Способ моделирования токсической кардиопатии у крыс в эксперименте
Владельцы патента RU 2768599:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр "Владикавказский научный центр Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к токсикологии и экологии, и может быть использовано для моделирования токсической кардиопатии. Способ моделирования токсической кардиопатии у крыс в эксперименте заключается в том, что животным ежедневно в течение 60 дней через зонд в желудок вводят раствор бихромата калия в дозе 0,5 мг/кг массы тела в пересчете на металл. При этом на единицу раствора, равную 0,3 мл, приходится 0,05 мг хрома. Изобретение обеспечивает развитие токсической хронической кардиопатии у животного за счет оптимальной дозы и срока воздействия металла, что может быть использовано при поиске средств для профилактики и лечения патологии сердца. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к токсикологии и экологии, и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия цветных металлов, в частности хрома, на функции сердечно-сосудистой системы при моделировании кардиопатии у экспериментальных животных.
Длительное время хром относили к необходимым для организма микроэлементам, участвующим во многих обменных процессах организма (Piotrowska A., Pilch W., Tota L., Nowak G. Biological significance of chromium III for the human organism / Medycyna Pracy. 2018, 69 (2), 211-223). Однако данные современной литературы свидетельствуют о мутагенных, аллергенных, канцерогенных, гонадотропных воздействиях хрома, развитии полиорганной структурно-функциональной патологии при воздействии металла на организм (Des Marais Т. L., Costa М. Mechanisms of Chromium-Induced Toxicity. Current Opinion in Toxicology. 2019, 14, 1-7. https://doi.org/10.1016/i.cotox.2019.05.003; Chen Q.Y., Murphy A., Sun H., Costa M. Molecular and epigenetic mechanisms of Cr(VI)-induced carcinogenesis. Toxicology and Applied Pharmacology. 2019, 377, 114636. https://doi.org/10.1016/j.taap.2019.114636). Показана зависимость соматической патологии от стажа работы у работников тяжелой промышленности контактирующих с соединениями хрома (Junaid М., Hashmi М.Z., Malik, R.N. Toxicity and oxidative stress induced by chromium in workers exposed from different occupational settings around the globe: A review. Environmental Science and Pollution Research. 2016, 23, 20151-20167. https://doi.org/10.1007/s11356-016-7463-x). Литературные источники указывают на выраженную связь патологии сердечно-сосудистой системы с состоянием экологии (Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека, "Медицина" Москва, 1991, 496 с.). Актуальным является разработка способов моделирования патологии сердца для изучения и разработки методов профилактики кардиотоксического действия тяжелых металлов, в том числе хрома.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа моделирования хронической токсической кардиопатии.
Решение этой задачи позволяет изучить более полно патофизиологические механизмы развития кардиопатии при хроническом воздействии хрома, создать способ моделирования хронической токсической кардиопатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения экспериментов на животных и экономически выгодный.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа моделирования хронической токсической кардиопатии включает следующие существенные признаки: животным ежедневно в течение двух месяцев через зонд в желудок вводят раствор бихромата калия в дозе 0,5 мг/кг массы тела в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,3 мл, приходится 0,05 мг хрома.
Данный способ отличается тем, что для моделирования хронической токсической кардиопатии впервые используется введение токсического соединения бихромата калия, в дозе 0,5 мг/кг (по хрому) через зонд в желудок в течение двух месяцев.
Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: длительное введение бихромата калия в дозе 0,5 мг/кг приводит к развитию хронической токсической кардиопатии, что является удобной и приближенной к натуральным условиям моделью.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».
По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня медицины, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность получения способа моделирования хронической токсической кардиопатии, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в точном и легко воспроизводимом способе развития хронической токсической кардиопатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».
Данный способ осуществляется следующим образом. Для получения токсического вещества бихромат калия растворяется в дистиллированной воде таким образом, что в единице раствора, равной 0,3 мл, содержится 0,05 мг хрома (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводят 0,3 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Раствор бихромата калия вводят через атравматичный зонд в желудок в дозе 0,5 мг/кг, ежедневно 1 раз в сутки в течение 60 дней. Способ обеспечивает развитие токсической хронической кардиопатии у животного за счет оптимальной дозы и срока воздействия металла.
Пример. В эксперименте использовались нормотензивные крысы-самцы массой 200- 300 г линии Вистар. Опытным животным вводили раствор бихромата калия («Полихим», Россия) через зонд в желудок в дозе 0,5 мг/кг каждый день в течение 60 дней. По истечении времени эксперимента в условиях внутрибрюшинной наркотизации тиопенталом натрия у экспериментальных животных измерялось среднее артериальное давление (САД) инвазивно (кровавым способом). В правую бедренную артерию вводился пластиковый катетер, наполненный 10% раствором гепарина, который затем соединялся с электроманометром «ДДА». Регистрация осуществлялась на манометре МХ-04, распечатка данных велась на принтере Epson JX-1050. ЭКГ регистрировалась во II стандартном отведении. Измерение минутного объема крови (МОК) осуществлялось методом термодилюции. По специальным формулам рассчитывались сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ), удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПСС) (Брин В.Б., Зонис Б.Я. Физиология системного кровообращения. Формулы и расчеты. Издательство Ростовского университета, 1984. 88 с.).
Математическую обработку полученных результатов производили с учетом распределения признаков в группах с использованием критерия Шапиро-Уилка. Использовали пакет программ Microsoft Excel 2016 и "STATISTICA 10.0" (StatSoft). Данные представлены в виде медианы (Me) и (25÷75) процентилей выборки. Оценку статистической значимости различий в группах животных проводили с использованием непараметрического U-критерий Манна-Уитни. Различия считались достоверными при вероятности ошибки р<0,05.
У крыс с внутрижелудочным введением бихромата калия в течение 60 дней развиваются достоверные изменения показателей системной гемодинамики.
Токсические эффекты хрома приводят к достоверному снижению насосной функции сердца, развитию артериальной гипертензии гипокинетического типа. Регистрировался рост среднего артериального давления, связанный с достоверным увеличением удельного периферического сосудистого сопротивления, несмотря на уменьшение показателей ударного индекса и сердечного индекса (Таблица 1.)
Результаты исследования позволяют рекомендовать данную модель кардиопатии для разработки способов профилактики кардиотоксического действия соединений хрома при длительном воздействии.
Способ моделирования токсической кардиопатии у крыс в эксперименте, отличающийся тем, что животным ежедневно в течение 60 дней через зонд в желудок вводят раствор бихромата калия в дозе 0,5 мг/кг массы тела в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,3 мл, приходится 0,05 мг хрома.
