модел

  • елементи
  • абстрактно
  • Заден план:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Основното
  • резултатът
  • Диети с дефицит на хлорид и натрий предизвикват NC при млади плъхове
  • NC, предизвикана от силно свиване на обема на ECF
  • Екскреция на калций в урината при NC плъхове
  • Асоциация на отделянето на фосфор в урината с NC
  • Ефекти от интраперитонеалното приложение на фуроземид в диетични групи
  • Кръвно налягане при плъхове със или без NC
  • Растеж на плъхове Хлоридна храна или диета с недостиг на натрий/хлорид
  • дискусия
  • методи
  • Субекти и протокол
  • измерване
  • Анализ на данни
  • Отчет за финансова подкрепа
  • разкриване

елементи

  • Модели на болести по животните
  • Детско бъбречно заболяване
  • патогенеза

абстрактно

Заден план:

Нефрокалцинозата (NC) е важен клиничен проблем, наблюдаван при критично болни недоносени деца, лекувани с бримкови диуретици. Няма налични надеждни животински модели за изследване на патогенезата на NC при недоносени бебета. Целта на това проучване е да се разработи възпроизводим и клинично значим животински модел на NC при тези пациенти и да се изследва ефектът от контракцията на обема на извънклетъчната течност (ECF), предизвикана от изчерпване на натрий и хлорид в този процес.

методи:

Триседмични отбити плъхове Sprague-Dawley са били хранени с диета с дефицит или на хлорид, или на натрий, или и на двете. Подгрупа от плъхове от всяка диетична група се инжектира ежедневно с фуроземид (40 mg/kg ip).

резултатите:

Плъховете, хранени с контролна диета, със или без фуроземид, или с диета без хлориди, не развиват NC. За разлика от това, 50% от плъховете, инжектирани с фуроземид и хранени с безхлоридна диета, развиват NC. Освен това 94% от плъховете, хранени с комбинирана диета с изчерпване на натрий и хлорид, развиват NC, независимо от употребата на фуроземид. NC се свързва с развитието на рязък спад в обема на ECF; хипохлоремична, хипокалиемична, метаболитна алкалоза; повишена фосфатурия; и забавяне на растежа.

заключение:

Тежката контракция на обем на ECF, предизвикана от хронично изчерпване на натрий и хлорид, изглежда играе важна роля в патогенезата на NC.

Основното

Понастоящем няма животински модели, които да се опитват да възпроизвеждат аномалии на течности и електролити, които са свързани с развитието на NC при недоносено бебе. Предишен модел, използващ ip фуроземид самостоятелно при отбити плъхове на контролна диета, успя да индуцира NC (17); тези промени обаче не могат да бъдат възпроизведени в нашите предварителни експерименти. Освен това не е доказано, че фуроземид индуцира NC при възрастни плъхове, хранени с контролна диета (18).

Други проучвания при възрастни плъхове са дали NC, използвайки комбинация от изчерпване на хлоридите с диета с фосфат или с високо съдържание на сулфат (18, 19). Изолираното фосфатно натоварване е трайно причинено от NC само при млади плъхове (20). Следователно целта на това проучване е да се разработи надеждна и възпроизводима система на животински модел на NC, която имитира патофизиологичните промени, свързани с развитието на NC при недоносени бебета, получаващи фуроземид, при деца с наследствена бъбречна тубулопатия или при деца с извънбъбречна загуба на обем. и електролити, като тези, открити при CLD или пилорна стеноза.

резултатът

Диети с дефицит на хлорид и натрий предизвикват NC при млади плъхове

Най-забележителното е, че почти всички плъхове, хранени с комбинирана диета с дефицит на натрий и хлорид, развиват лека до тежка NC (P-стойност).

von Kossa и Alizarin червено оцветяване на бъбречни секции от плъхове Sprague-Dawley. Панелът показва ( а ) от Kossa и ( б ) оцветяване на ализариново червено от плъхове, хранени с контролна диета; ( ° С ) от Kossa и ( д ) оцветяване на ализариново червено от плъхове, хранени с диета с ниско съдържание на хлорид + ip фуроземид; а ( д ) от Kossa и ( е ) оцветяване на ализариново червено от плъхове, хранени с диета с ниско съдържание на натрий и ниско съдържание на хлориди. Всички панели представляват × 25 оригинално увеличение.

Изображение в пълен размер

Маса в пълен размер

Изследването на оцветени от фон Kossa бъбречни разрези на плъхове с хематоксилин и еозин (данните не са показани) под поляризирана светлина не успя да открие двупречупващи кристали при NC животни. Това беше потвърдено и от оцветяването с червено Alizaren ( Фигура 1 ) показва, че повечето от находищата са съставени главно от калциев фосфат. Нито един от плъховете, хранени с контролната диета, не развива NC.

NC, предизвикана от силно свиване на обема на ECF

Плъховете, които развиват силно свиване на обема на извънклетъчната течност (ECF), както се доказва от намалено тегло, повишен хематокрит и повишен азот в уреята в кръвта, са по-склонни да развият NC ( таблица 3 ). Въпреки това, селективните хлориди с дефицит на хлориди развиват значително свиване на обема на ECF, но не развиват NC. Тези открития предполагат, че само намаляване на обема на ECF не е достатъчно, за да предизвика NC. Плъховете, хранени с диета с ниско съдържание на натрий/хлорид, са имали по-висока средна продукция на урина (ml/d) (P

Двадесет и четиричасово отделяне на калций в урината по хранителна категория. Екскреция на калций в урината, изразена като съотношение на калций към креатинин за 24 часа (mg/mg). Плътните черни точки представляват стойност> 1,5 пъти интерквартилния диапазон от горната стойност на квартила.

Изображение в пълен размер

Асоциация на отделянето на фосфор в урината с NC

Както е посочено в в таблица 2, екскрецията на фосфор в урината е повече от два пъти по-висока при плъхове, хранени с диета с ниско съдържание на натрий и ниско хлорид в сравнение с контролите. В допълнение, при плъхове, хранени с ниско хлоридна диета и лекувани с ip фуроземид, тези, които са развили NC, са имали 10 пъти по-висока екскреция на фосфор с урината, отколкото тези, които не са (P

Среднодневно наддаване на тегло в групата с диетична интервенция. Средните мустаци означават ± SD барове. Плътните черни кръгове, пълни с плътни линии, представляват плъхове, хранени с диета с ниско съдържание на хлориди. Отворените пунктирани триъгълници представляват плъхове, хранени с диета с ниско съдържание на натрий/хлорид. Отворените кръгове с пунктирана линия представляват плъхове, хранени с контролна диета и получаващи фуроземид ip. Плътните черни диаманти с пунктирана линия представляват плъхове, хранени само с контролна диета.

Изображение в пълен размер

дискусия

Има няколко потенциални клинично значими открития, които могат да бъдат извлечени от тези данни. Първо, това проучване описва надежден модел на малки животни за изследване на патогенезата на NC при недоносени бебета. Този модел произвежда надежден и тежък NC при значителна част от плъховете (50-100%) ( маса 1 ). Предишни проучвания показват, че отбивачите осигуряват клинично значима моделна система за изследване как хроничните промени в хранителната консумация на натрий и хлорид модулират обема на ECF течност, цялостния телесен растеж, синтеза на мускулен протеин и активирането на системната и локалната система на бъбреците-ангиотензин (21, 22, 23, 24). Бързо растящите организми на недоносени бебета и млади плъхове се нуждаят от електролити, за да подпомогнат разширяването на обема на ECF, необходим за нормален растеж (21, 25, 26, 27). В допълнение, младите плъхове са по-податливи на развитие на NC от възрастните плъхове (28) и са по-чувствителни към ефектите от диетичното ограничение на натрий/хлорид (26). В съответствие с предишни проучвания (21, 25), нашите данни показват, че забавеният растеж, наблюдаван при плъхове, хранени с диета с дефицит на натрий и/или хлорид, може да бъде обяснен, поне отчасти, с намален прием на калории и значително намаляване на обема на ECF.

Изследванията върху развитието на NC в контекста на диета с високо съдържание на фосфор или изчерпване на магнезий не показват регресия, когато животните са преминали на контролна диета (32, 33). Дали това е така при нашия животински модел е област, която се нуждае от допълнително изследване. Не е ясно дали NC, свързан с изчерпване на натрий/хлорид, е свързан с дългосрочни промени в бъбречната функция. NC, индуциран от прекомерен фосфор в храната, е свързан с повишена екскреция на албумин в урината (34).

Нашето проучване има няколко ограничения. Първият е, че съдържанието на калций в бъбреците не е пряко измерено. Предишни проучвания обаче показват, че съдържанието на калций в бъбреците е силно корелирано с тежестта на NC (35). Второто е липсата на проследяване на надлъжния ход на времето, за да се определи минималното време, необходимо за развитието на NC, както и първоначалните промени в екскрецията на фосфор с урината и електролита. Третото е, че без измерване на PTH в нашия животински модел, придобиването на цялостно разбиране за NC патогенезата е ограничено. Четвърто, не можахме директно да определим калциевия ефект на фуроземид във всяка изследвана група, тъй като сдвоени проби от урина не бяха получени преди и след приложението на фурфемозид при всеки плъх. И накрая, използвахме серумен креатинин, нива на азот в кръвта и хематокрит, за да оценим бъбречната функция и обема на ECF. Независимо от това, в предишни проучвания, използващи подобна система от модели на плъхове, ние показахме, че при липса на нарушения на кървенето тези маркери могат да корелират с промените в системата ренин-ангиотензин-алдостерон и контракцията на обема на ECF (22).

В обобщение, разработихме надежден модел на плъхове за изследване на патогенезата на NC при недоносени бебета. Ние заключаваме, че хроничното изчерпване на натрий и хлорид в храната, което води до силно свиване на ECF, хипохлоремична метаболитна алкалоза и повишена фосфатурия, е основен рисков фактор за развитието на NC при млади плъхове. Тези открития предполагат, че фуроземидът може да ускори развитието на NC при недоносени бебета, поне отчасти чрез този прост механизъм. Необходими са по-нататъшни проучвания за потвърждаване на тази хипотеза при недоносени бебета и за изясняване на основния механизъм, участващ в патогенезата на NC в тази нова система от животински модели.

методи

Следният протокол беше одобрен от Институционалния комитет за грижа за животните и неговото използване в Изследователския институт на Националния медицински център за деца.

Субекти и протокол

Мъжки плъхове Sprague-Dawley на триседмична възраст (Taconic, Germantown, NY) са хранени с диети с дефицит на натрий (3).

Отчет за финансова подкрепа

Това проучване беше подкрепено от Националните здравни институти (NIH; Bethesda, MD). Награда за детска здравна кариера (05K12-HD001399-12) и NIH присъдиха R01 DK-049419 и R01 HL102497.