СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧЕСКОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИИ И КАРДИОПАТИИ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
METHOD FOR SIMULATING CHRONIC TOXIC ARTERIAL HYPERTENSION AND CARDIOPATHY IN EXPERIMENTAL ANIMALS

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности кобальта, на функции сердечно-сосудистой системы.
Обладая высокой сенсибилизирующей активностью, кобальт при его хроническом поступлении в организм, приводит к полиморфному поражению сердечно-сосудистой, дыхательной и кроветворной систем, что позволяет отнести кобальт к веществам I класса опасности [Орджоникидзе Э.К., Рощин А.В. Кобальт - токсичность, биологический контроль. / Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1991. - №12. - С.1-4]. Кардиотоксическое действие кобальта обусловлено его способностью приводить к развитию дилатационной кардиомиопатии, нарушению сократительной функции миокарда. Хроническая кобальтовая интоксикация сопровождается гипертоническим синдромом [Вермель А.Е., Никитина Л.С. и др. Кобальтовая кардиомиопатия у рабочих, занятых на производстве твердых сплавов. / Тер. Архив. - 1991. - Т 63. - №4. - С.101-103]. Накапливаясь в миокарде, кобальт блокирует ферментную систему дегидрогеназ, приводя к нарушению декарбоксилирования и дегидрирования кетокислот. Нарушение этих процессов, являющихся основными поставщиками энергии для миокарда, способствует развитию нарушений метаболических процессов в сердечной мышце [Чекунова М.П. Механизм кардиотоксического действия некоторых промышленных ядов (металлов). / Кардиология. - 1978. - С.54-60].
Наиболее близким к заявляемому является способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии, взятый нами за прототип (Пат. 2364947 Российская Федерация. МПК G09B 23/28. Способ моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии. / Митциев А.К., Брин В.Б., Кабисов О.Т. «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию. - №2008114661/14; заявл. 14.04.2008; опубл. 20.08.2009. // Бюл. №23), заключающийся в том, что экспериментальным животным в желудок вводят раствор ацетата свинца 1 раз в сутки ежедневно в дозе 40 мг/кг в пересчете на металл.
Недостатком данного способа является то, что введение токсического вещества ограничено 14 днями эксперимента, что приводит к формированию обратимых повреждений сердечно-сосудистой системы, тогда как более значимыми и информативными являются необратимые изменения сердечно-сосудистой системы, позволяющие более подробно изучить патологию системы кровообращения в условиях токсического воздействия.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа моделирования артериальной гипертонии и кардиопатии.
Решение этой задачи позволяет более полно изучить патофизиологические механизмы развития артериальной гипертонии и кардиопатии при хроническом воздействии кобальта, 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 у экспериментальных животных, включающий ежедневное 1 раз в сутки введение в желудок токсического вещества экспериментальным животным, отличающийся тем, что в качестве токсического вещества используют раствор хлорида кобальта, в течение 30 дней в дозе 4 мг/кг в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,8 мг кобальта.
Данный способ отличается от прототипа использованием токсического вещества - хлорида кобальта.
Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: длительное введение хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг приводит к развитию необратимой 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, неизвестна, 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 у экспериментальных животных. В научно-медицинской литературе нами не выявлено описание использования хлорида кобальта для моделирования хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», 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 хлорид кобальта растворяют в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,8 мг кобальта (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 хлорида кобальта вводят через атравматичный зонд в желудок в дозировке 4 мг/кг, ежедневно 1 раз в сутки в течение 30 дней одной группе животных. По истечению срока эксперимента крысы забивались с использованием тиопентала натрия. 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.
На Фиг. 1 выявлены морфологические признаки кардиопатии. При гистологическом исследовании сердца у экспериментальных животных в группе №1 отмечались плазматическое пропитывание стенок сосудов (а), выраженная гиперемия и крупноочаговые периваскулярные кровоизлияния. Наблюдались фрагменты денатурированных кардиомиоцитов с выраженной паренхиматозной дистрофией, воспалительная инфильтрация интерстиция. Выявлялось исчезновение поперечной исчерченности (б), кариопикноз, коагуляция саркоплазмы, гомогенизация, фрагментация и распад отдельных кардиомиоцитов (в).
Пример. Крысам самцам линии Вистар массой 200-300 грамм вводили через зонд в желудок раствор хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг каждый день в течение 30 дней. По истечении времени эксперимента (30 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 МХ-04 с распечаткой данных на принтере Epson LX - 1050+. По специальным формулам рассчитывались сердечный индекс (СИ) и удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПСС).
Результаты исследования показали, что внутрижелудочное введение экспериментальным животным хлорида кобальта приводило к достоверному увеличению среднего артериального давления (САД), что было обусловлено повышением удельного периферического сосудистого сопротивления, относительно значений интактного контроля (см. табицу). Снижение сердечного индекса в условиях хронической кобальтовой интоксикации было обусловлено наличием выраженных морфоструктурных изменений миокарда, следствием чего явилось снижение сократительной активности сердечной мышцы относительно фоновых значений.
Показатели системной гемодинамики в условиях внутрижелудочного введения хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг (М±м).
Условия опыта
Стат. показат
САД
УПСС
СИ
Фон
M±m
117±2,3
1,74±0,09
59,89±2,11
CoCl<sub>2</sub> в/ж 4 мг/кг (группа №1)
M±m
133,3±3,1
2,26±0,09
48,75±1,14
p
*)
*)
-
Примечание: (*) - достоверное (p≤0,001) изменение по сравнению с фоном;
САД - среднее артериальное давление, УПСС - удельное периферическое сосудистое сопротивление, СИ - сердечный индекс.
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.