Способ моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс

 

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано, в частности, для моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс. Для этого через 2-3 минуты после подкожного введения крысе 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида животное “поднимают” на барокамерную высоту 11000 метров и ведут непрерывное мониторное наблюдение за электрокардиограммой в условиях высотной гипоксии, появление в течение 2-3 минут наблюдения горизонтального снижения сегмента ST на 1 миллиметр и ниже от исходной величины свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда. Способ прост и доступен, позволяет за несколько минут моделировать ишемическое повреждение и предназначен для поиска лекарственных препаратов, обладающих кардиопротективным или кардиотоксическими свойствами. 16 ил.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано, в частности, для моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс.

Из практики экспериментальной биологии и медицины в настоящее время известны способы моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс. Их можно разделить на две большие группы: 1) наложение лигатуры на коронарную артерию или иное механическое повреждающее воздействие на сосуды сердца (Коган А.Х., Райзман В.Р., Литвицкий П.Ф. Муфта для сужения коронарных сосудов в эксперименте, а.с. 1398844, 1988; Литвицкий П.Ф. и др. // Бюл. экспер. биол. и мед., 1983, №1, с.24-27;

Ишемия: патофизиологические и фармакологические аспекты. Сборник научных трудов, Кемерово, 1989, Под редакцией проф. А.В.Сапожкова и доц. А.Я.Евтушенко); 2) парентеральное введение гистотоксических доз симпатомиметиков (Марамаа С.Я. Адаптация миокарда к повреждающему действию симпатомиметиков (экспер. исследование), автореф. дис. на соиск. ученой степени доктора мед. наук. Тарту, 1973). Для моделирования ишемии миокарда были апробированы способы как наложения лигатуры на коронарные сосуды, так и парентеральное введение гистотоксических доз симпатомиметиков.

Однако известные способы имеют ряд существенных недостатков:

- для наложения лигатуры на коронарные сосуды необходимо проведение операции на сердце;

- при операции на сердце у крысы необходима искусственная вентиляции легких;

- искусственная вентиляция легких вызывает перегрузку правых отделов сердца и тем самым дополнительные изменения на электрокардиограмме;

- операция на сердце крысы технически сложна и травматична для организма животного, часто вызывает гибель животного в раннем послеоперационном периоде;

- сложно провести анализ характера поражения миокарда при проведении операции на сердце;

- при парентеральном введении гистотоксических доз симпатомиметиков наблюдается большая гибель лабораторных животных;

- при парентеральном введении гистотоксических доз симпатомиметиков сложно вести запись электрокардиограммы из-за возникновения побочных эффектов со стороны центральной нервной системы с развитием судорог и со стороны дыхательной системы с развитием отека легких.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ моделирования ишемии миокарда у крыс, включающий парентеральное введение гистотоксических доз адреномиметиков с одновременным физическим воздействием на организм животного. Крысам подкожно вводят раствор изадрина из расчета 80 мг/кг. Далее, через три дня, с целью получения ишемии миокарда крыс заставляют бегать в третбане до полного утомления (Лемкина С.М. Фармакологическая регуляция кардиотонического и кардиотоксического действия строфантина-К, автореферат диссер. докт. мед. наук, Волгоград, 1994). То есть моделируют ишемическое повреждение миокарда у крыс парентеральным введением гистотоксических доз адреномиметика изадрина и усиленной физической нагрузкой до утомления животного.

Однако данный способ имеет недостатки:

- способ вызывает относительно большой процент гибели лабораторных животных при введении гистотоксических доз адреномиметиков;

- способ недостаточно информативен для подбора лекарственных препаратов при проведении защиты миокарда от ишемического воздействия;

- способ является достаточно грубым и тяжелым по воздействию на организм животного;

- способ не является достаточно точным, так как несет субъективные черты оценки ишемии миокарда из-за побочного воздействия больших доз адреномиметиков на центральную нервную систему и дыхательную систему;

- способ не позволяет вести постоянное мониторное наблюдение за электрокардиограммой крысы при развитии ишемии миокарда.

Целью представленного изобретения является повышение диагностической точности и информативности ишемического повреждения миокарда у крыс при одновременной простоте и доступности для широкого применения.

Поставленная цель в изобретении достигается тем, что через 2-3 минуты после подкожного введения крысе 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида животное “поднимают” на барокамерную высоту 11000 метров и ведут непрерывное мониторное наблюдение за электрокардиограммой в условиях высотной гипоксии, появление в течение 2-3 минут наблюдения горизонтального снижения сегмента ST на 1 миллиметр и ниже от исходной величины свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

Снабжение сердца кислородом зависит в основном от величины коронарного кровотока и экстракции кислорода в коронарных капиллярах. Высокая интенсивность метаболизма сердечной мышцы обуславливает увеличенную экстракцию кислорода даже в физиологических условиях. Таким образом, степень десатурации крови в сосудах сердца чрезвычайно высока. Это означает, что факторы, снижающие коронарный кроваток и доставку кислорода в миокарде, должны непременно сказываться на функции сердца. Главным из этих факторов является спазм или тромбоз коронарных сосудов, гипоксия и гипоксемия. (Гипоксия. Адаптация, патогенез, клиника. Под общей редакцией Ю.Л.Шевченко, Санкт-Петербург, 2000. с.384; Меерсон Ф.З., Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца, М., 1984, с.272). Наиболее правильным и достоверным является подход моделирования ишемии миокарда при применении способа, вызывающего спазм коронарных сосудов (подкожное введение адреномиметиков) и гипоксию (высотная гипоксия). Хотелось бы отметить, что непрерывное электрокардиографическое наблюдение (мониторинг) за работой сердца наиболее рано и быстро укажет на признаки появления ишемических повреждений миокарда.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа в более простой и доступной, относительно безвредной для животных, хорошо стандартизируемой и воспроизводимой модели ишемического повреждения миокарда.

При этом высокую специфичность обеспечивает непрерывное мониторное наблюдение за электрокардиограммой и тем самым исключение субъективной оценки исследователем. Точность способа 80-85%.

Предложенный способ был успешно апробирован на 115 крысах в лаборатории кафедры патологической физиологии Астраханской государственной медицинской академии в течение 2002 года. Полученные результаты оценены методом стандартного подхода для электрокардиографических методов исследования.

Ниже приводятся результаты апробации.

Пример 1. Белая беспородная крыса самец массой 210 грамм. Крысу наркотизировали внутрибрюшинным введением 20% раствора гексенала из расчета 50 мг/кг (В.Э.Колла, Б.Я.Сыропятов “Дозы лекарственных средств и химических соединений для лабораторных животных”, 1998). Далее крысе подкожно вводили 0,1 миллилитр 0,1% раствора адреналина гидрохлорида. И через 2-3 минуты животное помещали в специальную камеру емкостью 2,1 л, где с помощью насоса Камовского создавалась гипоксическая среда, соответствующая высоте 11000 м. “Подъем” проводился со скоростью 150-200 м/с. После введения в наркоз, а также в период “подъема” на высоту 11000 м и в период компрессии у крыс велось непрерывное мониторное наблюдение и дальнейшая запись электрокардиограммы со скоростью 50 мм/с при усилении 2 mV на аппарате мингограф 82, Simens Elema Sweden. Полученные электрокардиограммы были трактованы согласно критериям анализа результатов электрокардиографической пробы с нагрузкой. (Т.Семпл, 1976, Д.М.Аронов, 1977, В.Н.Орлов, 1983).

На фиг.1 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период наркоза до подкожного введения адреналина и “подъема” на высоту 11000 м. На фиг.2 показана запись электрокардиограммы данной крысы после подкожно введенного 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида и нахождения на “высоте” 11000 метров на первой минуте. На фиг.3 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период нахождения на “высоте” 11000 метров на второй минуте.

Заключение: На второй минуте мониторного наблюдения на электрокардиограмме возникло горизонтальное снижение сегмента ST на 3 миллиметра от исходной величины, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

Пример 2. Белая беспородная крыса самка массой 200 грамм. Все этапы данного проводимого эксперимента соответствуют условиям примера №1.

На фиг.4 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период наркоза до подкожного введения адреналина и “подъема” на высоту 11000 м. На фиг.5 показана запись электрокардиограммы данной крысы после подкожно введенного 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида и нахождения на “высоте” 11000 метров на первой минуте. На фиг.6 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период нахождения на “высоте” 11000 метров на третьей минуте.

Заключение: На третьей минуте мониторного наблюдения на электрокардиограмме возникло горизонтальное снижение сегмента ST на 3 миллиметра от исходной величины, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

Пример 3. Белая беспородная крыса самка массой 220 грамм. Все этапы данного проводимого эксперимента соответствуют условиям примера №1.

На фиг.7 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период наркоза до подкожного введения адреналина и “подъема” на высоту 11000 м. На фиг.8 показана запись электрокардиограммы данной крысы после подкожно введенного 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида и нахождения на “высоте” 11000 метров на первой минуте. На фиг.9 показана запись электрокардиограммы данной крысы нахождения на “высоте” 11000 метров на третьей минуте. На фиг.10 показана запись электрокардиограммы данной крысы нахождения на “высоте” 11000 метров на пятой минуте.

Заключение: На третьей минуте мониторного наблюдения на электрокардиограмме возникло горизонтальное снижение сегмента ST на 2 миллиметра от исходной величины, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда. На пятой минуте мониторного наблюдения снижение сегмента ST усилилось с возникновением дискордантных отклонений на электрокардиограмме, характерных для острейшего периода инфаркта миокарда.

Пример 4. Белая беспородная крыса самец массой 180 грамм. Все этапы данного проводимого эксперимента соответствуют условиям примера №1.

На фиг.11 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период наркоза до подкожного введения адреналина и “подъема” на высоту 11000 м. На фиг.12 показана запись электрокардиограммы данной крысы после подкожно введенного 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида и нахождения на “высоте” 11000 метров на первой минуте. На фиг.13 показана запись электрокардиограммы данной крысы нахождения на “высоте” 11000 метров на второй минуте.

Заключение: На второй минуте наблюдения на электрокардиограмме возникло горизонтальное снижение сегмента ST на 1 миллиметр от исходной величины, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

Пример 5. Белая беспородная крыса самка массой 170 грамм. Все этапы данного проводимого эксперимента соответствуют условиям примера №1.

На фиг.14 показана запись электрокардиограммы данной крысы в период наркоза до подкожного введения адреналина и “подъема” на высоту 11000 м. На фиг.15 показана запись электрокардиограммы данной крысы после подкожно введенного 0,1 миллилитра 0,1% раствора адреналина гидрохлорида и нахождения на “высоте” 11000 метров на первой минуте. На фиг.16 показана запись электрокардиограммы данной крысы нахождения на “высоте” 11000 метров на третьей минуте.

Заключение: На третьей минуте наблюдения на электрокардиограмме возникло горизонтальное снижение сегмента ST на 4 миллиметра от исходной величины с дискордантным подъемом сегмента ST, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

Предлагаемым способом достигается следующее:

- способ является простой и доступный для моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс;

- способ позволяет за несколько минут моделировать ишемическое повреждение миокарда у крыс под контролем электрокардиограммы;

- способ позволяет использовать его для поиска лекарственных препаратов, обладающих кардиопротективными или кардиотоксическими свойствами при ишемическом повреждении миокарда у крыс;

- способ позволяет максимально сохранять животных от гибели при моделировании ишемического повреждения миокарда.

Предлагаемый способ может быть расширен и разработан для клинической кардиологии и клинической фармакологии для подбора лекарственных средств, обладающих кардиопротективными или кардиотоксическими свойствами при ишемическом повреждении миокарда. А также для военной и гражданской токсикологии как дополнительный быстрый и доступный способ оценки воздействия различных веществ на миокард.

Формула изобретения

Способ моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс на основе парентерального введения гистотоксических доз адреномиметиков с одновременным физическим воздействием на организм животного, отличающийся тем, что через 2-3 мин после подкожного введения крысе 0,1 мл 0,1%-ного раствора адреналина гидрохлорида животное “поднимают” на барокамерную высоту 11000 м и ведут непрерывное мониторное наблюдение за электрокардиограммой в условиях высотной гипоксии, появление в течение 2-3 мин наблюдения горизонтального снижения сегмента ST на 1 мм и ниже от исходной величины свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда.

РИСУНКИ