УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЖИВОТНОЕ

Полезная модель относится к экспериментальной биологии, а именно к устройствам, применяемым при изучении реакций лабораторных животных на внешние воздействия и может быть использовано для изучения возможностей коррекции холодовой травмы с помощью ингаляции препаратов-биопротекторов.
Известна установка для изучения внешних воздействий на животное, включающая средство его иммобилизации (фиксации) за конечности в неудобном, неестественном для них положении (см. книгу Горизонтов П.Д. Белоусова О.И. Федотова М.И. Стресс и система крови. М. Медицина, 1983. С.35-36).
Недостатком данного устройства является возможность повреждения конечностей животного, невозможность сопоставимости результатов отдельных исследований в виду невозможности точного определения дозы стрессовой нагрузки.
Известна также установка для изучения внешних воздействий на животное, содержащее контейнер для размещения животного, снабженный средствами формирования воздействия на животное (см. RU 2060722, A61D 3/00,1996).
Недостатком данного устройства является невозможность ингаляционного ввода в легкие животного квалиметрируемых и стабильных количеств аэрозоля из исследуемых препаратов-биопротекторов и, тем самым, невозможность выявления и изучения процесса коррекции последствий холодовой травмы с помощью ингаляции препаратов-биопротекторов.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение выражается в обеспечении возможности ввода в легкие животного квалиметрируемых и стабильных количеств аэрозоля из исследуемых препаратов-биопротекторов.
Технический результат - обеспечение возможности выявления препаратов-биопротекторов, обеспечивающих коррекцию последствий холодовой травмы с помощью ингаляции этих препаратов, а также изучение механизма реализации коррекции и отработку методики применения препаратов. При
этом минимизируется возмущающий эффект из-за дополнительного стресса на животное которое может свободно перемещаться в пределах экспериментальной зоны.
Для достижения поставленной задачи установка для изучения внешних воздействий на животное, содержащая контейнер для размещения животного, снабженный средствами формирования воздействия на животное, отличается тем, что контейнер выполнен в виде клетки с размерами превышающими размеры животного, снабжен чехлом из воздухонепроницаемого материала и средством формирования аэрозоля, выпускной канал которого сообщен с полостью клетки, кроме того, установка снабжена дополнительным контейнером для размещения животного, выполненным с возможностью формирования в нем температур, холодового наркоза для самого морозостойкого из испытуемых животных. Кроме того, средство формирования аэрозоля выполнено в виде ультразвукового ингалятора. Кроме того, дополнительный контейнер выполнен с возможностью формирования температур не менее - 15°С. Кроме того, установка снабжена ультразвуковым диспергатором.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения, что обеспечивает положительную реакцию на решение технической задачи - обеспечение возможности ввода в легкие животного квалиметрируемых и стабильных количеств аэрозоля из исследуемых препаратов-биопротекторов.
На фиг.1 показана схема установки
На чертежах показана установка для изучения внешних воздействий на животное, содержащая контейнер для размещения животного, выполненный
в виде клетки 1, с размерами превышающими размеры животного 2, снабженный чехлом 3 из воздухонепроницаемого материала, например, полиэтилена, и средством формирования аэрозоля, выполненным в виде ультразвукового ингалятора 4, выпускной канал 5 которого сообщен с полостью клетки 1. Кроме того, установка снабжена дополнительным контейнером 6 для размещения животного, выполненным с возможностью формирования в нем температур, не менее - 15°С. Кроме того, установка снабжена ультразвуковым диспергатором 7.
Клетка 1 выполнена известным образом из металлической сетки с ячеей обеспечивающей удержание экспериментальных животных. В качестве экспериментальных животных 6 использовались крысы. В качестве препаратов-биопротекторов использовалась тонкодисперсная (крупностью 5-10 микрон) фракция цеолитов естественного происхождения. В качестве ультразвукового ингалятора 4 использован ультразвуковой портативный ингалятор УП-0,25 "АРСА". Выпускной канал 5 ультразвукового ингалятора 4 выполнен в виде шланга с соответствующими размерами поперечного сечения, свободный конец которого пропущен через чехол 3. Стык шланга с ингалятором и чехлом 3 дополнительно герметизирован скотчем. При размещении ингалятора непосредственно в полости клетки 1 выпускной канал 5 не формируют.  качестве дополнительного контейнера 6 использована климатическая камера "ILKA" (Feutron, ГДР), обеспечивающая возможностью формирования температур, не менее - 15°С. В качестве ультразвукового диспергатора 7 использован ультразвуковой диспергатор УЗДН-А (СССР).
Заявленное устройство использовано следующим образом.
Первоначально производится экспериментальное охлаждение экспериментальных животных. Для этого использовалась дополнительный контейнер 6, где при соблюдении адекватных условий влажности и вентиляции задавалась температура -15°С, равная температуре холодового наркоза и очень немного превышающая величину биологического нуля для крыс. Охлаждение проводилось в течение 15 суток по 3 ч в день.
Параллельно посредством ультразвукового диспергатора 7 готовился материал для ингаляций, для чего в него помещали навеску предварительно измельченного стерилизованного природного цеолита и измельчали, до получения фракции от 5 до 10 Мкм. Далее навеску названной фракции цеолита смешивали с дистиллированной водой из расчета 1:15 по объему. Затем экспериментальное животное помещали в клетку 1, после чего из полученной взвеси, посредством ультразвукового ингалятора 4, формировали в объеме клетки облако аэрозоля. Количество тонкодисперсного цеолита и продолжительность пребывания животного в клетке 1 принимают из расчета получения животным дозы цеолита от 100 до 1000 мг/кг веса (1 раз в день по 40 мин.).
После опытных мероприятий на 16 день производился одномоментный забой животных посредством декапитации и забирался материал для исследования. Далее производили препарирование, бронхоальвеолярный смыв у лабораторных животных, окраску и приготовление мазков для световой микроскопии. Окраска мазков производилась азур II-эозином по Романовскому-Гимза. Для светооптической морфометрии использовался микроскоп "Биолам" (ЛОМО, Россия), для фотосъемки - "Microphot FXA" (Nikon, Япония).
На препаратах идентифицировались клетки. Жизнеспособность клеток выявляли витальной окраской трипановым синим. Подсчет клеток велся по стандартной методике в камере Горяева. Морфометрическое исследование осуществлялось на полуавтоматическом программно-аппаратном комплексе анализа изображения, состоящем из микроскопа "Биолам" с рисовально-проекционным аппаратом РА-7, пантографического манипулятора (Жеревчук с соавт., 1996), персонального компьютера со специально созданным программным обеспечением "Морфометр" для морфометрических вычислений (Кудлаев с соавт., 1996; Целуйко, Прокопенко, 2001). Статистическую обработку полученных значений производили с помощи программы Statistica 6.0.
Для более полной оценки физиологического состояния организма определялся уровень продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови и в ткани легких крыс.
Пример. В эксперимент по изучению влияния дисперсии цеолитов Вангинского происхождения было взято 4 группы экспериментальных животных по 20 особей в каждой: первая группа - интактные животные, вторая группа - особи, повергнутые воздействию низкой температуры, третья группа - особи, которым вводилась дисперсия цеолита и четвертая группа - животные, подвергнутые воздействию низкой температуры и получающие ингаляционно цеолит.
Таблица 1Биохимические показатели ПОЛ в плазме крови во всех экспериментальных группах
Показа-      тельГруппа
Церуло-плазмин (мг/100 мл)
Диеновые конъюгаты (нмоль/г)
МДА (нмоль/г)
Гидроперекиси (нмоль/г)
Витамин Е (мкг/мл)
1. Контроль
21,44±1,27
51,82±5,15
4,92±0,45
20,18±1,21
27,16±1,69
2. Холод
15,28±1,62 (p<sub>1,2</sub><0,05)
67,81±7,04 (p<sub>1,2</sub><0,l)
10,62±2,08 (р<sub>1,2</sub><0,05)
36,16±2,78 (p<sub>1,2</sub><0,001)
21,01±2,64 (p<sub>1,2</sub><0,l)
3. Цеолит
20,28±3,24 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
23,62±4,4 (p<sub>1,3</sub><0,01)
3,72±0,39 (p<sub>1,3</sub><0,1)
24,58±4,52 (Р<sub>1,3</sub>>0,1)
28,42±2,10 (р<sub>1,3</sub>>0,1)
4.Цеолит+холод
18,70±0,74 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2,4</sub><0,1)
46,25±4,71 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2,4</sub><0,05)
7,34±0,63 (p<sub>1,4</sub><0,02 p<sub>2,4</sub>>0,1
31,34±4,81 (p<sub>1,4</sub><0,1 p<sub>2,4</sub>>0,1)
24,46±2,81 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2,4</sub>>0,1)
В группе "Контроль" количество жизнеспособных клеток составило 88,2±4,3%, в группе "Холод" - 61±3,7%, в группе "Цеолит" - 82±3,5%, в группе "Цеолит+холод" - 77±3,9%.
Макрофаги и лимфоциты в разных группах выявлялись в разных пропорциях. В группе "Контроль" макрофаги составляли 60±3,4%, лимфоциты - 30±1,7%, в группе "Холод" 23±1,6% и 65±3,2% соответственно, в группе "Цеолит" - 66±2,5% и 21±1,7% соответственно, в группе "Цеолит+холод" - 48±2,2% и 40±1,8% соответственно.
5
5
5
5
Удельное количество клеток в группе "Контроль" составило 1,5±0,1·10в 1 мл, в группе "Холод" - 5,8±0,4·10 в 1 мл, в группе "Цеолит" - 1,8±0,12·10, в группе "Цеолит+холод" - 2,5±0,15·10.
Биохимические данные представлены в таблицах 1 и 2.
В биохимическом анализе крови при сравнении групп "Цеолит" и "Контроль" наблюдается снижение количества диеновых конъюгат в 2 раза и МДА на 24,6%. В ткани легких, возможно, происходит небольшое (статистически не достоверное) снижение концентрации церулоплазмина - на 8,7% и витамина Е - на 7,3%.
5
5
5
В группе "Цеолит+холод" количество жизнеспособных клеток (77%) достоверно не отличалось от результатов в группе "Контроль" (88,2%), тогда как в группе "Холод" оно составляло лишь 61%. Таким образом, цеолиты Вангинского месторождения обладают явным протекторным свойством для клеток БАЛ при повреждающем действие холода. Сравнивая удельное количество клеток в группе "Цеолит+холод" (2,5·10 в 1 мл) с данными в группах "Контроль" (1,5·10 в 1 мл) и "Холод" (5,8·10 в 1 мл), а также относительное количество макрофагов и лимфоцитов в группах "Цеолит+холод" (48% макрофагов и 40% лимфоцитов), "Контроль" (60% и 30% соответственно) и "Холод" (23% и 65% соответственно).
Таблица 2
Биохимические показатели ПОЛ в гомогенате легких во всех экспериментальных группах
Показа-       тельГруппа
Церуло-плазмин (мг/100г)
Диеновые конъюгаты (нмоль/г)
МДА (нмоль/г)
Гидроперекиси (нмоль/г)
Витамин Е(мкг/г)
1. Контроль
39,02±2,54
221,7±14,8
8,84±1,22
90,6±4,4
205,4±7,4
2. Холод
28,36±3,07 (p<sub>1,2</sub><0,05)
294,1±21,6 (p<sub>1,2</sub><0,05)
12,71±1,00 (p<sub>1,2</sub><0,05)
124,4±9,7 (p<sub>1,2</sub><0,02)
177,3±7,0 (p<sub>1,2</sub><0,05)
3. Цеолит
35,66±2,41 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
235,5±9,9 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
8,88±0,98 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
89,4±4,8 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
190,1±5,5 (p<sub>1,3</sub>>0,1)
4.Цеолит+холод
34,78±1,14 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2.,4</sub><0,1)
247,3±10,8 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2.,4</sub><0,1)
9,56+0,81 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2.,4</sub><0,05)
116,6±11,7 (p<sub>1,4</sub><0,05 p<sub>2.,4</sub>>0,1)
197,9±4,8 (p<sub>1,4</sub>>0,1 p<sub>2.,4</sub><0,05)
В группе "Цеолит+холод" по сравнению с группой "Контроль" у макрофагов наблюдалось увеличение округлости на 8%, снижение округлости ядра на 6%, уменьшение длины на 7%,, уменьшение длины ядра на 9%, уменьшение площади на 11%,, уменьшение площади ядра на 32%, уменьшение ядерно-цитоплазматического соотношения на 14%. Морфологически макрофаги группы "Цеолит+холод" мало чем отличались от макрофагов контрольной группы. В цитоплазме отмечены фагосомы, предположительно заполненные цеолитом. Уменьшение на треть показателя "площадь ядра" может объясняться угнетающем действием холода, хотя в целом морфометрические показатели в группе "Цеолит+холод" были очень близки к контрольным. При сравнении макрофагов групп "Цеолит+холод" и "Холод" выявлено следующее: снижение округлости на 4% в группе "Цеолит+холод", увеличение длины на 7,7%, увеличение длины ядра на 10,2%, увеличение площади на 8,5%, увеличение площади ядра на 51%, увеличение ядерно-цитоплазматического соотношения в 4,4 раза. У лимфоцитов группы "Цеолит+холод" по сравнению с группой "Контроль" выявлено уменьшение округлости ядра лимфоцитов на 9%, уменьшение длины лимфоцита на 2,5%, увеличение площади лимфоцитов на 8,8%, увеличение площади ядра лимфоцитов на 3,7%, увеличение ядерно-цитоплазматического соотношения у лимфоцитов на 14%. Из этого следует, что лимфоциты в этой экспериментальной группе морфометрически незначительно отличались от лимфоцитов в группе "Контроль". При сравнении лимфоцитов групп "Цеолит+холод" и "Холод" мы выявили следующее: снижение округлости лимфоцита на 6,5%, увеличение длины лимфоцитов на 3%, уменьшение длины ядра на 2,7%, уменьшение площади на 5,5%, уменьшение ядерно-цитоплазматического соотношения на 15,5%.
Таким образом, предполагаемая установка для изучения внешних воздействий на животное позволяет изучать корригирующее воздействие препаратов-биопротекторов на холодовую травму в эксперименте на животных.