Способ моделирования быстро развивающегося гипобиоза у теплокровных животных

 

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной физиологии. Цель - сокращение времени способа. Животным вводят внутримышечно или внутрибрюшинно препараты α-метилдофа в дозах 0,8 - 1,0 г/кг массы или a-метилпаратирозин в дозах 100 - 120 мг/кг массы, а через 1 - 2 ч, когда животное становится пойкилотермным, вводят серотонин в дозах 10 - 5 мг/кг массы соответственно. Проводят иммобилизацию животных и охлаждают их до состояния "холодового наркоза", при котором в течение 30 - 40 мин снижают температуру тела до 20 - 22С без проявления термогенных реакций (дрожи). Уровень обменных процессов снижается на 70 - 80% по отношению к исходному. После этого животных переводят на режим пролонгирования гипобиоза при температуре среды 17 ± 1С. При комбинированном введениии препаратов все режимные характеристики сохраняются. Способ позволяет быстро за 1,5 - 2,5 ч достигнуть состояния гипобиоза. 3 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине, в частности к экспериментальной физиологии, и может быть использовано для получения быстро развивающихся кратковременных (5-8 ч) поверзностных (нормотермических) и глубоких (20-30 ч) состояний гипобиоза.

В перспективе практического использования данного способа - применение его как средства защиты теплокровного организма при экстремальных условиях среды, а в отдаленной перспективе - и как лечебного средства для человека.

Известны способы получения поверхностных и глубоких состояний гипобиоза, основанные на инактивации адренергических влияний путем опустошения катехоламиновых (КА) резервов организма.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что животным вводят за сутки до начала опыта внутримышечно рауседил (0,4-0,8 мг/кг массы), а затем перед опытом внутрибрюшинно 5-окситрииптофан (5-НТР) в дозах 75-125 мг/кг массы.

Непосредственно после второй промедикации животных иммобилизируют и охлаждают до заданного температурного уровня или оставляют при температуре среды (Т _ср) 16-18^оС, достигая температуры тела (Т_т) и стабилизации ее на необходимом уровне. Этот способ обычно используется при получении поверхностного гипобиоза или гипобиоза средней глубины с Т_т 35-36^оС и 26-34^оС соответственно и глубокого гипобиза при Т_т 20-24^оС и Т_ср 17±1^оС.

Недостаток этого способа состоит в том, что недостигается развитие достаточно быстрого и глубокого гипометаболизма. Меленное развитие процессов инактивации адренергических влияний в организме, максимум которого достигается на 15-20-ом частей после первой инъекции, позволяет лишь после этого проводить дополнительную премедикацию 5-НТР. В итоге, время развития гипобиоза обычно составляет не менее суток, что значительно снижает возможность практического использования способа в экстремальных ситуациях.

Целью изобретения является сокращение времени введения в гипобиоз, что открывает перспективы практического применения способа, а также снижение исходных доз вводимых препаратов, что обеспечивает выведение животных их эксперимента без следов функциональных сдвигов в организме после нормализации Т_т.

Поставленная цель достигается тем, что для моделирования состояний гипобиоза у теплокровных животных были использованы вещества, которые позволили быстро перестраивать адренергическую регуляцию организма за счет изменения направленности синтеза КА на образование "ложного" нейромедиатора ( α -метилдофа) или путем нарушения синтеза КА в адренергических нейронах ( α -метилпаратирозин), ведущие, независимо от использованного способа, к возникновению адренергического дефицита.

Возможен вариант комбинированного использования α -метилдофа и α -метилпаратирозина при значительно меньших (на 50% ) исходных дозах основных действующих веществ, что позволяет получить необходимую степень адренергическго дефицита в организме, ведущего к развитию пойкилотермии. Однако становится все более очевидным, что любой из способов достижения адренергического дефицита создает тот необходимый фон, на котором введение даже малых доз серотонина (5-10 мг-кг) способствует развитию выраженного гипометаболизма, характерного для состояний естественной спячки. Достигнуть равного уровня гипометаболизма без адренергического дефицита не представляется возможным даже после введения больших доз серотонина (50-100 мг/кг).

Способ осуществляется следующим образом.

Животным (крысам) внутримышечно или внутрибрюшинно вводят α -метилдофа в дозах 0,8-1,0 г/кг массы, после чего через 1-2 часа животные становятся пойкилотермными и им вводят серотонин соответственно в дозах 10-5 мг/кг массы животного, подкисленный, например, аскорбиновой кислотой. После этого животных иммобилизируют и размещают при Т_ср 5-6^оС, что обеспечивает быстрое (30-40 мин) снижение Т_т до уровня развития "холодового наркоза" (Т_т до 20-22^оС), без проявления термогенных реакций (дрожи), уровень обменных процессов к этому моменту снижается на 70-80% по отношению к исходному. Затем животных переводят на режим прологирования гипобиоза при Т_ср 17±1^оС.

Совершенно аналогично решается вопрос при использовании α -метилпаратирозира, который применяется в дозах 100-120 мг/кг массы тела.

Идентичные результаты достигаются в случаях, когда используется комбинация 50% -ной дозы α -метилофа (0,4-0,5 г/кг) и 50% -ной дозы α -метилпаратирозина (50-60 мг/кг) при сохранении всех остальных условий эксперимента.

Проведенные исследования показали, что использование более низких доз применяемых препаратов не позволяет ввести животных в состояние глубокого гипобиоза, т. е. не удается сохранить свойство пойкилотермии до периода выхода на режим "холодового наркоза", обеспечивающего в дальнейшем устройчивое поддержание гипобиоза.

Более высокие дозы, особенно α -метилпаратирозина, могут привести к необратимым функциональным нарушениям и даже потере животных.

Нами также была установлена возможность пролонгирования действия серототина путем защиты его от разрушения подкислением например, незначительными (3-5 мг на инъекцию) дозами аскорбиновой кислоты. Замедление процесса разрушения серототина в этом случае позволяет проводить весь экспериментальный цикл в полном объеме без повторных введений этого препарата.

Ниже приводятся некоторые примеры с характерными результатами исследований.

П р и м е р 1. В опыт было взято 3 белых беспородных крысы-самца, массой 215±5 г и температурой тела (Т_т) 37,0±0,5^оС. Потребление кислорода (ПК) в норме, принятой за 100% , составило в мл/(кг˙ мин) у крысы N 1 - 56,4, N 2 - 57,6, N 3 - 57,0. В 11.30 животным введен внутрибрюбшинно раствор α -метилдофа в дозе 1 г/кг массы: после чего они оставлены в клетке при свободном поведении на 2 ч. В 13.30 животным внутрибрюшинно введен серотонин в дозе 8 мг/кг. К этому моменту ПК крыс снизилось: у N 1 - на 30% , у N 2 - на 28% , у N 3 - на 30% . Крыс иммобилизировали на досках с помощью металлических дужек, одеваемых на шею и спину. В 14,10 животные размещены в термокамере при температуре среды (Т_ср) 5± 0,5^оС. Через 35 мин измерена Т_т, которая составила (Т_ср) 5± 0,5^оС. Через 35 мин измерена Т_т, которая составила у крысы N 1 - 20,2^оС, у N 2 - 22,0^оС, и у N 3 - 21,0^оС. Затем произведено определение ПК, которое снизилось у крысы N 1 на 78,47% , у крыс N 2 - на 71% , у крысы N 3 -на 76,54% . После этого животные были размещены в термокамере С Т_ср 17 ± 1^оС и оставлены на пролонгирование.

В 10,00 следующего дня животные переведены в камеру с Т_ср 25 ± 0,5^оС, где в течение 1-1,5 ч Т_т нормализовалась и животные быстро перешли на активный образ жизнедеятельности.

П р и м е р 2. В опыт было взято 4 белых беспородных крысы-самца, массой 210 ± ± 15 г и Т_т 37,0 ± 0,3^оС. ПК в норме, принятой за 100% , составило в мл/(кг˙мин) у крысы N 1 - 54,28, у N 2 -55,0, у N 3 - 60,0, у N 4 -57,0. В 10.00 животным введен α -метилпаратирозин из расчета 100 мг/кг массы, после чего их оставили при свободном поведении и доступе к пище и воде. Через 2 ч внутрибрюшинно введен серотонин в дозе 10 мг/кг массы. Через 0,5 ч определено ПК, которое снизилось у крысы N 1 - на 35% , у N 2 - на 30% , у N 3 - на 35% . у N 4 -на 32% . Затем произведена иммобилизация на досках с помощью металлических дужек, и крысы размещены при Т_ср 5 ± 0,5^оС. Через 40 мин Т_т животных снизилась до 20± 0,2^оС, а уровень ПК понизился в среднем на 80 ± ± 5% . Крысы размещены в термокамере при Т_ср 17 ± 1^оС и переведены на режим пролонгирования до следующего утра.

Восстановление жизнедеятельности протекало аналогично предыдущему опыту, но физиологическое состояние животных после нормализации Т_т было менее активным.

П р и м е р 3. В опыт взято 5 белых беспородных крыс-самцов, массой 210 ± 16 г с Т_т 36,9 ± 0,2^оС. ПК в норме, принятой за 100% , в мл/(кг˙мин) составило у крысы N 1 -54,2, у N 2 - 56,0, у N 3 - 52,8, у N 4 -54,3, у N 5 - 56,0. В 10.00 животным введена смесь, состоящая из α -метилдофа в дозе 0,5 г/кг и α-метилпаратирозина в дозе 50 мг/кг массы, после чего, как и в предыдущих примерах, животных оставляли при свободном поведении.

На втором часе после премедикации животным внутримышечно введен серотонин в дозе 10 мг/кг массы тела, через 30 минут ПК снизилось у крысы N 1 - на 35% , у N 2 - на 32% , у N 3 - на 30% , у N 4 - на 35% , у N 5 - на 31% (от исходного уровня). Все крысы помещены в камеру с Т_ср 5 ±0,5^оС.

В этом варианте опытов время охлаждения животных до Т_т 20-22^оС существенно не отличалось от времени охлаждения в предыдущих примерах (30-50 мин), затем вновь проводили определение ПК. Уровень окислительного метаболизма у всех животных понизился в среднем на 80 ± 5% от исходного. После этого животных размещали в камере при Т_ср 17 ± 1^оС и переводили на режим пролонгирования.

В 11.00 следующего дня Т_т животных удерживалась на достаточно постоянном уровне и составляла в среднем 21,0 ± 0,5^оС. Повышение Т_ср до 25 ± 0,5^оС привело к самосогреванию животных и полной нормализации Т_т в течение 2-3 ч. В этом опыте отмечалась более высокая функциональная сохранность поведения животных, чем при моделях гипобиоза с использованием рауседила.

Время развития пойкилотермии (выключение термоенных реакций) и нормотермического гимпобиоза (гипометаболизма) у разных животных могло несколько колебаться, обычно не превышая 1-2 ч, что зависело от индивидуальных особенностей животного и его функционального состояния.

Анализ проведенных исследований показал, что наиболее оптимальным сочетанием доз α -метилдофа и серотонина являются дозы 0,8-1,0 г/кг и 10-5 мг/кг соответственно. В комбинации α-метилпаратирозин и серотонин наиболее оптимальными являются дозы 100-120 мг/кг и 10-5 мг/кг массы соответственно.

Именно при таких дозировках достигается достаточно быстрое (в течение 1-2 ч) развитие пойкилотермии и получение выраженного снижения обмена (на 25-30% ), после чего в течение 30-40 мин животных возможно вывести в глубокий температурный диапазон пролонгирования, т. е. охладить до Т_т 20-22^оС и перевести на режим длительного поддержания гипобиоза с уровнем метаболизма, составляющим 20±5% от нормы.

Таким образом, предлагаемый способ моделирования гипобиоза у теплокровных животных имеет ряд преимуществ перед известными. Главное преимущество предлагаемого способа моделирования гипобиоза состоит в том, что состояние гипобиоза достигается значительно быстрее (за 1,5-2,5 ч) и соответственно более быстро достигается снижение метаболизма (на 20-30% ) еще до снижения Тт.

Этого эффекта невозможно достичь указанными дозами серототина без инактивации адренергических явлений. Это обстоятельство очень важно, так как начальный этап развития естественного гипобиоза (состояние "предрасположенности" к впадению в спячку) достигается гетеротермными животными в течение 1-2 недель/ а при других модулях получение искусственного гипобиоза - за 20-30 ч.

Премедикация при получении гипобиоза основным действующим веществом α -метилдофа или α -метилпаратирозином в сочетании с серотонином) производится с небольшим разрывом по времени и даже возможна одновременно, а при всех других моделях, с использованием рауседила, этот разрыв по времени составляет не менее 15-20 ч.

Перечисленные преимущества указывают на перспективность практического использования способа в практической медицине при оказании экстренной помощи. (56) Авторское свидетельство СССР N 1091213, кл. G 09 B 23/28, 1982.

Формула изобретения

1. СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ БЫСТРО РАЗВИВАЮЩЕГОСЯ ГИПОБИОЗА У ТЕПЛОКРОВНЫХ ЖИВОТНЫХ путем введения симпатолитика, блокады сукцинатного цикла, цикла тканевого дыхания при иммобилизации животного с последующим поддержанием температуры среды ниже температуры тела, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени, животным вводят парантеральное α-метилдофа 0,8 - 1,0 г/кг массы или α-метилпаратирозин 100 - 120 мг/кг массы, а через 1 - 2 ч дополнительно вводят подкисленный серотонин соответственно 10 - 5 мг/кг массы, после чего применяют форсированное охлаждение до уровня наступления холодового наркоза, а затем животных выводят на режим пролонгирования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подкисление меротонина проводят аскорбиновой кислотой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что премедикацию проводят при комбинированном введении препаратов α-метилдофа и α-метилпаратирозина в соотношении соответственно 0,4 - 0,5 г/кг и 60 - 50 мг/кг массы животного.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что форсированное охлаждение ведется при температуре среды 5 ± 1^oС для снижения температуры тела до 20 - 22^oС, а пролонгирование проводят при температуре тела 20 - 22^oС и температуре среды 17 ± 1^oС.