Способ моделирования хронической токсической нефропатии
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной нефрологии, и может быть использовано для моделирования хронической токсической нефропатии, для чего используют раствор ацетата свинца, вводимый через зонд в желудок ежедневно 1 раз в сутки в дозах 10-20 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 1-2 мг свинца. Способ обеспечивает воспроизведение адекватной модели хронической токсической нефропатии. 4 табл.
Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании патогенетических механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности свинца, на функциональное состояние почек.
Важность изучения особенностей влияния на человека соединений свинца, поступающих из объектов производственной и окружающей среды, на сегодняшний день определяется значительным загрязнением соединениями свинца окружающей среды, их стойкостью, способностью к высокой степени кумуляции в объектах биосферы и высоким риском накопления в организме в больших количествах (Измеров Н.Ф., 1998; Привалова Л.Ч. и соавт., 1998). Особенно беспокоит тот факт, что свинец может вызывать токсические эффекты при относительно низких уровнях воздействия, которые раньше считались безопасными. Согласно классификации опасности химических веществ по степени воздействия на организм свинец относится к 1 классу - классу чрезвычайно токсичных и опасных соединений (B.C.Кушнева, 1997).
Проникая в организм человека, свинец поражает практически все внутренние органы, в том числе и почки как основной экскреторный орган. Основным механизмом развития патологии почек под влиянием ионов тяжелых металлов, в частности свинцом, является прямое их воздействие на эндотелиальные и мезангиальные клетки, тубулярный эпителий, базальные мембраны как гломерул, так и канальцев. Эти воздействия могут вызвать функциональные и морфологические изменения, приводящие к нефропатии. Действительно, по данным литературы на фоне длительного контакта со свинцом развиваются нарушения функционального состояния почек, заканчивающиеся хронической необратимой нефропатией (И.М.Балкаров и соавт., 1995; Ливанов Г.А. и соавт., 1999; Нежданова М.В., 1996; Макашев К.К., 1976; Gruber H.E. et al., 1997; Henderson D.A., 1958; Kim R. et al., 1996; Lin J.L. et al., 1992; Wedeen R.P. et al., 1979), сопровождающейся фиброзом, гиперплазией и атрофией почечных канальцев.
В качестве аналога изобретения нами взят способ моделирования хронической свинцовой нефропатии путем поступления свинца в организм животных с питьевой водой (500 ppm уксуснокислого свинца) (Sanchez-Fructuoso A.I. et al. Experimental lead nephropathy: treatment with calcium disodium ethylenediaminetetraacetate. // Am. J. kidney Dis. - 2002. - Vol.40(1). - P.202-204).
Недостатком данного способа является то, что поступление ацетата свинца с питьевой водой не позволяет контролировать дозу поступающего в организм свинца.
Известен способ 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 (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). Данная модель взята нами в качестве прототипа.
Недостатком данного 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 среде и не является ее загрязнителем.
У заявляемого изобретения имеются следующие существенные признаки: ежедневно 1 раз в сутки в течение 16-18 дней вводится раствор ацетата свинца в дозе 10,0 и 20,0 мг/кг веса животного из расчета на металл через зонд.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в создании модели хронической токсической нефропатии.
Решение этой задачи позволяет более полно изучить патофизиологические механизмы развития свинцовой нефропатии при хроническом воздействии свинца, создать способ моделирования хронической токсической нефропатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения эксперимента на животных и экологически выгодный.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение содержит следующие существенные признаки: для создания модели хронической токсической нефропатии в качестве токсического вещества берется раствор ацетата свинца, который вводится ежедневно 1 раз в сутки через зонд в желудок в дозе 10,0 и 20,0 мг/кг веса животного в пересчете на металл в течение 16-18 дней.
У заявляемого изобретения имеются следующие преимущества: доступное, безопасное, воспроизводимое, относительно недорогое исследование способа моделирования токсической нефропатии путем перорального введения через зонд раствора ацетата свинца.
Между признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует причинно-следственная связь: ежедневное в течение 16-18 дней пероральное введение через зонд в желудок раствора ацетата свинца в дозе 10,0 и 20,0 мг/кг веса животного в пересчете на металл приводит к развитию хронической токсической нефропатии, таким образом создается экспериментальный способ моделирования хронической токсической нефропатии, удобной для проведения эксперимента, экологически выгодный, повышающий воспроизводимость проявления токсической нефропатии.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, неизвестна, 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.
Ацетат свинца растворяется в дистиллированной воде таким образом, что на 0,2 мл раствора приходится 1,0 мг свинца для дозировки 10 мг/кг веса и 2,0 мг для дозировки 20 мг/кг веса, т.е. 10,0 мг/кг веса = 1,0/100 г/0,2 мл раствора; 20,0 мг/кг веса = 2,0/100 г/0,2 мл раствора. На каждые 100 г веса крысы вводится 0,2 мл раствора ацетата свинца, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Полученный раствор ацетата свинца вводится через зонд в желудок ежедневно 1 раз в сутки в течение 16-18 дней.
Пример 1. Шестнадцати белым крысам-самцам линии Вистар в течение 16-18 дней ежедневно 1 раз в сутки вводили раствор ацетата свинца через зонд в дозах 10 и 20 мг/кг веса животного. По истечении срока эксперимента проводили изучение функционального состояния почек: изучали диурез, клубочковую фильтрацию, канальцевую реабсорбцию воды, экскрецию натрия и калия, их фильтрационные заряды и относительную канальцевую реабсорбцию натрия. Сравнение полученных в ходе эксперимента данных проводили с группой интактных животных (контрольная группа).
Полученные данные свидетельствуют о нарушении функциональной способности почек, что выражается в повышении спонтанного диуреза (р<0,01), обусловленное угнетением канальцевой реабсорбции воды (р<0,05 в дозе 10 мг/кг веса, р<0,01 в дозе 20 мг/кг веса).
| Таблица 1. Показатели водовыделительной функции почек у крыс с введением ацетата свинца per os в дозе 20 мг/кг веса в условия спонтанного диуреза (М±m). | |||
| Группы животных | Диурез | Клубочковая фильтрация | Канальцевая реабсорбция воды |
| мл/ч/100 г | мл/ч/100 г | % | |
| Контрольная группа | 0,085±0,003 | 12,18±0,42 | 99,41±0,038 |
| Pb - 10 мг/кг веса | 0,11±0,005*) | 12,1±0,24 | 99,2±0,088*) |
| Pb - 20 мг/кг веса | 0,115±0,008*) | 11,01±0,39*) | 99,1±0,092*) |
| *) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля. |
Нарушается также и электролито-выделительная функция почек. Это выражается в повышении экскреции натрия в условиях спонтанного диуреза в результате падения уровня относительной канальцевой реабсорбции данного катиона (р<0,01 при обоих дозировках), при этом фильтрационный заряд натрия достоверно не отличается от контрольного уровня. Экскреция калия тоже повышена в дозе 20 мг/кг (р<0,01), что сопровождается увеличением его фильтрационного заряда (р<0,05).
| Таблица 2. Изменение электролито-выделительной функции почек у крыс с введением ацетата свинца per os в дозе 20 мг/кг веса в условия спонтанного диуреза (М±m). | |||||
| Группы животных | Экскреция Na | Фильтрационный заряд Na | Реабсорбция Na | Экскреция К | Фильтрационный заряд К |
| мкмоль/ч/100 г | % | мкмоль/ч/100 г | |||
| Контрольная группа | 9,38±0,26 | 1658,16±52,93 | 99,49±0,092 | 6,32±0,36 | 53,85±1,47 |
| Pb - 10 мг/кг веса | 12,14±0,66*) | 1677,94±71,96 | 99,16±0,1*) | 6,7±0,34 | 48,81±3,67 |
| Pb - 20 мг/кг веса | 12,83±0,61*) | 1612,31±47,25 | 99,17±0,078*) | 8,33±0,43*) | 47,36±2,43*) |
| *) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля. |
Через 16-18 дней животные забивались под тиопенталовым наркозом, которого достигали путем внутрибрюшинного введения тиопентала натрия в дозе 20 мг/100 г массы тела. Забирались ткани почек для исследования. Как известно, реабсорбция натрия в почечных канальцах является активным процессом и в нем принимает участие Na+, K+-АТФ-аза, являющаяся составной частью натриевого насоса. Полученные в ходе экспериментов данные свидетельствуют о том, что повышение экскреции натрия сопровождается падением активности Na+,K+-АТФ-азы как в корковом (р<0,05 при введении обоих дозировок), так и в мозговом веществах почечной ткани (р<0,001 в обеих группах животных). Причем, как видно из таблицы №3, изменения, отмечаемые в дозе 20 мг/кг веса животного более выражены по сравнению с дозой 10 мг/кг, т.е. отмечается дозозависимость результатов.
| Таблица 3. Показатели активности Na+, K+-АТФ-азы в гомогенатах коркового и мозгового слоев почечной ткани при свинцовой интоксикации (М±м). | ||
| Группы животных | Корковое вещество | Мозговое вещество |
| мкмоль Рн/мг белка/час | мкмоль Рн/мг белка/час | |
| Контрольная группа | 3,0±0,33 | 6,72±0,35 |
| Pb - 10 мг/кг веса | 2,12±0,29*) | 4,82±0,32*) |
| Pb - 20 мг/кг веса | 2,01±0,34*) | 3,55±0,32*) |
| *) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля. |
Все вышеописанные изменения вызваны интоксикацией свинцом, т.к. исследования по его содержанию в почечной ткани и моче выявило достоверное его повышение как в почках (р<0,001), так и в моче (р<0,01 при введении дозы 10 мг/кг веса, р<0,001 при введении дозы 20 мг/кг веса). Причем отмечается прямая корреляционная связь между дозой вводимого ацетата свинца и его содержанием в биосубстратах, т.е. выраженность изменений напрямую зависит от дозировки поступающего в организм ацетата свинца.
| Таблица 4. Содержание свинца в моче и почечной ткани (M±m). | ||
| Группы животных | моча | почечная ткань |
| мкг/мл | мкг/г | |
| Контрольная группа | 0,17±0,009 | 0,41±0,036 |
| Pb - 10 мг/кг веса | 0,29±0,036*) | 0,83±0,081*) |
| Pb - 20 мг/кг веса | 0,48±0,12*) | 0,85±0,05*) |
| *) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля. |
Таким образом, получена модель хронической свинцовой нефропатии, выражающаяся в нарушении водо- и электролито-выделительной функции почек и подтверждающаяся морфологической картиной, т.е. 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 ацетата свинца, вводимый через зонд в желудок ежедневно 1 раз в сутки в дозах 10-20 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 1 -2 мг свинца.
