Способ профилактики нефротоксического действия молибдена

Изобретение относится к ветеринарии. Способ профилактики хронической молибденовой нефропатии включает ежедневное внутрижелудочное введение детоксиканта и тяжелого металла, причем в качестве детоксиканта животным с первого дня эксперимента вводят через зонд в желудок антиоксидант мелаксен в дозе 5 мг/кг и раствор парамолибдата аммония в дозе 50 мг/кг в течение двух месяцев, при этом в 0,3 мл раствора парамолибдата аммония содержится 5 мг молибдена. Изобретение позволяет значительно снизить выраженность нефротоксического действия молибдена при хроническом отравлении путем уменьшения его накопления, повысить выведение тяжелого металла из организма и улучшить морфофункциональное состояние почек. 3 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, токсикологии, экспериментальной биологии и может быть использовано при изучении методов профилактики хронического токсического действия тяжелых металлов, в частности молибдена, на функциональное состояние почек.

Молибден является микроэлементом, участвующим в различных физиологических процессах организма, однако его повышенное поступление в организм приводит к молибденовой интоксикации, при которой поражаются практически все органы и системы (Peraza М.А., Ayala Fieiro F., Barber D.S., Casarez E. RaelL. T. Effects of micronutrients on metal toxicity. / Environmental Health Perspectives. -February, 1998. - Vol. 106. - Supplement 1). Как основной орган выведения ксенобиотиков из организма, почки испытывают повышенную токсическую нагрузку и поэтому являются основной мишенью токсического действия соединений молибдена. (Киреева Е.П. 2007).

Для профилактики токсического действия тяжелых металлов используют различные детоксиканты, тиоловые соединения - унитиол, сукцимер. тиосульфат натрия. Однако, наряду с терапевтическим эффектом они могут вызывать расстройства желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, лейкопению, тромбоцитопению и др. (Машковский М.Д.. 2002, 237 с).

Известен «Способ лечения и профилактики интоксикации тяжелыми металлами у животных», включающий применение комплексообразующего лекарственного средства (Патент RU 2366415, 10.09.2009. Бюл. №25, Рыжов А.А., Карпенко Л.Ю.). В случае обитания животных в зоне, загрязненной тяжелыми металлами, используют профилактическую дозировку препарата «Хелавит» 0,2-0,4 мл на 10 кг живой массы пероралыю с кормом при постоянном применении. Недостатком препарата является его достаточно высокая нефро- и гепатотоксичность. При длительном использовании препарата ускоряется выведение с мочой кальция и друг их важных микроэлементов - железа, цинкв, меди, происходит нарушение обменных процессов, что затрудняет его длительное профилактическое применение. Вышесказанное объясняет необходимость изыскания новых средств для лечения и профилактики токсического действия молибдена.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ профилактики токсического действия молибдена у экспериментальных животных при хроническом отравлении, включающий применение сорбента - цеолит ирлит-1 в виде 6% взвези в дозе 2.5% массы тела (Патент RU 2410767, 2011) через зонд в желудок в течение месяца. Недостатком способа является не только нарушение всасывание молибдена, но и многих необходимых организму веществ и микроэлементов, что может приводить к нарушению обмена веществ при длительном профилактическом применении.

Наиболее простой и доступный метод профилактики хронической молибденовой интоксикации состоит в использовании естественного антиоксиданта Мелатонина.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа профилактики нефротоксического действия молибдена при хроническом отравлении.

Основным техническим результатом предложенного изобретения является значительное снижение выраженности нефротоксического действия молибдена при хроническом отравлении, путем уменьшения его накопления, повышения выведения тяжелого металла из организма, и улучшения морфофункционального состояния почек.

Профилактическое введение мелатонина в условиях хронической интоксикации хлоридом никеля оказывает выраженный антиоксидантный эффект, приводящий к снижению процессов липопероксидации и одновременному повышению активности супероксиддисмутазы и каталазы, и тем самым устраняет дисбаланс в системе перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты.

Для достижения данного технического результата заявляемое изобретение способа профилактики нефротоксического действия молибдена у экспериментальных животных имеет следующие существенные признаки: животным ежедневно внутрижелудочно вводят через зонд в желудок мелаксен в дозе 5 мг/кг и раствор парамолибдата аммония в дозе 50 мг/кг в пересчете на металл в течение двух месяцев, при этом в 0,3 мл раствора парамолибдата аммония, содержится 5 мг молибдена.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что впервые применяется мелатонин с целью профилактики нефротоксических эффектов молибдена при длительном поступлении металла в организм. Одновременное введение (что означает введение в пределах одного срока - 2 мес.) мелатонина и парамолибдата аммония обеспечивает уменьшение нефротоксического воздействия металла у экспериментальных животных путем уменьшения накопления и увеличения выведения молибдена из организма, что подтверждается результатами изучения функций почек и увеличения антиоксидантного потенциала. Заявленный способ является эффективным, экономически выгодным и легко воспроизводимым.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью существенных признаков, тождественных всем признакам заявляемого способа отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях показали, что сущность заявляемого изобретения не следуют для специалистов явным образом из известного уровня техники. В научно-медицинской литературе не выявлено описания использования данного антиоксиданта с целью профилактики хронической токсической нефропатии вызванной длительным введением парамолибдата аммония у экспериментальных животных. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в эффективном и легко воспроизводимом способе профилактики нефротоксического действия молибдена, путем снижения накопления и повышения выведения его из организма при хроническом отравлении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

Данный способ осуществляется следующим образом: для приготовления раствора соли молибдена в дистиллированной воде растворяют парамолибдат аммония таким образом, что на единицу раствора, равную 0,3 мл, приходится 5 мг молибдена, в пересчете на металл.

Вводят 0,3 мл токсического раствора на каждые 100 г массы крысы, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм животных. Раствор мелатонина готовится ежедневно перед внутрижелудочным введением. В дистиллированной воде растворяют таблетки Мелаксена таким образом, что на единицу раствора, равную 0,2 мл. приходится 0.5 мг мелатонина.

Двум группам животных (по 10 особей) ежедневно в течение 60 дней вводят раствор парамолибдата аммония в дозе 50 мг/кг через атравматичный зонд в желудок. Одновременно с первого дня введения парамолибдата аммония одной из групп каждый день вводят раствор мелаксена в дозе 5 мг/кг через внутрижелудочный зонд.

Через 2 месяца эксперимента проводится изучение основных процессов мочеобразования в условиях 6 часового спонтанного диуреза, содержание белка в моче и процессов перекисного окисления липидов. По истечении времени эксперимента крысы забиваются под тиопенталовым наркозом для исследования плазмы и тканей.

Об интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) судят по концентрации малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах и уровню гидроперекисей в плазме крови. С целью оценки эффективности антиоксидантной защиты (АОЗ) определяют активность супероксиддисмутазы и каталазы в эритроцитах.

Пример. Опыты проведены на 40 крысах-самцах линии Вистар массой 200-250 г:

1-я группа (10 крыс) - интактные животные: 2-я группа (10 крыс) - животные с внутрижелудочным введением: мелатонина в дозе 5 мг/кг в течение двух месяцев; 3-я группа (10 крыс) - животные с внутрижелудочным введением раствора парамолибдата аммония в дозе 50 мг/кг каждый день в течение двух месяцев. 4-я группа (10 крыс) - животные с хронической молибденовой интоксикацией одновременно с внутрижелудочным введением мелатонина в течение двух месяцев. Опытные животные в период исследований содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище.

Для изучения состояния мочеобразовательной функции почек измеряли объем 6-часового спонтанного диуреза, определяли концентрацию креатинина и общего белка в моче и плазме крови на спектрофотометре «SOLAR 300» с помощью наборов «Агат-Мед» (Москва, Россия). Осмолярность мочи и плазмы крови определяли методом криоскопии на миллиосмометре «OSMOMAT-2». Экстракция натрия из тканей почки производилась 0,75 Н азотной кислотой. Концентрацию натрия определяли с помощью пламенного автоматического фотометра «ФПА-2». Содержание мочевины в слоях тканей почки определялось методом С.Г. Гасанова (1962) в нашей модификации (рацпредложение №241, от 20.12.2006 г.; рацпредложение №242. от 20.12.2006 г.). По клиренсу эндогенного креатинина определяли скорость клубочковой фильтрации. Рассчитывали осмотическое очищение плазмы (Cosm), транспорт осмотически свободной воды (T^CH2O) и экскретируемую фракцию осмотически активных веществ (Efosm) для количественной оценки осморегулирующей функции почек.

Для изучения состояния процессов ПОЛ определяли гидроперекиси (диеновые конъюгаты и диеновые кетоны) в плазме крови, содержание малонового диальдегида в эритроцитах, активность супероксиддисмугазы и активность каталазы в эритроцитах («Solar-300», Беларусь). Для: статистической обработки полученных результатов использовали пакет программ: "STATISTICA 10.0" (StatSoft) и Microsoft Excel 2016. Данные представлены в виде медианы (Me) и [25-75] процентили выборки. Оценку статистической значимости различий в группах животных проводили с использованием непараметрического U-критерий Манна-Уитни. Различия считались достоверными при вероятности ошибки р<0, ()5.

При внутрижелудочном введении молибдата аммония экспериментальным животным в течении двух месяцев выявлялось увеличение объема 6-часового спонтанного диуреза (V), связанное со снижением относительной канальцевой реабсорбции воды (R_H2O) (Таблица 1). Уровень диуреза был выше вследствие значительного падения канальцевой реабсорбции воды (р<0.001), несмотря на уменьшение скорости клубочковой фильтрации (F) (р<0,001). Молибденовая интоксикация вызывала протеинурию и гипопротеинемию. На фоне роста диуреза происходило увеличение экекретируемой фракции (Efosm. %) осмотически активных веществ. Вследствие одновременного уменьшения фильтрационной загрузки нефронов осмотическое очищение (Cosm) плазмы и экскреция осмотически активных веществ достоверно не менялись. Увеличение диуреза и уменьшение осмолярности мочи происходило вследствие падения канальцевого транспорта (T^CH2O) осмотически свободной воды (р<0,001).

Для изучения механизмов снижения канальцевой реабсорбции воды у крыс при хронической интоксикации проводится изучение мочевинно-натриевого профиля слоев тканей почки (Таблица 2). У опытных животных с внутрижелудочным введением соли молибдена в условиях спонтанного диуреза градиент концентрации натрия и мочевины в слоях ткани почки от коры к папилле уменьшается относительно показателей контроля. Следовательно, снижение концентрирующего транспорта осмотически свободной воды и диуретический эффект молибдата аммония может быть связан с уменьшением величины кортико-папиллярного осмотического градиента у животных при молибденовой интоксикации.

Изолированное введение мелатонина в дозе 5 мг/кг веса у контрольной группы крыс не вызывает достоверных изменений основных процессов мочеобразоваиия.

В сочетанной модели с одновременным введением соли молибдена и мелатонина полиурия выше, чем у интактных крыс, но, ее уровень ниже, чем в группе животных, получавших только металл. В этом случае повышение диуреза обусловлено угнетением канальцевой реабсорбции воды (р<0,001), но менее выраженном, чем у молибденовых крыс (р<0,001). Уровень протеинурии 6 ниже, чем при изолированном введении металла (р<0,01).

Осмолярности мочи уменьшается (р<0.001) на фоне менее выраженного снижения кортико-папиллярного градиента почек и канальцевого транспорта осмотически свободной воды ТСН₂О (р<0.001) в условиях спонтанного диуреза, что свидетельствует о восстановлении концентрационной функции почек.

Известно, что оксидативныи стресс является одним из основных патогенетических механизмов нефротоксического действия соединений тяжелых металлов. В этой связи, обоснованным является использование препаратов, оказывающих ингибирующий эффект на процессы ПОЛ с целью профилактики экспериментальной хронической молибденовой нефропатии.

Внутрижелудочное введение парамолибдата аммония вызывает увеличение активности процессов ПОЛ и угнетение антиоксидантного ферментного звена с развитием оксидативного стресса (Таблица 3). Выявляется увеличение концентрации малонового диальдегида (р<0,001), увеличение уровня гидроперекисей в плазме крови (р<0,001 и р<0,001) и снижение активности СОД (р<0,01) и каталазы (р<0,001).

Внутрижелудочное введение антиоксиданта мелаксена вызывает повышение уровня активности каталазы в эритроцитах (р<0,05), уменьшение концентрации малонового диальдегида (р<0,001) и восстановление уровня гидроперекисей (р<0,01 и р<0,01) в плазме крови.

Данные опытов позволяют полагать, что в условиях хронической молибденовой интоксикации, профилактическое применение мелатонина способствует уменьшению выраженности проявлений нефропатии, оказывает благоприятное влияние на сохранность основных показателей функционального состояния и концентрирующей способности почек путем уменьшения степени оксидативного стресса. Профилактическое введение мелатонина препятствует снижению активности антиоксидантной системы, способствует утилизации продуктов перекисного окисления липидов и тем самым устраняет дисбаланс в системе перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты.

Результаты исследования позволяют рекомендовать применение мелатонина для разработки способов коррекции нарушений функций почек при воздействии на организм соединений молибдена.

Способ профилактики хронической молибденовой нефропатии, включающий ежедневное внутрижелудочное введение детоксиканта и тяжелого металла, отличающийся тем, что в качестве детоксиканта животным с первого дня эксперимента вводят через зонд в желудок антиоксидант мелаксен в дозе 5 мг/кг и раствор парамолибдата аммония в дозе 50 мг/кг в течение двух месяцев, при этом в 0,3 мл раствора парамолибдата аммония содержится 5 мг молибдена.