СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ
METHOD OF MODELLING CHRONIC TOXIC NEPHROPATHY

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании патогенетических механизмов токсического действия цветных металлов, в частности никеля, на функциональное состояние почек.
Актуальность изучения особенностей влияния на человека ионов тяжелых и цветных металлов, поступающих из объектов производственной и окружающей среды, на сегодняшний день определяется значительным загрязнением ими природной среды, их стойкостью, способностью к кумуляции в объектах биосферы и высоким риском накопления в организме человека в больших количествах. Одним из таких токсикантов является никель (Киселева A.A. 1990 г., Устюшин Б.В. 2001 г., Дуева Л.А. 2006 г.). Особенно беспокоит тот факт, что никель может вызывать токсические эффекты при относительно низких уровнях воздействия, которые раньше считались безопасными. Согласно классификации опасности химических веществ по степени воздействия на организм никель относится к 1 классу - классу токсичных и опасных соединений (B.C.Кушнева, 1997). Проникая в организм человека, никель поражает практически все внутренние органы, в том числе и почки как основной экскреторный орган. Основным механизмом развития патологии почек под влиянием ионов цветных металлов, в частности никеля, является прямое их воздействие на эндотелиальные и мезангиальные клетки, тубулярный эпителий, базальные мембраны как гломерул, так и канальцев. Эти воздействия могут вызвать функциональные и морфологические изменения, приводящие к нефропатии.
Известен способ моделирования токсического поражения почек, создаваемого однократным подкожным введением нефротоксической смеси, состоящей из 0,5 мг уранилацетата, растворенного в 0,5 мл глицерина на 100 г массы тела (Джиоев И.Г. Экспериментально-клинический анализ механизмов действия минеральной воды «Тиб-2» на функции почек // Автореферат дис. на соиск. уч. ст. д.м.н. - 2003. - С.11). Данная модель взята в качестве прототипа.
Недостатками данного способа являются, во-первых, отсутствие хронического воздействия токсического вещества на организм, во-вторых, в качестве нефротоксического вещества используется специальная смесь, которая не присутствует в окружающей среде и не является ее загрязнителем.
У заявляемого изобретения имеются следующие существенные признаки: ежедневно 1 раз в сутки подкожно в течение 2 недель вводят раствор хлорида никеля в дозе 0,3; 0,5 и 0,8 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходится, соответственно 0,03; 0,05 или 0,08 мг никеля.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в создании модели хронической токсической нефропатии.
Решение этой задачи позволяет более полно изучить патофизиологические механизмы развития нефропатии при хроническом воздействии никеля, создать способ моделирования хронической токсической нефропатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения эксперимента на животных и экологически выгодный.
Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение содержит следующие существенные признаки: для создания модели хронической токсической нефропатии в качестве токсического вещества берется раствор хлорида никеля, вводят ежедневно 1 раз в сутки подкожно в течение 2 недель в дозе 0,3; 0,5 и 0,8 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходится, соответственно 0,03; 0,05 или 0,08 мг никеля.
У заявляемого изобретения имеются следующие преимущества: доступное, безопасное, воспроизводимое, относительно недорогое исследование способа моделирования токсической нефропатии путем подкожного введения раствора хлорида никеля.
Между признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует причинно-следственная связь: ежедневно 1 раз в сутки подкожно в течение 2 недель вводят раствор хлорида никеля в дозе 0,3; 0,5 и 0,8 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходится, соответственно 0,03; 0,05 или 0,08 мг никеля, что приводит к развитию хронической токсической нефропатии, таким образом, создается экспериментальный способ моделирования хронической токсической нефропатии, удобной для проведения эксперимента, экологически выгодный, повышающий воспроизводимость проявления токсической нефропатии.
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 токсической нефропатии, 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 нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».
Способ осуществляется следующим образом.
Хлорид никеля растворяется в дистиллированной воде таким образом, что на 0,1 мл раствора приходится 0,03 мг никеля для дозировки 0,3 мг/кг веса и 0,05 мг для дозировки 0,5 мг/кг веса и 0,08 мг для дозировки 0,8 мг/кг веса, т.е. 0,3 мг/кг веса = 0,03/100 г/0,1 мл раствора; 0,5 мг/кг веса = 0,05/100 г/0,1 мл раствора; 0,8 мг/кг веса = 0,08/100 г/0,1 мл раствора. На каждые 100 г веса крысы вводится 0,1 мл раствора хлорида никеля, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Полученный раствор хлорида никеля вводится ежедневно 1 раз в сутки подкожно в течение 2 недель.
Пример 1. 60 белым крысам-самцам линии Вистар ежедневно 1 раз в сутки подкожно в течение 2 недель вводят раствор хлорида никеля в дозе 0,3; 0,5 и 0,8 мг/кг веса животного в пересчете на металл, где на единицу раствора, равную 0,1 мл, приходится, соответственно 0,03; 0,05 или 0,08 мг никеля. По истечении срока эксперимента проводили изучение функционального состояния почек: изучали диурез, клубочковую фильтрацию, канальцевую реабсорбцию воды, экскрецию натрия и калия, их фильтрационные заряды и относительную канальцевую реабсорбцию натрия. Сравнение полученных в ходе эксперимента данных проводили с группой интактных животных (контрольная группа).
Полученные данные, вызванные подкожным введением 0,3; 0,5 мг/кг и 0,8 мг/кг хлорида никеля в течение 2 недель, свидетельствуют о нарушении функциональной способности почек, что выражается в достоверном снижении спонтанного диуреза, обусловленном угнетением клубочковой фильтрации при одновременном снижении канальцевой реабсорбции воды во всех группах животных (табл.1).
Таблица 1
Показатели водо-выделительной функции почек у крыс с введением хлорида никеля подкожно в дозе 0,3 мг/кг; 0,5 мг/кг и 0,8 мг/кг веса в условиях спонтанного диуреза (M±m).
Группы животных
Диурез
Клубочковая фильтрация
Канальцевая реабсорбция воды
мл/ч/100 г
мл/ч/100 г
%
Контрольная группа
0,085±0,003
12,18±0,42
99,41±0,038
Ni - 0,3 мг/кг веса2 нед
0,076±0,001*)
11,21±0,24*)
99,319±0,016*)
Ni - 0,5 мг/кг веса2 нед
0,077±0,001*)
10,929±0,135*)
99,298±0,009*)
Ni- 0,8 мг/кг веса2 нед
0,071±0,003*)
10,012±0,156*)
99,282±0,032*)
*) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля.
Наряду с водо-выделительной функцией почек нарушается и электролито-выделительная функция (табл.2). Данные показали, что повышение экскреции натрия обусловлено снижением канальцевой реабсорбции иона, на фоне достоверного снижения фильтрационного заряда.
Таблица 2
Изменение электролито-выделительной функции почек у крыс с введением хлорида никеля подкожно в дозе 0,3; 0,5 и 0,8 мг/кг веса в условиях спонтанного диуреза (M±m).
Группы животных
Экскреция Na
Фильтрационный заряд Na
Реабсорбция Na
Экскреция К
Фильтрационный заряд К
мкмоль/ч/100 г
%
мкмоль/ч/100 г
Контрольная группа
9,38±0,26
1658,16±52,93
99,49±0,092
6,32±0,36
53,85±1,47
Ni - 0,3 мг/кг веса2 нед
9,935±0,08*)
1490,61±33,65*)
99,29±0,016*)
6,49±0,073
45,02±0,89*)
Ni - 0,5 мг/кг веса2 нед
10,096±0,054*)
1443,59±17,05*)
99,30±0,0085*)
6,578±0,1
70,786±1,676*)
N1 - 0,8 мг/кг веса2 нед
10,202±0,18*)
1519,82±20,43*)
99,33±0,016*)
6,961±0,106
71,133±1,013*)
*) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля.
+
+
+
-
Животные забивались через 2 недели под тиопенталовым наркозом, которого достигали путем внутрибрюшинного введения тиопентала натрия в дозе 20 мг/100 г массы тела. Забирались ткани почек для исследования. Как известно, реабсорбция натрия в почечных канальцах является активным процессом и в нем принимает участие Na,K-АТФ-аза, являющаяся составной частью натриевого насоса. Полученные в ходе экспериментов данные свидетельствуют о том, что повышение экскреции натрия сопровождается достоверным падением активности Na,KАТФ-азы как в корковом, так и в мозговом веществах почечной ткани во всех группах животных. Причем, как видно из таблицы 3, изменения, отмечаемые в дозе 0,8 мг/кг веса животного, более выражены по сравнению с дозой 0,3 мг/кг, т.е. отмечается дозозависимость.
Таблица 3
Показатели активности Na<sup>+</sup>K<sup>+</sup>-АТФ-азы в гомогенатах коркового и мозгового слоев почечной ткани при интоксикации, вызванной хлоридом никеля (M±m).
Группы животных
Корковое вещество
Мозговое вещество
мкмоль Р<sub>н</sub>/мг белка/ч
мкмоль Р<sub>н</sub>/мг белка/ч
Контрольная группа
3,0±0,33
6,72±0,35
Ni - 0,3 мг/кг веса2 нед
2,21±0,08*)
5,39±0,13*)
Ni - 0,5 мг/кг веса2 нед
2,13±0,08*)
4,86±0,17*)
Ni - 0,8 мг/кг веса2 нед
2,067±0,05*)
4,35±0,21*)
*) - достоверность результатов опытных групп относительно контроля.
Все вышеописанные изменения вызваны интоксикацией никелем, т.к. исследование по его содержанию в почечной ткани и моче выявило достоверное его повышение как в почках, так и в моче при введении всех дозировок. Причем отмечается прямая корреляционная связь между дозой вводимого хлорида никеля и его содержанием в биосубстратах, т.е. выраженность изменений напрямую зависит от дозировки поступающего в организм хлорида никеля.
Таким образом, получена модель хронической нефропатии, вызванной хлоридом никеля, выражающаяся в нарушении водо- и электролито-выделительной функции почек и подтверждающаяся морфологической картиной, т.е. предлагаемый способ моделирования хронической токсической нефропатии показывает эффективность его использования.