СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НИКЕЛЯ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ОТРАВЛЕНИИ Российский патент 2010 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к экологии, медицине, токсикологии, экспериментальной биологии и может быть использовано при исследовании методов профилактики хронического токсического действия тяжелых металлов, в частности никеля, на функциональное состояние почек.

Известно, что тяжелые металлы являются чрезвычайно опасными загрязнителями окружающей среды. Никель, обладающий значительным канцерогенным потенциалом, индуцирует опухоли различных локализаций, но чаще всего рак легкого и придаточных пазух носа. Оказывая существенное иммуносупрессивное действие, этот элемент вызывает различные аллергические заболевания. Никель оказывает влияние на ряд энзиматических и обменных процессов в организме (Гордыня З.Н., Арутюнов Л.Н., Ицкова А.И. и соавт., 1975;), кроветворение (Войнар А.И., Черненький И.К. и Смирнова Л.В., Рыжковский В.Л. и соавт., 1980), функциональное состояние щитовидной железы (Швайко И.И. и Цветкова И.Н. 1972), сердечно-сосудистой системы (Артюнина Г.П. 1996). Основными органами с максимальным процентом накопления и проявления повреждающего действия никеля являются легкие, почки и печень, причем степень и характер повреждающего действия никеля напрямую зависит от пути поступления в организм и концентрации металла в клетке. Процесс очищения организма от никеля характеризуется очень низкой скоростью. В связи с этим возникла насущная необходимость создания и разработки способов профилактики поступления и усиления выведения избытка никеля из организма.

Используемые с этой целью детоксиканты, способные выводить тяжелые металлы из организма (тиоловые соединения, комплексоны и др.), могут вызывать различные побочные эффекты: расстройства ЖКТ, аллергические реакции, лейкопению, тромбоцитопению, могут стимулировать интенсивный выход токсиканта из депо в кровь, вследствие чего может произойти эндогенное отравление организма. Наряду с токсинами они способны выводить из организма микроэлементы и такие жизненно важные ионы, как железо, кальций и др., и вызывать нарушение обменных процессов, что затрудняет их длительное и профилактическое применение.

Наиболее простой и доступный метод профилактики и лечения хронической интоксикации состоит в использовании энтеросорбентов, эффект которых обусловлен способностью связывать в желудочно-кишечном тракте экзогенные и эндогенные токсические соединения, в том числе тяжелые металлы, и выводить их из организма.

В последние годы усилился интерес к применению в антидотной терапии природных глинистых минералов - цеолитов, обладающих выраженной ионообменной и адсорбционной активностью. В условиях, близких по физико-химическим параметрам к энтеральной среде, природные минералы сорбируют воду, аммиак, сероводород, диоксид серы и углерода, вступают в реакции ионного обмена. Указанные свойства глин и цеолитов позволяют рассматривать их в качестве селективных энтеросорбентов, предназначенных для выведения токсических метаболитов, радионуклидов цезия, тяжелых металлов (Цогоев В.Б., Бекузарова С.А., 2000; Тезиев Т.К. и соавт., 2000; Тменов И.Д., Дзагуров Б.А., 2001; Угорец В.И., 2001). Способность к иммобилизации аммония, активное связывание воды, ионообменное поглощение катионов водорода и выделение ионов калия (Gerasev A.D., Lukanina S.N., Aizman R.I., 2001) является прямым обоснованием для применения глинистых минералов при почечной недостаточности токсического генеза.

Была поставлена задача изучить профилактическое влияние природного минерала Северной-Осетии Ирлита-1 на патофизиологические проявления токсического воздействия никеля при длительном поступлении металла в организм животных.

Наиболее близким является способ снижения уровня никеля в организме коров техногенной зоны (патент РФ№2229887, Российская Федерация, опубл. 10.06.2004 г. МПК ⁷ А61К 35/00, А61К 39/00; заяв. №2002121567/13 от 05.08.2002. Гертман A.M. Способ снижения уровня никеля в крови и молоке коров техногенной зоны), заключающийся в том, что к основному рациону животных добавляют природный сорбент вермикулит из расчета 0,05-0,1 г/кг массы тела 2 раза в день в течение 14-30 дней, который был взят за прототип.

Недостатком прототипа является то, что природный сорбент вермикулит используется как подкорм в рационе, что снижает точность контроля дозозависимого эффекта. У животных экологически неблагополучной зоны также сложно определить уровни действующей дозы токсического вещества. Авторы данного исследования не описывают возможность применения энтеросорбента для профилактики нефротоксического действия никеля при длительном введении металла в организм.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа профилактики токсического действия никеля у экспериментальных животных при хроническом отравлении.

Технический результат, получаемый в результате использования изобретения, состоит в обеспечении значительного снижения токсического действия никеля при хроническом отравлении путем снижения накопления и повышения выведения тяжелого металла из организма, что подтверждается результатами морфофункционального исследования почек.

Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа профилактики токсического действия никеля у экспериментальных животных при хроническом отравлении, включающего введение цеолита, имеет следующие существенные признаки: животным через день вводят природный сорбент цеолит ирлит-1 в виде 6% взвеси через зонд в желудок в количестве 2,5% массы тела одновременно с ежедневным введением раствора хлорида никеля через зонд в желудок в дозе 25 мг/кг в течение двух месяцев.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что впервые применяется природный сорбент ирлит-1 с целью профилактики токсических эффектов никеля при длительном поступлении металла в организм. Одновременное введение (что означает введение в пределах одного срока - 2 мес) ирлита-1 и хлорида никеля обеспечивает уменьшение патологического воздействия тяжелого металла на почки у экспериментальных животных путем уменьшения накопления никеля в организме и увеличения его выведения, что подтверждается результатами изучения функций почек и гистологического исследования тканей органа. Заявленный способ является эффективным, экономически выгодным и легко воспроизводимым.

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 профилактики нефротоксического действия никеля у экспериментальных животных при хроническом отравлении, 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 никеля путем снижения накопления и повышения выведения его из организма при хроническом отравлении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

Данный способ осуществляется следующим образом. Для получения токсического вещества хлорид никеля растворяется в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 10 мг Ni (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводится 0,25 мл раствора (2,5 мг Ni), что не является водной нагрузкой на организм животного. Путем измельчения и растворения в воде цеолита ирлит-1 готовится 6% водная взвесь и вводится в количестве 2,5% массы тела. Раствор хлорида никеля вводится через зонд в желудок ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев двум группам животных (№1 и №2). Одновременно, с первого дня введения хлорида никеля, группе №2 через день вводится взвесь цеолита через зонд в желудок с помощью шприца многоразового использования со специально изогнутой иглой, на которую надет зонд.

Через 1 и 2 месяца эксперимента проводили изучение основных процессов мочеобразования в условиях 6-часового спонтанного диуреза, содержание белка в моче. По истечении времени эксперимента крысы забивались под тиопенталовым наркозом для исследования плазмы и тканей. Концентрацию креатинина в моче и плазме крови, а также белка в моче определяли спектрофотометрически. Расчеты основных показателей функционального состояния почек производили по общепринятым формулам Наточина Ю.В. Для проведения гистологических исследований образцы тканей 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 Микомед-1 под увеличением 80×200×600. Результаты всех серий опытов обработаны статистически с применением критерия t Стьюдента.

Сущность способа подтверждена морфологически, где у животных при хронической интоксикации хлоридом никеля на фоне введения природного сорбента цеолита ирлит-1 были выявлены менее выраженные изменения в тканях почек (чертеж): 1) ткань почки с полнокровием и дистрофией клубочков; 2) дистрофией и 3) очаговым некрозом эпителия канальцев; 4) участками лимфогистиоцитарной инфильтрации.

Пример 1. Двум группам крыс-самцов линии Вистар массой 200-300 г вводили через зонд в желудок раствор хлорида никеля в дозе 25 мг/кг в течение двух месяцев (№3 и №4). Контролем служили - интактные животные и животные, получавшие только энтеросорбент ирлит-1 (№1 и №2). Природный минерал ирлит-1 в виде 6% взвеси в количестве 2,5% массы тела вводили через зонд в желудок группе №4 через день. Исследование функционального состояния почек проводили через 1 и 2 месяца. Определяли диурез, клубочковую фильтрацию, канальцевую реабсорбцию воды, а также содержание белка в моче.

Таблица Влияние Ирлита-1 на основные процессы мочеобразования у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне хронической интоксикации хлоридом никеля (М±м) Условия опыта Стат. показат. Процессы мочеобразования V
мл/час/100 г F
мл/час/100 г
% Фон M±m 0,079±0,0043 18,372±0,62 99,57±0,034 Фон + Ирлит-1 M±m 0,071±0,004 17,75±0,465 99,60±0,029 p - - - NiCl₂ M±m 0,151±0,0058 20,133±0,94 99,25±0,022 p *) - *) NiCl₂ + Ирлит-1 M±m 0,128±0,0085 18,824±0,51 99,32±0,027 p *)**)†) - *)**)†) Примечание: (*) - достоверное (p≤0,05) изменение по сравнению с фоном, (**) - достоверное (p≤0,05) изменение относительно фона с Ирлитом-1 (†) - достоверное (p≤0,05) изменение относительно группы с изолированным введением NiCl₂

Внутрижелудочное введение крысам хлорида никеля в дозе 25 мг/кг вызывало увеличение объема спонтанного диуреза (табл.1) (p<0,001) за счет снижения канальцевой реабсорбции воды (p<0,001). Достоверно возрастало содержание белка в моче. У животных, получавших ирлит-1, на фоне хронической интоксикации хлоридом никеля уровень диуреза был достоверно ниже вследствие менее выраженного падения канальцевой реабсорбции воды. Уровень протеинурии был ниже, чем у крыс, получавших изолированное введение хлорида никеля.

Данные гистологического исследования тканей почки при хронической интоксикации хлоридом никеля выявили картину токсической нефропатии. Морфологически выявлялось расширение мочевых пространств клубочков с дистрофическими изменениями эндотелия сосудов клубочка в виде гидропической дистрофии. Канальцевый эпителий с признаками гидропической дистрофии, участками некроза. Просвет части канальцев отсутствует. В канальцах с сохраненным просветом выявляются белковые массы, единичные цилиндры и спущенный эпителий. Сосуды почки с плазматическим пропитыванием стенки и периваскулярным отеком. Строма отечная.

При профилактическом назначении природного минерала ирлит-1 животным с хронической интоксикацией NiCl₂ отмечались вышеописанные патоморфологические изменения тканей почек в виде дистрофических и дисциркуляторных изменений в меньшей степени выраженности по сравнению с группой животных, получавших только хлорид никеля. Наряду с этим отмечалась лимфогистиоцитарная инфильтрация тканей почек, а также повышение макрафагальной активности, что являлось проявлением компенсаторно-приспособительной реакции организма на повреждение ткани почек.

Из вышеизложенного видно, что профилактическое применение природного минерала ирлит-1 является эффективным способом коррекции нефротоксического действия никеля при хроническом отравлении его соединениями.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и токсикологии и может быть использовано для профилактики токсического действия никеля у экспериментальных животных при моделировании хронического отравления. Для этого животным через день вводят природный сорбент ирлит-1 в виде 6% взвеси через зонд в желудок в количестве 2,5% массы тела. При этом одновременно ежедневно вводят раствор хлорида никеля через зонд в желудок в дозе 25 мг/кг. Способ обеспечивает значительное снижение токсического действия никеля при хроническом отравлении путем снижения накопления и повышения выведения никеля из организма. 1 ил., 1 табл.

Способ профилактики токсического действия никеля у экспериментальных животных при хроническом отравлении, включающий введение природного сорбента и соли никеля, отличающийся тем, что животным через день вводят природный сорбент цеолит ирлит-1 в виде 6%-ной взвеси через зонд в желудок в количестве 2,5% от массы тела одновременно с ежедневным введением раствора хлорида никеля через зонд в желудок в дозе 25 мг/кг.