СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МОЛИБДЕНА У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ОТРАВЛЕНИИ
METHOD OF PREVENTING TOXIC ACTION OF MOLYBDENUM IN EXPERIMENTAL ANIMALS IN CASE OF CHRONIC POISONING

Изобретение относится к экологии, медицине, токсикологии, экспериментальной биологии и может быть использовано при исследовании механизмов выведения тяжелых металлов, в частности молибдена, из организма и профилактики нефротоксических эффектов металла.
Молибден является необходимым микроэлементом, участвующим во многих обменных процессах организма, однако его избыточное поступление вызывает ряд патологических сдвигов. В литературе имеются многочисленные работы, посвященные изучению молибдена как промышленного яда (Израэльсон З.И., 1963; Левина Э.Н., 1980; Авцин А.П., 1991; Fairhall L. et al., 1963). Высокая подвижность молибдена в почвах и способность вследствие этого накапливаться в растениях в широких пределах создает условия для его попадания в организм животных и человека в количествах, превышающих физиологическую потребность. Избыточное поступление молибдена в организм вызывает так называемую молибденовую интоксикацию, при которой в процесс токсического поражения включаются разные органы и системы.
Несмотря на то, что молибден относится к «старым» промышленным ядам, некоторые стороны токсического действия этого элемента еще мало изучены. Также большой интерес представляет вопрос разработки новых способов профилактики поступления и выведения тяжелых и цветных металлов.
С этой целью используют различные детоксиканты (тиоловые соединения - унитиол, сукцимер, тиосульфат натрия, различные комплексоны - пентацин, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, дефероксамин, α-пеницилламин и др.). Наряду с терапевтическим эффектом они могут вызывать различные побочные эффекты: расстройства желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, лейкопению, тромбоцитопению и др. (Машковский М.Д., 1998). В то же время они способны выводить из организма микроэлементы и такие жизненно важные ионы, как железо, кальций и др. (Дубищев А.В., 1994; Elias M.M., Girardi G.P., 1991), вызывать нарушение обменных процессов, что затрудняет их длительное и профилактическое применение. Это объясняет необходимость изыскания новых средств для лечения и профилактики токсического действия молибдена, обеспечивающих постоянный баланс эссенциальных микроэлементов и витаминов и, в тоже время, обладающих равномерной и мягкой выделительной активностью.
Наиболее простой и доступный метод профилактики и лечения хронической интоксикации состоит в использовании природных сорбентов - глинистых минералов, цеолитов и цеолитоподобных глин, бентонитов, опок и др. (Laurent S.N. et al., 1988; Brin V.B. et al., 2002), которые представляют собой водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов (натрия, калия, кальция, магния и т.д.) (Тезиев Т.К. и соавт., 2001; Leach et al., 1990). Цеолиты обладают специфической открытой жесткой ультрамикропористой кристаллической решеткой каркасного типа (Белицкий И.А. и соавт., 1990; Герасев А.Д., Луканина С.Н., Святаш Г.А., 2003). Являясь молекулярным ситом со строго калиброванным размером пор, они способны проявлять сорбционные свойства только по отношению к ионам и соединениям с небольшими размерами (метан, аммиак, сероводород и др.), не вступая в прямое взаимодействие с аминокислотами, белками, витаминами и другими сложными органическими соединениями (Бгатов В.И. и соавт., 2000; Паничев A.M., 1989; Boranic M., 2000).
Анализ литературы свидетельствует о том, что глинистые породы различных месторождений, обладая сравнительно одинаковым химическим составом, существенно различаются особенностями минерального состава, а также входящих в их состав биологически доступных химических элементов (Кирюткин Г.В. и соавт., 2000). В связи с чем физико-химические свойства природных минералов могут в значительной степени различаться по ряду показателей: скорости ионного обмена, порядку выхода обмениваемых катионов, прочности кристаллической решетки, объему пор (Цицишвили Г.В., Андроникошвили Т.В., 1985), что и определяет индивидуальные особенности их биологической активности (Белицкий И.А., 1990).
Нами предпочтение было отдано уникальному по своим физико-химическим свойствам природному минералу Северной Осетии ирлиту-1. Ирлиты обладают выраженной сорбционной способностью, молекулярно-ситовыми свойствами, каталитической и ионообменной способностью. Они способны поглощать различные загрязняющие взвеси, едкие и углекислые щелочи, а в сухом состоянии - нефтяные газы (Цогоев В.Б., Бекузарова С.А., 1998; Цогоев В.Б., 2001). Применение ирлитового фильтра позволило снизить содержание тяжелых металлов (цинка, кадмия, меди, свинца) в питьевой воде до уровня ПДК (Тезиев Т.К., 1998). Ирлиты применяются для очистки растительного масла, соков, пива, вина, очистки жидких отходов спирового производства и получения сухого кормопродукта для с/х животных и птиц (Дзагуров Б.А., Кривонос Н.В., 2005).
Показано положительное влияние ирлитов на процессы пищеварения, улучшение переваримости питательных веществ корма, улучшение обменных процессов в организме и прирост живой массы сельскохозяйственных животных (Тменов И.Д. и соавт., 2000; Тменов И.Д,. Дзагуров Б.А., 2001; Угорец В.И., 2001; Албегонова Р.Д., 2000). При использовании в рационе сельскохозяйственных животных ирлит-1 способствует нейтрализации большей части токсинов и бактерий, подавляет развитие грибной микрофлоры, насыщается патогенными микроорганизмами, ионами тяжелых металлов и выводит их из организма. Степень очистки молока от солей тяжелых металлов составила 67-90% (Тменов И.Д., 1998; Дзагуров Б.А., Кривонос Н.В., 2005). В эксперименте на крысах показано, что на фоне интоксикации солями кобальта и кадмия применение ирлита-1 способствует снижению накопления металлов в тканях печени и почек, повышая их выведение с калом (Албегова Н.Р., 2002; Кокаев Р.И., 2004).
Показано, что использование природных минералов - ирлитов оказывает регуляторное действие на ионный обмен в организме в целом. При наличии ирлитов в рационе животных в их организме был выявлен положительный баланс кальция, фосфора, меди, железа, цинка (Тменов И.Д., Дзагуров Б.А., 2001). По данным научно-хозяйственных опытов (Дзагуров Б.А., Кривонос Н.В., 2005), при введении ирлита-7 в рацион цыплят-броллеров повышалась концентрация кальция и фосфора в крови. Скармливание ирлита-7 при свободном доступе курам-несушкам способствовало достоверному увеличению показателей инкубационных качеств яйца, выхода инкубационного яйца и выводимости цыплят (Кривонос Н.В., Дзагуров Б.А., 2005).
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа профилактики токсического действия молибдена у экспериментальных животных при хроническом отравлении.
Решение этой задачи обеспечивает значительное снижение токсического действия молибдена при хроническом отравлении путем уменьшения накопления и повышения выведения тяжелого металла из организма.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа профилактики токсического действия молибдена у экспериментальных животных при хроническом отравлении имеет следующие существенные признаки: животным через день вводят природный сорбент цеолит ирлит-1 в виде 6% взвеси через зонд в желудок в количестве 2,5% массы тела, одновременно с ежедневным введением раствора молибдата аммония через зонд в желудок, в дозе 5 мг/100 г массы тела в пересчете на металл.
Предлагаемый способ отличается тем, что, во-первых, впервые применяется природный сорбент ирлит-1 с целью профилактики хронического нефротоксического воздействия молибдена, снижения накопления молибдена и увеличения его выведения из организма, во-вторых, осуществляется дозированное введение молибдата аммония и сорбента, что облегчает точный контроль дозозависимого эффекта.
Между признаками заявляемого способа и результатом существует следующая причинно-следственная связь: профилактическое введение природного цеолита - ирлит-1 в виде 6% взвеси через зонд в желудок, в количестве 2,5%, через день, одновременно с интрагастральным введением раствора молибдата аммония, приводит к увеличению элиминации молибдена из организма через желудочно-кишечный тракт, снижению накопления в тканях и уменьшению патологического воздействия тяжелого металла на почки у экспериментальных животных. Заявленный способ является эффективным, экономически выгодным и легко воспроизводимым.
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 автора, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность получения способа профилактики токсического влияния молибдена у экспериментальных животных. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в эффективном и легко воспроизводимом способе профилактики токсического действия молибдена путем снижения накопления и повышения выведения его из организма при хроническом отравлении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».
4
6
7
24
2
Данный способ осуществляется следующим образом. Для получения токсического вещества молибдат аммония (NH)MoO×4HO растворяется в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 25 мг молибдена (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводится 0,2 мл раствора (5 мг Мо), что не является водной нагрузкой на организм животного. Путем измельчения и растворения в воде цеолита ирлит-1 готовится 6% водная взвесь и вводится в количестве 2,5% массы тела. Раствор молибдата аммония вводится через зонд в желудок каждый день в течение месяца двум группам животных (№1 и №2). Одновременно, с первого дня введения молибдата аммония, группе №2 через день вводится взвесь цеолита через зонд в желудок с помощью шприца многоразового использования со специально изогнутой иглой, на которую надет зонд.
По истечении времени эксперимента (1 месяц) исследовали функциональное состояние почек, что включало определение диуреза (мл/час/100 г), клубочковой фильтрации (мл/час/100г), канальцевой реабсорбции воды (%), а также величину протеинурии как показатель выраженности нефропатии. Крысы забивались с использованием тиопентала. Полученные результаты в опытных группах сравнивали с фоновыми показателями интактной группы.
Для гистологических исследований образцы тканей (почки) фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 7-8 мкм. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводилось в проходящем свете при помощи микроскопа Микмед-1 под увеличением 80*200*400.
Сущность способа подтверждена морфологически: на чертеже - ткань почки на фоне профилактического введения ирлита-1.
Краткое описание чертежей: менее выраженные изменения ткани почек с полнокровием капилляров клубочка (1), умеренной паренхиматозной дистрофией (2), очаговым некрозом канальцев (3), лимфогистиоцитарная инфильтрация (4) у животных при хронической интоксикации молибдатом аммония на фоне введения природного сорбента ирлит-1.
Пример 1. Двум группам крыс-самцов линии Вистар массой 200-300 г вводили через зонд в желудок раствор молибдата аммония в дозе 50 мг/кг в течение одного месяца (№3 и №4). Контролем служили интактные животные (№1) и крысы, получавшие только ирлит-1 (№2). Раствор природного сорбента ирлит-1 в виде 6% взвеси в количестве 2,5% массы тела вводили через зонд в желудок группе №4 через день.
Исследование функционального состояния почек проводили через 1 месяц эксперимента. У контрольных и опытных животных изучали 6-часовой спонтанный диурез. Клубочковую фильтрацию определяли по клиренсу эндогенного креатинина, рассчитывали канальцевую реабсорбцию воды.
Проведенные исследования показали, что в условиях спонтанного диуреза при внутрижелудочном введении молибдата аммония в дозе 50 мг/кг происходило достоверное увеличение диуреза (р<0,001) вследствие снижения относительной канальцевой реабсорбции воды (р<0,001). Скорость клубочковой фильтрации во все сроки эксперимента была в пределах фоновых значений (см. таблицу). Достоверно увеличивалось содержание белка в моче (р<0,001). У животных, получавших дополнительно глину, также отмечался достоверный рост диуреза за счет уменьшения канальцевой реабсорбции воды, но менее выраженно, чем при изолированном введении металла. Содержание белка в моче было достоверно ниже, чем у животных, получавших изолированное введение молибдата аммония. Таким образом, проведенные исследования показали, что профилактическое применение природного сорбента ирлит-1 уменьшает степень проявления развивающихся при интоксикации нарушений функции почек.
Влияние природного сорбента ирлит-1 на основные процессы мочеобразования у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне хронической интоксикации молибдатом аммония (М±m).
Условия опыта
Стат. показат
Процессы мочеобразования
V
F
R<sub>H2O</sub>
мл/час/100 г
мл/час/100г
%
Фон
М±m
0,066±0,0042
16,709±0,69
99,605±0,036
Фон+ирлит-1
М±m
0,061±0,0066
15,25±0,60
99,6±0,043
p
-
-
-
Мо
М±m
0,131±0,0054
14,89±0,62
99,12±0,042
Р
*)
-
*)
Мо+ирлит-1
М±m
0,109±0,0051
15,797±0,586
99,31±0,059
p
*)**)†)
-
*)*))†)
Результаты гистологического исследования тканей почек при хронической интоксикации молибдатом аммония выявили картину токсической нефропатии, проявляющейся в виде застойного полнокровия клубочков, расширения мочевых пространств, гиалиново-капельной и гидропической дистрофии эпителия канальцев преимущественно проксимальных отделов. При этом в отдельных канальцах отмечались некробиотические и некротические изменения со скоплением плотных белковых масс и единичных цилиндров в просвете. Также отмечалось плазматическое пропитывание сосудов с периваскулярным отеком, строма умеренно отечная, с умеренной лимфогистиоцитарной инфильтрацией.
На фоне профилактического назначения ирлита-1 животным, получавшим внутрижелудочно молибдат аммония (см. чертеж), отмечались вышеописанные патогистологические изменения тканей почек в виде дистрофических, дисциркуляторных и некробиотических явлений, но в меньшей степени выраженности по сравнению с нелеченой группой животных. Отмечалась компенсаторно-приспособительная реакция иммунокомпетентной ткани на повреждение структур почек в виде лимфогистиоцитарной инфильтрации и повышения макрафагальной активности.
Из вышеизложенного следует, что применение природного сорбента ирлит-1 является эффективным способом профилактики токсического действия молибдена при хроническом отравлении.