Ультраструктурные изменения эпителия проксимальных канальцев у крыс при экспериментальном моделировании алиментарного дефицита магния

В последние годы доля больных, страдающих мочекаменной болезнью, в общей структуре урологической заболеваемости постоянно растет [3]. Следует считать, что частота развития уролитиаза в определенной степени зависит от минерального состава питьевой воды и рациона питания [2]. В проведенных ранее исследованиях было показано, что одним из факторов, провоцирующим мочекаменную болезнь, может быть дефицит магния. Примерно у 70—80 % больных, страдающих оксалатным уролитиазом, отмечается низкий уровень магния в эритроцитах [4, 6—8].

В более ранних работах нами были определены структурные изменения в почках крыс, которые были наиболее выражены в эпителии проксимальных канальцев, с наличием признаков хронического воспаления и очагового метаболического обызвествления в корковом и мозговом веществе почек [1]. Однако оставались неизученными ультраструктурные аспекты повреждения проксимальных канальцев.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить на ультраструктурном уровне изменения проксимальных канальцев нефронов у крыс при экспериментальном алиментарном дефиците магния.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В эксперименте использовано 30 половозрелых нелинейных белых крыс-самцов массой 170—260 г. Выбор, содержание животных, моделирование патологических процессов и выведение крыс из эксперимента осуществляли на основе базисных нормативных документов Министерства здравоохранения Российской Федерации и рекомендаций Всемирной организации здравоохранения, правил лабораторной практики (GLP). Программа эксперимента была согласована с Локальным независимым этическим комитетом по экспертизе диссертационных исследований.

Для моделирования алиментарного дефицита магния животные содержались на магнийдефицит-ной 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 полиминеральная 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.

Для электронно-микроскопического исследования фиксацию кусочков почек размером до 1 мм3 производили в течение 12 часов в 4%-м растворе параформа на 0,1М какодилатном буфере с последующей постфиксацией в течение 3 часов в 1%-м растворе тетраокиси осмия на 0,1М какодилатном буфере (pH = 7,4) при температуре +4 оС. После промывки в нескольких порциях раствора какодилатного буфера материал подвергали дегидратации в ацетонах возрастающей концентрации и заливали в смесь эпона и аралдита.

Ультратонкие срезы толщиной 50—90 нм получали на ультрамикротоме «LKB-8800». Полутонкие эпон-аралдитовые срезы толщиной 1 мкм окрашивали метиленовой синью. Ультратонкие срезы монтировали на медные сетки. После контрастирования в 0,3%-м растворе цитрата свинца в течение 20 минут срезы изучались с помощью электронного микроскопа «Tesla BS-500» при ускоряющем напряжении 60 кВ. Фотодокументирование производили с использованием фотопленок «ФТ-40».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В корковом веществе почек контрольных крыс в проксимальных канальцах выявлялась нормальная ультраструктура эпителиоцитов, на апикальной поверхности которых обнаруживалась щеточная кайма (рис. 1).

При электронно-микроскопическом исследовании почек с дефицитом магния выявлено уменьшение количества митохондрий в апикальной зоне. В базально-латеральных отделах эпителиоцитов происходило уменьшение гетерогенных митохондрий, которые приобретали более крупный размер. В эпителиоцитах проксимальных канальцев у животных отмечалось, по сравнению с контролем, расширение межклеточных промежутков, увеличение числа и высоты микроворсинок щеточной каймы на апикальной поверхности. В отдельных эпителиоцитах проксимальных канальцев митохондрии отличались вытянутой формой и резко увеличенным продольным размером. У других эпителиоцитов число митохондрий в области базального лабиринта было рез- ко снижено. В ядрах эпителиальных клеток проксимальных канальцев имело место уменьшение содержания гетерохроматина. В цитоплазме отмечалось меньшее количество, по сравнению с контролем, свободных рибосом, также встречались отдельные лизосомы (рис. 2).

Рис. 1. Эпителиоцит проксимального канальца почек контрольных крыс.

Нормальная архитектоника канальцев. Ув х 6000

Рис. 2. Эпителиоцит проксимального канальца почек при алиментарном дефиците магния.

Увеличение толщины щеточной каймы.

Уменьшение количества митохондрий. Ув. х 8000

Полученные нами данные говорят об ультра-структурном повреждении эпителиоцитов проксимальных почечных канальцев при алиментарном дефиците магния. Мы рассматриваем увеличение высоты и количества микроворсинок щеточной каймы эпителиоцитов проксимальных канальцев в качестве компенсаторной реакции эпителия в ответ на уменьшение содержания магния в пище, поскольку в проксимальных канальцах нефрона в норме осуществляется реабсорбция магния [8]. Структурные изменения в ядрах клеток проксимальных канальцев, по нашему мнению, могут быть следствием усиления экспрессии хромосомных генов в ответ на повреждение эпителиоцитов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные нами исследования указывают на важную роль структурно-функциональных изменений в эпителии проксимальных канальцев при алиментарном дефиците магния. Ультраструктурные изменения в эпителиоцитах у крыс характеризовались гипертрофией щеточной каймы, митохондрий базально-латерального отдела, что свидетельствует о возникновение компенсаторных процессов на 8-й неделе эксперимента.