1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова
  4. T. 109, № 9, 2023

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2023, T. 109, № 9, стр. 1217-1232

Функциональное состояние брыжеечных артерий и сосудов микроциркуляторного русла кожи крыс с экспериментальной дисфункцией почек

Г. Т. Иванова 1, *, О. Н. Береснева 2

1 Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Санкт-Петербург, Россия

2 Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: ivanovagt@infran.ru

Поступила в редакцию 11.06.2023
После доработки 25.07.2023
Принята к публикации 27.07.2023

Аннотация

У людей с хронической болезнью почек часто развиваются сердечно-сосудистые осложнения, среди которых отмечаются эндотелиальная дисфункция, артериальная гипертензия и атеросклероз. Целью данной работы было провести сравнительный анализ реактивности сосудов микроциркуляторного русла (МЦР) кожи, оцененной методом лазерной допплеровской флоуметрии и брыжеечных артерий у крыс с резекцией 5/6 массы почек. Крысы Wistar были разделены на две группы: животным NE-группы (n = 15) удаляли 5/6 массы ткани почек, контрольным животным SO-группы (n = 15) выполняли ложную операцию. Через 8 нед. проводили оценку реактивности микрососудов кожи крыс на ионофорез ацетилхолина (ACh) и нитропруссида натрия (NP). Через неделю у крыс в условиях in vivo оценивали влияние нефрэктомии на реактивность предварительно сокращенных фенилэфрином брыжеечных артерий при действии агонистов, используя микрофото- и видеорегистрацию диаметра. Показано, что нефрэктомия не влияет на среднюю величину перфузии в коже крыс в покое, однако изменяет структуру частотного диапазона спектра колебаний показателя МЦР, повышая величину эндотелиального, нейрогенного и миогенного тонуса. NE приводит к развитию эндотелиальной дисфункции брыжеечных артерий и сосудов МЦР кожи, которая выражается в снижении реактивности на действие эндотелий-зависимого (ACh) и независимого от эндотелия (NP) вазодилататоров. Таким образом, развитие экспериментальной дисфункции почек приводит к изменениям спектральных составляющих флуктуаций показателя МЦР в коже, указывающим на повышение тонических влияний различного генеза на сосуды. Нефрэктомия сопровождается снижением реактивности микрососудов кожи и брыжеечных артерий, однако корреляции между увеличением показателя МЦР и амплитудой релаксации брыжеечных артерий при действии вазодилататорных агонистов на данном сроке наблюдения отсутствуют.

Ключевые слова: хроническая болезнь почек, лазерная Допплеровская флуометрия, вазодилатация, эндотелий, брыжеечная артерия, микроциркуляция

Список литературы

  1. Webster AC, Nagler EV, Morton RL, Masson P (2017) Chronic kidney disease. Lancet 389: 1238–1252. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)32064-5

  2. Di Angelantonio E, Danesh J, Eiriksdottir G, Gudnason V (2007) Renal function and risk of coronary heart disease in general populations: new prospective study and systematic review. PLoS Med 4: e270. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0040270

  3. Tyralla K, Amann K (2003) Morphology of the heart and arteries in renal failure. Kidney Int 63(Suppl. 84): 80–85. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.63.s84.1.x

  4. Düsing P, Zietzer A, Goody PR, Hosen MR, Kurts C, Nickenig G, Jansen F (2021) Vascular pathologies in chronic kidney disease: pathophysiological mechanisms and novel therapeutic approaches. J Mol Med 99(3): 335–348. https://doi.org/10.1007/s00109-021-02037-7

  5. Seliger SL, Salimi S, Pierre V, Giffuni J, Katzel L, Parsa A (2016) Microvascular endothelial dysfunction is associated with albuminuria and CKD in older adults. BMC Nephrol 17: 82. https://doi.org/10.1186/s12882-016-0303-x

  6. Tonelli M, Muntner P, Lloyd A, Manns BJ, Klarenbach S, Pannu N, James MT, Hemmelgarn BR (2012) Risk of coronary events in people with chronic kidney disease compared with those with diabetes: a population-level cohort study. Lancet 380: 807–814. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(12)60572-8

  7. Jankowski J, Floege J, Fliser D, Böhm M, Marx N (2021) Cardiovascular Disease in Chronic Kidney Disease: Pathophysiological Insights and Therapeutic Options. Circulation 143(11): 1157–1172. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.050686

  8. Schiffrin EL, Lipman ML, Mann JFE (2007) Chronic kidney disease: effects on the cardiovascular system. Circulation.116: 85–97. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.106.678342

  9. Zoccali C, Vanholder R, Massy ZA, Ortiz A, Sarafidis P, Dekker FW, Fliser D, Fouque D, Heine GH, Jager KJ, Kanbay M, Mallamaci F, Parati G, Rossignol P, Wiecek A, London G (2017) The systemic nature of CKD. Nat Rev Nephrol. 13: 344–358. https://doi.org/10.1038/nrneph.2017.52

  10. Batra G, Ghukasyan Lakic T, Lindbäck J, Held C, White HD, Stewart RAH, Koenig W, Cannon CP, Budaj A, Hagström E, Siegbahn A, Wallentin L (2021) STABILITY Investigators Interleukin 6 and Cardiovascular Outcomes in Patients With Chronic Kidney Disease and Chronic Coronary Syndrome. JAMA Cardiol 6(12): 1440–1445. https://doi.org/10.1001/jamacardio.2021.3079

  11. Martens CR, Edwards DG (2011) Peripheral vascular dysfunction in chronic kidney disease. Cardiol Res Pract 2011: 1–9. https://doi.org/10.4061/2011/267257

  12. Düsing P, Zietzer A, Goody PR, Hosen MR, Kurts C, Nickenig G, Jansen F (2021) Vascular pathologies in chronic kidney disease: pathophysiological mechanisms and novel therapeutic approaches. Int J Mol Sci 22(17): 9221. https://doi.org/10.3390/ijms22179221

  13. Schmidt RJ, Baylis C (2000) Total nitric oxide production is low in patients with chronic renal disease. Kidney Int 58: 1261–1266. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.2000.00281.x

  14. Benchetrit S, Green J, Katz D, Bernheim J, Rathaus M (2003) Early endothelial dysfunction, following renal mass reduction in rats. Eur J Clin Invest 33(1): 26–31. https://doi.org/10.1046/j.1365-2362.2003.01102

  15. Amador-Martínez I, Pérez-Villalva R, Uribe N, Cortés-González C, Bobadilla NA, Barrera-Chimal J (2019) Reduced endothelial nitric oxide synthase activation contributes to cardiovascular injury during chronic kidney disease progression. Am J Physiol Renal Physiol 317: F275–F285. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00020.2019

  16. Fliser D, Kielstein JT, Haller H, Bode-Borger SM (2003) Asymmetric dimethylarginine: A cardiovascular risk factor in renal disease? Kidney Int 63(Suppl.84): 37–43. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.63.s84.11.x

  17. Mangiacapra F, Conte M, Demartini C, Muller O, Delrue L, Dierickx K, di Sciascio G, Trimarco B, de Bruyne B, Wijns W, Bartunek J, Barbato E (2016) Relationship of asymmetric dimethylarginine (ADMA) with extent and functional severity of coronary atherosclerosis. Int J Cardiol 220: 629–633. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2016.06.254

  18. Zoccali C, Mallamaci F, Tripepi G (2003) Traditional and emerging cardiovascular risk factors in end-stage renal disease. Kidney Int 63(Suppl 85): 105–111. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.63.s85.25.x

  19. Annuk M, Zilmer M, Fellstrom B (2003) Endothelium-dependent vasodilatation and oxidative stress in chronic renal failure: Impact on cardiovascular disease. Kidney Int 63(suppl 84): 50–54. https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.63.s84.2.x

  20. Zannad F, Rossignol P (2018) Cardiorenal Syndrome Revisited Circulation 138(9): 929–944. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.028814

  21. Martens RJH, Stehouwer CDA (2017) Assessing microvascular function in humans from a chronic disease perspective. J Am Soc Nephrol 28(12): 3461–3472. https://doi.org/10.1681/ASN.2017020157

  22. Williams J, Gilchrist M, Strain D, Fraser D, Shore A (2020) The systemic microcirculation in dialysis populations. Microcirculation 27(5): e12613. https://doi.org/10.1111/micc.12613

  23. Roustit M, Cracowski JL (2012) Non-invasive assessment of skin microvascular function in humans: an insight into methods. Microcirculation 19: 47–64 https://doi.org/10.1111/j.1549-8719.2011.00129.x

  24. Wei Y, Chen H, Chi Q, He Y, Mu L, Liu C, Lu Y (2021) Synchronized research on endothelial dysfunction and microcirculation structure in dorsal skin of rats with type 2 diabetes mellitus. Med Biol Eng Comput 59(5): 1151–1166. https://doi.org/10.1007/s11517-021-02363-5

  25. Izjerman RG, de Jongh RT, Beijk MA, vanWeissenbruch MM, Delemarre-van de Waal HA, Serne EH, Stehouwer CD (2016) Individuals at increased coronary heart disease risk are characterized by animpaired microvascular function in skin. Eur J ClinInvest 33: 536–542. https://doi.org/10.1046/j.1365-2362.2003.01179.x

  26. Cracowski JL, Roustit M (2016) Current methods to assess human cutaneous blood flow: an updated focus on laser-based-techniques. Microcirculation 23: 337–344. https://doi.org/10.1111/micc.12257

  27. Stewart J, Kohen A, Brouder D, Rahim F, AdlerS, Garrick R, Goligorsky MS (2004) Noninvasiveinterrogation of microvasculature for signs ofendothelial dysfunction in patients with chronic renalfailue. Am J Physiol Heart Circ Physiol 287: H2687–H2696. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00287.2004

  28. Lindstedt IH, Edvinsson ML, Edvinsson L (2006) Reduced responsiveness of cutaneous microcirculation in essential hypertension—a pilotstudy. Blood Pressure 15: 275–280. https://doi.org/10.1080/08037050600996586

  29. Wei Y, Chen H, Chi Q, He Y, Mu L, Liu C, Lu Y (2021) Synchronized research on endothelial dysfunction and microcirculation structure in dorsal skin of rats with type 2 diabetes mellitus. Med Biol Eng Comput 59(5): 1151–1166. https://doi.org/10.1007/s11517-021-02363-5

  30. Smogorzewski MJ (2017) Skin Blood Flow and Vascular Endothelium Function in Uremia. J Ren Nutr 27(6): 465–469. PMID: https://doi.org/10.1053/j.jrn.2017.04.01229056167

  31. Paisley KE, Beaman M, Tooke JE, Mohamed-Ali V, Lowe GD, Shore AC (2003) Endothelial dysfunction and inflammation in asymptomatic proteinuria. Kidney Int 63(2): 624–633.https://doi.org/10.1046/j.1523-1755.2003.00768.x12631127

  32. Иванова ГТ, Лобов ГИ, Береснева ОН, Парастаева ММ (2019) Изменение реактивности сосудов крыс с экспериментальным уменьшением массы функционирующих нефронов. Нефрология 23(4): 88–95. [Ivanova GT, Lobov GI, Beresneva ON, Parastaeva MM (2019) Changes in the reactivity of vessels of rats with an experimental decrease in the mass of functioning nephrons Nephrology (Saint-Petersburg) 23(4): 88–95. (In Russ)]).https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-4-88-95

  33. Rossi M, Carpi A, Galetta F, Franzoni F, Santoro G (2006) The investigation of skin blood flowmotion: a new approach to study the microcirculatory impairment in vascular diseases? Biomed Pharmacother 60: 437–442. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2006.07.012

  34. DuPont JJ, Ramick MG, Farquhar WB, Townsend RR, Edwards DG (2014) NADPH oxidase-derived reactive oxygen species contribute to impaired cutaneous microvascular function in chronic kidney disease. Am J Physiol Renal Physiol 306(12): F1499–F1506.https://doi.org/10.1152/ajprenal.00058.2014

  35. Houben A, Martens RJH, Stehouwer CDA (2017) Assessing microvascular function in humans from a chronic disease perspective. J Am Soc Nephrol 28: 3461–3472. https://doi.org/10.1681/ASN.2017020157

  36. Sriram K, Salazar Vázquez BY, Tsai AG, Cabrales P, Intaglietta M, Tartakovsky DM (2012) Autoregulation and mechanotransduction control the arteriolar response to small changes in hematocrit. Am J Physiol Heart Circ Physiol 303(9): H1096–H1106. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00438.2012

  37. Kvandal P, Stefanovska A, Veber M, Kvernmo HD, Kirkebøen KA (2003) Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostaglandines. Microvasc Res 65(3): 160–171. https://doi.org/10.1016/s0026-2862(03)00006-2

  38. Крупаткин АИ, Сидоров ВВ (2005) Лазерная доплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. М. Медицина. [Krupatkin AI, Sidorov VV (2005) Laser Doppler flowmetry of blood microcirculation. М. Medicine-press. (In Russ)].

  39. Drábková N, Hojná S, Zicha J, Vaněčková I (2020) Contribution of selected vasoactive systems to blood pressure regulation in two models of chronic kidney disease. Physiol Res 69(3): 405–414. https://doi.org/10.33549/physiolres.934392

  40. Stefanovska A., Bravik M (1999) Physics of human cardiovascular system. Contemporary Physics 40(1): 31–35.

  41. Houben A, Martens RJH, Stehouwer CDA (2017) Assessing microvascular function in humans from a chronic disease perspective. J Am Soc Nephrol 28: 3461–3472. https://doi.org/10.1681/ASN.2017020157

  42. Stewart JM, Kohen A, Brouder D, Rahim F, Adler S, Garrick R, Goligorsky MS (2004) Noninvasive interrogation of microvasculature for signs of endothelial dysfunction in patients with chronic renal failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol 287: H2687–H2696. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00287.2004

  43. Kellogg DL Jr, Zhao JL, Coey U, Green JV (2005) Acetylcholine-induced vasodilation is mediated by nitric oxide and prostaglandins in human skin. J Appl Physiol 98: 629–632. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00728.2004

  44. Gaubert ML, Sigaudo-Roussel D, Tartas M, Berrut G, Saumet JL, Fromy B (2007) Endothelium-derived hyperpolarizing factor as an in vivo back-up mechanism in the cutaneous microcirculation in old mice. J Physiol 585(Pt 2): 617–626. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2007.143750

  45. Лобов ГИ, Соколова ИБ (2020) Роль NO и H2S в регуляции тонуса церебральных сосудов при хронической болезни почек. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 106(8): 1002–1015. [Lobov GI, Sokolova IB (2020) Role of NO and H2S in the Regulation of the Tone of Cerebral Vessels in Chronic Kidney Disease. Russ J Physiol 106(8): 1002–1015. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0869813920080063

  46. Freed JK, Gutterman DD (2017) Communication Is Key: Mechanisms of Intercellular Signaling in Vasodilation. J Cardiovasc Pharmacol 69(5): 264–272. https://doi.org/10.1097/FJC.0000000000000463

  47. Chen CH, Huang SC, Yeh EL, Lin PC, Tsai SF, Huang YC (2022) Indoxyl sulfate, homocysteine, and antioxidant capacities in patients at different stages of chronic kidney disease. Nutr Res Pract 16(4): 464–475.https://doi.org/10.4162/nrp.2022.16.4.464

  48. Brunt VE, Fujii N, Minson CT (2015) Endothelialderived hyperpolarization contributes to acetylcholine-mediated vasodilation in human skin in a dose-dependent manner. J Appl Physiol 119: 1015–1022. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00201.201

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал