенного нами исследования во внутренней зоне мозгового вещества почек при алиментарном дефиците магния были обнаружены выраженные изменения эпителия дистальных канальцев, а также очаги кальциноза, что, по нашему мнению, является проявлением метаболического обызвествления. Выявленные изменения согласуются с литературными данными [6], в которых предполагается, что восходящий толстый сегмент петли Генле играет ключевую роль в реабсорбции магния, так как в нем пассивно всасывается 65—75 % ультрафильт-руемого магния через парацеллюлярный путь. В результате снижения концентрации магния на люминаль- ной поверхности клетки происходит активация кальциевого рецептора CaSR (calcium-sensing receptor), что приводит к повышению внутриклеточной концентрации кальция, в дальнейшем ведет к развитию каль-циево-оксалатного уролитиаза и необратимым изменениям эпителиоцитов дистальных канальцев [7].

По нашему мнению, воспалительные изменения, возникающие в дистальных почечных канальцах и собирательных трубочках, являются результатом альтеративного воздействий кристаллов солей кальция, создающего условия для адгезии к эпителиальным клеткам кристаллов солей и формирования очага кристаллизации с последующим увеличением его размеров и отделением от стенки канальца или собирательной трубочки [4].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, при моделировании алиментарного дефицита магния были обнаружены структурные повреждения в почках крыс, наиболее выраженные дистрофические изменения выявлены в эпителии проксимальных канальцев, отмечено наличие признаков хронического воспаления и очагового метаболического обызвествления в корковом и мозговом веществе изучаемых органов.