Способ моделирования хронической токсической нефропатии
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной биологии, экологии и токсикологии, и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности кадмия, на функции почек. Предлагается способ моделирования хронической токсической нефропатии, который осуществляют путем введения раствора сульфата кадмия в желудок 1 раз в сутки ежедневно в течение двух месяцев в дозе 0,5 мг/кг, в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 0,5 мг кадмия. Данный способ позволяет изучать эту патологию в динамике развития и может способствовать разработке и поиску средств для лечения и профилактики хронической токсической нефропатии. 3 табл.
Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности кадмия, на функции почек.
В последние десятилетия резко возрос интерес к кадмию, как химическому элементу, загрязняющему окружающую среду и влияющему на здоровье населения, что обусловлено увеличивающимися масштабами получения и применения этого элемента в промышленности. В литературе приводится множество сведений о последствиях чрезмерного поступления кадмия в организм. Самую широкую известность получил случай развития наиболее тяжелой формы хронического отравления кадмием - болезнь “итай-итай”, впервые выявленной в 1946 году в префектуре Тояма (Япония), где в почве, воде и пище содержится большое количество кадмия (Н.Ф.Измеров,1969). Болезнь характеризуется нарушением обмена кальция, выраженной остеомаляцией и синдромом Фанкони. Показано (М.Я.Богомазов, Н.А.Волкова, 1984; М.Я.Богомазов, О.А.Веранян, 1986), что основными органами с максимальным процентом накопления и проявления повреждающего действия кадмия являются печень и почки, причем степень и характер его повреждающего действия напрямую зависят от пути поступления в организм и достигаемой концентрации металла в клетке. Процесс очищения организма от кадмия характеризуется очень низкой скоростью с эффективным процессом полувыведения, равным 140±20 сут. Эти факты обозначили целесообразность использования соединения кадмия для создания модели хронической токсической нефропатии.
Наиболее близким к заявляемому является способ (Джиоев И.Г. Экспериментально-клинический анализ механизмов действия минеральной воды “Тиб-2” на функции почек//Автореферат дис. на соиск. уч.ст.д.м.н. - 2003. - С.11) моделирования токсического поражения почек, создаваемого однократным подкожным введением нефротоксической смеси, состоящей из 0,5 мг уранилацетата, растворенного в 0,5 мл глицерина на 100 г массы тела.
Недостатками в данной модели является то, что не исследуется длительное воздействие токсического вещества на организм, а в качестве нефротоксического вещества используется специальная смесь, которая не присутствует в окружающей внешней среде и не является ее загрязнителем.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке модели хронической токсической нефропатии веществом, которое является распространенным загрязнителем окружающей среды.
Решение этой задачи позволяет расширить представление о действии избытка кадмия на организм, его повреждающем воздействии на структуру почечной ткани и ее функции при длительном воздействии тяжелого металла; создать способ моделирования хронической токсической нефропатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения эксперимента на животных и экономически выгодный.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа моделирования хронической токсической нефропатии включает следующие существенные признаки: в качестве токсического вещества животным интрагастрально вводится раствор сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг в течение двух месяцев.
Данный способ отличается от прототипа использованием токсического вещества - сульфата кадмия, - распространенного в окружающей среде, а также длительным введением для создания модели хронической токсической нефропатии.
Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: длительное введение раствора сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг приводит к возникновению хронической токсической нефропатии, что является более удобной и приближенной к натуральным условиям моделью.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “новизна”.
По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня медицины, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность получения способа моделирования токсической нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию “изобретательский уровень”.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в более точном и легко воспроизводимом способе развития хронической токсической нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “промышленная применимость”.
Способ осуществляется следующим образом.
Для получения токсического вещества сульфат кадмия растворяется в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 0,5 мг кадмия (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводится 0,1 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Раствор сульфат кадмия вводится через зонд в желудок ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев.
Пример. Крысам самцам линии Вистар массой 200-300 г вводили через зонд в желудок раствор сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг каждый день в течение двух месяцев. Исследование функционального состояния почек проводили каждые две недели, что включало определение диуреза, клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции воды, экскреции натрия, калия и кальция. Изменение всех показателей определялось относительно контрольной - интактной группы.
Введение крысам 0,5 мг/кг сульфата кадмия через зонд в желудок (табл.1; 2) вызывало повышение объема спонтанного диуреза спустя 2 месяца эксперимента (р<0,05) за счет уменьшения канальцевой реабсорбции воды (р<0,05). По срокам исследования имела тенденцию к повышению также и экскреция натрия, которая к концу второго месяца стала достоверно повышенной (р<0,05). Экскреция кальция возросла уже спустя 2 недели (р<0,001), однако через1,5 месяца она снизилась, а к концу эксперимента повышение экскреции кальция было близким к достоверному (р<0,1).
Через 1 и 2 месяца эксперимента крысы забивались с использованием тиопентала для исследования ткани почек. Определение содержания кадмия в ткани почек, моче и экскреции с мочой выявило значительное увеличение содержания металла через 2 месяца эксперимента, что отображают данные табл.3.
| Таблица 1 | |||
| Основные процессы мочеобразования у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; (CdSО4 0.5 мг/кг) | Процессы мочеобразования | ||
| Диурез, мл/час/100 г | Фильтрация, мл/час/100 г | Реабсорбция, % | |
| ФОН | 0,0912±0,014 | 17,05±3,8 | 99,44±0,10 |
| 2 недели | 0,106±0,015 | 17,7±0,65 | 99.41±0,08 |
| 1 месяц | 0,109±0,025 | 15,37±1,045 | 99,29±0,07 |
| 1,5 месяца | 0,0978±0,006 | 16,35±2,62 | 99,42±0.13 |
| 2 месяца | 0,132±0,008*) | 1б,09±1,32 | 99,17±0,06*) |
| *) - р относительно фона | |||
| Таблица 2 | |||
| Экскреция электролитов и протеинурия у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; (CdSО4 0.5 мг/кг) | Экскреция электролитов, мкмоль/час/100 г | ||
| Са | Na | К | |
| ФОН | 0,22±0,025 | 11,2±1,26 | 5,68±0,46 |
| 2 недели | 0,378±0,0327 | 10,0±1,18 | 5,54±0,8 |
| 1 месяц | 0,303±0,046 | 12,22±1,59 | 5,48±0,37 |
| 1,5 месяца | 0,236±0,015 | 15,24±2,66 | 4,72±0,84 |
| 2 месяца | 0,27±0,01 | 16,28±2,19*) | 5,43±1,15 |
| *) - р относительно фона | |||
| Таблица 3 | |||
| Накопление кадмия в ткани почек, содержание в моче и экскреция с мочой при интрагастральном введении сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; (CdSО4 0.5 мг/кг) | Почка, мкг/г | Моча, экс-я; мкг/час/100 г | Моча, сод-е; мкг/мл |
| ФОН | 0,156±0,03 | 0,00218±0,0006 | 0,024±0,032 |
| Через 2 месяца | 31,29±1,38*) | 0,0798±0,02*) | 0,605±0,135*) |
| *) - р относительно фона |
Для гистологических исследований образцы ткани почки фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 7-8 микрон. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводилось в проходящем свете при помощи микроскопа Микмед-1 под увеличением 80×200×400. Гистологические исследования выявили очаговые дистрофические и некробиотические изменения эпителия извитых канальцев, в просвете канальцев белковые массы, слущенный эпителий. Разрыхление, мукоидное набухание мембранных структур капиллярных петель сосудистых клубочков и капсулы Боумена - Шумлянского, эндотелиоз капиллярных петель клубочков. Венозная гиперемия и плазматическое пропитывание стенок сосудов преимущественно мозгового слоя. Очаговый панваскулит мелких кортикальных и медуллярных сосудов. Реактивные изменения волокнистых структур стромы почки.
Функциональные изменения почечной ткани были подтверждены гистологическими исследованиями, выявившими картину токсической нефропатии (токсический тубулоинтерстициальный нефрит).
Предлагаемый способ моделирования хронической токсической нефропатии является эффективным, позволяет изучать эту патологию в динамике развития и может способствовать разработке и поиску средств для лечения и профилактики хронической токсической нефропатии.
Способ моделирования хронической токсической нефропатии, включающий введение токсического вещества экспериментальным животным, отличающийся тем, что в качестве токсического вещества используют раствор сульфата кадмия, вводимый в желудок 1 раз в сутки ежедневно в течение двух месяцев в дозе 0,5 мг/кг в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 0,5 мг кадмия.
