СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УСТОЙЧИВОСТИ МЕЛКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ К ЦИРКУЛЯТОРНОЙ ГИПОКСИИ
METHOD OF DETERMINING DEGREE OF SMALL LABORATORY ANIMALS STABILITY TO CIRCULATORY HYPOXIA

Изобретение относится к области медицины, в частности к авиационной, космической и морской медицине, может быть использовано в экспериментальных исследованиях в области водолазной медицины для повышения точности определения степени устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии, путем оценки динамики тяжести симптомов декомпрессионной болезни.
Известны способы определения индивидуальной устойчивости мелких лабораторных животных к гипоксической гипоксии путем использования искусственных дыхательных гипоксических газовых смесей. Определение основано на исследовании летальности животных при дыхании газовыми смесями со сниженным парциальным давлением кислорода. Адекватных способов определения устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии в настоящее время не существует. В то же время известны способы определения устойчивости мелких лабораторных животных к декомпрессионной болезни, одним из элементов патогенеза которой является развитие циркуляторной гипоксии. Поэтому возникновение у животных данного заболевания можно рассматривать как модель развития циркуляторной гипоксии (Власов В.В. Устойчивость организма к декомпрессии и некоторые пути ее повышения: автореф. дис.… канд. мед. наук / В.В.Власов - Л.: ВМедА, 1979. - 14 с.; Власов В.В. Профилактика декомпрессионной болезни у крыс лекарственными средствами и поверхностно-активными веществами / В.В.Власов // Косм. биолог. и авиакосм, мед. - 1985. - №5. - С.13-16; Нессирио Б.А. О методе радикального решения проблемы декомпрессии водолазов / Б.А.Нессирио - СПб., 2005. - 28 с.).
Недостатком существующих методов определения устойчивости животных к циркуляторной гипоксии является их невысокая точность, а также необходимость использования большого количества животных в связи с высокой частотой их гибели и невозможностью повторного участия в экспериментах. Так, ближайшим аналогом предлагаемого нами способа является методика, предложенная В.В.Власовым (Власов В.В. Устойчивость организма к декомпрессии и некоторые пути ее повышения: автореф. дис.… канд. мед. наук / В.В.Власов - Л.: ВМедА, 1979. - 14 с.), которая предполагает определение устойчивости крыс к декомпрессионной болезни с учетом клинической картины заболевания. Однако указанная методика не учитывает возможность регресса клинической картины заболевания у животных. Что в итоге приводит к снижению точности определения устойчивости животных к данному заболеванию.
Целью изобретения является повышения точности определения степени устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии.
Цель достигается тем, что используется способ определения степени устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии путем оценки динамики тяжести симптомов декомпрессионной болезни, причем в течение 2 часов после безостановочной 4-минутной декомпрессии из-под повышенного давления воздуха (Р=0,7 МПа, экспозиция 50 минут) наблюдают за состоянием животных и определяют степень выраженности и время наступления симптомов заболевания, а затем по формуле:
U=A+B+C+D+E,
где А - степень выраженности симптомов заболевания в течение первых 15-и минут после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл; изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 24 балла;
вялость, слабость животных, углубление изменений дыхания оценивается в 36 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 72 балла, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 108 баллов;
В - степень выраженности симптомов заболевания с 16-й по 30-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл; изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 12 баллов;
вялость, слабость животных, углубление изменений дыхания оценивается в 18 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 36 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 72 балла;
С - степень выраженности симптомов заболевания с 31-й по 60-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 6 баллов;
вялость, слабость животных, углубление изменений дыхания оценивается в 9 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 18 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 36 баллов;
D - степень выраженности симптомов заболевания с 61-й по 90-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл; изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 4 балла;
вялость, слабость животных, углубление изменений дыхания оценивается в 6 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 12 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 24 балла;
Е - степень выраженности симптомов заболевания с 91-й по 120-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 2 балла;
вялость, слабость животных, углубление изменений дыхания оценивается в 3 балла;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 6 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 12 баллов;
определяют индекс устойчивости животных к циркуляторной гипоксии (U) в баллах.
Животных, набравших 8 баллов и менее, относят к группе высокоустойчивых, 9-18 баллов - к группе устойчивых, с 19-45 баллов - к группе среднеустойчивых, 46-83 балла - к группе низкоустойчивых, 84-107 баллов - к группе неустойчивых, а получивших 108 и более баллов - к группе крайне неустойчивых к циркуляторной гипоксии. При этом животные, у которых отмечается летальный исход от декомпрессионной болезни (в независимости от сроков его наступления) признаются крайне неустойчивыми к циркуляторной гипоксии.
Способ реализуется следующим образом:
Используют способ определения степени устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии путем оценки динамики тяжести симптомов декомпрессионной болезни, причем в течение 2 часов после безостановочной 4-минутной декомпрессии из-под повышенного давления воздуха (P=0,7 МПа, время 50 минут) наблюдают за состоянием животных и определяют степень выраженности и время наступления симптомов заболевания, а затем по формуле:
U=A+B+C+D+E,
где А - степень выраженности симптомов заболевания в течение первых 15-и минут после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 24 балла;
вялость, слабость животных (в покое и при движении они всем туловищем лежат на полу камеры), углубление изменений дыхания оценивается в 36 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 72 балла, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 108 баллов;
В - степень выраженности симптомов заболевания с 16-й по 30-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 12 баллов;
вялость, слабость животных (в покое и при движении они всем туловищем лежат на полу камеры), углубление изменений дыхания оценивается в 18 баллов; после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 36 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 72 балла;
C - степень выраженности симптомов заболевания с 31-й по 60-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 6 баллов;
вялость, слабость животных (в покое и при движении они всем туловищем лежат на полу камеры), углубление изменений дыхания оценивается в 9 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 18 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 36 баллов;
D - степень выраженности симптомов заболевания с 61-й по 90-ю минуты после декомпрессии (баллы),
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 4 балла;
вялость, слабость животных (в покое и при движении они всем туловищем лежат на полу камеры), углубление изменений дыхания оценивается в 6 баллов;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонус мышц оценивается в 12 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 24 балла;
E - степень выраженности симптомов заболевания с 91-й по 120-ю минуты после декомпрессии (баллы);
при этом отсутствие симптомов декомпрессионной болезни оценивается в 1 балл;
изменения дыхания (учащение, прерывистость, участие в дыхании брюшной стенки), зуд кожи и болезненность при прикосновении к животному оценивается в 2 балла;
вялость, слабость животных (в покое и при движении они всем туловищем лежат на полу камеры), углубление изменений дыхания оценивается в 3 балла;
после отдельных судорожных явлений появление симптомов пареза задних конечностей, уменьшение подвижности животных и снижение тонуса мышц оценивается в 6 баллов, а наступление пареза всех четырех конечностей оценивается в 12 баллов;
определяют индекс устойчивости животных к циркуляторной гипоксии (U) в баллах.
Животных, набравших U 8 баллов и менее, относят к группе высокоустойчивых, 9-18 баллов - к группе устойчивых, с 19-45 баллов - к группе среднеустойчивых, 46-83 балла - к группе низкоустойчивых, 84-107 баллов - к группе неустойчивых, а получивших 108 и более баллов - к группе крайне неустойчивых к циркуляторной гипоксии. При этом животные, у которых отмечается летальный исход от декомпрессионной болезни (в независимости от сроков его наступления) признаются крайне неустойчивыми к циркуляторной гипоксии.
Например, необходимо определить устойчивость 3 крыс к циркуляторной гипоксии. Для этого помещают животных в барокамеру, повышают давление воздуха в ней до 0,7 МПа (60 мм вод.ст.), выдерживают под этим давлением 50 минут и в течение 4 минут снижают давление в барокамере до атмосферного. После этого наблюдают за животными в течение 120 минут.
У крысы №1 до 95-й минуты симптомы декомпрессионной болезни отсутствовали, на 96-й минуте после декомпрессии отмечались изменения в дыхании и зуд кожи, которые прекратились на 110-й минуте после декомпрессии. Используя формулу, получаем:
U=A+B+C+D+E,
U=1+1+1+4+1,
U=8.
Следовательно, такое животное мы отнесем к группе высокоустойчивых к циркуляторной гипоксии.
У крысы №2 до 18-й минуты симптомы декомпрессионной болезни отсутствовали, на 19-й минуте после декомпрессии появились изменения в дыхании, зуд кожи, на 42-й минуте после декомпрессии появилась вялость и слабость, животное лежало на полу барокамеры, на 73-й минуте после декомпрессии возникли судороги с последующим парезом задних конечностей, однако к 112-й минуте после декомпрессии симптомы парезов прошли, а сохранилась лишь слабость животного и его пассивное положение на полу барокамеры, наблюдавшиеся до 120-й мин после декомпрессии. Используя формулу, получаем:
U=A+B+C+D+E,
U=1+12+9+12+3,
U=37.
Следовательно, такое животное мы отнесем к группе среднеустойчивых к циркуляторной гипоксии.
У крысы №3 до 7-й минуты симптомы декомпрессионной болезни отсутствовали, на 8-й минуте после декомпрессии появились изменения в дыхании, зуд кожи, на 18-й минуте после декомпрессии появилась вялость и слабость, животное лежало на полу барокамеры, на 35 минуте после декомпрессии возникли отдельные судорожные явления с последующим парезом задних конечностей, а на 103 минуте после декомпрессии возник парез всех четырех конечностей, который наблюдался до 120 мин после окончания декомпрессии. Используя формулу, получаем:
U=A+B+C+D+E,
U=1+18+18+24+12,
U=73.
Следовательно, такое животное мы отнесем к группе низкоустойчивых к циркуляторной гипоксии.
Проведенные нами экспериментальные исследования на 215 животных убедительно доказали надежность использования данной формулы и высокую точность определения устойчивости крыс и мышей к циркуляторной гипоксии (Шитов А.Ю. Физиологическое обоснование рационального питьевого режима для профилактики декомпрессионной болезни при спусках на средние глубины: дис. … канд. мед. наук / А.Ю.Шитов - СПб.: ВМедА, 2007. - 216 с.; Шитов А.Ю. Способ определения индивидуальной устойчивости крыс к декомпрессионной болезни // А.Ю.Шитов, В.И.Кулешов / Усовершенствование способов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике. Сборник изобретений и рационализаторских предложений. Выпуск 38. - СПб., ВМедА, 2007. - С.115-116). Если проводить сравнение с ближайшим аналогом - методикой, предложенной В.В.Власовым, то при использовании нашего способа точность определения устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии повышается на 18,3%. Об этом свидетельствуют результаты проведенных нами экспериментов. Так, при проведении исследований В.В.Власовым, при определении степени тяжести декомпрессионной болезни у 118 крыс первично установленная степень тяжести заболевания была изменена на более тяжелую у 43 животных (из-за гибели их впоследствии), что составляет 36,4%. При проведении нами экспериментов на 215 животных первично установленная степень тяжести заболевания была изменена у 39 животных (из-за гибели их впоследствии), что составляет 18,1%. Таким образом точность определения устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии повышается на 18,3%.
Таким образом, используя способ определения устойчивости мелких лабораторных животных к циркуляторной гипоксии, путем оценки динамики тяжести симптомов декомпрессионной болезни, лицо, проводящее исследования в области водолазной медицины, сможет повысить точность определения устойчивости, а значит, возрастет точность всего экспериментального исследования.