Регистрация / Вход
Прислать материал

Водо- и ионно- выделительная функция почек у крыс при длительном потреблении питьевой воды с различной концентрацией ионов Са +2

Сведения об участнике
ФИО
Галчанский Максим Юрьевич
Вуз
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный педагогический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Фундаментальная медицина и физиология
Тема
Водо- и ионно- выделительная функция почек у крыс при длительном потреблении питьевой воды с различной концентрацией ионов Са +2
Резюме
Работа выполнена на взрослых крысах 3-х групп: контрольной (уровень Са+2–10мг/л), и экспериментальных (Са+2–60мг/л) и (Са+2–120мг/л). Через 2 месяца эксперимента отмечается развитие стрессовой реакции почек, характеризующейся уменьшением водовыделительной функции и увеличением экскреции ионов после водной нагрузки. К 4-му мес. эксперимента происходит адаптация почечного ответа, но концентрации Ca+2, Mg+2 и осмолярность плазмы крови достоверно снижаются. У крыс 2-ой экспериментальной группы снижается концентрация гормонов стресса: кортизола, Т3, Т4, что свидетельствует об истощении регуляторных механизмов.
Ключевые слова
Кальций, питьевая вода, функция почек, гормоны, плазма крови
Цели и задачи
Цель работы:изучить влияние длительного потребления питьевой воды с различной концентрацией Са+2 на водо- и ионо- выделительную функцию почек.
Задачи: 1. Исследовать влияние питьевой воды с разным содержанием кальция на массу тела экспериментальных животных и объем потребляемой жидкости.
2. Определить биохимический состав плазмы крови и мочи животных, потреблявших питьевую воду с различным содержанием кальция, в условиях покоя и после 5% водной нагрузки.
3. Оценить гидро- и ионоуретическую функции почек крыс при потреблении питьевой воды с различным содержанием кальция.
4. Выявить влияние длительного потребления питьевой воды с повышенным содержанием кальция на содержание в плазме крови основных гормонов стресса.
Введение

Водоснабжение населения РФ остается серьезной гигиенической проблемой. В то же время в отношении ряда ингредиентов воды не проведена детальная гигиеническая оценка с обоснованием их ПДК . К таким ингредиентам относятся - кальций и магний, определяющие жесткость питьевой воды. Известно, что чем выше жесткость воды , тем больше ее негативное влияние на организм. 

Необходимо отметить, что ионизированные минералы питьевой воды имеют высокие показатели физиологической адекватности, биологической доступности и всасывания. Поэтому даже относительно небольшие концентрации вносимых в питьевую воду минеральных веществ могут давать выраженный физиологический эффект.

Методы и материалы

Исследование было выполнено на взрослых крысах самцах линии Wistar в условиях хронического эксперимента. В динамике наблюдения (на 2-м и 4-м месяцах) потребления животными питьевой воды с концентрацией кальция 10 мг/л– контроль; 60 (1-я  группа) и 120 мг/л (2-я группа) – экспериментальные группы проводили изучение функций почек путем сбора фоновых проб мочи в течение 4 часов и через 3 часа после 5%  водной нагрузки. В собранных образцах определяли  объем мочи, концентрацию макроэлементов (Na+, K+, Ca+2, Mg+2, мочевой кислоты, мочевины ) и осмолярность . Параллельно собирали пробы крови путем надсечки хвоста, центрифугировали 5 мин. при 3 000 оборотах и в полученных образцах плазмы определяли те же показатели, что и в моче.

Концентрацию электролитов натрия и калия определяли методом пламенной фотометрии на пламенном фотометре  BWB-XP Flame Photometer.

Концентрации ионов кальция, магния, а также мочевины и мочевой кислоты определяли методом биохимического анализа проб ( Биохимический анализатор открытого типа BS-200E). 

Для определения общей осмолярности мочи использовали метод криоскопии (миллиосмометр «Osmomat»), концентрацию гормонов определяли иммуноферментным методом (фотометр «Multiskan FC»).

Статистический анализ результатов исследования проводили на основе определения средних арифметических (М) и их ошибок (±m). Различия показателей оценивали методами вариационной статистики по t-критерию Стьюдента для параметрических выборок.

 

Описание и обсуждение результатов

В течение эксперимента потребление воды и масса тела животных как в экспериментальных группах, так и в контроле не отличались. Через 2 мес. в фоновых пробах мочи экспериментальных животных по сравнению с контролем отмечалась тенденция к снижению диуреза при низком уровне СКФ и повышении осмолярности мочи. После водной нагрузки развивалась выраженная реакция разведения во всех группах. Через 4 месяца эксперимента реакция почек крыс уже практически не отличалась от контроля, что свидетельствовало об адаптации водовыделительной функции почек к питьевой воде с разным содержанием Са+2. Следует отметить, что на данном этапе большинство показателей диуретической и осморегулирующей функции почек во 2-й экспериментальной группе восстанавливались практически до уровня контрольных животных и 1-й группы животных.

Оценка ионоуретической функции почек, которая отражает второй компонент осморегуляции, показал, что через 2 мес. наблюдения фоновая экскреция ионов в экспериментальных группах была ниже, чем в контроле, однако экскреция кальция имела тенденцию к повышению. После водной нагрузки наблюдалась более интенсивная по сравнению с контролем экскреция основных осмотически активных веществ (натрия, калия, мочевины и кальция), особенно в группе 120 мг/л Са, что отражает включение осмо- и ионорегулирующих механизмов.

На 4-м месяце наблюдения выраженность отличий в ионоуретической функции почек в экспериментальных группах по сравнению с контролем была менее значима и носила биологически целесообразный характер (снижение экскреции ионов после водной нагрузки), что можно расценивать как проявление адаптивной реакции на длительное потребление воды с повышенным содержанием кальция.

Анализируя показатели плазмы крови к 4-му месяцу эксперимента следует отметить парадоксальный ответ системы регуляции кальциевого гомеостаза – снижение его концентрации в плазме крови во 2-й экспериментальной группе, что вероятно, отражает гиперрегуляцию в ответ на поступление избыточного количества катиона. Параллельно наблюдалось снижение концентрации магния и осмолярности по сравнению с контролем, в большей степени выраженное в группе 120 мг/л Са, чем у животных, получавших 60 мг/л Са.

Определение концентрации основных стресс-регулирующих гормонов в плазме выявило, что уже питьевая вода с уровнем Са+2 60 мг/л вызывала по сравнению с контролем повышение содержания гормонов щитовидной железы, без изменений концентрации кортизола. Однако при увеличении дозы кальция в питьевой воде до 120 мг/л к 4-му мес. происходило достоверное снижение концентрации кортизола и тиреотропинов, как результат истощения их продукции.

Используемые источники
1.О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федеральный закон № 52-ФЗ от 30.03.1999 г. (в редакции от 28.11.2015 г.) [Электронный ресурс]/ URL: http://www.consultant.ru/document/con_doc_LAW_22481/ (дата обращения: 15.05.2016).
2.Онищенко Г.Г. Вода и здоровье // Экология и жизнь. 1999. №4. С. 11-14.
3.Онищенко г.г., Зайцева Н.В., Май И.В., Андреева Е.Е. Кластерная систематизация параметров санитарно-эпидемиологического благополучия населения регионов Российской Федерации и городов федерального значения// Профилактическая медицина: актуальные аспекты анализа риска здоровью. 2016. № 1(13).– С. 4-14.
4.Айзман Р.И., Великанова Л.К. Оценка водно-солевого обмена и функции почек с помощью нагрузочных проб. //Новые методы научных исследований в клинической и экспериментальной медицине. / Ред. Лозовой В.П. Новосибирск. 1980. - С.5-13.
Information about the project
Surname Name
Galchansky Maxim
Project title
Water and ion renal excretory function in rats with long-term consumption of drinking water with different concentrations of Сa+2 ions
Summary of the project
This study was carried out in adult rats of 3 groups: control (Ca+2concentration 10mg /L); and 2 experimental groups (Ca+2 - 60mg /L-the 2-nd group, and Ca+2 - 120mg /L – the 3-d group). After 2 months of the experiment the development of kidney stress response was indicated, that characterized by a decreasing in diuresis and increasing of ions excretion after water load. At the end of the study the renal response adaptation was found, but the concentration of Ca+2, Mg+2 and the osmolarity of blood plasma were significantly lower. In the second group to the end of experiment the concentrations of stress hormones: cortisol, T3, T4 were reduced, that indicated the depletion of hormonal regulatory mechanisms.
Keywords
Calcium, drinking water, renal function, hormones, blood plasma