Способ моделирования аллоксанового диабета

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения сахарного диабета, а также при разработке новых методов лечения изменений, вызванных сахарным диабетом I типа. Для этого моделируют аллоксановый диабет белым беспородным крысам. Для развития сахарного диабета в субкомпенсированной форме крысам вводят раствор аллоксана дробно внутрибрюшинно натощак, поочередно в дозе 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом в 7 дней, а для развития сахарного диабета в декомпенсированной форме раствор аллоксана вводят также троекратно в дозе по 10 мг/100 г через день. Способ обеспечивает повышение вероятности удачной повторяемости и предсказуемости результатов воспроизведения данного заболевания путем модификации модели, соответствующей его субкомпенсированной и декомпенсированной формам. 1 табл.

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения механизмов формирования, развития и ремиссии аллоксанового сахарного диабета, а также при разработке новых методов лечения (коррекции изменений), вызванных сахарным диабетом I типа.

Прогрессивное увеличение числа больных сахарным диабетом (СД), осложнения заболевания, особенно диабета 1 типа (СД1), трудности лечения являются не только медицинской, но и социальной проблемой [1, 2]. Вследствие этого продолжаются экспериментальные работы с целью поиска медикаментозных и немедикаментозных методов коррекции изменений, вызванных СД 1 [3, 5, 6]. Наиболее часто в экспериментах используются аллоксановая и стрептозотоциновая модели СД1 [3, 4, 6]. По данным литературы стрептозотоцин по сравнению с аллоксаном оказывает более выраженное общетоксическое действие [4]. По данным разных авторов животным внутрибрюшинно или подкожно вводят раствор аллоксана из расчета 13-50 мг/100 г массы [3, 6]. Известные в литературе модели аллоксанового диабета позволяют моделировать выраженные изменения, характерные для некомпенсированного инсулиннезависимого сахарного диабета, сопровождающегося повышением содержания глюкозы в крови до 14-16 ммоль/л и выше. В то же время больные СД1, получающие инъекции инсулина, находятся в компенсированном состоянии, и уровень глюкозы в крови у этих пациентов поддерживается в пределах нормы или на верхней границе нормы [1]. Введение аллоксана однократно в небольших количествах (13 мг/100 г) не вызывает поражения значительной части бета-клеток, а дозы 30-50 мг/100 г сопровождаются большой летальностью - до 30% и выше. Для проведения экспериментальных работ с хроническими воздействиями необходимо моделирование субкомпенсированного состояния при СД1 и увеличение выживаемости животных при моделировании декомпенсированного состояния.

Моделирование СД1 на крысах является наиболее обоснованным, т.к. эти лабораторные животные имеют схожие с человеком внутренние органы и системы и не требуют больших затрат на закупку и содержание.

Целью предлагаемого изобретения является повышение вероятности удачной повторяемости предсказуемости результатов воспроизведения модели данного заболевания путем создания модификации модели экспериментального аллоксанового диабета, соответствующей его субкомпенсированной и декомпенсированной формам.

Для решения поставленной задачи предлагается способ моделирования аллоксанового диабета, основанный на введение аллоксана, отличающийся тем, что введение раствора препарата производят дробно, внутрибрюшенно и натощак, трехкратно и поочередно в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом 7 дней, причем через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в субкомпенсированной форме с почти единичной вероятностью; а введение анестетика трехкратно и поочередно в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г, 10 мг/100 г веса животных с интервалом через день также через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в декомпенсированной форме; в период развития аллоксанового сахарного диабета у животных в динамике определяют массу тела и содержание глюкозы в периферической крови, а по истечении 30 суток после первого введения раствора аллоксана животных выводят из эксперимента под эфирным наркозом.

Материалы и методы

Эксперимент был проведен на 100 беспородных крысах обоего пола массой 150-250 грамм, которых содержали на обычном рационе вивария. Животных разделили на 4 группы: 1 группа - животные, которым вводили аллоксан в количестве 17 мг/100 г (40 крыс), во 2 группе животным вводили аллоксан из расчета 30 мг/100 г (40 крыс), 3 и 4 группы - интактные животные (по 10 крыс), служили контролем для 1 и 2 групп. Моделирование СД17 и СД30 повторяли 4 раза в разные сезоны, результаты исследований совпадали. Важным условием в моделировании аллоксанового диабета является введение аллоксана натощак, так как инъекции 17 мг/100 г сытым животным не вызывали развития СД, а доза 30 мг/100 г сопровождалась развитием субкомпенсированного СД.

Для уменьшения общетоксического действия аллоксана и увеличения выживаемости животных дозы аллоксана 17 мг/100 г и 30 мг/100 г разделили на три части. Животным 1 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса с интервалом 7 дней. Животным 2 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г и 10 мг/100 г веса через день. Поскольку в основе поражения β-клеток как в результате действия вирусов, так и химических веществ-диабетогенов лежат аутоиммунные реакции [4], дробное введение аллоксана должно усиливать воспалительные реакции в островках, целенаправленное поражение β-клеток и уменьшать общетоксическое действие аллоксана. В период развития аллоксанового диабета у животных в динамике определяли массу тела и содержание глюкозы в периферической крови. Через месяц после первого введения аллоксана развивался экспериментальный сахарный диабет, сопровождавшийся полидипсией, полиурией, повышением уровня глюкозы в крови.

В плазме крови животных определяли содержание глюкозы и мочевины по стандартным наборам реактивов фирмы Витал Диагностике СПб и в цельной крови содержание гликозилированного гемоглобина по готовому набору реактивов Диабет-тест фирмы ФОСФОСОРБ. Повышение уровня глюкозы, мочевины и гликозилированного гемоглобина - основные показатели и критерии развития сахарного диабета. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ-56 ЛОМО-Спектр.

Вычисления и статистическая обработка результатов исследования выполнены с помощью программного пакета Microsoft Excel 7.0 для Windows 2003.

Результаты наблюдений и выводы

Как видно из таблицы, суммарное введение аллоксана животным в количестве 17 мг/100 г сопровождалось увеличением содержания глюкозы и гликозилированного гемоглобина соответственно в 2,5 раза и 6 раз относительно этих показателей у интактных животных (группа 3). В то же время не было отмечено достоверного повышения уровня мочевины в плазме крови животных групп 1 и 3. По содержанию глюкозы, не превышающему 13,9 ммоль/л, и отсутствию увеличения уровня мочевины в тех же группах течение сахарного диабета можно оценить как субкомпенсированное [1]. Значительное количество гликозилированного гемоглобина в крови животных СД17 (13,56±0,35) свидетельствует о продолжительной гипергликемии.

Таблица
Изменение массы тела и биохимических показателей в крови животных СД17 и СД30
Показатель	Группа
1 Сахарный диабет, 17 мг/100 г	3 Интактные (для группы 1)	2 Сахарный диабет, 30 мг/100 г	4 Интактные (для группы 2)
Масса, г	188,0±6,6	164,5±5,6	210,0±7,8 *	157,8±4,3
Прирост массы за месяц, г	21,0±9,2*	48,0±5,0	52±8 *	96±5
Глюкоза, ммоль/л	10,12±0,70 *	3,84±0,30	27,8±3,5 *	6,0±0,2
Мочевина, ммоль/л	9,02±1,52	8,19±0,66	9,6±1,2 *	3,4±0,8
Гликозилированный гемоглобин, %	13,56±0,35 *	2,30±0,10	9,6±0,3 *	5,1±0,2
*- различия с группами интактных животных (1/3 и 2/4) достоверны при Р<0,05

Меньший прирост массы за месяц эксперимента у животных СД 17 по сравнению с интактными соответствует ожидаемым изменениям, характерным для аллоксанового СД.

Изменения показателей у животных после введения суммарной дозы аллоксана 30 мг/100 г соответствуют декомпенсированному течению СД: содержание глюкозы увеличивается относительно интактных животных (группа 4) почти в 6 раз, гликозилированного гемоглобина в 2 раза и мочевины в 3 раза при снижении прироста массы за месяц. Достоверное возрастание содержания мочевины в плазме крови у животных СД30 свидетельствует об усилении глюко-неогенеза - характерного процесса в патогенезе СД. Высокий уровень глюкозы у больных СД, соответствующий содержанию глюкозы в группе СД30 (27,8±3,5), сопровождается развитием гиперкетонемической комы. Летальность в группе СД30 достигала 30%, в то время как в Группе СД17 менее 5%.

Таким образом, методика моделирования аллоксанового диабета может быть воспроизводимой и предсказуемой при условии дробления дозы аллоксана и введения раствора препарата внутрибрюшинно натощак.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балаболкин М.И., Чернышова Т.Е., Трусов В.В., Гурьева И.В. // Диабетическая нейропатия (учебно-методическое пособие) - М. - 2003. - 109 с.

2. Балахонов Л.В., Непомнящих Л.М., Айдагулова СВ., Бакарев М.А., Власова Л.Ф. Структурные реакции слизистой оболочки полости рта при диабетической пародонтопатии. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006. - Т. 142.- №11.- С.581-584.

3. Гаряев П.П., Кокая А.А., Мухина И.В., Леонова-Гаряева Е.А., Кокая Н.Г. Влияние модулированного биоструктурами электромагнитного излучения на течение аллоксанового сахарного диабета у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007.- Т. 143. - №2. С.155-158.

4. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Патофизиология. Т. 2. Основы патохимии. Санкт-Петербург. Элби-СПб. 2001.- 687 с.- С. 268-279.

5. Новиков В.И., Молотков О.В., Подчеко А.П. и др. Влияние раздельного и сочетанного применения Т-активина и а-токоферола на течение экспериментального сахарного диабета.// Проблемы эндокринологии. - 1999. -Т. 45. - №2. - С. 45-47.

6. Хавинсон В.Х. Влияние тетрапептида на биосинтез инсулина у крыс с аллоксановым диабетом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005. - Т. 140. - №10. - С.453-456.

PARTICUARLITY OF MODELLING ALLOXAN DIABETES MELLITUS

I.G.Danilova, I.F.Goette

Key words: alloxan diabetes mellitus, experimental model

Abstract

It was presented modification of experimental alloxan diabetes mellitus model, in accordance with subcompensated and noncompensated stages.

Способ моделирования аллоксанового диабета, отличающийся тем, что для развития сахарного диабета в субкомпенсированной форме белым беспородным крысам вводят раствор аллоксана дробно внутрибрюшинно натощак, поочередно в дозе 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом в 7 дней, а для развития сахарного диабета в декомпенсированной форме раствор аллоксана вводят также троекратно в дозе по 10 мг/100 г через день.