Способ моделирования гипоксической энцефалопатии в пренатальный период у мелких лабораторных животных


 


Владельцы патента RU 2497202:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Восточно-Сибирский научный центр экологии человека" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (RU)

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования энцефалопатии в пренатальном периоде развития животного. Для этого самкам мелких лабораторных животных ежедневно подкожно вводят раствор нитрита натрия в дозе 50 мг/кг с 10-го по 19-й день беременности. Способ позволяет создать модель энцефалопатии у взрослых животных при воздействии гипоксического фактора в пренатальном периоде его развития. 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области медицины, конкретно к экспериментальной медицине, и касается способа моделирования гипоксической энцефалопатии.

Известны способы моделирования токсической, постгеморрагической и гипоксической энцефалопатии путем гипоксического воздействия в условиях гипоксии гермообъема, кровопотери, путем воздействия паров металлической ртути или ацетата свинца [3,4,5]. Наиболее близким способом моделирования гипоксической энцефалопатии (прототип) является способ моделирования гипоксической энцефалопатии, заключающийся в ведении экспериментальным животным фенилгидразина в дозе 100-150 мг/кг [3].

Однако во всех перечисленных способах моделирования гипоксическая энцефалопатия воспроизводится у половозрелых крыс с функционально полноценной нервной системой, а не в пренатальный период, когда идет пролиферация и дифференцировка нервной ткани и развитие центральной нервной системы (ЦНС).

Многочисленные результаты исследований свидетельствуют о важной роли пренатальной гипоксии в генезе нарушений развития организма. Пренатальная гипоксия оказывает патологическое влияние на функциональную активность как отдельных систем, так и всего организма в целом, в основе которого могут лежать необратимые морфологические поражения на тканевом и органном уровнях. Последствием кислородной недостаточности для плода в период эмбриогенеза является поражение ЦНС плода и новорожденного, нарушение процессов адаптации ребенка после родов; в редких случаях она может стать причиной мертворождения. Учитывая высокую медико-социальную значимость для здоровья популяции проблем, связанных с пренатальной гипоксией, возникает необходимость изучения механизмов развития патологических процессов в головном мозге, возникающих в развивающемся и взрослом организме, а также вопросов медицинской реабилитации. Для такого рода исследований необходимо иметь высоковоспроизводимую экспериментальную модель, позволяющую воссоздать пренатальную гипоксию с последующим развитием энцефалопатии. При оценке перинатальных поражений ЦНС использование в качестве тест-объектов грызунов, в частности белых крыс, считается достаточно обоснованным, поскольку плацента белой крысы, так же как и плацента человека, является гемохориальной, и молекулярная, и клеточная биология их нервных клеток имеет высокую степень гомологии с высшими млекопитающими, в том числе и с человеком.

Задачей, решаемой данным изобретением, является получение модели гипоксической энцефалопатии у экспериментальных животных, в пренатальный период развития.

Поставленная задача достигается тем, что беременным самкам крыс ежедневно подкожно вводят раствор нитрита натрия, являющегося типичным метгемоглобинобразователем, в дозе 50 мг/кг с 10-го по 19 день беременности. В основе патологических процессов при действии нитрита натрия лежит гипоксия смешанного генеза, - гемическая гипоксия, обусловленная образованием метгемоглобина, которая сочетается с тканевой гипоксией вследствие разобщения процессов окисления и фосфорилирования. Нарушение кислородтранспортной функции крови у беременных самок крыс приводит к нарушению маточно-плацентарного кровообращения [2, 6] и, как следствие, кислородному голоданию плода или эмбриона. Введение нитрита натрия в дозе 50 мг/кг приводит к гипоксии средней тяжести у взрослых особей, согласно критериям, предложенным Н.Ф. Иваницкой [1]. Из данных работ не следует, что воздействие нитрита натрия в пренатальный период может приводить к поражению ЦНС у взрослых животных, так как в них получен иной технический результат, направленный на оценку функционального состояния системы мать-плод и физиологического развития новорожденного потомства.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что моделирование гипоксической энцефалопатии производится в пренатальный период - с 10-х по 19-ые сутки эмбрионального развития, и для этого используется нитрит натрия в дозе 50 мг/кг.

В данном изобретении достигается новый неочевидный результат: создание гипоксического поражения головного мозга у животных в пренатальный период способствует развитию энцефалопатии у взрослых животных, проявления которой подтверждаются при оценке поведения, когнитивных способностей и морфологической структуры нервной ткани головного мозга.

Авторами не найдено в проанализированной литературе способа моделирования гипоксической энцефалопатии в пренатальный период у мелких лабораторных животных с использованием нитрита натрия.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует критериям изобретения «Новизна» и «Изобретательский уровень», так как оно явным образом не следует для специалиста из уровня техники. Предлагаемое изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость», так как оно с успехом может использоваться в экспериментальной медицине (физиологии, патологической физиологии, фармакологии) для моделирования патологических состояний человека и животных.

Способ осуществляют следующим образом:

Моделирование гипоксической энцефалопатии осуществляется в период пренатального развития - с 10-ых по 19-ые сутки эмбрионального развития, путем ежедневного подкожного введения беременным самкам крыс раствора нитрита натрия в дозе 50 мг/кг. Результаты воздействия на центральную нервную систему оцениваются у самцов полученного потомства в возрасте 3-х месяцев при тестировании в «крестообразном лабиринте», «радиальном лабиринте» и «водном лабиринте Морриса», а также при проведении морфологических исследований. Краткое описание чертежей.

На фиг.1 приведены фотографии ткани сенсомоторной зоны коры головного мозга белых крыс из контрольной и опытной групп.

Предлагаемый способ был изучен в экспериментах на 20-ти беспородных белых крысах-самках массой и 80-ти крысах-самцах их половозрелого потомства массой 180-240 г. Белые крысы получены из собственного питомника АФ-НИИ МТ и ЭЧ ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН (сертификат имеется). Моделирование гипоксической энцефалопатии осуществляли в пренатальном периоде развития путем введения беременным самкам крыс раствора нитрита натрия с 10-го по 19-ый день беременности. Беременным самкам контрольной группы вводили физиологический раствор в том же режиме. Оценку состояния центральной нервной системы осуществляли у самцов из полученного потомства в возрасте 3-х месяцев с использованием следующих тестов: для оценки исследовательской и двигательной активности применялось тестирование животных в «крестообразном лабиринте», для оценки рабочей, референтной и пространственной памяти, а также способности к обучению использовали «радиальный лабиринт» и «водный лабиринт Морриса». Морфометрический анализ ткани головного мозга включал в себя стереологические и морфометрические методы гистометрии: обзорную оценку состояния ткани мозга, подсчет общей численной плотности нейронов, число дистрофически измененных нейронов в различных слоях коры головного мозга. Обработку результатов проводили с использованием непараметрического U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.

Результаты исследования.

Исследование поведения животных в «крестообразном лабиринте» показало, что животные, испытавшие гипоксическое воздействие в пренатальный период, демонстрировали сниженный уровень ориентировочно-исследовательской активности.

Так, количество вертикальных стоек за все время пребывания в лабиринте у животных опытной группы значительно ниже, и составляло 13,5 (9;21,5), в то время как в группе контроля данный показатель составил 21 (18;24) (р=0,003). К тому же в первые четыре минуты тестирования, когда поведение животных связано с такими эмоциогенными факторами, как внезапность, необычность и новизна, у животных опытной группы наблюдалось большое количество диаметральных переходов, что является показателем нарушения навигационного научения и пространственной памяти (табл.1).

Таблица 1
Показатели поведения крыс в «крестообразном лабиринте», Me (LQ;UQ)
Группа Количество вертикальных стоек Число диаметральных переходов Латентный период первого посещения, с
Контроль 21,0 (18,0; 24,0) 15,0 (10,0; 18,0) 1 (1; 2) 0,5 (0; 1) 5,0 (3,0; 8,6)
Перинатальная гипоксия 13,5 (9,0; 21,5)* 8,0 (6,0; 13,5)* 2 (1; 3) 1 (1; 2)* 6,2 (3,7; 9,7)
Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем при р<0,05; над чертой - весь период тестирования, под чертой - первые 4 минуты тестирования, количество животных в каждой группе равно 40.

При тестировании животных в «водном лабиринте Морриса» также выявлены нарушения навигационного научения и пространственной памяти у особей, подвергавшихся пренатальному воздействию нитрита натрия, что выражалось в увеличении латентного периода поиска скрытой под водой платформы (табл.2).

Таблица 2
Показатели обучения крыс в «радиальном лабиринте» и «водном лабиринте Морриса», Me (LO;UO)
Группа Контроль Перинатальная гипоксия
Латентный период поиска скрытой платформы, с 42,7 (31,8; 61,5) 59,5 (46,2; 72,8) *
Число животных, достигших критерия обученности, % 69 30*
Количество ошибок рабочей памяти 0 (0,0) 0 (0,1)*
Количество ошибок референтной памяти 0 (0,1) 0 (0,1)
Число последовательно посещенных подкрепляемых рукавов 4 (3,4) 3 (2,4)*
Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем при р<0,05, количество животных в каждой группе равно 20

При обучении крыс в «радиальном лабиринте» выявлено ухудшение памяти у животных, подвергавшихся воздействию нитрита натрия в период эмбриогенеза. У данных животных наблюдалось большее количество ошибок рабочей памяти и снижение количества последовательно посещенных подкрепляемых рукавов, по сравнению с контролем, что свидетельствовало о снижении у данных животных способности к обучению и нарушениях в процессах кратковременной памяти. Количество обученных животных в данной опытной группе составило лишь 30% (табл.2).

При проведении патоморфологического исследования у особей, подвергавшихся воздействию нитрита натрия в пренатальный период, выявлено повышение количества дистрофически-измененных нейронов и глиальных клеток на фоне снижения числа нормальных нейронов и клеток глии (табл.3), а также отмечался периваскулярный отек крупных сосудов коры головного мозга и резко выраженное нарушение цитоархитектоники, вследствие чего отсутствовало послойное морфологическое деление коры головного мозга (рис.1, А, Б).

Таблица 3
Количество морфологически измененных нейронов и клеток астроглии (абсолютная величина в 0,2 мм2) (ME(LQ;UQ)
Группа Количество нормальных нейронов Количество дистрофически измененных нейронов Количество нормальных клеток астроглии Количество дистрофически измененных клеток астроглии
Контроль m=100 210 (210; 226) 11 (8; 11) 186 (175; 192) 11 (9; 12)
Пренатальная гипоксия m=100 180 (143; 217)* 13 (12; 14)* 103 (80; 126)* 14 (9; 19)*
Примечание: * различия статистически значимы по сравнению с контролем при р<0,05; m - число срезов ткани.

Оценивая полученные результаты в целом, можно заключить, что пренатальное воздействие нитрита натрия приводило к развитию у белых крыс в половозрелом возрасте признаков патологии центральной нервной системы, характерных для гипоксической энцефалопатии, выражающихся в угнетении исследовательского поведения, снижении двигательной активности, нарушениях в процессах рабочей и пространственной памяти, а также снижении способности животных к обучению. В ткани сенсомоторной коры головного мозга наблюдалось нарушение цитоархитектоники, повышение количества дистрофически измененных клеток, периваскулярный отек крупных сосудов.

Литература

1. Иваницкая Н. Ф. Методика получения разных стадий гемической гипоксии у крыс введением нитрита натрия / Н.Ф. Иваницкая // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1976. - №3. - С.69-71.

2. Пятышкина Н.А. Изменение макрометрических показателей плацент крыс при гипобарической гипоксии и постгеморрагической анемии в различные эмбриональные периоды / Н.А. Пятышкина, Б.Г. Юшков, И.А. Брыкина, А.В. Шешенина, А.В. Володарская // Бюллетень сибирской медицины.- Т4, приложение 1. - 2005. - С.142

3. Способ моделирования гипоксической энцефалопатии: Пат. №2253152. РФ. Опубл. 27.05.2005. Бюл. №15.

4. Способ моделирования постгеморрагической энцефалопатии: Пат. №2257620. РФ. Опубл. 27.06.2005. Бюл. №21.

5. Способ моделирования постгипоксической энцефалопатии и связанных с ней нарушений в системе крови: Пат.№2240604. РФ. Опубл. 20.11.2004. Бюл. №32.

6. Черкесова Д.У. Функциональные изменения в системе мать-плод при экспериментальной хронической нитритной гипоксии / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2009. - Т. 11. - №1 - 5. - С.934-937.

Способ моделирования гипоксической энцефалопатии у мелких лабораторных животных в пренатальном периоде развития, заключающийся в ежедневном подкожном введении беременным самкам нитрита натрия в дозе 50 мг/кг с 10-го по 19-й день беременности.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для изучения фармакологического обеспечения выживаемости кожного лоскута в условиях редуцированного кровообращения.
Изобретение относится к экспериментальной фармакологии и хирургии и может быть использовано для изучения возможности коррекции ишемии скелетной мышцы. Для этого крысам моделируют ишемию мышц голени на вторые сутки проводимого эксперимента.

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к области травматологии и ортопедии и конкретно к методам моделирования патологических процессов образования минеральных фаз при костных заболеваниях.
Изобретение относится к медицине, в частности к вирусологии и микробиологии. Для оценки противооспенной активности лечебно-профилактических препаратов в организм контрольной и испытуемой групп беспородных разнополых белых 8-15-суточных мышей линии ICR массой 9-11 г вводят суспензию исследуемого препарата.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной урологии. Лигируют нижнюю полую вену в нижней трети у крысы.

Изобретение относится к области медицины. При осуществлении способа получают маммограммы на двух различных энергиях излучения.

Изобретение относится к области медицины, а именно к патологической анатомии. Для оценки кровоснабжения левой половины толстого кишечника в эксперименте на человеческом трупе проводят поочередное введение раствора красителя в верхнюю брыжеечную артерию, внутренние подвздошные артерии и в нижнюю брыжеечную артерию с последующим визуальным наблюдением за распространением и интенсивностью окрашивания тканей кишечника красителем.

Изобретение относится к медицине, в частности к проведению доклинических испытаний лекарственных средств с использованием чрезкожного электроболевого раздражения.
Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной медицине. Через 7 недель воздействия токсиканта проводят стимуляционную электронейромиографию, регистрируют амплитуду и латентный период М-ответа.

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, а именно к разработкам способа лечения фиброза легких. Для этого лабораторным животным интраназальным путем вводят иммобилизированную на полиэтиленгликоле гиалуронидазу в дозе 16 ЕД.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для коррекции ишемии скелетной мышцы. Для этого моделируют ишемию мышц голени, в том числе при одновременном дополнительном моделировании дефицита оксида азота внутрибрюшинным введением в течение 7 суток блокатора синтеза оксида азота N-нитро-L-аргинин метилового эфира (L-NAME) в дозе 25 мг/кг ежедневно. Для коррекции ишемии и в том и другом случае внутрижелудочно вводят силденафил в дозе 2,2 мг/кг на первые, третьи и пятые сутки эксперимента. Способ обеспечивает значительное улучшение показателей микроциркуляции в ишемизированной мышце голени крыс, в т.ч. вследствие активации процесса прекондиционирования и стимуляции неоангиогенеза в специфических условиях проводимого эксперимента. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области медицины, конкретно к экспериментальной медицине. Лабораторным животным через 9 недель после прекращения воздействия токсиканта проводят стимуляционную миографию. Регистрируют амплитуду M-ответа (мВ) и длительность М-ответа (мс) по срединному нерву. Рассчитывают площадь вовлечения двигательных единиц. Производят расчет канонической величины. Полученные результаты сравнивают с константой и при Кв больше 8,9 делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия сулемы, при Кв меньше или равной 8,9 диагностируют поражение периферических нервов в отдаленном периоде воздействия сулемой. Способ позволяет исключить умерщвление животных и более прост в исполнении. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции ишемии. Для этого лабораторным животным моделируют кожный лоскут на вторые сутки эксперимента. На первые третьи и пятые сутки эксперимента внутрибрюшинно вводят силденафил в дозе 2,2 мг/кг. Способ обеспечивает увеличение выживаемости кожного лоскута в условиях редуцированного кровообращения при отсутствии побочных эффектов, в т.ч. за счет разработанного режима введения препарата в специфических условиях эксперимента. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к офтальмологии, и касается моделирования диабетического макулярного отека. Для этого крысе вводят аллоксан в брюшную полость в дозе 15,0 мг/100 г веса. Через 6,5 недель после введения аллоксана и развития экспериментального сахарного диабета в стекловидное тело по методике интравитреального доступа вводят инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) в дозе 1 мкл. Способ упрощает и сокращает сроки формирования стойкого первичного макулярного отека, характерного для сахарного диабета, позволяет анализировать течение патологического процесса, формировать новые схемы лечения. 1 пр.
Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к хирургии, и может быть использовано при моделировании хронической гнойной костной раны. Формирование костного дефекта проводят вдоль оси кости, помещают в него смесь культуры музейного штамма Staphylococcus Aureus №5 в количестве 40-45 млн KОЕ на 1 кг массы тела экспериментального животного и 0,1 мл стерильного кварцевого песка. Через трое суток после операции удаляют некротические массы и гной из зоны костного дефекта. Выполняют реинфицирование раны той же культурой в дозе 20-25 млн KОЕ на 1 кг массы тела. В последующем сохраняют рану в свищевом виде. Способ минимизирует риск перелома оперируемой кости, гибель животных от септического шока и снижает время эксперимента. 1 пр.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования первичного билиарного цирроза. Для этого в просвет бульбарного отдела двенадцатиперстной кишки и терминальный отдел подвздошной кишки крысы вводят по 0,08-0,12 мл 45-50% спиртового раствора пикрилсульфоновой кислоты с интервалом 5-10 минут. Первичный билиарный цирроз устанавливают через 1-1,5 месяца. Способ обеспечивает развитие морфологических изменений печени, характерных для данной патологии. 2 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной кардиофармакологии, и может быть использовано для коррекции дефицита оксида азота. Для этого в эксперименте моделируют дефицит оксида азота ежедневным, в течение 7 дней, внутрибрюшинным введением крысам-самцам линии Wistar N-нитро-L-аргинин-метилового эфира в дозе 25 мг/кг. Коррекцию дефицита оксида азота осуществляют одновременным, также в течение 7 дней, внутрижелудочным введением комбинации тадалафила в дозе 0,09 мг/кг и L-норвалина в дозе 10 мг/кг и 1 раз в сутки. Способ обеспечивает эффективное устранение дефицита оксида азота на данной модели при впервые установленном для этого лекарственном взаимодействии препаратов. 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, патофизиологии и касается моделирования атеросклероза, что может быть использовано для изучения диагностики, профилактики и лечения этого заболевания. Для этого лабораторным животным - крысам добавляют в корм порошок холестерина в количестве 1%, маргарин 10%, мерказолил 10 мг/кг и витамин D - 2,5 ME на кг массы тела. Дополнительно животным проводят операцию, состоящую из наложения лигатуры на почечную ножку левой почки нерассасывающимся шовным материалом и прошивания верхнего полюса правой почки, оставляя 2/3 органа. Способ легко выполним, не вызывает гибели животных, является адекватной моделью повреждения эндотелия и развития атеросклеротического процесса. 12 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной стоматологии, и касается моделирования деминерализации эмали зуба. Для этого на удаленный зуб фиксируют брекет. Ограничивают очаг, который расположен на вестибулярной поверхности зуба вокруг брекета, восковым покрытием. Погружают зуб в индивидуальную емкость с деминерализирующим гелем, состоящим из (вес.%): дигидрофосфата кальция - 0.04-0.08, молочной кислоты - 0.8-1.0, праестола 2510 - 3.0-4.5, раствора гидроксида натрия - 0.4, дистиллированной воды - остальное. Затем емкость с зубом помещают в термостат при pH=4.5 на 96 часов. Способ обеспечивает повышение четкости очага деминерализации. 4 ил., 2 пр.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и фармакологии и предназначено для изучения принадлежности изучаемых лекарственных препаратов к субстратам эффлюксного белка-транспортера Pgp (гликопротеина-Р). Для этого моделируют в эксперименте состояние индукции функциональной активности этого белка. В качестве препарата-индуктора используют финастерид. Препарат вводят кроликам внутрижелудочно в форме суспензии в оливковом масле в суточной дозе 0,225 мг/кг массы тела животного в течение 14 дней. Способ обеспечивает создание модели, являясь безопасным, не требующим дорогостоящего лабораторного спецоборудования и материалов. 1 табл.
Наверх