СПОСОБ ОЦЕНКИ АНАБОЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ
METHOD FOR ASSESSING ANABOLIC ACTION OF MEDICINAL PREPARATIONS

Изобретение относится к медицине, а именно к фармакологии, гистологии и патологической анатомии, и может быть использовано для морфологической оценки анаболического действия лекарственных препаратов.
Одним из клинических проявлений анаболического действия лекарственных препаратов является увеличение объема скелетной мышечной ткани. Этот процесс может осуществляться по саркоплазматическому или миофибриллярному типу (Foss М, Kateyian S.: «Fox′s Physiological Basis for Exercise and Sport.» McGraw Hill. 1998.; G.T. Mangine, N.A. Ratamess, J.R. Hoffman, A.D. Faigenbaum, J. Kang, A. Chilakos The effects of combined ballistic and heavy resistance training on maximal lower - and upper-body strength in recreationally trained men / J Strength Cond Res, Vol. 22 (2008), 132-139).
Рост мышцы при гипертрофии неизменно сопряжен с активацией процессов синтеза белков на рибосомах (Bodine SC et al. Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol. 2001 Nov; 3 (11): 1014-9.; Pallafacchina G, Calabria E, Serrano A, Kalhovde JM & Schiaffmo S (2002). A protein kinase B-dependent and rapamycin-sensitive pathway controls skeletal muscle growth but not fiber type specification. Proc Natl Acad Sci USA 99, 9213-9218), то есть с активацией биосинтетических процессов в миосимпластах мышечных волокон. Масса и объем скелетной мышцы может меняться за счет изменения содержания белка, реализуемого через изменение числа ядер миосимпластов, скорости процессов транскрипции, трансляции и интенсивности протеолиза.
Известен способ морфологической оценки гипертрофии мышечных волокон путем биопсии с последующим микроскопическим исследованием и определением площади поперечного сечения мышечных волокон морфометрическими методами, который используется для диагностики нейродистрофических состояний, анаболического действия лекарственных препаратов.
Однако известный способ недостаточно точен, т.к. мышечная ткань при биопсии сильно сокращается и нормальное расположение мышечных волокон нарушается. Площадь поперечного сечения мышечных волокон - величина значительно варьирующая. Она зависит от места, где взята биопсийная проба, угла сечения, количества разрезов мышечного волокна (Hoppeler, Н. Exercise-induced ultrastructural changes in skeletal muscle. 1986. Int. J. Sports Med. 7, 187-204).
Наиболее близким по достигаемому техническому результату является способ оценки функциональной (биосинтетической) активности клеток путем окраски срезов, позволяющий дифференцировать в ядрах эу - и гетерохроматин (Яцковский, А.Н. Метод оценки функциональной активности клеточных ядер / А.Н. Яцковский // Арх. анат. - 1987. - Т. 92. - Вып. 1. - С. 76-79) и по преобладающему типу хроматина оценить интенсивность процессов транскрипции, а следовательно и биосинтетической активности клеток. Способ заключается в заборе участка скелетной мышцы для исследования, гистологической проводке материала, морфометрической оценке гипертрофии мышечных волокон путем измерения поперечного сечения мышечных волокон, изготовления и окраски гистологических препаратов на ядрышковые организаторы альциановым синим и сафранином, имеющих разную молекулярную массу. Различие размеров молекул определяет их способность диффундировать в неодинаковые по плотности структуры. Вследствие этого гетерохроматин окрашивается сафранином, а эухроматин - альциановым синим.
Способ достаточно прост и воспроизводим, используется для диагностики нейродистрофических состояний, анаболического действия лекарственных препаратов, но недостаточно точен из-за низкой информативности, что приводит к затруднению дифференцировки, кроме того, требует учитывать особенности фиксации скелетных мышц.
Авторы предлагают способ оценки анаболического действия лекарственных препаратов, позволяющий с высокой точностью оценить морфологические признаки анаболического действия лекарственных препаратов.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности оценки анаболического действия лекарственных препаратов за счет подбора комплекса современных методов исследования (гистологического, гистохимического и морфометрического), позволяющих оценить гипертрофию и биосинтетическую активность мышечных волокон скелетной мышечной ткани.
Технический результат достигается тем, что интенсивность биосинтетических процессов в миосимпластах достигается путем определения (измерения) поперечного сечения мышечных волокон, подсчета среднего количества гранул серебра на 1 ядро миосимпласта и определения процентного содержания ядер с 1, 2, 3 и более гранулами в сравнении с интактными (контрольными) животными.
Способ осуществляют поэтапно следующим образом:
1. Забор участка скелетной мышцы для исследования и изготовление гистологических препаратов.
После эвтаназии экспериментальных животных методом декапитации, мышечную область левой задней конечности освобождают от соединительной и жировой ткани, из центральной ее части вырезают кусочки размером 0,5×0,3 см и помещают в 10% раствор забуференного формалина. Гистологический материал фиксируют 24 часа. Используют проводку с изопропанолом и заливку в парафин (Пешков М.В. Метод гистологической проводки тканей с использованием изопропанола и минерального масла / М.В. Пешков, И.И. Дыгало // Архив патологии. - 2009. - №3. - С. 39-41). Срезы тканей толщиной 6-8 мкм изготавливают на ротационном микротоме. Гистологические препараты окрашивают гематоксилином и эозином на ядрышковые организаторы (Бобров И.П. Модификация гистохимического метода выявления ядрышковых организаторов на гистологических срезах / И.П. Бобров, A.M. Авдалян, В.В. Климачев и др. // Архив патологии. - 2010. - №3. - С. 35-37).
2. Ход определения.
Оценивают гипертрофию мышечных волокон путем измерения поперечного сечения мышечных волокон. Для этого препараты, окрашенные гематоксилином и эозином, рассматривают в светооптическом микроскопе ЛОМО Микмед-6 на увеличении ×400. Изготавливают снимки гистологических препаратов с использованием цифровой камеры Canon PS А520. Препараты анализируют на фотографиях с помощью программного пакета Axio Vision 3.4LE.
Определение биосинтетической активности ядер миосимпластов производят путем изучения гистологического препарата и подсчета среднего количества гранул серебра на 1 ядро и определения процентного содержания ядер с 1, 2, 3 и более гранулами на увеличении ×400 светооптического микроскопа.
При определении поперечного сечения мышечных волокон и подсчете среднего количества гранул серебра на 1 ядро миосимпласта и определения процентного содержания ядер с 1, 2, 3 и более гранулами анализируют не менее 100 мышечных волокон.
Заявляемый способ позволяет с высокой точностью оценить морфологические признаки анаболического действия лекарственных препаратов.
Корректность оценки анаболического действия лекарственных препаратов была апробирована экспериментальным путем.
Эксперименты проводились на 30 аутбредных крысах-самцах сток Вистар массой 200-250 г, которые находились в индивидуальных клетках в условиях стандартной лабораторной диеты. Для создания необходимых экспериментальных условий животные были разделены на 2 группы: 1-я группа - интактные крысы; 2-я группа - крысы, которые получали лекарственный препарат.
Результаты исследований представлены в примерах 1-2.
Пример 1. Установлено, что у крыс 1-й группы средний размер поперечного среза мышечного волокна составил 4,7±0,16 мкм. При этом процент ядер с одним ядрышковым организатором составил 46%, с двумя - 48%, с тремя и более - 6%.
Пример 2. У крыс 2-й группы средний размер поперечного среза мышечного волокна составил 5,9±0,14 мкм, что в 1,3 раза превышало показатели в 1-й группе (p<0,05). При этом процент ядер с одним ядрышковым организатором уменьшился в 1,5 раза (31,6%), с двумя практически не изменился (49,2%), а с тремя возрос в 3,2 раза до 19,2% (p<0,001).
Таким образом, полученные результаты наглядно демонстрируют точность применения заявляемого способа, позволяющего с высокой точностью морфологически оценивать анаболический эффект лекарственных препаратов.