СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛЛОКСАНОВОГО ДИАБЕТА
METHOD FOR SIMULATING ALLOXAN DIABETES

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения механизмов формирования, развития и ремиссии аллоксанового сахарного диабета, а также при разработке новых методов лечения (коррекции изменений), вызванных сахарным диабетом I типа.
Прогрессивное увеличение числа больных сахарным диабетом (СД), осложнения заболевания, особенно диабета 1 типа (СД1), трудности лечения являются не только медицинской, но и социальной проблемой [1, 2]. Вследствие этого продолжаются экспериментальные работы с целью поиска медикаментозных и немедикаментозных методов коррекции изменений, вызванных СД 1 [3, 5, 6]. Наиболее часто в экспериментах используются аллоксановая и стрептозотоциновая модели СД1 [3, 4, 6]. По данным литературы стрептозотоцин по сравнению с аллоксаном оказывает более выраженное общетоксическое действие [4]. По данным разных авторов животным внутрибрюшинно или подкожно вводят раствор аллоксана из расчета 13-50 мг/100 г массы [3, 6]. Известные в литературе модели аллоксанового диабета позволяют моделировать выраженные изменения, характерные для некомпенсированного инсулиннезависимого сахарного диабета, сопровождающегося повышением содержания глюкозы в крови до 14-16 ммоль/л и выше. В то же время больные СД1, получающие инъекции инсулина, находятся в компенсированном состоянии, и уровень глюкозы в крови у этих пациентов поддерживается в пределах нормы или на верхней границе нормы [1]. Введение аллоксана однократно в небольших количествах (13 мг/100 г) не вызывает поражения значительной части бета-клеток, а дозы 30-50 мг/100 г сопровождаются большой летальностью - до 30% и выше. Для проведения экспериментальных работ с хроническими воздействиями необходимо моделирование субкомпенсированного состояния при СД1 и увеличение выживаемости животных при моделировании декомпенсированного состояния.
Моделирование СД1 на крысах является наиболее обоснованным, т.к. эти лабораторные животные имеют схожие с человеком внутренние органы и системы и не требуют больших затрат на закупку и содержание.
Целью предлагаемого изобретения является повышение вероятности удачной повторяемости предсказуемости результатов воспроизведения модели данного заболевания путем создания модификации модели экспериментального аллоксанового диабета, соответствующей его субкомпенсированной и декомпенсированной формам.
Для решения поставленной задачи предлагается способ моделирования аллоксанового диабета, основанный на введение аллоксана, отличающийся тем, что введение раствора препарата производят дробно, внутрибрюшенно и натощак, трехкратно и поочередно в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом 7 дней, причем через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в субкомпенсированной форме с почти единичной вероятностью; а введение анестетика трехкратно и поочередно в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г, 10 мг/100 г веса животных с интервалом через день также через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в декомпенсированной форме; в период развития аллоксанового сахарного диабета у животных в динамике определяют массу тела и содержание глюкозы в периферической крови, а по истечении 30 суток после первого введения раствора аллоксана животных выводят из эксперимента под эфирным наркозом.
Материалы и методы
Эксперимент был проведен на 100 беспородных крысах обоего пола массой 150-250 грамм, которых содержали на обычном рационе вивария. Животных разделили на 4 группы: 1 группа - животные, которым вводили аллоксан в количестве 17 мг/100 г (40 крыс), во 2 группе животным вводили аллоксан из расчета 30 мг/100 г (40 крыс), 3 и 4 группы - интактные животные (по 10 крыс), служили контролем для 1 и 2 групп. Моделирование СД17 и СД30 повторяли 4 раза в разные сезоны, результаты исследований совпадали. Важным условием в моделировании аллоксанового диабета является введение аллоксана натощак, так как инъекции 17 мг/100 г сытым животным не вызывали развития СД, а доза 30 мг/100 г сопровождалась развитием субкомпенсированного СД.
Для уменьшения общетоксического действия аллоксана и увеличения выживаемости животных дозы аллоксана 17 мг/100 г и 30 мг/100 г разделили на три части. Животным 1 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса с интервалом 7 дней. Животным 2 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г и 10 мг/100 г веса через день. Поскольку в основе поражения β-клеток как в результате действия вирусов, так и химических веществ-диабетогенов лежат аутоиммунные реакции [4], дробное введение аллоксана должно усиливать воспалительные реакции в островках, целенаправленное поражение β-клеток и уменьшать общетоксическое действие аллоксана. В период развития аллоксанового диабета у животных в динамике определяли массу тела и содержание глюкозы в периферической крови. Через месяц после первого введения аллоксана развивался экспериментальный сахарный диабет, сопровождавшийся полидипсией, полиурией, повышением уровня глюкозы в крови.
В плазме крови животных определяли содержание глюкозы и мочевины по стандартным наборам реактивов фирмы Витал Диагностике СПб и в цельной крови содержание гликозилированного гемоглобина по готовому набору реактивов Диабет-тест фирмы ФОСФОСОРБ. Повышение уровня глюкозы, мочевины и гликозилированного гемоглобина - основные показатели и критерии развития сахарного диабета. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ-56 ЛОМО-Спектр.
Вычисления и статистическая обработка результатов исследования выполнены с помощью программного пакета Microsoft Excel 7.0 для Windows 2003.
Результаты наблюдений и выводы
Как видно из таблицы, суммарное введение аллоксана животным в количестве 17 мг/100 г сопровождалось увеличением содержания глюкозы и гликозилированного гемоглобина соответственно в 2,5 раза и 6 раз относительно этих показателей у интактных животных (группа 3). В то же время не было отмечено достоверного повышения уровня мочевины в плазме крови животных групп 1 и 3. По содержанию глюкозы, не превышающему 13,9 ммоль/л, и отсутствию увеличения уровня мочевины в тех же группах течение сахарного диабета можно оценить как субкомпенсированное [1]. Значительное количество гликозилированного гемоглобина в крови животных СД17 (13,56±0,35) свидетельствует о продолжительной гипергликемии.
Таблица
Изменение массы тела и биохимических показателей в крови животных СД17 и СД30
Показатель
Группа
1 Сахарный диабет, 17 мг/100 г
3 Интактные (для группы 1)
2 Сахарный диабет, 30 мг/100 г
4 Интактные (для группы 2)
Масса, г
188,0±6,6
164,5±5,6
210,0±7,8 *
157,8±4,3
Прирост массы за месяц, г
21,0±9,2*
48,0±5,0
52±8 *
96±5
Глюкоза, ммоль/л
10,12±0,70 *
3,84±0,30
27,8±3,5 *
6,0±0,2
Мочевина, ммоль/л
9,02±1,52
8,19±0,66
9,6±1,2 *
3,4±0,8
Гликозилированный гемоглобин, %
13,56±0,35 *
2,30±0,10
9,6±0,3 *
5,1±0,2
*- различия с группами интактных животных (1/3 и 2/4) достоверны при Р<0,05
Меньший прирост массы за месяц эксперимента у животных СД 17 по сравнению с интактными соответствует ожидаемым изменениям, характерным для аллоксанового СД.
Изменения показателей у животных после введения суммарной дозы аллоксана 30 мг/100 г соответствуют декомпенсированному течению СД: содержание глюкозы увеличивается относительно интактных животных (группа 4) почти в 6 раз, гликозилированного гемоглобина в 2 раза и мочевины в 3 раза при снижении прироста массы за месяц. Достоверное возрастание содержания мочевины в плазме крови у животных СД30 свидетельствует об усилении глюко-неогенеза - характерного процесса в патогенезе СД. Высокий уровень глюкозы у больных СД, соответствующий содержанию глюкозы в группе СД30 (27,8±3,5), сопровождается развитием гиперкетонемической комы. Летальность в группе СД30 достигала 30%, в то время как в Группе СД17 менее 5%.
Таким образом, методика моделирования аллоксанового диабета может быть воспроизводимой и предсказуемой при условии дробления дозы аллоксана и введения раствора препарата внутрибрюшинно натощак.
ЛИТЕРАТУРА
1. Балаболкин М.И., Чернышова Т.Е., Трусов В.В., Гурьева И.В. // Диабетическая нейропатия (учебно-методическое пособие) - М. - 2003. - 109 с.
2. Балахонов Л.В., Непомнящих Л.М., Айдагулова СВ., Бакарев М.А., Власова Л.Ф. Структурные реакции слизистой оболочки полости рта при диабетической пародонтопатии. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006. - Т. 142.- №11.- С.581-584.
3. Гаряев П.П., Кокая А.А., Мухина И.В., Леонова-Гаряева Е.А., Кокая Н.Г. Влияние модулированного биоструктурами электромагнитного излучения на течение аллоксанового сахарного диабета у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007.- Т. 143. - №2. С.155-158.
4. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Патофизиология. Т. 2. Основы патохимии. Санкт-Петербург. Элби-СПб. 2001.- 687 с.- С. 268-279.
5. Новиков В.И., Молотков О.В., Подчеко А.П. и др. Влияние раздельного и сочетанного применения Т-активина и а-токоферола на течение экспериментального сахарного диабета.// Проблемы эндокринологии. - 1999. -Т. 45. - №2. - С. 45-47.
6. Хавинсон В.Х. Влияние тетрапептида на биосинтез инсулина у крыс с аллоксановым диабетом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005. - Т. 140. - №10. - С.453-456.
PARTICUARLITY OF MODELLING ALLOXAN DIABETES MELLITUS
I.G.Danilova, I.F.Goette
Key words: alloxan diabetes mellitus, experimental model
Abstract
It was presented modification of experimental alloxan diabetes mellitus model, in accordance with subcompensated and noncompensated stages.