СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ КАРДИОВАЗОРЕНАЛЬНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ У КРЫС Российский патент 2008 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано для изучения механизмов формирования, прогрессирования и терапии кардиальных заболеваний.

Экспериментальные модели артериальной гипертензии (АГ) широко используются для изучения механизмов формирования заболевания, выяснения роли различных факторов внешней и внутренней среды в становлении патологических процессов, дают возможность подробно изучить патогенез и изыскать средства для рационального терапевтического вмешательства и профилактики [1, 5].

Изучение патогенетических и саногенетических аспектов АГ обычно проводится с использованием экспериментальных моделей, сопровождающихся стойким повышением артериального давления (АД), сходными с изменениями у человека. Однако в каждой из известных моделей артериальной гипертензии за основу берется только один фактор инициации роста АД. Это может быть экспериментальная АГ, связанная с потреблением большого количества поваренной соли по методу Г. Селье [10], в которой «солевой фактор» интегрируется с повышенной чувствительностью животных к натрию (мембранопатии, дефицит простагландинов и т.д.), вызывая увеличение уровня АД. Предложена модель ренальной гипертензии по Гольдблатту, активирующая изолированно рениновый механизм гипертензии путем наложения зажимов на одну почечную артерию [2]. Разработаны генетические модели артериальной гипертензии. Для изучения влияния генетической предрасположенности к эмоциональному стрессу на формирование устойчивой АГ селекционирована линия крыс НИСАГ с повышенной чувствительностью к стрессирующим факторам [11]. На данной модели установлены регуляторные механизмы гомеостаза у крыс линии НИСАГ, вызванные долговременной адаптацией к холоду и сопровождающиеся изменением глюкокортикоидной функции надпочечников и лимфоидных органов крыс (тимус, лимфатические узлы).

Таким образом, недостатком известных вариантов моделирования артериальной гипертензии является формирование монофакторной, изолированной патологии становления АГ. Узкоспециализированное моделирование АГ затрудняет выполнение объектового анализа изменений сердечно-сосудистой системы и ограничивает спектр мониторирования эффективности гипотензивных средств применительно к реальным формам АГ.

В реальных, клинических условиях согласно экспертам ВОЗ (1999) рекомендуется проводить комплексную оценку широкого ряда факторов, позволяющую объективно осуществлять стратификацию риска, прогнозируя течение артериальной гипертензии и эффективность ее лечения. В связи с этим для изучения механизмов формирования и развития АГ, разработки новых подходов в лечении с применением современных достижений науки и техники исследователям часто требуется мультифакторная модель АГ.

Конкретных рекомендаций по моделированию мультифакторных нарушений системы кровообращения, характерных для реальной АГ, путем сочетания влияния описанных патогенных факторов в доступной литературе нет.

Задача изобретения - создание экспериментальной модели артериальной гипертензии, основанной на совокупности патогенетических механизмов повышения артериального давления, наиболее точно отражающей вазомоторные механизмы сосудистого эндотелия церебрального русла и комплексные изменения циркуляторного гомеостаза при артериальной гипертензии у крыс с минимальной смертностью животных.

Для решения поставленной задачи использовались белые крысы линии Вистар, выведенные в питомнике РАМН «Столбовая» (ветеринарное свидетельство №14 от 10.10.2002). Для воспроизведения экспериментальной модели использованы половозрелые особи мужского пола, средней массой 180,5±10,6 г. При разработке модели отрабатывалось воспроизведение нескольких аналогичных экспериментальных состояний, все варианты модификаций воспроизводимых моделей анализировались на основании репрезентативных измерений АД, выполненных при помощи системы неинвазивного мониторирования кровяного давления у крыс ML U/4c501 методом хвостовой манжеты (MedLab, Китай). Отобраны были те модели, при воспроизведении которых достигалась стабильная артериальная гипертензия при отсутствии смертности экспериментальных животных.

Способ моделирования кардиовазоренальной артериальной гипертензии осуществляют следующим образом. Животные в течение 14 дней находятся на специальной полусинтетической нефрокардиовазопатогенной диете, насыщенной электролитами (табл.1). В полусинтетическую диету был включен холестерин, как один из факторов, активизирующих липидные нарушения, процессы склерозирования сосудов и негативно влияющий на миокард и вазомоторный аппарат эндотелия. Среди патогенетически ориентированных факторов базовой являлась солевая нагрузка, была выполнена сенсибилизация крыс заменой питьевой воды на 1% раствор хлорида натрия. Одновременно электролитный дисбаланс усугублялся резким дефицитом солей калия и магния в суточном рационе (менее 50 г/кг) и избытком солей натрия, значительную роль при этом играло патологическое соотношение K/Na (1:18 в сравнении с нормальным 1:0,9). Таким образом, в модели кардиовазоренальной АГ инициируются механизмы, характеризующиеся дисэлектролитемией, дислипидемией, нефрокальцинозом [2, 8, 9]. Обуславливающим фактором служили ежедневные внутримышечные инъекции гидрокортизона ацетата из расчета 1,5 мг на 100 г массы животного, вызывающие выраженные нарушения гуморального механизма контроля уровня АД и усугубляющего используемые нагрузки натрия. На 15-е сутки эксперимента животные подвергаются холодовому стрессу (содержанием их при +4°С в течение 4 часов), тем самым вовлекая в каскад патологических процессов центральный аппарат регуляции АД. Время экспозиции патогенных факторов определялись стойким повышением уровня АД, выше 140/90 мм рт.ст. Доказательством развития модели кардиовазоренальной АГ у животных экспериментальной группы служило повышение АД: для систолического 156,2±9,6 мм рт.ст. и диастолического 94,6±5,2 мм рт.ст., у крыс контрольной группы АД составило 110,5±8,3 мм рт.ст. и 75,3±3,6 мм рт.ст. соответственно (р<0,0001).

Таким образом, удалось получить модель кардиовазоренальной АГ, характеризующейся стойкой гипертензией, но с отсутствием смертности подопытных крыс. Состав полусинтетической диеты, используемой при моделировании кардиовазоренальной АГ, представлен в таблицах 1 и 2. Развитие модели кардиовазоренальной АГ учитывает большинство клинически значимых факторов повышения АД, наиболее часто встречающихся в патогенезе АГ [3, 6].

Для верификации поражения вазомоторного аппарата церебрального бассейна при кардиовазоренальной АГ проведен анализ результатов магниторезонансной томографии (МРТ) мозговых сосудов. В группе животных с АГ выявлено наличие отчетливой тенденции к уменьшению диаметра просвета и повышению величины интеграла интенсивности сигнала магистральных артерий левого и правого полушарий по сравнению с аналогичными величинами у интактных животных (контроль) для соответствующих областей (р=0,05).

В ответ на введение ацетилхолина у контрольных крыс просвет мозговых артерий увеличивался на 22,834±1,66%, а интеграл интенсивности сигнала снижался на 10,33±0,62%, в экспериментальной группе - на 11,3 KO, 91 и 7,01±0,14% соответственно (в обоих случаях р<0,001). Следовательно, при эквивалентом эндотелийзависимом стимуле у гипертензивных крыс в церебральном бассейне не происходило соразмерной эндотелийзависимой вазодилатации (ЭЗВД), при этом отмечалось уменьшение просвета задней мозговой артерии в 2 раза (чертеж).

Вызванная нитроглицерином вазодилатация в обеих группах достоверно не различалась: у нормотензивных крыс она составила 31,92±2,43%, в группе животных с моделью АГ - 29,42±1,71% (р>0,05). Следовательно, дилатационное звено вазомоторного аппарата при АГ ингибировано главным образом за счет эндотелийзависимого механизма, при этом миогенная дилатация церебральных артерий сохранена.

При анализе констрикторного звена вазомоторной функции мозговых артерий установлено наличие достоверных различий между группами. Так, сокращение диаметра сосудов во время эндотелийзависимой вазоконстрикции (ЭЗВК) в группе контроля составило 11,16±0,94%, а в группе АГ - 26,31±0,97% (р<0,001).

Степень уменьшения диаметра церебральных сосудов на введение норадреналина у нормотензивных крыс достигала 28,71±1,04%, а у животных с моделью АГ - 29,83±1,95% (р>0,05).

Из полученных данных следует, что эндотелийзависимый констрикторный ответ мозговых артерий на фоне кардиовазоренальной АГ возрастал в 2,4 раза по сравнению с нормотензивными животными. Обнаруженная избыточная констрикторная реакция свидетельствует о резком снижении адаптационного потенциала ауторегуляции церебральных сосудов.

Известно, что в основе развития церебральных катастроф при АГ лежат преимущественно сосудистые изменения ангиоспастического и атеросклеротического происхождения, которые являются маркерами развития поражений органов-мишений у данного контингента больных [4, 7]. При этом гипертоническая ангиоэнцефалопатия характеризуется острыми и хроническими изменениями сосудов мозга, обусловленными АГ. Выявленное в предложенной модели кардиовазоренальной АГ уменьшение просвета сосудов согласуется с данными литературы и является визуальным субстратом изменений архитектоники церебрального кровеносного русла на фоне хронической гипертензии. Просвет мозговых сосудов при АГ постоянно сужен, сначала адаптивно-тонически, затем морфологически, в результате структурного ремоделирования сосудов [3]. В настоящей работе было обнаружено снижение ЭЗВД мозговых артерий у гипертензивных крыс по сравнению с контролем. Введение вазоконстриктора в эквивалентных дозах вызывало значительно большее сужение сосудов у крыс с моделью кардиовазоренальной АГ, чем в контрольной группе. Полученные данные соответствуют сведениям, указывающим, что при функциональной недостаточности эндотелия способность артерий к вазоспастическим реакциям резко увеличивается, полностью подтверждают адекватность модели кардиовазоренальной АГ клиническим данным [10]. При этом физиологическая реакция мозговых артерий на нитроглицерин и норадреналин в группе с кардиовазоренальной АГ указывает, что миогенный механизм регуляции сосудов сохранен. Таким образом, полученные данные свидетельствуют об идентичности экспериментально вызванных патогенетических изменений предложенной модели кардиовазоренальной АГ описанным в литературе механизмам АГ.

Предлагаемый способ моделирования кардиовазоренальной АГ несложен в техническом воспроизведении и создает условия для проведения совершенно оригинальных и имеющих огромное практическое значение для медицины работ по выяснению вазомоторных механизмов формирования артериальной гипертензии и вазомоторных механизмов сосудистого эндотелия церебрального русла. Результаты исследования свидетельствуют о несомненной экономической привлекательности использования данной модели. В первую очередь модель кардиовазоренальной АГ сохраняется в течение 5-ти месяцев и может позиционироваться в области хронических экспериментов для оценки степени нарушения функционального состояния системы кровообращения и поиска эффективных фармакотерапевтических средств коррекции АГ. Кроме этого создание модели проводится при отсутствии смертности животных, а также используется наиболее доступный биологический вид - крысы, что является важным и соответствует поставленной цели. Создание такой модели делает возможным проведение экспериментов, постановка которых в клинике является практически неосуществимой. Новая модель артериальной гипертензии может быть использована для проведения поиска и испытания действия вновь синтезированных или полученных из естественных источников противогипертензивных препаратов.

Таким образом, проведенные исследования позволили получить новую экспериментальную модель артериальной гипертензии, в основе которой лежит комплексное сочетание патологических факторов, инициирующих каскад кардиовазоренальных нарушений, приводящих к развитию стойкой АГ. Предложенная модель проста в исполнении, отличается хорошей воспроизводимостью, отсутствием летального исхода экспериментальных животных и небольшим периодом развития артериальной гипертензии.

Литература

1. Антонюк М.В. // Вестн. ДВО РАН. 2004. №3. С.120-126.

2. Белкина Л.М., Корчажкина Н.Б., Камскова Ю.Г., Фомин Н.А. // Патолог. физиология и эксперим. терапия. - 1997. - №2. - С.18-21.

3. Гельцер Б.И., Котельников В.Н. Суточные ритмы артериального давления при артериальной гипертензии: патофизиологические и хронотерапевтические аспекты. Владивосток: Дальнаука, 2002. 160 с.

4. Гельцер Б.И., Котельников В.Н., Агафонова И.Г., Лукьянов П.А. // Бюл.экспер.биол. 2005. Т. 140, №11. С.587-591.

5. Шош Й., Гати Т., Чалаи Л., Деши И. Патогенез болезней цивилизации. Будапешт: Академия наук Венгрии, 1976. 175 с.

6. Otori Т, Katsumata Т, Muramatsu H et al. // Clin Exp Pharmacol Physiol. 2003. Vol 30. N4. P.266-272.

7. Pryds A, Tonnesen J, Pryds O, Knudsen GM et al. // Pediatr Res. 2005. Vol.57. N 2. P.294-298.

8. Raissiguier Y. // Magnesium. 1986. Vol.5. P.182-190.

9. Seelig M.S. Magnesium deficiency in the pathogenesis of disease: erly roots of cardiovascular, skeletal and renal abnormalities. New York, 1980.

10. Selye et al., 1960. Цитировано по: Торкунов П.А. и др. // Патолог. физиология и эксперим. терапия. 1997. №2. С.21-23.

11. www.nsc.ru Селятицкая В.Г., Обухова Л.А. Эндокринно-лимфоидные отношения у гипертензивных крыс линии НИСАГ.

Таблица 1Состав полусинтетической диеты для крыс, г/кг массы животногоИнгредиентыКол-воКазеин300Рыбий жир10Маргарин45Сало45Сухие дрожжи20Сухая желчь10Солевая смесь50Крахмал510Витамин D2, мг15Таблица 2Состав солевой смеси, г/кг массы животногоИнгредиентыКол-воNa₂HPO₄·12H₂O170NaH₂PO₄·2Н₂O170NaCl270NaClO₄·Н₂O80Са-лактат150СаСО₃150FeCl₃·7Н₂O6,04MnCl₂·4Н₂O1,60ZnCl₂·H₂O1,36CuSO₄·5H₂O0,16KI0,80

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано для моделирования кардиовазоренальной артериальной гипертензии у крыс. Для этого вызывают повышение артериального давления у животных мультифакторным воздействием. Назначают кардиовазонефропатогенную полусинтетическую диету, обогащенную холестерином, нагруженную солями двузамещенного фосфорнокислого водного натрия при дефиците калия и магния. Также ежедневно внутримышечно вводят суспензию гидрокортизона ацетата из расчета 1,5 мг на 100 г массы животного. Одновременно осуществляют замену питьевой воды 1% раствором хлорида натрия с последующим холодовым воздействием через 2 недели в условиях содержания крыс в течение 4 ч при 4°С. Способ позволяет получить новую экспериментальную модель артериальной гипертензии, наиболее точно отражающую вазомоторные механизмы сосудистого эндотелия церебрального русла и изменения циркуляторного гомеостаза у крыс. Предложенная модель проста в исполнении, отличается хорошей воспроизводимостью, отсутствием летального исхода у экспериментальных животных и комплексностью воздействия на циркуляторый гомеостаз. 1 ил., 2 табл.

Способ моделирования кардиовазоренальной артериальной гипертензии у крыс, заключающийся в том, что повышение артериального давления у животных вызывают мультифакторным воздействием путем назначения кардиовазонефропатогенной полусинтетической диеты, обогащенной холестерином, нагруженной солями двузамещенного фосфорно-кислого водного натрия при дефиците калия и магния, ежедневных внутримышечных введений суспензии гидрокортизона ацетата из расчета 1,5 мг на 100 г массы животного с одновременной заменой питьевой воды 1%-ным раствором хлорида натрия, с последующим холодовым воздействием через 2 недели в условиях содержания крыс в течение 4 ч при 4°С.