СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ КАНЦЕРОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ДИЭТИЛНИТРОЗАМИНА У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
METHOD OF PREVENTION OF CARCINOGENIC ACTION OF DIETHYLNITROSAMINE IN EXPERIMENTAL ANIMALS

Изобретение относится к экологии, медицине, токсикологии, экспериментальной биологии, ветеринарии и может быть использовано при гепатоканцерогенезе с профилактической целью в группах повышенного риска по заболеваемости раком печени.
Неуклонный рост заболеваемости злокачественными новообразованиями делает все более актуальной проблему их профилактики, т.е. проблему разработки и применения средств, препятствующих неопластической трансформации клеток и дальнейшему развитию опухолей [Spom M.B. Suh N. Chemoprevention of cancer // Carcinogenesis. - 2000. - №.3. - P.525-530]. Причиной злокачественного роста могут быть канцерогенные нитрозосоединения. Нитрозосоединения широко применяются в промышленности в качестве компонентов промышленного топлива, антиоксидантов, являются промежуточными продуктами синтеза красителей, лекарственных препаратов и т.д. Исключительно важной особенностью нитрозаминов является возможность их образования из химических предшественников в объектах окружающей среды, в продуктах питания и даже в организме. Установлено, что N-нирозосоединения могут образовываться в желудочном соке животных и человека в результате взаимодействия нитритов и вторичных аминов или амидов, в том числе с некоторыми лекарственными соединениями (амидопирином, пиперазином, тетрациклином и др.) [Боговский П.А., 1985; Bellander B.T.D, Osterdahl B.G., Hadmar L., 1984.; Mirvisch S.S., 1975]. Эти агенты обладают широким спектром биологических эффектов, однако главным и, очевидно, наиболее опасным их свойством, является способность вызывать опухоли [N-Nitroso Compounds: Occurrence and Biological Effects and Relevance to Human Cancer. - Eds. I.K. O'Nei, R.C. von Borstel, C.T.Miller, J.Long and H.Bartsch. - Lyon: IARC, IARC Sci. Publ. №90. - 1988. - 500 рр].
Известны способы предупреждения возникновения доброкачественных и злокачественных опухолей, индуцируемых канцерогенными нитрозосоединениями, при помощи веществ, влияющих на разные этапы бластомогенного процесса: эндогенное образование канцерогенов, в частности, нитрозосоединений из неканцерогенных предшественников в организме, процессы метаболизма химических канцерогенов в организме, взаимодействие химических канцерогенов с ДНК, опухолевую трансформацию поврежденных канцерогеном клеток и дальнейшее развитие бластомогенного процесса. В связи с этим возникла насущная необходимость способов профилактики канцерогенного действия нитрозосоединений на организм человека.
Наиболее близким является способ [Джиоев Ф.К. Влияние селена, фенобарбитала, тетурама и четыреххлористого углерода на канцерогенное действие диэтилнитрозамина и 1,2-диметилгидрозина // Материалы III-го симп.: «Канцерогенные N-нитрозосоединения - действие, синтез, определение». Таллин. - 1978. - С.51-53] химиопрофилактики рака в эксперименте, предупреждая возникновение опухолей и супрессии печеночного канцерогенеза, индуцированного диэтилнитрозамином, дачу которого осуществляли с питьем в дозе 100 мг/л в течение первых 4 месяцев, с профилактической целью использовали селенисто-кислый натрий (селенит натрия) в дозе 6 ‰/л воды в течение 6 месяцев, который был взят нами за прототип.
Недостатком прототипа является то, что селенисто-кислый натрий токсичен в высоких дозах, нецелесообразно его применение в регионах с высоким содержанием селена в воде, почве и пищевых продуктах, сроки введения были сокращены.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа профилактики канцерогенного действия диэтилнитрозамина у экспериментальных животных.
Решение этой задачи обеспечивает значительное снижение канцерогенного действия диэтилнитрозамина. что выражается в достоверном снижении частоты возникновения неопластических изменений в ткани печени, множественности новообразований пищевода, более поздней малигнизации в печени и пищеводе в опытной группе по сравнению с контрольной, увеличении продолжительности жизни и выживаемости животных, снижении уровня перекисного окисления липидов, увеличении активности антиоксидантных ферментов - каталазы и церулоплазмина.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способ профилактики канцерогенного действия диэтилнитрозамина у экспериментальных животных имеет следующие существенные признаки: животным ежедневно вводят с кормом антиканцероген - порошкообразный фитоадаптоген «Чаговит» в дозе 50 мг/кг в течение 9 месяцев, затем с интервалом в 5 дней осуществляют одновременную дачу диэтилнитрозамина с питьем в дозе 100 мг/л в течение первых 4 месяцев.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что в качестве антиканцерогена используется препарат березового гриба чаги «Чаговит», который ведет к торможению бластомогенного процесса в печени и пищеводе, увеличению продолжительности жизни и выживаемости животных, снижению уровня перекисного окисления липидов, увеличению активности антиоксидантных ферментов - каталазы и церулоплазмина.
В связи с ростом заболеваемости и смертности населения растет производство синтетических лекарственных средств, обладающих широким спектром побочного действия. Поэтому все большим спросом пользуются нетоксичные природные препараты из народной медицины. Многолетние наблюдения (до 5-7 лет) больных IV стадией рака показали, что прием чаги способствует улучшению качества жизни у всех больных (кроме, крайне истощенных), а при длительном применении - увеличению продолжительности жизни в 2-3 раза, по сравнению с больными, не принимающими чагу. Чага обладает целым рядом важных для организма свойств: антиоксидантные, антитоксические, радиопротекторные, противовоспалительные, адаптогенные и пр. Она повышает энергетический обмен центральной нервной системы, регулирует нервно-рефлекторные реакции, нормализует защитную систему организма [Якимов П.А., Ступак М.Ф. Чага и ее лечебное применение при раке IV стадии. Медгиз, 1959.].
Заявляемый 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 авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня медицины, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность получения способа профилактики канцерогенного действия диэтилнитрозамина у экспериментальных животных, включающего ежедневное введение с кормом антиканцерогена, затем с интервалом в 5 дней осуществляют одновременную дачу диэтилнитрозамина с питьем в дозе 100 мг/л в течение первых 4 месяцев, отличающегося тем, что в качестве антиканцерогена применяют порошкообразный фитоадаптоген «Чаговит» в дозе 50 мг/кг в течение 9 месяцев, 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 эффективном и легко воспроизводимом способе профилактики токсического действия диэтилнитрозамина, путем приема препарата «Чаговит», что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».
Данный способ осуществляется следующим образом. Опухоли пищевода и печени индуцировали добавлением к питьевой воде диэтилнитрозамина (ДЭНА) в концентрации 100 мг/кг в течение первых 4 месяцев. Раствор ДЭНА давали контрольной и подопытной группам. За пять дней до начала дачи канцерогена, животным подопытной группы начинали вводить с кормом препарат «Чаговит» в дозе 50 мг/кг массы тела. По истечении времени эксперимента (9 месяцев) проводили макроскопическое исследование внутренних органов, гистологическое исследование тканей пищевода и печени. Полученные результаты в контрольной и подопытной группах сравнивали. По истечении второй серии эксперимента (4 месяца) оценивали интенсивность процессов ПОЛ по накоплению вторичных продуктов липидной пероксидации, основным из которых является малоновый диальдегид (МДА), а также определяли состояние антиоксидантной защиты (АОЗ) по уровню активности ключевого антиоксидантного фермента - каталазы и основного антиоксидантного белка плазмы крови - церулоплазмина (ЦП), изменение которого свидетельствует о проявлении адаптивной реакции.
Для гистологических исследований образцы тканей (печень, почка, 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 80×120×600.
Интенсивность процессов ПОЛ исследовали по накоплению вторичных продуктов липидной пероксидации, основным из которых является малоновый диальдегид (МДА) [Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения ПОЛ в сыворотке крови по тесту тиобарбитуровой кислоты // Вопросы мед. химии. 1981. №1. С.118-122]. Содержание МДА определяли спектрофотометрически в тесте с тиобарбитуровой кислотой с образованием триметинового комплекса с максимумом поглощения при 532 нм по методу Hunter Е.А. (1963), M.Uchiyama, M.Mihara (1978) в модификации Л.И.Андреевой и соавт. [Андреева Л.И., Кожемякина Л.А., Кишкун А.А. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобаритуровой кислотой // Лабораторное дело. 1988. №11. С.41-43]. Состояние антиоксидантной защиты (АОЗ) изучали по уровню активности ключевого антиоксидантного фермента - каталазы и основного антиоксидантного белка плазмы крови - церулоплазмина (ЦП), изменение которого свидетельствует о проявлении адаптивной реакции. Активность каталазы крови определяли фотометрически методом по Баху и Зубковой [Королюк М.А., Майорова И.Г. и соавт. Метод определения активности каталазы // Лаборатное дело. №1. С.16-19]. Содержание ЦП определяли простым колометрическим методом, разработанным Равиным (1956) и основанным на реакции окисления р-фенилендиамина [Колб В.Т., Камышников B.C. Справочник по клинической химии. Минск: Буларусь, 1982. 366 с.].
Сущность заявляемого способа подтверждается макроскопически и морфологически (для наглядности изменений в органах приводятся макро- и микрофотографии), а также в виде диаграмм, которые отражают процессы ПОЛ, активность каталазы и церулоплазмина в группах у животных интактного контроля, животных, получавших ДЭНА и ДЭНА в сочетании с препаратом «Чаговит».
Фиг.1. Опухоль печени, индуцированная диэтилнитрозамином (ДЭНА) у крысы; 9 месяцев после начала введения препарата.
Фиг.2. Гепатоцеллюлярный рак низкодифференцированный трабекулярный. Гематоксилин-эозин. х120.
Фиг.3. Гепатохолангиома. Гематоксилин-эозин. х120.
Фиг.4. Влияние препарата «Чаговит» на возникновение опухолей печени и пищевода, индуцированных у крыс диэтилнитрозамином (ДЭНА).
Фиг.5. Множественные папилломы пищевода.
Фиг.6. Изменение активности перекисного окисления липидов (уровня МДА, нмоль/л) в печени крыс при введении животным ДЭНА и ДЭНА в сочетании с фитоадаптогеном «Чаговит».
Фиг.7. Изменение активности каталазы (мкат/л) в сыворотке крови крыс при введении животным ДЭНА и ДЭНА в сочетании с фитоадаптогеном «Чаговит».
Фиг.8. Изменение активности церулоплазмина (мг/л) в крови у крыс при введении животным ДЭНА и ДЭНА в сочетании с фитоадаптогеном «Чаговит».
На крысах-самцам линии Вистар с исходной массой тела 130-140 грамм были проведены две серии опытов.
Пример 1. Первая серия - опыты по изучению влияния препарата «Чаговит» на возникновение опухолей печени и пищевода, индуцированных при помощи диэтилнитрозамина (ДЭНА). Опыты проводились на крысах-самцах линии Вистар с исходной массой тела 130-140 грамм, полученных из вивария Пятигорской фармацевтической академии. Животные содержались на пищевом рационе вивария. В качестве канцерогенного агента использовано вещество N-диэтилнитрозамин (ДЭНА), синтезированное в НИИ онкологии им. Н.Н.Петрова МЗ РФ. Опухоли печени и пищевода индуцировали по описанной методике (Ф.К.Джиоев, 1973) [Джиоев Ф.К. О влиянии некоторых адаптогенов на экспериментальный канцерогенез // Автореферат на соискание ученой степени канд. мед. наук. - Л., 1966] добавлением к питьевой воде ДЭНА в концентрации 100 мг/л воды в течение 4 месяцев. Животные были разделены на 2 группы - контрольную (30 крыс) и подопытную (23 крысы). Животные контрольной группы получали только гепатоканцероген. Животные подопытной группы, наряду с канцерогеном, получали «Чаговит» в дозе 50 мг/кг ежедневно с кормом на протяжении всего эксперимента. Продолжительность опыта составила 36 недель. Животных по окончании эксперимента умерщвляли парами фторотана, вскрывали и проводили макроскопическое исследование внутренних органов.
При анализе микроскопических изменений в печени и пищеводе крыс основывались на классификации опухолей лабораторных животных, предложенной Международным агентством по изучению рака [Pathology of tumors in laboratory animals. Vol.1. Tumors of rat. Sekond adetion. Edited by V.S.Turusov and U.Mohr.-Lyon: IARC Scientific Publicaitions №99. - 1990. - 754 р.]. Об эффективности модифицирующего воздействия на канцерогенез судили по изменению количества крыс с неопластическими процессами, среднего латентного периода возникновения новообразований, индекса множественности в опытной группе по сравнению с контролем.
Результаты: в контрольной группе неопластические изменения в ткани печени обнаружены у 89,7% от эффективного числа животных (29 крыс) (см. Фиг.1). Первая крыса с предопухолевыми изменениями в печени пала на 12-й неделе эксперимента. Микроскопическое изучение ткани печени (см. Фиг.2, 3) показало наличие гиперплазии протоков и очагов эозинофильно- и базофильноклеточной гиперплазии гепатоцитов. Злокачественные новообразования впервые были идентифицированы у трех крыс контрольной группы, павших на 21 неделе опыта: высокодифференцированный гепатоцеллюлярный рак и холангиоцеллюлярный рак, развившийся на фоне цирроза и гиперплазии протоков и/или гепатоцитов.
Суммарно при морфологическом анализе неопластических изменений у 16 крыс контрольной группы идентифицирован высоко-, умеренно- или низкодифференцированный гепатоцеллюлярный рак, у 8 крыс - гепатоцеллюлярная аденома, у 3 - холангиоцеллюлярный рак, у 5 - холангиомы, у 6 - кавернозная гемангиоэндотелиома. Эти процессы развивались на фоне диффузных и очаговых гиперплазий гепатоцитов и/или протоков, а также цирротических процессов разной степени выраженности (Табл.1).
В группе животных, получавших «Чаговит», неопластические изменения ткани печени обнаружены у 72,7% от эффективного числа животных (22 крысы). Микроскопический анализ гистологического материала показал, что в данной группе в 11 случаях имел место гепатоцеллюлярный рак, в 3 - гепатоцеладенома, в 2 - кавернозная гемангиоэндотелиома, в 1 - холангиокарцинома, в 1 - холангиома. (Фиг.4.)
Опухоли пищевода (табл.2) развились у 82,8% крыс контрольной группы от эффективного числа животных (29 крыс), индекс множественности составил 5,3±0,55 опухоли на крысу. Во всех случаях опухоли располагались на слизистой оболочке пищевода и имели вид округлых образований диаметром 0,2-0,6 см (см. Фиг.5.).
Гистологически новообразования классифицированы как папилломы с дисплазией и малигнизацией базальноклеточного типа, высокодифференцированный и низкодифференцированный плоскоклеточный рак. В группе животных, получавших «Чаговит», новообразования пищевода развились у 63,6% крыс от эффективного числа животных (22 крысы) при индексе множественности 3,4±0,69, т.е. индекс множественности снижался в 1,7 раза, процент торможения составил - 35,8%.
Таблица №2.Влияние препарата «Чаговит» на возникновение опухолей пищевода, индуцированных у крыс диэтилнитрозамином (ДЭНА).
группа
Воздействия
Количество учтенных животных
Количество животных с опухолями (%)
Среднее кол-во опухолей на 1 животное (M±m)
Торможение возникновения опухолей в % <img file="00000002.tif" he="11" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
p
Контроль
ДЭНА
29
24 (82,8%)
5,3±0,55
Опыт
ДЭНА + «Чаговит»
22
14 (63,6%)
3,4±0,69
-35,8%
0,05
В условиях проведенного эксперимента применение препарата «Чаговит» приводило к достоверному снижению частоты возникновения неопластических изменений в ткани печени, множественности новообразований пищевода, более поздней малигнизации в печени и пищеводе в опытной группе по сравнению с контрольной.
Пример 2. Вторая серия - опыты по изучению влияния препарата «Чаговит» на активность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и эффективность антиоксидантной защиты (АОЗ) путем оценки изменения каталазной активности и основного антиоксидантного белка плазмы крови церулоплазмина (ЦП).
Животные были разделены на две группы - контрольную (30 крыс) и подопытную (23 крысы). Животные первой группы получали только ДЭНА по описанной выше методике. Животные подопытной группы наряду с канцерогеном получали препарат «Чаговит» с кормом в дозе 50 мг/кг на протяжении всего эксперимента. Продолжительность опыта составила 16 недель. Животных убивали путем декапитирования в сроки спустя 2 недели, 4 нед., 8 нед., 12 нед., 16 нед.
Полученные результаты (Фиг.6-8.) свидетельствуют о достоверном увеличении активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах крыс опытных групп по сравнению с этими показателями у животных из группы "без воздействия". Таким образом, воздействие препаратов восстанавливает интенсивность реакций свободнорадикального окисления до значений, соответствующих здоровому организму.
Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод о том, что использование препарата «Чаговит привело к улучшению общего состояния животных, которое проявляется в снижении перекисного окисления липидов и увеличении антиоксидантной активности, уменьшении степени интоксикации. Полученные данные подтверждают высказанное целым рядом исследователей мнение о том, что нарушение баланса в системе ПОЛ-АОЗ является одним из основных механизмов, способствующих прогрессированию злокачественного процесса. Вследствие этого, следует признать патогенетически обоснованным применение препаратов с антиоксидантной активностью при гепатоканцерогенезе [Александров В.А., Беспалов В.Г. Принципы и перспективы химиопрофилактики рака // Вопросы онкологии. 1991. №4. С.387-393; Sporn М.В. Suh N. Chemoprevention of cancer. Carcinogenesis. 2000; 3: 525-530]. В условиях проведенного эксперимента применение вышеуказанных препаратов приводило к восстановлению нарушенного баланса в системе ПОЛ-АОЗ, перспективно с целью возможного снижения риска развития первичного рака печени в группах повышенного риска.
Чага является одним из наиболее интересных источников БАВ, хотя недостаточно изученным и противоречивым. Она обладает специфическим противоопухолевым и цитотоксическим действием, но в то же время длительное применение, даже у больных раком IV стадии, независимо от локализации опухоли, улучшало общее состояние, способствовало нормализации физиологических функций организма, нарушенных патологическим процессом, за исключением крайне истощенных больных. Фармакологическое действие чаги осуществляется, предположительно, присутствием в ней полифенольного хромогенного гуминоподобного комплекса меланина. Очевидно, биологически активные вещества чаги модулируют клеточный метаболизм на уровне центральной и периферической нервной системы, а через них вызывают коррекцию процессов биорегуляции защитных систем и резервов организма [Даркшевич Ю.Н. Чага и ее лечебное применение при раке IV стадии. Медгиз, 1959, с.318-325].