Патофізіологічні механізми гострого ушкодження нирок при водному діурезі з насиченням воднем

Abstract

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі щодо патогенезу впливу розчину від’ємного окисно-відновного потенціалу з насиченням молекулярним воднем на функціонально-біохімічні процеси нирок за гострої гемічної гіпоксії середнього ступеня тяжкості, розщепленні окиснення та фосфорування, синдромі no-reflow на ранній поліуріуричній стадії сулемової нефропатії за умов гіпонатрієвого раціону харчування та синдромі подразненого кишечника з закрепом та діареєю. Навантаження водою від’ємного окисно відновного потенціалу -297,9±5,27 мВ з насиченням воднем 1,2 ppm порівняно з індукованим діурезом від’ємного окисно-відновного потенціалу -304,5±4,79 мВ без насичення воднем викликає відновлення швидкості клубочкової фільтрації, фільтраційної фракції і проксимальної реабсорбції іонів натрію з 11,89±0,550 мкмоль/ хв ∙ 100 г до 18,74±0,560 мкмоль/ хв ∙ 100 г (p < 0,01) та зниження втрат білка з сечею з 0,157±0,0080 мг/2 год ∙ 100 г до 0,055±0,0040 мг/2 год ∙ 100 г (p < 0,01) із-за відсутності активації механізму базального тонусу судин кіркової речовини нирок, що пояснюється високою проникністю молекулярного водню та рівномірним постачанням електронів до всіх органів і тканин. Викориcтання кореляційного, регресійного та багатофакторного регресійного аналізів підтверджують встановлені зміни. У період формування синдрому no-reflow у щурів на низьконатрієвій дієті через 72 год після введення сулеми показана протекторна властивість молекулярного водню на проксимальний відділ нефрона із покращанням його функціонального стану, енергетичного забезпечення, виявлено протинабряковий (p < 0,02), антиоксидантний вплив, що ймовірно буде сприяти можливості розриву великих та малих вадних кіл антиоксидантним розчином Н2 за рахунок високої проникності та здатності нейтралізувати гідроксильний радикал та пероксинітрит. За гострої гемічної гіпоксії середнього ступеня тяжкості застосування розчину від’ємного окисно-відновного потенціалу з насиченням молекулярним водним за рахунок його антиоксидантних, цитопротекторних, енергетичних властивостей покращує стан проксимального канальця, зменшує прояви протеїнурії канальцевого типу (p < 0,01), підвищує активність сукцинатдегідрогенази (p < 0,02) в цьому відділі нефрона і зменшує калійуретичний вплив альдостерону за рахунок гальмування активності тубуло-гломерулярного зворотного зв’язку та внутрішньониркової ренінангіотензин-альдостеронової системи. Використання розчину від’ємного окисно-відновного потенціалу з насиченням молекулярним водним за рахунок його антиоксидантних, протизапальних, нефропротекторних властивостей виявляє захисну дію на нирки та знижує підвищений рівень фактора некрозу пухлин-альфа в плазмі крові (p < 0,01), лізису азоколагену, азоальбуміну, азоказеїну та продуктів перекисного окиснення ліпідів малонового альдегіда (p < 0,01) і дієнових кон’югат (p < 0,02) за гострої гемічної гіпоксії середнього ступеня тяжкості. За умов гіпоксії нирок із-за розщеплення процесів окиснення та фосфорування застосування розчину від’ємного окисно-відновного потенціалу з насиченням молекулярним водним за рахунок його антиоксидантних, цитопротекторних, енергетичних властивостей покращує стан дистального канальця (p < 0,05), зменшує прояви протеїнурії канальцевого типу, підвищує активність сукцинатдегідрогенази в проксимальному відділі нефрона (p < 0,05) і зменшує концентрацію іонів калію в сечі на тлі зниження окисно-відновного потенціалу сечі до від’ємних значень (p < 0,01). Використання розчину від’ємного окисно-відновного потенціалу з насиченням молекулярним водним за рахунок його антиоксидантних, протизапальних, нефропротекторних властивостей виявляє захисну дію на нирки та знижує підвищений рівень прозапальних цитокінів фактора некрозу пухлин-альфа, інтерлейкіну – 1-бета, інтерлейкіну - 6 в плазмі крові, сумарну, ферментативну, неферментативну фібринолітичні активності, продукти перекисного окиснення ліпідів малоновий альдегід, дієнові кон’югати, окисну модифікацію білків у кірковій речовині нирок (p < 0,05) за їх гіпоксії із-за розщеплення процесів окиснення та фосфорування. Протекторний вплив молекулярного водню за синдрому подразненого кишечника з закрепом та діареєю призводить до ліквідації дисбактеріозу, інтоксикаційного синдрому, перекисного окиснення ліпідів, покращує загальний стан пацієнтів за шкалою Лайкерта (p < 0,05), зменшує ступінь протеїнурії та відновлює фібринолітичну активність сечі. Захисний вплив молекулярного водню за синдрому подразненого кишечника з закрепом та діареєю покращує функціональний стан проксимального канальця нирок (p < 0,05) за рахунок його високої проникності та вибіркової антиоксидантної активності щодо знешкодження гідроксильного радикалу та пероксинітриту, що сприяє розриву великих і малих вадних кіл поєднаного патологічного процесу ушкодження кишечника та нирок.

The dissertation provides a theoretical generalization and a new solution to the scientific problem regarding the pathogenesis of the influence of a solution of negative redox potential with saturation of molecular hydrogen on the functional and biochemical processes of the kidneys during acute hemic hypoxia of medium severity, splitting of oxidation and phosphorylation, no-reflow syndrome in early polyuricuric stage of sublimate nephropathy under conditions of hyposodium diet and irritable bowel syndrome with constipation and diarrhea. Water loading of a negative redox potential of -297.9±5.27 mV with hydrogen saturation of 1.2 ppm compared to induced diuresis of a negative redox potential of -304.5±4.79 mV without hydrogen saturation causes recovery rates of glomerular filtration, filtration fraction and proximal reabsorption of sodium ions from 11.89±0.550 μmol/ min ∙ 100 g to 18.74±0.560 μmol/ min ∙ 100 g (p < 0.01) and a decrease in urinary protein loss from 0.157 ±0.0080 mg/2 h ∙ 100 g to 0.055±0.0040 mg/2 h ∙ 100 g (p < 0.01) due to the lack of activation of the mechanism of basal vascular tone of the renal cortical substance, which is explained by the high permeability of molecular hydrogen and uniform supply of electrons to all organs and tissues. The use of correlation, regression and multivariate regression analyzes confirm the established changes. During the formation of the no-reflow syndrome in rats on a low-sodium diet 72 hours after the introduction of sublimate nephropathy, the protective property of molecular hydrogen on the proximal part of the nephron was shown, with an improvement in its functional state, energy supply, an anti-edematous (p < 0.02), antioxidant effect was revealed, which is likely to contribute to the possibility of breaking large and small vicious circles with H2 antioxidant solution due to high permeability and ability to neutralize hydroxyl radical and peroxynitrite. In acute hemic hypoxia of medium severity, the application of a solution of negative redox potential saturated with molecular hydrogen due to its antioxidant, cytoprotective, energetic properties improves the condition of the proximal tubule, reduces the manifestations of tubular proteinuria (p < 0.01), increases the activity of succinate dehydrogenase (p < 0.02) in this part of the nephron and reduces the kaliuretic effect of aldosterone by inhibiting the activity of tubulo-glomerular feedback and the intrarenal renin-angiotensin-aldosterone system. The use of a solution of negative redox potential saturated with molecular hydrogen due to its antioxidant, anti-inflammatory, nephroprotective properties has a protective effect on the kidneys and reduces the increased level of tumor necrosis factor-alpha in blood plasma (p < 0.01), lysis of azocollagen, azoalbumin, azocasein and lipid peroxidation products of malonaldehyde (p < 0.01) and diene conjugates (p < 0.02) during acute hemic hypoxia of moderate severity. Under conditions of kidney hypoxia due to the breakdown of oxidation and phosphorylation processes, the use of a solution of negative redox potential saturated with molecular hydrogen due to its antioxidant, cytoprotective, energetic properties improves the condition of the distal tubule (p < 0.05), reduces the manifestations of tubular proteinuria type, increases the activity of succinate dehydrogenase in the proximal part of the nephron (p < 0.05) and decreases the concentration of potassium ions in urine against the background of a decrease in the redox potential of urine to negative values (p < 0.01). The use of a solution of negative redox potential saturated with molecular hydrogen due to its antioxidant, anti-inflammatory, nephroprotective properties has a protective effect on the kidneys and reduces the increased level of pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor-alpha, interleukin-1-beta, interleukin-6 in plasma blood, total, enzymatic, non-enzymatic fibrinolytic activity, products of lipid peroxidation, malonaldehyde, diene conjugates, oxidative modification of proteins in the cortical substance of the kidneys (p < 0.05) during their hypoxia due to the breakdown of oxidation and phosphorylation processes. The protective effect of molecular hydrogen in irritable bowel syndrome with constipation and diarrhea leads to the elimination of dysbiosis, intoxication syndrome, lipid peroxidation, improves the general condition of patients according to the Likert scale (p < 0.05), reduces the degree of proteinuria and restores the fibrinolytic activity of urine. The protective effect of molecular hydrogen in irritable bowel syndrome with constipation and diarrhea improves the functional state of the proximal tubule of the kidneys (p < 0.05) due to its high permeability and selective antioxidant activity for the neutralization of hydroxyl radicals and peroxynitrite, which contributes to the rupture of large and small vicious circles of the combined pathological process of intestinal and kidney damage.