Matrix metalloproteinase-2 activity and oxidative stress in the kidneys during experimental urate nephrolithiasis
Authors: Жариков А.Ю. , Кальницкий А.С. , Мазко О.Н. , Макарова О.Г. , Бобров И.П. , Жарикова Г.В. 
Published: October 2022

Введение. Уратный нефролитиаз - распространенная форма мочекаменной болезни. Активация матриксной металлопротеиназы-2 при оксидативном стрессе и ее участие в развитии патологических процессов в почках, может являться одним из важных звеньев патогенеза данного заболевания и служить перспективной мишенью для его фармакологической коррекции. Цель исследования - изучение активности матриксной металлопротеиназы-2 и процессов свободнорадикального окисления в почках крыс. Методика. Эксперимент выполнен на 17 крысах-самцах сток Wistаr, разделенных на контрольную (n=8) и опытную (n=9) группы. Животным подопытной группы ежедневно в течение 21 сут вводили смесь 1000 мг/кг мочевой и 500 мг/кг оксониевой кислот. В моче крыс определяли концентрацию и экскрецию матриксной металлопротеиназы-2 перед началом эксперимента и на 21-е сут исследования, в гомогенате почек - концентрацию матриксной металлопротеиназы-2, уровень тиобарбитуратреактивных продуктов, активность каталазы и глутатионпероксидазы, оценивали общую прооксидантную и антиоксидантную активность. Для контроля формирования заболевания проводили морфологическое исследование. Результаты. В опытной группе концентрация в моче и экскреция матриксной металлопротеиназы-2 статистически значимо возрастали в 53,9 и 112,1 раза соответственно по сравнению с исходным уровнем, а также в 87,6 и 163,8 раза соответственно в сравнении с группой контроля, показатели которой оставались стабильными. Активность матриксной металлопротеиназы-2 в гомогенате почек подопытной группы статистически значимо (в 1,1 раза) превышала контрольный показатель. Концентрация тиобарбитуратрективных продуктов, общая антиоксидантная активность и активность глутатионпероксидазы в почках подопытных крыс были в 4,6, 1,2 и 1,1 раза соответственно выше чем в контроле, при снижении активности каталазы в 2,3 раза. В почках крыс группы опыт были выявлены депозиты средним числом 2,5±0,3 и средней площадью 951,6±253,8 мкм2 при отсутствии таковых в контроле. Заключение. При моделировании уратного нефролитиаза существенно возрастает активность матриксной металлопротеиназы-2 в моче и гомогенате почек и уровень ее экскреции с мочой при сопутствующем развитии оксидативного стресса и формировании крупных депозитов в почках.

Background. Urate nephrolithiasis is a common form of urolithiasis. Matrix metalloproteinase-2, which is activated during oxidative stress and is involved in the development of pathological processes in the kidneys, may be an important component of the pathogenesis of this disease, and it might be a promising target for pharmacological correction. Aim: To study the activity of matrix metalloproteinase-2 and the intensity of free radical oxidation processes in rat kidneys during experimental urate nephrolithiasis. Methods. Experiments were performed on 17 Wistar male rats divided into control (n=8) and experimental (n=9) groups. Animals of the experimental group were injected with a mixture of 1000 mg/kg of uric acid and 500 mg/kg of oxonic acid daily for 21 days. The concentration and excretion of urinary matrix metalloproteinase-2 were determined before and on day 21 of the experiment. The concentrations of matrix metalloproteinase-2 and thiobarbiturate-reactive products, total prooxidant and antioxidant activity, and the activities of catalase and glutathione peroxidase were determined in the kidney homogenate. To monitor the formation of the disease, a morphological study was performed. Results. In the experimental group, the urinary concentration and excretion of matrix metalloproteinase-2 increased significantly by 53.9 and 112.1 times, respectively, compared with the initial level, and also by 87.6 and 163.8 times, respectively, compared with the control group, in which these indicators were stable. The concentration of matrix metalloproteinase-2 in the kidney homogenate of the experimental group was significantly 1.1 times higher than in the control group. The concentration of thiobarbiturate-reactive products, total antioxidant activity, and glutathione peroxidase activity in the kidneys of experimental rats were 4.6, 1.2, and 1.1 times, respectively, higher than in the control group, along with a 56.5% decrease in catalase activity. In the kidneys of experimental rats, 2.5±0.3 calcium deposits were found with an average area of 951.6±253.8 µm2. There were no deposits in the control group. Conclusion. In this model of urate nephrolithiasis, the concentration of matrix metalloproteinase-2 in urine and in kidney homogenate increased manyfold. Similarly, the rate of matrix metalloproteinase-2 excretion in the urine increased along with the development of renal oxidative stress and the formation of large calcium deposits.