СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧЕСКОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИИ И КАРДИОПАТИИ
METHOD OF SIMULATION OF CHRONIC TOXIC ARTERIAL HYPERTENSION AND CARDIOPATHY

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности свинца, на функции сердечно-сосудистой системы.
Загрязнение свинцом окружающей среды является одной из важнейших природоохранных проблем (Ахметзянова Э.X. и др. 2006), т.к. свинец по данным Всемирной Организации Здравоохранения относится к группе токсических металлов I класса опасности (Кирсанкина Е.В. 2003). Проникая в организм человека, свинец поражает практически все органы и системы организма. Являясь естественной системой транспорта веществ в организме, сердечно-сосудистая система одна из первых подвергается токсическому воздействию тяжелого металла. Свинец и его соединения способствуют формированию сердечно-сосудистой патологии, являясь фактором риска в развитии нейроциркуляторной дистонии, миокардиодистрофии, артериальной гипертензии (Артамонова В.Г. и др. 1998). У рабочих при превышении свинца в воздухе рабочей зоны определяются изменения функционального состояния сердца, внутрисердечной и периферической гемодинамики (Гатагонова Т.М. 1995). Изменения сердечно-сосудистой системы у таких лиц обычно проявляются гипертензией и повышенным тонусом сосудов (Гатагонова Т.М. 1999).
Наиболее близким к заявляемому является способ моделирования злокачественной артериальной гипертонии с использованием простагландина F2a, взятый за прототип (Пат. 2004107862 Российская Федерация. МПК G09B 23/28. Способ моделирования злокачественной артериальной гипертонии / Рухинин А.Ю., Савчук В.И., Соколова Р.И.; Российский государственный медицинский университет. - №2004107862/14; заявл. 17.03.2004; опубл. 10.09.2005 // Бюл. - 25), заключающийся в том, что животным осуществляют инфузионно-капельное введение простагландина F2a в бедренную вену 3 раза с промежутком 2 дня в дозе 1,25-1,5 мкг в 5 мл 5%-ного раствора глюкозы в течение 40-60 мин.
Недостатком данного способа является то, что не исследуется длительное воздействие токсического препарата на организм, а в качестве вещества, вызывающего повышение артериального давления, используется препарат, который не присутствует в окружающей внешней среде и не является ее загрязнителем. Вводимый препарат простагландин F2a имеет следующие выраженные побочные эффекты: остановка сердца, застойная сердечная недостаточность, атриовентрикулярная блокада сердца II степени, желудочковая аритмия, брадикардия (Справочник лекарственных препаратов VIDAL, 1998), что резко ограничивает применение этого препарата в качестве вещества, повышающего артериальное давление.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии.
Решение этой задачи позволяет более полно изучить патофизиологические механизмы развития артериальной гипертонии и кардиопатии при хроническом воздействии свинца, создать способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения эксперимента на животных и экономически выгодный.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение - способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии, включающий введение токсического вещества экспериментальным животным, отличающийся тем, что в качестве токсического вещества используют раствор ацетата свинца, вводимый в желудок 1 раз в сутки ежедневно в дозе 40 мг/кг в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 8 мг свинца.
Данный способ отличается от прототипа использованием токсического вещества - ацетата свинца, распространенного в окружающей среде, который вводится через зонд в желудок.
Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: длительное введение ацетата свинца в дозе 40 мг/кг приводит к развитию хронической токсической артериальной гипертонии и 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 артериальной гипертонии и 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 более точном и легко воспроизводимом способе развития хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость.
Данный способ осуществляется следующим образом.
Для получения токсического вещества ацетат свинца растворяют в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 8 мг свинца (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводят 0,1 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Раствор ацетата свинца вводят через атравматичный зонд в желудок в дозировке 40 мг/кг, ежедневно 1 раз в сутки в течение 14 дней одной группе животных. По истечении срока эксперимента крысы забивались с использованием тиопентала. Для гистологических исследований образцы тканей (сердце) фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 7-8 микрон. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводилось в проходящем свете при помощи микроскопа Микмед-1 под увеличением 80×200×400.
Сущность способа подтверждается морфологически. Чертеж иллюстрирует морфологические признаки кардиопатии. При гистологическом исследовании сердца у экспериментальных животных в группе №1 выявились дистрофические изменения мышечных волокон (а), неравномерное их окрашивание эозином (б), наблюдается фрагментация и распад волокон (в). Строма отечна, сосуды полнокровны, стенка их с признаками плазматического пропитывания и периваскулярным отеком.
Пример. Крысам самцам линии Вистар массой 200-300 грамм вводили через зонд в желудок раствор ацетата свинца в дозе 40 мг/кг каждый день в течение 14 дней. По истечении времени эксперимента (14 дней) в условиях внутрибрюшинной наркотизации тиопенталом натрия, во всех группах животных измерялось среднее артериальное давление (САД) инвазивно (кровавым способом) через пластиковый катетер, наполненный 10% раствором гепарина, вводимого в правую бедренную артерию электроманометром. Регистрация осуществлялась на мониторе MX-04 с распечаткой данных на принтере Epson LX-1050+. По специальным формулам рассчитывались сердечный индекс (СИ), удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПСС).
Результаты исследования показали, что у крыс с внутрижелудочным введением ацетата свинца происходило достоверное увеличение (p<0,001) среднего артериального давления (САД) по сравнению с интактной группой (табл.1). Артериальная гипертония у опытной группы животных связана с достоверным увеличением (p<0,001) удельного периферического сосудистого сопротивления (табл.3). В то же время определялось снижение сердечного индекса (p<0,02) в опытной группе животных (табл.2), что было обусловлено наличием дистрофических изменений в миокарде, которые развивались в результате длительного токсического воздействия свинца на структурные образования миокарда, что подтверждено гистологическими исследованиями (чертеж).
Таблица 1.
Среднее артериального давления на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца в дозе 40 мг/кг (М±м).
Условия опыта
Стат. показатель
Среднее артериальное давление (мм рт.ст.)
Фон
M±m
101,7±1,43
14 дней ацетат свинца (40 мг/кг)
M±m
120,2±2,06
p
*)
Примечание: (*) - достоверное (p<0,001) изменение по сравнению с фоном.
Таблица 2.
Изменение значения сердечного индекса на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца в дозе 40 мг/кг (М±м).
Условия опыта
Стат. показатель
Сердечный индекс (мл/100 г)
Фон
M±m
52,98±1,364
14 дней ацетат свинца (40 мг/кг)
M±m
48,56±1,082
p
*)
Примечание: (*) - достоверное (p<0,02) изменение по сравнению с фоном.
Таблица 3.
Показатели удельного периферического сопротивления сосудов на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца в дозе 40 мг/кг (М±м).
Условия опыта
Стат. показатель
Удельное периферическое сосудистое сопротивление (усл.ед.)
Фон
M±m
1,547±0,0294
14 дней ацетат свинца (40 мг/кг)
M±m
1,923±0,0288
p
*)
Примечание: (*) - достоверное (p<0,001) изменение по сравнению с фоном.
Предлагаемый способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии является эффективным, позволяет подробно изучить патофизиологические механизмы токсического влияния тяжелого металла на функции сердечно-сосудистой системы и может способствовать разработке и поиску средств для лечения и профилактики хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии.