COMPARATIVE STUDY OF NEPHROPROTECTIVE ACTIVITY OF SODIUM FUMARATE, MANNITOL AND FUROSEMIDE ON AN EXPERIMENTAL MODEL OF THERMAL RENAL ISCHEMIA
Authors: Попов С.В. , Гусейнов Р.Г. , Сивак К.В. , Скрябин О.Н. , Перепелица В.В. , Буненков Н.С. , Малышев Е.А. , Лелявина Т.А. 
Published: May 2024

Открытая или лапароскопическая резекция почки при хирургическом лечении локализованной формы почечноклеточного рака часто сопряжена с введением почки в условия тепловой ишемии. Применение ТИП позволяет предотвратить развитие паренхиматозного кровотечения, оптимизировать условия оперирования, существенно повысить эффективность гемостаза. Однако вероятность ишемически-гипоксического повреждения сохраняемой части почечной ткани и нарушения почечной функции в послеоперационном периоде являются важными проблемами тепловой ишемии почки. Цель исследования: оценка результатов применения фумарата натрия, фуросемида и маннитола на начало и исход тепловой ишемии почек на экспериментальной модели 30- или 60-минутной тепловой ишемии почки у кроликов. Материалы и методы. Экспериментальное исследование выполнено на 360 конвенциональных кроликах-самцах породы «Шиншилла» массой тела 2,6±0,3 кг, которые были разделены на 10 групп. Контрольная группа №1 состояла из интактных животных, в контрольную группу №2 входили кролики, которых оперировали без пережатия почечной артерии. Животным из рабочих групп (№3-№10) создавали экспериментальную модель 30- или 60-минутной ТИП. В группах №3 и №4 медикаментозное сопровождение не предусматривалось. Остальные кролики тепловое обескровливание почки переносили на фоне действия фумарата натрия (группы №5 и №6 - 1,5 мл/кг в/в), лазикса (группы №7 и №8 - 3,0 мг/кг в/в) и маннитола (№9 и №10 - 1,0 г/кг в/в). Изучалось влияние ТИП на ультраструктуру почечной ткани и уровни содержания в крови и в моче NGAL, цистатина-С и креатинина. Результаты. После экспериментальной некорригированной 30-минутной ТИП у подопытных животных выявляются набухание и отек конечной части микроворсин эпителия проксимальных канальцев, увеличение в гиалоплазме эпителиоцитов численности лизосом, появление в просветах дистальных канальцев и собирательных трубочек хлопьевидного содержимого средней электронной плотности, а также резкое (пикообразное) повышение содержания в крови и в моче NGAL и цистатина-С. Увеличение продолжительности обескровливания до 60 минут сопровождается возрастанием степени тяжести и масштабов отмеченных нарушений. В группах, где применялись фумарат натрия, лазикс и маннитол, отмеченные ультраструктурные нарушения были выражены в меньшей степени, однако лучшую нефропротективную активность проявлял фумарат натрия. На фоне действия маннитола выраженность отмеченных расстройств была меньшей, чем в группе, где применение маннитола, лазикса или фумарата натрия не предусматривалось. Лазикс и натриевая соль фумаровой кислоты проявляли более высокую нефропротекторную активность. Наилучшие результаты были получены у животных, защищенных фумаратом натрия. Выводы. Фумарат натрия оказал наибольщее нефропротекторное действие в отношении ишемии почки у кроликов, затем фуросемид, в то время как маннитол – наименьшее. Применение фумарата натрия позволяет максимально эффективно защищать и стимулировать почечную ткань во время тепловой ишемии почки.

While performing surgical treatment of the localized form of renal cell cancer by means of open or laparoscopic kidney resection, renal warm ischemia (RWI) is becoming the necessary aspect of the intervention. Using RWI allows to prevent parenchymal bleeding, to optimize operative conditions, to increase significantly the efficiency of hemostasis. However, an important problem is the probability of ischemic hypoxic damage of the secured part of the kidney tissue during RWI and renal functional impairment in the postoperative period. Aim of the study – comparative study of nephroprotective activity of sodium fumarate, mannitole and furosemide using experimental model of 30- and 60-minute renal warm ischemia in rabbits. Materials and methods. The experiments were carried out on 360 conventional male-rabbits of the “Chinchilla” breed weighed 2,6±0,3 kg which were allocated into 10 groups. The control group №1 included intact animals, the control group №2 included the rabbits that were operated without clamping the renal artery. For the animals from the trial groups (№3-№10) the experimental model of 30- and 60-minute RWI was developed. In groups №3 and №4 medication was not provided. Other rabbits endured renal warm exsanguination against the background of sodium fumarate (groups №5 and №6 - 1,5 ml/kg IV), lasix (groups №7 and №8 - 3,0 mg/kg IV) and mannitole (№9 and №10 - 1,0 g/kg IV). The influence of RWI on the renal tissue ultrastructure and the levels of NGAL, Cystatin-C and creatinine in blood and urine were studied. Results. Experimental pharmacologically non-corrected 30-minute RWI in trial animals induced swelling and edema of the final part of microvilli of the proximal tubules epithelium, increase of lysosome number in the hyaloplasm of epithelial cells, appearance of flaky content of medium electronic density in the lumens of distal tubules and collecting tubes, as well as sharp peak-like increase of NGAL and cystatin-C in blood and urine. Increasing the time of exsanguination up to 60 minutes was accompanied by the growth of severity and range of the observed disorder. In groups where sodium fumarate, lasix and mannitole were used the observed ultrastructural disturbances were expressed to lesser extent, whereas sodium fumarate demonstrated the best nephroprotective activity. In case of using mannitole the intensity of the observed disturbances was less than in the groups where mannitole, lasix or sodium fumarate were not provided. Lasix and sodium salt of fumaric acid showed a higher nephroprotective activity. The best results were received in the animals protected by sodium fumarate. Conclusions. The studied medications provided a nephroprotective effect regarding renal ischemia of rabbits, sodium fumarate in the greatest degree, furosemide – less and mannitole – the least. Use of sodium fumarate allows to protect and stimulate the kidney tissue maximum effectively during oxygen deprivation of the ischemized organ.