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 кобальта, на функции почек. Предлагается способ моделирования хронической токсической нефропатии, который осуществляют путём введения раствора хлорида кобальта в желудок 1 раз в сутки ежедневно в течение двух месяцев в дозе 4,0-10,0 мг/кг, в пересчёте на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,4-1,0 мг кобальта. 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., 2 ил.
Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности кобальта, на функции почек.
Кобальт является важным биологически активным элементом, необходимым для нормального осуществления процессов жизнедеятельности - обеспечения эритропоэза, синтеза нуклеиновых кислот, витаминов и гормонов, регуляции активности ферментов и всех видов обмена веществ.
Все более широкое использование кобальта и его соединений в промышленности в последние десятилетия способствовало выявлению токсических эффектов кобальта на организм человека (Е. Szakmary et al., 2001), вплоть до мертворождаемости и аномалий развития. Избыточное поступление кобальта в организм ведет к его накоплению в тканях, в наибольшей мере печени и почек, поскольку основными путями экскреции являются секреция желчи и мочевыделение. Токсическое действие кобальта наряду с широко изученным избирательным поражением миокарда в виде так называемых кобальтовых кардиомиопатий (М.П. Чекунова, 1978; И.М. Суворов и соавт., 1978; А.Е. Вермель и соавт., 1991) проявляется со стороны почек - основного места экскреции кобальта из организма и поэтому органа-мишени для повреждающего токсического эффекта. При действии избытка кобальта на организм описаны дистрофические и некробиотические изменения почечного эпителия (Е. Szakmary et al., 2001), нарушения функции почечных канальцев и трансмембранного транспорта ионов и воды (О.А. Гончаревская и соавт., 1985; A. Jungwirth et al., 1990; Y.B. Zhang et al., 1998; и др.).
Известен 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. Данная модель взята нами в качестве прототипа.
Недостатком описываемого способа является то, что, во-первых, отсутствует хроническое воздействие токсического вещества на организм; во-вторых, в качестве нефротоксического вещества используется специальная смесь, которая не присутствует в окружающей внешней среде и не является ее загрязнителем.
У заявляемого изобретения имеются следующие существенные признаки: ежедневно 1 раз в сутки интрагастрально (через зонд в желудок) вводится раствор хлорида кобальта в дозе 4,0 или 10,0 мг/кг в течение двух месяцев.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа моделирования хронической токсической нефропатии.
Решение этой задачи позволяет расширить представление о действии избытка кобальта 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 интрагастрально через зонд в желудок вводят раствор хлорида кобальта в дозе 4,0-10,0 мг/кг ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев.
У заявляемого изобретения имеются следующие преимущества: доступное, безопасное, воспроизводимое, относительно недорогое исследование способа моделирования хронической токсической нефропатии путем введения через зонд в желудок раствора хлорида кобальта.
Между признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: введение хлорида кобальта экспериментальным животным через зонд в желудок ежедневно в течение двух месяцев в дозе 4,0-10,0 мг/кг приводит к возникновению хронической токсической нефропатии, что создает экспериментальный способ моделирования хронической токсической нефропатии, удобный для проведения эксперимента, экономически выгодный, повышающий воспроизводимость.
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 получения хронической токсической нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “промышленная применимость”.
Данный способ осуществляется следующим образом.
Для получения токсического вещества хлорид кобальта растворяется в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,4 мг кобальта для дозировки 4,0 мг/кг и 1,0 мг кобальта для дозировки 10,0 мг/кг (т.е. 4,0 мг/кг = 0,4 мг/100 г/0,2 мл раствора; 10,0 мг/кг = 1,0 мг/100 г/0,2 мл раствора). На каждые 100 г веса крысы вводится 0,2 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Раствор хлорида кобальта вводится через зонд в желудок, ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев.
Пример 1. Пятнадцати белым крысам самцам линии Вистар массой 200-300 г через зонд в желудок вводили раствор хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг 1 раз в день в течение двух месяцев. Каждые 2 недели наблюдали функциональные изменения почек: диуреза, клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции воды, экскреции натрия, калия и кальция. Сравнения проводили с показателями интактных животных (контроль).
Анализируя данные табл.1 и 2, можно отметить, что процессы мочеобразования через 1,5 месяца достоверно менялись: клубочковая фильтрация падала (р<0,02), а канальцевая реабсорбция воды возрастала (р<0,05), что привело к существенному падению диуреза (р<0,01). Через 2 месяца значение диуреза еще более уменьшалось (р<0,001), что было обусловлено дальнейшим падением клубочковой фильтрации (р<0,01) и ростом канальцевой реабсорбции воды (р<0,01). Экскреция натрия достоверно уменьшалась (р<0,01) через 1,5 месяца, а к концу 2 месяца падала еще значительнее (р<0,001). Определение экскреции калия через 2 недели; 1; 1,5 и 2 месяца эксперимента не выявило достоверных отклонений от фона. Выведение кальция с мочой было достоверно выше фона через 2 недели (р<0,001) и 1 месяц (р<0,01), а, приблизившись через 1,5 месяца к фоновому значению, к концу второго месяца значительно снижалась (р<0,001).
Через 1 и 2 месяца эксперимента крысы забивались с использованием тиопентала для исследования ткани почек. Определение содержания кобальта в ткани почек, моче и экскреции с мочой выявило значительное увеличение содержания металла через 1 и 2 месяца эксперимента, что отображают данные табл.3.
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 некротический нефроз эпителия почечных канальцев, структура канальцев не определялась (фиг.1, 2). Был выражен отек и скопление белка в просвете канальцев.
Функциональные изменения почечной ткани были подтверждены гистологическими исследованиями, выявившими картину токсической нефропатии.
| Таблица 1 | |||
| Основные процессы мочеобразования у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; Дозы | Процессы мочеобразования | ||
| Диурез, мл/час/100 г | Фильтрация, мл/час/100 г | Реабсорбция, % | |
| ФОН | 0,099±0,009 | 11,26±1,09 | 99,15±0,07 |
| 2 недели СоСl2 (10,0 мг/кг) | 0,083±0,008 | 11,41±0,89 | 99,28±0,03 |
| 1 месяц СоСl2 (10,0 мг/кг) | 0,090±0,013 | 12,81±1,85 | 99,29±0,05 |
| 1,5 месяца СоСl2 (10,0 мг/кг) | 0,052±0,012*) | 8,01±0,79*) | 99,38±0,08*) |
| 2 месяца СоСl2 (10,0 мг/кг) | 0,038±0,007*) | 6,78±0,88*) | 99,44±0,07*) |
| *) - р относительно фона |
| Таблица 2 | |||
| Экскреция электролитов у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; Дозы | Экскреция электролитов, мкмоль/час/100 г | ||
| Na | К | Са | |
| ФОН | 12,80±2,54 | 7,81±1,47 | 0,24±0,03 |
| 2 недели СоСl2 (10,0 мг/кг) | 8,54±0,66 | 6,37±0,96 | 0,81±0,05*) |
| 1 месяц СоСl2 (10,0 мг/кг) | 8,04±1,48 | 7,85±0,96 | 0,52±0,10*) |
| 1,5 месяца СоСl2 (10,0 мг/кг) | 4,86±0,49*) | 7,81±1,28 | 0,27±0,07 |
| 2 месяца СоСl2 (10,0 мг/кг) | 2,07±0,37*) | 7,20±0,99 | 0,11 ±0,01*) |
| *) - р относительно фона | |||
| Таблица 3 | |||
| Накопление кобальта в ткани почек, содержание в моче и экскреция с мочой при интрагастральном введении хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м) | |||
| Длительность введения; дозы | Почка, мкг/г | Моча, экс-я; мкг/час/100 г | Моча, сод-е; мкг/мл |
| ФОН | 0,236±0,034 | 0,007±0,0012 | 0,074±0,010 |
| Через 1 месяц (СоСl2 10,0 мг/кг) | 10,470±0,650*) | 8,47±1,87*) | 71,07±14,82*) |
| Через 2 месяца (СоСl2 10,0 мг/кг) | 14,320±0,910*) | 6,34±0,41*) | 103,80±13,54*) |
| *) - р относительно фона |
Таким образом, предлагаемый способ моделирования хронической токсической нефропатии показывает эффективность его использования.
Способ моделирования хронической токсической нефропатии, включающий введение токсического вещества экспериментальным животным, отличающийся тем, что в качестве токсического вещества используют раствор хлорида кобальта, вводимый в желудок 1 раз в сутки ежедневно в течение двух месяцев в дозе 4,0-10,0 мг/кг, в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,4-1,0 мг кобальта.
