Способ моделирования повышенной устойчивости миокарда крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования повышенной устойчивости сердца крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям. Способ заключается в том, что предварительно крыс подвергают непрерывному воздействию холодом при температуре +2°С в течение 4 недель при стандартном рационе питания и световом режиме. Затем проводят 45-минутную коронароокклюзию с последующей 2-часовой реперфузией. Способ создает возможность проводить исследования, направленные на изучение рецепторных и молекулярных механизмов инфаркт-лимитирующего эффекта адаптации к хроническому непрерывному холодовому воздействию. 2 табл.

 

Изобретение относится к разделу экспериментальной медицины и может быть использовано для моделирования повышенной устойчивости сердца крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям с помощью хронического воздействия холода.

Актуальной проблемой кардиологии является защита миокарда от ишемических и следующих за ними реперфузионных повреждений. Следовательно, следует признать необходимой разработку способов повышения естественной устойчивости сердца к ишемии. Для исследования механизмов формирования ишемических-реперфузионных повреждений миокарда и способов их предупреждения используют моделирование в эксперименте на лабораторных животных. Вместе с тем в последние годы уделяется большое внимание проблемам адаптации человека к условиям Крайнего Севера. Известно, что частота заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями в популяции людей, проживающих в северных широтах России, значительно выше, чем у остального населения [1]. Так, заболеваемость артериальной гипертонией среди мигрантов на Крайнем Севере возрастает по мере увеличения длительности проживания в Заполярье и достигает 61% у людей, проживших в этом регионе более 15 лет [2]. Однако механизмы этого явления остаются неизвестными. Для изучения возможности повышения естественной устойчивости миокарда к хроническому действию холода и механизмов этого явления необходимо использовать экспериментальные исследования на лабораторных животных, в том числе адекватные модели хронического холодового воздействия, показывающие выраженный инфаркт-лимитирующий и кардиопротекторный эффект. Однако до настоящего времени не существует моделей для подобных исследований. Это обусловлено тем, что ни на одной из моделей хронической адаптации экспериментальных животных к холоду не был выявлен инфаркт-лимитирующий эффект.

Известно несколько способов моделирования хронического холодового воздействия (адаптации к холоду). В первом случае животные постоянно находятся в холодильной камере при +4°С в течение 4-х недель [3]. Во втором случае животные подвергаются воздействию температуры +4°С по 8 ч ежедневно в течение 4-х недель [4]. И третий вариант, крысы находятся в холодильной камере при +4°С по 1,5 часа ежедневно в течение 28 дней [5].

Недостатком, при использовании этих моделей, является отсутствие инфаркт-лимитирующего эффекта, то есть не доказана возможность их использования для проведения исследований механизмов кардиопротекторного эффекта адаптации к холоду.

Задачей изобретения является разработка способа моделирования повышенной устойчивости миокарда крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям с помощью хронического воздействия холода.

Представленная задача была решена нами применением хронического воздействия холода при температуре +2°С в течение 4 недель в качестве метода, увеличивающего устойчивость миокарда крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям. Данный способ является ннаиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.

В ходе экспериментов мы определили, что постоянное воздействие холода при +2°С в течение 4-х недель вызывает инфаркт-лимитирующий эффект у крыс и может быть использовано для моделирования повышенной устойчивости сердца к ишемическим-реперфузионным повреждениям. Другие способы адаптации крыс к холоду, наиболее близкие к заявляемому по технической сущности, не показали инфаркт-лимитирующего действия. Полученные результаты показывают, что представленный в качестве изобретения метод обладает существенным преимуществом перед ближайшими аналогами, а именно обладает инфаркт-лимитирующим действием.

В патентной и научно-медицинской литературе не найдено сведений о том, что использованный способ хронического холодового воздействия, так же как и иной другой способ хронического холодового воздействия, увеличивает устойчивость сердца к ишемическим-реперфузионным повреждениям. Данное свойство хронического холодового воздействия не вытекает из уровня техники в данной области и неочевидно для специалиста.

Изобретение может быть использовано в экспериментальных исследованиях для защиты миокарда при ишемии-реперфузии и изучения механизмов кардиопротекторного эффекта хронического холодового воздействия; для разработки нового метода защиты миокарда человека от ишемических-реперфузионных повреждений.

Исходя из вышеизложенного, следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Изобретение будет понятно из следующего описания.

Методы исследования

Эксперименты проведены на крысах самцах линии Вистар массой 180-200 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария. При проведении экспериментов мы руководствовались рекомендациями о гуманном отношении к лабораторным животным, изложенными в Приказе МЗ СССР за №755 от 12 августа 1977 г. Все болезненные процедуры проводили на наркотизированных крысах.

Исследование кардиопротекторного эффекта хронического холодового воздействия проводилось по следующей схеме. В группу подопытных животных включено 8 крыс, которые в течение четырех недель находились в холодильной камере при температуре +2°С по две крысы в клетке. Животные получали стандартный рацион питания и воду в свободном доступе, в камере соблюдался световой режим 12 ч день/12 ч ночь. В качестве контрольной группы использовали 15 животных, не подвергавшихся хроническому холодовому воздействию, находящихся по 2 в клетке в стандартных условиях вивария при температуре 23±1°С.

В качестве групп сравнения использовали крыс, подвергавшихся холодовому воздействию в следующих режимах: +2°С по 8 ч ежедневно в течение 4-х недель (группа сравнения 1, n=10); +2°С по 1,5 часа ежедневно в течение 28 дней (группа сравнения 2, n=10). В остальное время крысы групп сравнения находились в стандартных условиях вивария.

Крысы всех экспериментальных групп подвергались острой коронароокклюзии-реперфузии. Для этого крыс наркотизировали внутрибрюшинным введением альфа-хлоралозы в дозе 50 мг/кг. В ходе эксперимента осуществляли искусственную вентиляцию легких через интубационную трубку с помощью модифицированного аппарата "SAR-830 Series" (CWE Inc. США). Для записи ЭКГ использовали аппарат для электрофизиологических исследований МР35 (Biopac System Inc., Goleta, США). Количественную обработку полученных данных осуществляли с помощью программного обеспечения INSTBSL-W компании Biopac System Inc., (Goleta, США).

Моделировали 45-минутную ишемию, используя технику, описанную ранее J.E.J Schultz и соавт. [6]. Для этого выполнялась левосторонняя торакотомия и перикард удалялся для получения доступа к левой нисходящей коронарной артерии. На левую нисходящую коронарную артерию накладывалась лигатура на 1-2 мм ниже ушка левого предсердия. Коронароокклюзию верифицировали по появлению эпикардиального цианоза и подъему сегмента ST. После 45 минут ишемии лигатуру ослабляли, при этом восстановление кровотока подтверждалось появлением эпикардиальной гиперемии. Продолжительность реперфузии составляла 2 часа.

При оценке нарушений ритма сердца принимали во внимание только желудочковые формы аритмий: единичные желудочковые экстрасистолы (6-16 за 10 мин); множественные желудочковые экстрасистолы (более 16 за 10 мин или 3-4 следующих друг за другом преждевременных сокращения); желудочковая тахикардия (более 4 последовательных желудочковых экстрасистол); желудочковая фибрилляция.

Определение размера инфаркта (соотношение зоны некроза и зоны риска) проводили по методу J. Neckar и соавт. [7]. После реперфузии сердца удаляли из грудной клетки и промывали с помощью шприца через канюлированную аорту физиологическим раствором, содержащим 125 МЕ/мл гепарина. Для определения зоны риска (ЗР) лигатуру, наложенную ранее на левую нисходящую коронарную артерию, вновь затягивали и миокард окрашивали струйно через аорту 5% перманганатом калия, затем промывали. Таким образом, в результате первого этапа окраски зона риска оказывалась неокрашенной перманганатом калия. Для выявления зоны некроза изготавливали срезы сердца толщиной в 1 мм перпендикулярно к продольной оси с помощью слайсера HSRA001-1 (Zivic Instruments, Pittsburgh, США). Зону некроза выявляли окрашиванием срезов 1%-ным раствором 2,3,5-трифенил тетразолия хлорида в течение 30 минут при 37°С. Некротизированный миокард не окрашивался, поскольку в погибших кардиомиоцитах отсутствовали дегидрогеназы. После окончания окраски срезы помещали в 10% раствор формальдегида на 1 сутки. На следующий день после окрашивания срезы миокарда сканировали с обеих сторон сканером HP Scanjet G4050. Размер области риска и зоны инфаркта (ЗИ) определяли компьютеризированным планиметрическим методом. Размер инфаркта определяли как соотношение зоны некроза к зоне риска в процентах.

Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни и критерия χ2 для проверки гипотезы о равенстве средних для частотных тестов.

Исследование кардиопротекторного эффекта хронического холодового воздействия. Во всех исследованных группах после 45-минутной коронароокклюзии и последующей 2-часовой реперфузии 34% от общей массы левого желудочка оказалось в состоянии гипоперфузии (зона риска). В контрольной серии экспериментов зона некроза (размер инфаркта) составила 47,1% от размера зоны риска (Таблица 1). В подопытной группе животных, подвергавшихся непрерывному холодовому воздействию (+2°С, 4 недели), размер инфаркта составлял 32,6% от размера области риска, что было статистически значимо меньше аналогичного показателя группы контроля. У крыс в группах сравнения размер инфаркта при моделировании ишемии-реперфузии не отличался от этого показателя контрольной группы (Таблица 1).

Исследование влияния хронического холодового воздействия на частоту возникновения ишемических и реперфузионных нарушений ритма. При моделировании коронароокклюзии в первые 10 минут ишемии желудочковые нарушения ритма возникали у 87% экспериментальных животных (Таблица 2). При этом в 87% случаев наблюдалась желудочковая экстрасистолия, в 67% наблюдений - желудочковая тахикардия, а у 40% животных наблюдалась фибрилляция желудочков. Во второй фазе ишемии (11-45 минута) мы наблюдали сходные показатели (Таблица 2). В период реперфузии, последовавший за 45-минутной ишемией, лишь у 9% крыс возникали нарушения желудочкового ритма, в 13% случаев наблюдалась желудочковая экстрасистолия (Таблица 2). Обнаружено, что хроническое холодовое воздействие статистически значимо не влияет на частоту возникновения желудочковых аритмий при ишемии-реперфузии (Таблица 2).

Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что хроническое холодовое воздействие, моделируемое непрерывным содержанием крыс при +2°С в течение 4 недель, способствует ограничению размеров зоны инфаркта при ишемии-реперфузии и оказывает кардиопротекторный эффект. При моделировании хронического холодового воздействия не наблюдается усугубления аритмогенного действия ишемии-реперфузии.

Применение предлагаемого изобретения позволит проводить научные исследования, направленные на изучение рецепторных и молекулярных механизмов инфаркт-лиммитирующего эффекта адаптации к хроническому непрерывному холодовому воздействию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Маслов Л.Н., Вычужанова Е.А., Горбунов А.С., Цибульников С.Ю. Роль дислипидемии в патогенезе сосудистых катастроф среди населения Заполярья. Вестник РАМН 2014; 7-8: 133-136.

2. Скавронская Т.В., Леус А.И., Федосеева Л.А., Кумановская Т.А., Преображенский Д.В. Распространенность артериальной гипертонии среди работников предприятий газовой промышленности в районе Крайнего Севера. Кардиология. 2005; 45(3): 84.

3. Kvetnansky R., Ukropec J., Laukova M., Manz В., Pacak K., Vargovic P. Stress stimulates production of catecholamines in rat adipocytes. Cell. Mol. Neurobiol. 2012; 32(5): 801-813.

4. van Bergen P., Fregly M.J., Rossi F., Shechtman O. The effect of intermittent exposure to cold on the development of hypertension in the rat. Am. J. Hypertens. 1992; 5(8): 548-555.

5. Божко А.П., Городецкая И.В. Значение тиреоидных гормонов в реализации защитных эффектов холодовой адаптации. Пат. физиол. экспер. тер. 1994. №4: 29-32.

6. Schultz J.E.J., Yao Z., Cavero I., Gross G.J. Glibenclamide induced blockade of ischemic preconditioning is time dependent in intact rat heart. Am. J. Physiol. 1997; 272(6 Pt 2); H2607-H2615.

7. J., O., Herget J., В., F. Cardioprotective effect of chronic hypoxia is blunted by concomitant hypercapnia. Physiol Res. 2003; 52(2): 171-

Приложение 1.

Способ моделирования повышенной устойчивости миокарда крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям, заключающийся в том, что предварительно крыс подвергают непрерывному воздействию холодом при температуре +2°С в течение 4 недель при стандартном рационе питания и световом режиме, затем проводят 45-минутную коронароокклюзию с последующей 2-часовой реперфузией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и биотехнологии и касается определения защитной активности коклюшных вакцин. Для этого осуществляют интраназальное введение коклюшных вакцин с последующим интраназальным заражением вирулентными бактериями В.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования травматического остеомиелита трубчатых костей. Для этого в асептических условиях создают полость в метаэпифизарной зоне кости лабораторного животного, находящегося под наркозом.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения особенностей течения остеомиелита, разработки и оценки эффективности различных способов его лечения.

Изобретение относится к экспериментальной хирургии и может быть применимо для формирования модели костного дефекта. На предплечье мелкого лабораторного животного выполняют поперечную остеотомию на двух уровнях до кортикальной пластинки, граничащей с межкостной мембраной.

Изобретение относится к медицине и физиологии и касается стимуляции электровозбудимых нейрональных клеток, что может быть использовано в исследованиях клеток, выращиваемых на микроэлектродной матрице (МЭМ).

Изобретение относится к области медицины, в частности к топографической анатомии, нейрохирургии, и может быть использовано в целях изучения вариабельности артериальных и венозных сосудов основания черепа и головного мозга человека.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для имитации сосудистой процедуры с визуализационным контролем. Система содержит складывающееся основание из двух частей, соединенных шарнирным соединением, где каждая часть включает одну или несколько стыковочных станций, две направляющие трубки для операционных инструментов, при этом каждая поддерживается одной из стыковочных станций, и два рабочих блока, выполненных с возможностью соединения с одной из стыковочных станций, содержит камеру для приема в себя операционного инструмента, датчик диаметра инструмента и блок слежения за инструментом.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к нанотоксикологии, и касается критериев диагностики токсического действия наночастиц серебра, инкапсулированных в природную полимерную матрицу арабиногалактана (нAgAГ).

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и предназначено для создания модели ишемии глаза. Для этого кролику субконъюнктивально вводят 0.1-0.3 мл 1% раствора фенилэфрина.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к фармакологии, и может быть использовано для коррекции окислительного стресса в условиях ультрафиолетового облучения.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для изучения этиологии и патогенеза пародонтита, а также для определения эффективности новых методов лечения заболевания. Для этого моделируют пародонтит путем введения половозрелым крысам породы «Wistar» вещества, оказывающего иммунодепрессивное действие, с последующим наложением лигатуры на зуб на 14 дней на фоне кормления животных мягкой пищей. В качестве вещества иммунодепрессивного действия внутримышечно вводят преднизолон из расчета 12 мг/кг веса животного на 1-е, 3-и и 5-е сутки эксперимента. При этом лигатуру накладывают на второй моляр верхней челюсти на 5-е сутки. Технический результат заключается в обеспечении стабильности действия травмирующего фактора и облегчения процесса образования зубного налета за счет предотвращения смещения лигатуры при ускорении развития воспаления. 4 ил., 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к модели асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК), которая может быть использована для испытания различных способов лечения и средств профилактики остеонекроза. Способ моделирования включает введение в периартикулярные ткани тазобедренного сустава 0,1% адреналина в дозе 0,5 мл ежедневно в течение 1 месяца. С 15-х суток введения препарата дополнительно осуществляют тракции на тазобедренный сустав, включающие полное сгибание с последующим разгибанием конечности, ежедневно, 10 раз по 3 повторения в течение 15 суток. Способ повышает надежность моделирования за счет воздействия на разные звенья патогенеза заболевания при снижении инвазивности и риска гибели животного. 1 пр., 4 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для изучения механизмов метастазирования рака желудка и разработки новых методов лечения этой патологии. Для этого моделирование эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия проводят путем внутрижелудочного введения крысам в 1 и 3 день эксперимента по 1 мл раствора, полученного путем смешивания 0,05% суспензии карбоната кальция в 0,4% растворе формальдегида и 0,4% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1. Предложенный способ позволяет через 4 месяца от начала эксперимента у 83,3% животных, а через 6 месяцев - у всех животных моделировать эпителиально-мезенхимальную трансформацию опухолевого эпителия при индукции экспериментального метастатического рака желудка. 9 ил., 1 пр.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования отдаленных последствий воздействия вибрации на лабораторных животных. Для этого самцов белых беспородных крыс подвергают воздействию вибрации с уровнем вибрации на основной частоте 40 Гц по виброускорению 7,9 м/с2 непрерывно по 4 часа ежедневно по 5 дней в неделю в течение 60 дней. Изучение последствий воздействия в отдаленном периоде проводят с 30 по 120 день после прекращения воздействия вибрации. Техническим результатом заявленного способа является создание модели по режиму и условиям воздействия, наиболее приближенной к производственным условиям и позволяющей проводить исследования по изучению постконтактного периода длительного воздействия вибрации. 4 табл.

Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для моделирования сенсоневральной тугоухости, вызванной акустическим воздействием широкополосного шума. Для этого в качестве подопытного животного используют белую беспородную крысу, которую в течение 10 дней ежедневно один раз в сутки обездвиживают. Через 30 минут, не удаляя животное из клетки, его подвергают в течение 15 минут акустическому воздействию широкополосным шумом в частотном диапазоне 355-5000 Гц при уровне звука 85-90 дБ. Предложенный способ прост в исполнении, сокращает время реализации модели и обеспечивает адекватное воспроизведение сенсоневральной тугоухости, вызванной акустическим воздействием на слуховой аппарат. 2 пр., 2 ил.

Изобретение относится к медицине и предназначено для моделирования подострого токсического поражения печени формалином. Используют формалин (CH2O), который вводят крысам-самцам перорально, ежедневно, из расчета 0,1 мл на 100 г массы животного, в течение 14 дней. На 14 день животных декапитируют с последующим проведением лабораторных тестов и с исследованием печени. Получена модель подострого поражения, вызванная пероральным введением формалина (CH2O), выражающаяся в усилении дегенеративных процессов в печени, развивающейся креатининемии, повышении уровня трансаминаз, развитии холестаза и гистологически подтверждающаяся в выраженных дегенеративных повреждениях практически всех участков печени. Способ позволяет получить модель подострого поражения печени для использования в эксперименте. 2 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования гипертензии малого круга кровообращения. Для этого используют крыс-самцов линии Wistar в возрасте 10-12 месяцев, которым проводят трахеотомию по срединной линии ниже перешейка щитовидной железы. Затем в просвет трахеи на проводнике вводят силиконовую трубку длиной 1 см, наружным диаметром 2 мм с тупыми закругленными концами. Верхний край введенной трубки сопоставляют с нижним краем трахеотомической раны, проводник удаляют, придерживая трубку, трахеотомическую рану ушивают П-образным швом через выше и нижестоящие полукольца трахеи с одномоментной фиксацией трубки к внутренней поверхности стенки трахеи. Для этого нить проводят снаружи внутрь через мембранозную часть между 6 и 7 хрящами трахеи с выходом иглы в просвет трахеи, далее проводят иглу по верхнему краю силиконовой трубки, следующий вкол осуществляют изнутри кнаружи, через мембранозную часть передней стенки трахеи между 8 и 9 хрящами, выкол проводят на переднюю стенку трахеи. Подобную манипуляцию осуществляют и с другой стороны, только в обратном порядке. Узел фиксируют на межхрящевом промежутке между 6 и 7 хрящами трахеи. Грудино-подъязычные мышцы сопоставляют узловым швом, кожу ушивают непрерывным швом. Способ позволяет получить модель гипертензии малого круга кровообращения с характерными признаками клинического течения заболевания. 1 пр., 4 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к патофизиологии и может быть использовано для прогнозирования транслокации E. coli из кишечника, вызванной некультивируемыми бактериями. Способ включает заражение кроликов с использованием взвеси некультивируемых бактерий P. aeruginosa и S. aureus в концентрациях 105-106 микробных клеток в 1 мл на физиологическом растворе хлорида натрия, который вводят подкожно. Затем на 1-2 и 4-5 сутки исследуют АЛТ и мочевину в сыворотке крови. При показателе АЛТ на 1-2 сутки, равном 53,0-63,0 u/L, а на 4-5 сутки - 57,0-69,0 u/L, и показателе концентрации мочевины на 1-2 сутки, равном 4,6-5,6 u/L, а на 4-5 сутки - 1,3-1,9 u/L, прогнозируют развитие транслокации E. coli из кишечника во внутренние органы животного. Полученные результаты позволяют экстраполировать полученные данные для людей с целью совершенствования диагностики и лечения больных пациентов при инфекционных процессах, вызванных некультивируемыми бактериями. 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к микробиологии, и может быть использовано для подавления роста полирезистентных штаммов Mycobacterium tuberculosis в эксперименте. Для этого осуществляют фотодинамическое воздействие. В качестве фотосенсибилизатора используют фотодитазин в концентрации 4*10-5 моль/л. Облучение проводят низкоинтенсивным лазером «Азор-2К-02» с длиной волны 660 нм, выходной мощностью 25 мВт, излучающим в постоянном режиме в течение 40 минут при плотности мощности 0,32 мВт/см2 и энергетической плотности 0,76 Дж/см2. Способ обеспечивает простое, надёжное и эффективное угнетение роста культуры микобактерий туберкулёза за счёт дополнительного ингибиторного эффекта и усиления бактериостатического эффекта лазерного облучения клеточной культуры, обработанной фотосенсибилизатором. 1 табл.

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, а именно к патологической физиологии, радиобиологии, хирургии, реаниматологии. Для моделирования комбинированного радиационно-механического поражения животных подвергают общему равномерному облучению в дозе, вызывающей развитие острой лучевой болезни средней степени тяжести. Затем наносят механическую травму - повреждение печени IV степени по международной классификации AAST с продолжающимся внутрибрюшным кровотечением и кровопотерей в объеме 40% от объема циркулирующей крови с развитием клинической картины травматического шока III степени, отягощенного симптомами первичной реакции на облучение. Остановку кровотечения осуществляют путем тампонады раны марлевыми салфетками. Завершают операцию внутривенным введением физиологического раствора в объеме, равном кровопотере. Спустя сутки выполняют повторную операцию, при которой тампоны удаляют, контролируют гемостаз, послойно зашивают рану. Способ обеспечивает возможность оценки синдрома взаимного отягощения комбинированных радиационных поражений и эффективности хирургического лечения с использованием тактики многоэтапного хирургического лечения.
Наверх