СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТОКСИЧЕСКОЙ ЭНЦЕФАЛОПАТИИ У МЕЛКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ПАРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РТУТИ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR TOXIC ENCEPHALOPATHY IN SMALL LABORATORY ANIMALS IN CHRONIC ACTION OF METALLIC MERCURY VAPOUR

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной медицине, и может быть использовано для диагностики токсической энцефалопатии при хронической ртутной интоксикации. Одним из наиболее частых и опасных проявлений ртутной интоксикации является токсическая энцефалопатия, которая нередко прогрессирует с течением времени и вызывает развитие нейродегенеративного процесса, существенно снижая качество жизни. Вместе с тем недостаточная эффективность существующих методов реабилитации определяет необходимость проведения исследований по изучению причин и характера структурно-морфологических поражений нервной ткани при ртутных нейроинтоксикациях. Решение данной проблемы невозможно без создания адекватной модели на экспериментальных животных и наличия высокоинформативных критериев оценки функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС).
Для диагностики функционального состояния ЦНС у лабораторных животных (белые крысы, белые мыши) чаще всего используют тесты, оценивающие их поведенческую активность. Известны способы оценки токсического поражения ЦНС при моделировании постгеморрагической, постгипоксической и токсической энцефалопатии по изменению условно-рефлекторной деятельности и поведенческой активности [2, 7-10]. Прототипом является способ диагностики отдаленной токсической энцефалопатии у экспериментальных животных по изменению двигательной активности и эмоционального состояния белых крыс, ориентировочно-исследовательского поведения, состояния мышечного тонуса в сравнении с контрольной группой [6]. Однако данные методы лишь косвенно подтверждают наличие патологического процесса в ЦНС, являются достаточно трудоемкими, при этом на изучение поведенческой активности требуется продолжительный период времени (до 2 недель). В то время как электроэнцефалография (ЭЭГ) существенно повышает достоверность развития токсического поражения ЦНС при хронической ртутной интоксикации и в более короткие сроки подтверждает наличие патологии нервной системы.
Задачей, решаемой данным изобретением, является разработка способа диагностики токсической энцефалопатии у мелких лабораторных животных с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ-диагностики).
Поставленная задача решается путем измерения электроэнцефалографических показателей у мелких лабораторных животных после проведения затравки ртутью с последующим определением канонической величины и отнесения животных к группе с наличием признаков токсической энцефалопатии или к группе без признаков отравления.
Способ осуществляется следующим образом.
2
2
После проведения затравки парами металлической ртути мелких лабораторных животных и вживления электродов в головной мозг на 3-4 день после вживления регистрируется ритмическая электрическая активность коры головного мозга: β-ритм в височно-затылочном отведении Р3, δ-ритм в отведении Р3, δ-ритм в теменном отведении F4, β-ритм в отведении F4. Рассчитывается каноническая величина по формуле:
1
2
3
4
Кв=1,6+1,6×а-1,2×а+0,7×а-0,4×а, где
Кв - каноническая величина
1,6 - константа
1,6; -1,2; 0,7; -0,4 - дискриминантные коэффициенты;
1,2,3,4
1
2
2
3
4
2
а - числовые значения результатов исследования биоэлектрической активности головного мозга: а - процентное содержание β-ритма в отведении Р3, а - процентное содержание δ-ритма в отведении Р3, а - процентное содержание δ-ритма в отведении F4, а - процентное содержание β-ритма в отведении F4.
При Кв больше 1,6 делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия ртути на головной мозг; при Кв меньше или равно 1,6 у животного диагностируют токсическую энцефалопатию.
Известно применение электроэнцефалографии для исследования состояния ЦНС лабораторных животных. Так, в работе Мурика С.Э. регистрировали уровень постоянного потенциала (УПП) и омего-потенциала ЭЭГ с поверхности неокортекса у крыс при ишемии для тонкой дифференцировки метаболического и функционального состояния нервной ткани [3]. С.В.Крапивин с соавт. проводил с применением энцефалографии нейрофизиологический анализ действия антигипоксантов в сравнении с психотропными средствами при изучении антигипоксической активности препаратов [4]. Другими исследователями изучалось влияние ноотропного средства цереброкраста на ЭЭГ у бодрствующих крыс при ишемии мозга [5].
В данном способе электроэнцефалография применяется для диагностики признаков интоксикации ртутью. Нами были выявлены наиболее информативные электроэнцефалографические показатели, позволяющие определить каноническую величину для отнесения животных к группе с наличием признаков токсической энцефалопатии или к группе без признаков отравления.
2
2
Было установлено, что достоверно разграничить белых крыс без ртутной интоксикации и животных с нейроинтоксикацией парами металлической ртути позволила совокупность следующих наиболее информативных параметров ЭЭГ: β-ритм в височно-затылочном отведении Р3, δ-ритм в отведении Р3, δ-ритм в теменном отведении F4, β-ритм в отведении F4.
Достоверность полученных информативных показателей ЭЭГ животных с ртутной интоксикацией и без нее по результатам дискриминантного анализа представлена в таблице.
Достоверность информативных показателей ЭЭГ животных с хронической ртутной интоксикацией и контрольных белых крыс
№
Показатели
F включения
Р
1.
β<sub>2</sub>-ритм в отведении Р3
6,14
0,017
2.
δ-ритм в отведении Р3
8,2
0,003
3.
δ-ритм в отведении F4
12,8
0,002
4.
β<sub>2</sub>-ритм в отведении F4
16,3
0,00007
2
2
Предлагаемый способ был применен в эксперименте на беспородных белых крысах в количестве 16 особей массой 180-240 г (8 - особей опытная группа, 8 особей - контрольная группа). Ингаляционную динамическую затравку парами металлической ртути опытной группы животных проводили в течение 7 недель. Стереотаксические манипуляции проводились под анестезией. Электроды вживлялись в височно-затылочную (отведение Р3) и теменную (отведение F4) зоны коры головного мозга белых крыс, индифферентный электрод крепился в носовых костях [1]. Регистрация ритмической электрической активности коры головного мозга белых крыс проводилась на 3-4 день после вживления. Регистрировались β-ритм в височно-затылочном отведении Р3, δ-ритм в отведении Р3, δ-ритм в теменном отведении F4, β-ритм в отведении F4.
Далее рассчитывали каноническую величину по приведенной выше формуле и делали соответствующее заключение.
Пример 1: крыса из опытной группы животных. После затравки парами ртути у животного имелись нарушения поведенческих реакций с высоким уровнем негативно-эмоционального состояния в виде отсутствия паттерна «стойка с упором», увеличения длительности акта «груминг», с выраженной агрессивностью в виде завершенных атак на «чужака», с нарушением видоспецифического ориентировочно-исследовательского поведения, проявившегося в уменьшении количества и длительности акта «норка». Белой крысе после вживления электродов проводилась ЭЭГ, определены следующие числовые значения:
1
2
3
4
а - 5,5%; а - 15,5%; а - 16%; а - 46%
Кв=1,6+1,6×5,5-1,2×15,5+0,7×16-0,4×6=0,6
Заключение: 0,6<1,6, в данном случае имеют место признаки воздействия ртути на центральную нервную систему, токсическая энцефалопатия, проявляющаяся в дезорганизации биоэлектрической активности мозга.
Пример 2: крыса из опытной группы животных. У животного имелись признаки нарушения поведенческих реакций с высоким уровнем негативно-эмоционального состояния, с четко выраженной агрессивностью. Животному проводилась ЭЭГ. определены следующие числовые значения:
1
2
3
4
а - 3%; а - 10%; а - 12%; а - 3%
Кв=1,6+1,6×3-1,2×10+0,7×12-0,4×3=1,6
Заключение: 1,6=1,6, в данном случае также имеются признаки воздействия ртути на центральную нервную систему, проявляющиеся в дезорганизации биоэлектрической активности мозга, диагноз: токсическая энцефалопатия.
Пример 3: крыса из контрольной группы животных. Поведение животного соответствовало видоспецифическому поведению, характерному для грызунов с нормальным уровнем ориентировочно-исследовательской активности (с выполнением актов «норка», «вертикальная стойка», «стойка с упором»), эмоционального состояния (с соответствующими количеством выполнений и длительностью паттерна «груминг»), с отсутствием атак на «чужака». Белой крысе проводилась ЭЭГ, определены следующие числовые значения:
1
2
3
4
а - 3%; а - 5,5%; а - 6%; а - 2%
Кв=1,6+1,6×3-1,2×5,5+0,7×6-0,4×2=3,2
Заключение: 3,2>1,6, в данном случае нет признаков воздействия ртути на центральную нервную систему.
Способ расширяет спектр критериев и методов оценки патологического процесса в ЦНС при моделировании токсической энцефалопатии. Предлагаемый способ позволяет диагностировать органические поражения головного мозга белых крыс при ртутной нейроинтоксикации при меньших затратах времени на выполнение обследования по сравнению с исследованием поведенческих реакций лабораторных животных.
Литература
1. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. / Я.Буреш, О.Бурешова, Д.П.Хьюстон. - М.: Высшая школа, 1991.
2. Моделирование фокальной ишемии головного мозга. / Чехонин В.П., Лебедев С.В., Петров С.В. с соавт. // Вестник РАМН, 2004. - №3. - С.47-54.
3. Мурик С.Э. Омегоэлектроэнцефалография - новый метод оценки функционального и метаболического состояния нервной ткани. / С.Э.Мурик // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2004. - Т.3. - №1. - С 188-194.
4. Нейрофизиологический анализ действия антигипоксантов в сравнении с психотропными средствами. / С.В.Крапивин, А.Ю.Малышев, А.В.Харитонов, О.С.Ермишина и др. // Вестник РАМН. - 2002. - №8. - С.32-37.
5. Плотников М.Б. Влияние цереброкраста на локальный мозговой кровоток и ЭЭГ у бодрствующих крыс при ишемии мозга. / М.Б.Плотников, О.Е.Ваизова, Н.И.Суслов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1995. - т.117. - №3. - С.296-298.
6. Способ диагностики отдаленной токсической энцефалопатии у экспериментальных животных. RU 2383060 С2; G09B 23/28; 27.02.2010 г.
7. Способ моделирования гипоксической энцефалопатии. RU 2253152 С2, 03.07.2003.
8. Способ моделирования отдаленной токсической энцефалопатии. RU 2341828, G09 23/28, 20.12.2008.
9. Способ моделирования постгеморрагической энцефалопатии. RU 2257620 С1. 27.07.2005.
10. Способ моделирования постгипоксической энцефалопатии и связанных с ней нарушений в системе крови. RU 2240604 С1, 20.11.2004.