Способ моделирования быстро развивающихся пролонгируемых состояний гипобиоза у теплокровных животных

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Способ заключается в том, что животным (крысам, кроликам) вводят орнид в дозах 10 - 25 мг/кг для крыс и 15 - 30 мг/кг для кроликов, а затем вводят подкисленный, например, аскорбиновой кислотой серотонин 5-10 мг/кг. При этом выведение животного на режим пролонгирования осуществляется либо форсированным охлаждением до уровни развития холодового наркоза, либо при температурах среды режима пролонгирования а выведение из гипобиоза осуществляют кратковременным повышением температуры среды до ±, После чего окончательная нормализация жизнедеятельности животных проходит при комнатной температура Сверхбыстрое получение нормотермического гипометаболизма осуществляют введением 10 - 15% от всего количества орнида медпенно или капельно внутривенно, а после этого - основной дозы - внутрибрюшинно или внутримышечно Длительность пролонгированного состояния поверхностного гипобиоза выше уровня холодового наркоза регулируют повторными премедикациями через каждые 7 - 12ч, причем доза повторно вводимого орнида ограничена в пределах 50% от исходной. 4зп ф-лы.

(19) RU (1ц 2ОО3185 С1 (И) 5 009323 28

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам " -- 4j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -.— -: .

К ПАТЕНТУ (21) 4775370/14 (22) 27.12:89 (46) 15.11.93 бюл. Ма 41 — 42 (71) Советско-западногерманское совместное предприятие "Локос — Марвол" (72) Тимофеев Н.Н. Константинов ГА; Прокопьева

Л.П. (73) Тимофеев Николай Николаевич (54) СПОСОБ МОДЕНИРОВАНИЯ БЫСТРО

РАЗВИВАЮЩИХСЯ ПРОЛОНГИРУЕМЫХ СОСТОЯНИЙ ГИПОБИОЗА У ТЕПЛОКРОВНЫХ

ЖИВОТНЫХ

{57) Изобретение относится к экспериментальной медицине. Способ заключается в том. что животным (крысам, кроликам) вводят орнид в дозах, 10—

25 мг/кг для крыс и 15 — 30 мг/кг для кроликов, а затем вводят подкисленный, например, аскорбиновой кислотой серотонин 5 — 10 мг/кг. При этом выведение животного на режим пролонгирования осуществляется либо форсированным охлаждением до уровня развития "холодового наркоза", либо при температурах среды режима пролонгирования, а вьфедение из гипобиоза осуществляют кратковременным повышением температуры среды до +.

После чего окончательная нормализация жизнедеятельности животных проходит при комнатной температуре. "Сверхбыстрое" получение нормот ермического гипометаболизма осуществляют введением 10 — 15% от всего количества орнида медленно или капельно внутривенно, а после этого— основной дозы — внутрибрюшинно или внутримышечно. Длительность пролонгированного состояния поверхностного гипобиоза выше уровня "холодового наркоза" регулируют повторными премедикациями через каждые 7 — 12 ч, причем доза повторно вводимого орнида ограничена в пределах 50% от исходной. 4 з.п. ф-пы.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине, а именно к экспериментальной Физиологии, и преднаэ" начено для быстрого получения состояний искусственного гипобиоза у теплокровных животных, близких по физиологическому механизму развития к состоянию естественного гипабиоза, генетически обусловленного "факторами спячки" у гетеротермов.

Известны способы получения искусственного гипабиоза путем инактивации адренергических влияния с использованием веществ, вызывающих опустошение катехоламинавых резервов организма, например, рауседилом в дозах 0,4 — 0,8 мг/кг массы с последующей компенсацией серотанинергического дефицита путем введения предшественника сератонина 5-окситриптофана (5-HTP) в дозах 75 — 125 мг/кг массы животного, Недостатком этого способа является слишком медленное развитие состояний гипобиоза и недостаточна глубокий уровень гипометаболизма, что объясняется медленным развитием процессов инактивации адренергических влияний в организме и требует времени 15 — 20 ч, Целью изобретения является сокращение времени введения в гипабиоз при одновременном сохранении физиологичности состояний перес ройки нейрохимическай регуляции в приближении к механизмам развития естественной спячки vi выхода из нее гетератермов. Способ позволяет достичь быстрого и сверхбыстрого развития гипобиотическаго состояния при одновременном обеспечении вазможности поддержания уровней гипабиоза разной глубины и длительности, Цель достигается применением веществ, блокирующих высвобождение адренергического нейраметиатора, чта соответственно ведет к очень быстрой инактивации адренергических влияний в организме и развитию пайкилотермии, Полученное этим способом состояние искусственного гипабиоза у крыс и кролика путем однократного введения веществ возможно поддерживать в течение

7-12 ч (паверхностный и средний глубины гипаблаз) и длительно 3 — 5 сут и более (глубокий гипобиоз) с последующим выведением из этого состояния только за счет повышения температуры окружающей средь, (T

Способ осуществляется следующим образом. Животным (крысам, кроликам) ВВо дят орнид в дозах 10-25 мг/кг массы для крыс и 15-30 мг/кг для кроликов внутрибр ашинно или внутримышечно, Симпатолагический эффект орнида связан с блокадой высвобождения адренергического нейромедиатора из окончаний -имсимпатических нервов и возникновением адренергическа"0 го дефицита (40-50 j) в организме. После снижения адренергических влияний вводится подкисленный серотонин в малых дозах (10-5 мг/кг), чта в течение 20-30 мин ведет к развитию поверхностного (нормотермическаго) гипобиоза. со снижением уровня метаболизма на 30-357.

Возможен ускоренный вариант "сверхбыстрого" получения нормотермического гипобиаза с аналогичными характеристика20 ми, для чего часть дозы вводимого орнида (в пределах 10 — 15% ат основной) вводится внутривенно, а все остальные условия эксперимента сохраняются. Внутривенное введение арнида необходимо проводить очень медленна, а лучше капельно 10-кратно разведенным в физиологическом растворе.

Такое введение позволяет вызвать пойкилотермию очень быстро, через 3 — 5 мин от начала эксперимента, так как блокада

30 адренергического нейромедиатора наступает практически мгновенно по мере поступления орнида в сосудистое русло, вплоть да начала действия его основной дозы, которую обычна вводят одновременна с серотонином внутрибрюшинно или внутримышечно.

Достигаемый при этом гипометаболический эффект (через 15-20 мин) в условиях нармотермии сохраняется 7 — 8 ч, возрастает па мере снижения температуры тела, в тем40 пературных диапазонах средней глубины сохраняется до 12 ч и более. Весь период действия введенных препаратов состояние гипобиоза может поддерживаться на любом заданном температурном уровне с соатвет45 ствующим снижением метаболизма на 30—

40О, и более, Поверхностные состояния гипобиаза возможно поддерживать и более длительно, но для этого через каждые 7 — 12 ч пролонгирования, когда эффективность действия предыдущей премедикации ослабляется (о чем можно судить по активации процессов несакратительнаго термогенеза и появлению тенденции и самасагреванию), необхо55 дима повторная премедикация дозой, составляющей не более 50% от исходной.

Чем более низкой уровень Т выбран для пролонгирования, тем более продолжительно сохраняется термоблакирующий эффект применяемых веществ. В глубоком

2003185 температурном диапазоне, когда наступает

"холодовой наркоз", самосогревание не возникает даже при длительном пролонгировании гипобиоза, и повторных введений орнида не требуется даже при 3 — 5-суточном поддержании гипобиоза. В этой связи было важно оценить сохранность изначальной перестройки знергообмена в период пролонгированного гипобиоза, который принципиально отличается от всех известных видов гипотермии, включая так называемую клиническую "гибернацию", имеющих двухфазное проявление: первоначальную холодовую стресс-реакцию с выраженной гипергликемией. в последующем сменяющейся гипокликемией, ведущей в конечном счете к гибели животных при длительном пролонгировании, В гипобиазе уровень гликемии поддерживается обычно в пределах

50 / от нормы и очень медленно достигается или превышает исходную норму, Результаты проведенных исследований подтвердили устойчивую сохранность энергообеспечения организма с переключением на липидный обмен весь период длительного и ролонги руе мого ги побиоза.

Оптимальные соотношения доз вводимых препаратов, последовательность и временные режимные характеристики получены экспериментальным путем, Нижний предел дозы вводимого орнида определяется минимальным уровнем инактивации адренергических влияний и легко контролируется по стейени включения термогенных реакций (несократительного термогенеза и, тем более, дрожи), по уровню содержания катехоламинов 9 крови, по уровню артериального давления крови, поведенческим реакциям и др. Верхний предел дозы ориида ограничен опасностью нарушения сердечной деятельности.

При уменьшениидозы серотонина ниже

5 мг/кг массы не удается в достаточной мере GJloK

Ниже и ри в еде н ы некоторые характерные примеры осуществления предложенного способа моделирования гипобиоза у теплокровных животных, проведенные на крысах и кроликах, Пример 1. В опыт было взято 5 белых беспородных крыс-cBMkfoB, 18ccoA 225:+5 г, 5 при температуре тела (Тт) 36,5 = 0,4оС. Потребление кислорода (ПК) в норме, принятой за 100%, в млlкг мин составило: у крысы 1 — 52,8; у 2 — 52,0; у 3 — 53,0; у 5 — 52,0.

В 8.00 животным внутрибрюшин:,о вва10 ден орнид из расчета крысам 1, 2, 3 — no 25 мг/кг массы, крысам 4, 5 — по 10 мгlкг ма;— сы, Через 30 мин после введения орнида животным внутрибрюшинно введен серотонин 8;дозах: крысам 1, 2, 3 — по 5 мг/кг

15 массы, крысам 4, 5 — по 10 мг/кг массы. Была отмечена тенденция к незначител ному снижению Тт крыс (на 1-1,5 С), п ри этом ПК снизилось у крысы f — »a 30,5%, у 2 — на 31%, у3 — на 34%, у4 — на 31,5%. у5 — на 25,3:..

20 Затем животных иммобилизироввли на досках с помощью металличес:их дужек, фиксирующих из s области шеи и спины, и поместили в камеру с температурой средь (Тср 5 + 0,5 С, Через I ч Т крыс составила:

25 yl — 2480;y2 — 251;у3 246 ;у4 374о у 5 -28,1 С. ПК при этом снизилось у крысы

1 — на 60,2%, V 2 — на 58,5 "/о; у 3 — на 60%; у

4 — на 48,3;lo; у 5 — на 47 . После этого крыс перевели в камеру с Тор 17 —. fоС, -где их Тт

30 стабилизировалась на уровнях: у крысы 1 — 26оC: 2 2- 1о,,3 — 26 Oо, „л —:: 1 о. у 5 — 32,0 С, Состояние гипобиоза nри Тс

17 +. 1оС поддерживали в те ение 2 сут у крысы 1 при Т-, — 26.10 -f. 0,5ОС.; у 2—

26,0 +0,3"С; у 3 — 26,0+ 0.5оС. 1(рысы 4 и 5 находились в состоянии гипабиоз". в течение 5 сут при Тт 31,8 0,2 и 32,0 0,5 Ñ соответственно. После окончания пролонгирования животных поместили в лаборатор40 ную клетку с Тсо 24 0 + 0,5 С, где через 3 — ч животные восстановили Тт до нормь,.

f1 р и м " р 2, В опыт взято 1Г белых беспородных крыс-са .емцов, массой, .: 11: 7 г. при Тт 37,0 = - 0,2 С. Всем животным введен орнид в дозе 15 мг/кг и сеоотонин в е:0 мг/кг массы. Получение гипобиоза проводили по принятой схеме (см. пример 1). Через сутки поддержания гипобиотического со стояния при Т-,21 — 25оС 5 крыс были декапи50 тированы. Остальные крысы остаьг ены лая

- нормализации физиологических показателей в лабораторной клетке при комнатной Тор (23 — 24"С). Однако из оставленных крыс декапитирована спустя сутки после окон«а-ния эксперимента, имея нормальную Т . 0ставшиеся 7 крыс декапитированы спустя 11 сут после эксперимента, Отобранные пробы крови и тканей всех животных. взяты"; в эксперимент, были использованы для опре,..е2003185 ления биохимических показателей углево- мл/кг . мин составило у кролика 1 — 20,0 дородного и липидного обмена, и у 2 — 21,5.

Показано, что к концу первых суток про- В 8,00 кроликам внутрибрюшинно ввелонгирования гипобиоза гликоген печени {в ден орнид из расчета 1 — 30 мг/кг массы, 2 норме равный 294,5 ++11,42 мкмоль/г влаж- 5 — 20 мг/кг массы, а затем серотонин из расной ткани) практически оказался исчерпан- чета 1 - 5 мг/кг, 2 - 10 мг/кг массы. При этом ны м. Однако содержание сахара с Т> кроликов снизилась на 1-2 С, а ПКснизисыворотке крови {при норме 5,392 + 0,02 лось у кролика 1 — на 30,4%, у 2 — на 25,8 . ммоль/л) поддерживалось на достаточно После этого кроликов иммобилизировали с высоком уровне, вероятно. за счет процес- 10 помо цью марлевых повязок на специальсов глюконеогенеза, не опускаясь ниже 1/3: ном столике в обычной позе спиной вверх и отнормы. При.этомконцентрация неэстери- поместили в камеру при Тср 5 +.0,5 С. Чефицированных жирных кислот(ЙЭЖК) всы- рез 30-40 мин Тт кролика 1 снизилась до воротке крови была очень высока {в 3-4 и 25,1ОС,ау2-до 28 С. Уровеньметаболизма . более раз эыше исходного уровня, равного 15 при этом снизился у кролика 1 на 68.8, а у

208 .й11 мкмоль/л). Причем в зависимости 2-на 71,56 отисходного. Затем животных от индивидуалькьгх особенностей живо- перевели на режим пролонгирования при тных, переключение организма на утилиза- . Т р 17 + 1ОС, Спустя 30-40 мин Tz животных цию жирных кислот было выражено в: стабилиэйроваласьнауровне;укролика1— разной степени: у трех крыс с более высо- 20 28,0 С, а у 2 -32 С, ким уровнем содержания НЭЖК(925 25 Пролонгирование гипобиотического сомкмоль/si) содержание глюкозы в крови бы- стояния проводили при Тср 17 + 1 С в течела меньшим {4,76 + 0,02 ммоль/л). У двух ние 5 сут у кролика 1 при Tz 28,0 + 0,50t è других крыс с высокой активностью процес- 2 сут у,кролика 2 при Т> 32,0 1,0 С. После

cos глюконеогенеза уровень глюкозы под- 25 окончания пролонгирования животных подерживался в пределах нормы или даЖе местили в лабораторную клетку.при Тср около слегка превыаал ее, составл@я в среднем. 25 С. Через 2-4 чуживотных активизирова5,59 и 0.,1 ммоль/л {122 от исходного) на лись произвольные движения. Хорошее восфоне более низкого содержания НЭЖК в становление жизнедеятельности к периоду крови(650 й58 мкмоль/л}, Таким образом, 30 нормализации Tz характеризовалось высопервые сутки поддержания гипобиоза ха- койактивностью.практическивсехвидоврерактеризовались отсутствием истощения акций. энергетических субстратов.. Пример 4, У кролика породы "ШинЧерез сутки восстановительного нерио- шилла", самца, массой 3050 r при Т> 38,0 С да уодной из взятых на исследование крыс 35 AK e норме, принятой за 100, составило отмечали следующие изменения: глюкоза . 23.2мл/кгмин, Кроликаиммобилиэировали крови составляла 137 от нормы, гликоген на станке при Тср 20.5 С, В 10.00 кролику печени увеличился с долей процента до 25 введен орнид из расчета 30 мг/кг массы, иэ от исходного уровня, а НЭЖК сыворотки этой дозы; 85 — внутрибрюшинно в комбикрови, напротив,снижалисьдо исходной ве- 40 нации с серотонином (в дозе. 10 мг/кг масличины. сы), а,15,дозы орнида разведено в

Через 11 сут после окончания экспери- физиологическом растворе в соотношении мента у семи крыс указанные биохимические 1:10 и медленно введено в вену уха кролика. показатели в основном нормализовались При введении орнида внутривенно верхний (причем у некоторых животных с явлением 45 пределдозыограничивается 15 отобщего суперкомпенсации): глюкоза крови у четы- его количества всвязис воэможнойопаснорех крысравняласьисходной,удвух-.слег- стью нарушения сердечной деятельности, ка превышала норму (на 10 ), а у одной что установлено экспериментальным путем. крысы — на столько же снижена. Гликоген . Внутривенное введение орнида продолжапечени у четырех крыс был в норме,y одной 50 лось в течение 1 — 2 мин капельно, под конт— превышал исходный уровень íà 25, а у ролем артериального давленйя (АД), двух был на 20 — 27о ниже его. НЭЖК крови уровень которого поддерживался не ниже были в норме у двух крыс, у трех животных 60 мм рт, ст. {при более низком АД введение — находились в пределах 120 от исходного орнида необходимо замедлить). Уровень уровня, а у одной крысы — ниже его на 40%; 55 метаболизма после завершения внутривенПример 3. В опыт взято два кролика ного введения препарата снизился на породы "Шиншилла", самцы, массой 1 — 17 . затем кролика поместили в камеру с

2950 г., 2 — 2960 r с Т 38,0 и 37,8 С соответ- Т<р 5 + С и охладили его до Тт 28„00C. К

cT8eHhl0. ПК, принятое в норме за 100%, в этому моменту ПК снизилось на 65, после

2003105

10 чего кролика перевели на режим пролонгирования прМ Тср 17 - 1 С.

В течение 1-го часа Тт стабилизировалась на уровне 32,0ОС, а ПКсоставило40,3 от нормы. Состояние гипобиоза поддерживалось в течение 3 сут, после чего кролика поместили в лабораторную клетку при Тср около 25 С. Через 2-3 ч отмечали хорошее восстановление жизнедеятельности, которое характеризовалось высокой активностью практически всех физиологических функций.

Повышение температуры среды соответственно приводит к повышению температуры тела, но при Т> выше. уровня температуры "холодового наркоза" (что характеризуется активацией термогенных реакций — несократительного термогенеза, дрожи) восстановление жизнедеятельности начинает протекать по закономерностям, аналогичн ым восстановлению жизнедеятельности у гетеротермов, В этот период обогрев прекращали и процесс самосогревания протекал очень быстро, при комнатной Т р. Это является общей закономерностью. которая установлена во всех опытах по заявленному способу как на кроликах, так и на крысах, Таким образом, предлагаемый- способ моделирования гипобиоэа позволяет управлять процессом, получая разные по глубине и длительности поддержания состояния гипобиоза в предельно короткое время.

Формула изобретения

1, СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ БЫСТРО РАЗВИВАЮЩИХСЯ ПРОЛОНГИРУЕMblX СОСТОЯНИЙ ГИПОБИОЗА - У

ТЕПЛОКРОВНЫХ ЖИВОТНЫХ, путем введения симпатолитика, блокады сукцинатного цикла тканевого дыхания и иммобилизации животного с последующим поддержанием температуры среды ниже температуры тела, отличающийся тем, что животным вводят орнид в дозах 10 - 30 мг/кг, затем подкисленный серотонин в дозах 10 - 5 мг/кг соответственно, причем ,выведение на режим пролонгирования осуществляется как при форсированном охлаждении до уровня развития холодового наркоза, тэк и при температурах среды режима пролонгирования, а выведение из гипобиоэа осуществляют кратковременным повышением температуры среды до (20 +.

0,5) С, Все известные модели получения состояний гипобиоэа по механизму развития адренергеческого дефицита не являются аналогами естественной спячки, так как в

5 природе они исключают воэможность самостоятельного самосогреван.ч в условиях реального катехоламинового де рицита в организме, Но могут эффективно использоваться в народном хозяйстве и медицине.

10 Предлагаемый способ блокады высвобождения адренергического нейромедиэтора из адренергических нейронов имитирует механизм инактивации адренергических влиянмй в естественном гипобиозе, т. е. со15 здает условия "ложного" катехоламинового дефицита (нейромедиатор в наличии, но не выделяется из депо клетки), при котором достигается пойкилотермия, а в комбинации с серотонином — выраженный гипомета20 бойиэм, на на этапах восстановления жизнедеятельности процесс нормализации физиологических функций происходит быстро, с прбявлением дрожи, через 2 — 3 ч, эа счет сохранившихся в депо катехолэминов.

25 Высокая физиологичность метода, приближающаяся по своим показателям в физиологии зимоспящих, позволяет рассчитывать на перспективу широкого его применения как в практической медицине, так и в при30 кладных областях, связаннь.х с защитой организма в экстремальных условиях, (56) Авторское свидетельство СССР

N 1091213, кл, G 09 В 23/28, 1982.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что орнид в пределах 10 - 15 4 от основного количества вводят до поступления основной дозы внутривенно, причем введение проводят медленно или капель"0 но, а основную дозу орнида и серотонин вводят- внутримышечно или внутрибрюшинно.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, 45 что подкисление серотонина проводят аскорбиновой кислотой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят повторные премедикации орнидом через 7- 12 ч дозой, ограниченной в

50 пределах 50 о от исходной, 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что время выведения животных иэ гипобиоза ограничивают повышением температуры тела до уровня выхода иэ состояния холодового наркоза, определяемого по -0явлению термогенных реакций,