СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛЛОКСАНОВОГО ДИАБЕТА Российский патент 2014 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения механизмов формирования, развития и ремиссии аллоксанового сахарного диабета, а также при разработке новых методов лечения (коррекции изменений), вызванных сахарным диабетом I типа.

Прогрессивное увеличение числа больных сахарным диабетом (СД), осложнения заболевания, особенно диабета 1 типа (СД1), трудности лечения являются не только медицинской, но и социальной проблемой [1, 2]. Вследствие этого продолжаются экспериментальные работы с целью поиска медикаментозных и немедикаментозных методов коррекции изменений, вызванных СД 1 [3, 5, 6]. Наиболее часто в экспериментах используются аллоксановая и стрептозотоциновая модели СД1 [3, 4, 6]. По данным литературы стрептозотоцин по сравнению с аллоксаном оказывает более выраженное общетоксическое действие [4]. По данным разных авторов животным внутрибрюшинно или подкожно вводят раствор аллоксана из расчета 13-50 мг/100 г массы [3, 6]. Известные в литературе модели аллоксанового диабета позволяют моделировать выраженные изменения, характерные для некомпенсированного инсулиннезависимого сахарного диабета, сопровождающегося повышением содержания глюкозы в крови до 14-16 ммоль/л и выше. В то же время больные СД1, получающие инъекции инсулина, находятся в компенсированном состоянии, и уровень глюкозы в крови у этих пациентов поддерживается в пределах нормы или на верхней границе нормы [1]. Введение аллоксана однократно в небольших количествах (13 мг/100 г) не вызывает поражения значительной части бета-клеток, а дозы 30-50 мг/100 г сопровождаются большой летальностью - до 30% и выше. Для проведения экспериментальных работ с хроническими воздействиями необходимо моделирование субкомпенсированного состояния при СД1 и увеличение выживаемости животных при моделировании декомпенсированного состояния.

Моделирование СД1 на крысах является наиболее обоснованным, т.к. эти лабораторные животные имеют схожие с человеком внутренние органы и системы и не требуют больших затрат на закупку и содержание.

Целью предлагаемого изобретения является повышение вероятности удачной повторяемости предсказуемости результатов воспроизведения модели данного заболевания путем создания модификации модели экспериментального аллоксанового диабета, соответствующей его субкомпенсированной и декомпенсированной формам.

Для решения поставленной задачи предлагается способ моделирования аллоксанового диабета, основанный на введение аллоксана, отличающийся тем, что введение раствора препарата производят дробно, внутрибрюшенно и натощак, трехкратно и поочередно в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом 7 дней, причем через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в субкомпенсированной форме с почти единичной вероятностью; а введение анестетика трехкратно и поочередно в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г, 10 мг/100 г веса животных с интервалом через день также через 30 суток после первого введения аллоксана развивается аллоксановый сахарный диабет в декомпенсированной форме; в период развития аллоксанового сахарного диабета у животных в динамике определяют массу тела и содержание глюкозы в периферической крови, а по истечении 30 суток после первого введения раствора аллоксана животных выводят из эксперимента под эфирным наркозом.

Материалы и методы

Эксперимент был проведен на 100 беспородных крысах обоего пола массой 150-250 грамм, которых содержали на обычном рационе вивария. Животных разделили на 4 группы: 1 группа - животные, которым вводили аллоксан в количестве 17 мг/100 г (40 крыс), во 2 группе животным вводили аллоксан из расчета 30 мг/100 г (40 крыс), 3 и 4 группы - интактные животные (по 10 крыс), служили контролем для 1 и 2 групп. Моделирование СД17 и СД30 повторяли 4 раза в разные сезоны, результаты исследований совпадали. Важным условием в моделировании аллоксанового диабета является введение аллоксана натощак, так как инъекции 17 мг/100 г сытым животным не вызывали развития СД, а доза 30 мг/100 г сопровождалась развитием субкомпенсированного СД.

Для уменьшения общетоксического действия аллоксана и увеличения выживаемости животных дозы аллоксана 17 мг/100 г и 30 мг/100 г разделили на три части. Животным 1 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса с интервалом 7 дней. Животным 2 группы трехкратно внутрибрюшинно вводили аллоксан, растворенный в физиологическом растворе, в количестве 10 мг/100 г, 10 мг/100 г и 10 мг/100 г веса через день. Поскольку в основе поражения β-клеток как в результате действия вирусов, так и химических веществ-диабетогенов лежат аутоиммунные реакции [4], дробное введение аллоксана должно усиливать воспалительные реакции в островках, целенаправленное поражение β-клеток и уменьшать общетоксическое действие аллоксана. В период развития аллоксанового диабета у животных в динамике определяли массу тела и содержание глюкозы в периферической крови. Через месяц после первого введения аллоксана развивался экспериментальный сахарный диабет, сопровождавшийся полидипсией, полиурией, повышением уровня глюкозы в крови.

В плазме крови животных определяли содержание глюкозы и мочевины по стандартным наборам реактивов фирмы Витал Диагностике СПб и в цельной крови содержание гликозилированного гемоглобина по готовому набору реактивов Диабет-тест фирмы ФОСФОСОРБ. Повышение уровня глюкозы, мочевины и гликозилированного гемоглобина - основные показатели и критерии развития сахарного диабета. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ-56 ЛОМО-Спектр.

Вычисления и статистическая обработка результатов исследования выполнены с помощью программного пакета Microsoft Excel 7.0 для Windows 2003.

Результаты наблюдений и выводы

Как видно из таблицы, суммарное введение аллоксана животным в количестве 17 мг/100 г сопровождалось увеличением содержания глюкозы и гликозилированного гемоглобина соответственно в 2,5 раза и 6 раз относительно этих показателей у интактных животных (группа 3). В то же время не было отмечено достоверного повышения уровня мочевины в плазме крови животных групп 1 и 3. По содержанию глюкозы, не превышающему 13,9 ммоль/л, и отсутствию увеличения уровня мочевины в тех же группах течение сахарного диабета можно оценить как субкомпенсированное [1]. Значительное количество гликозилированного гемоглобина в крови животных СД17 (13,56±0,35) свидетельствует о продолжительной гипергликемии.

Таблица Изменение массы тела и биохимических показателей в крови животных СД17 и СД30 Показатель Группа 1 Сахарный диабет, 17 мг/100 г 3 Интактные (для группы 1) 2 Сахарный диабет, 30 мг/100 г 4 Интактные (для группы 2) Масса, г 188,0±6,6 164,5±5,6 210,0±7,8 * 157,8±4,3 Прирост массы за месяц, г 21,0±9,2* 48,0±5,0 52±8 * 96±5 Глюкоза, ммоль/л 10,12±0,70 * 3,84±0,30 27,8±3,5 * 6,0±0,2 Мочевина, ммоль/л 9,02±1,52 8,19±0,66 9,6±1,2 * 3,4±0,8 Гликозилированный гемоглобин, % 13,56±0,35 * 2,30±0,10 9,6±0,3 * 5,1±0,2 *- различия с группами интактных животных (1/3 и 2/4) достоверны при Р<0,05

Меньший прирост массы за месяц эксперимента у животных СД 17 по сравнению с интактными соответствует ожидаемым изменениям, характерным для аллоксанового СД.

Изменения показателей у животных после введения суммарной дозы аллоксана 30 мг/100 г соответствуют декомпенсированному течению СД: содержание глюкозы увеличивается относительно интактных животных (группа 4) почти в 6 раз, гликозилированного гемоглобина в 2 раза и мочевины в 3 раза при снижении прироста массы за месяц. Достоверное возрастание содержания мочевины в плазме крови у животных СД30 свидетельствует об усилении глюко-неогенеза - характерного процесса в патогенезе СД. Высокий уровень глюкозы у больных СД, соответствующий содержанию глюкозы в группе СД30 (27,8±3,5), сопровождается развитием гиперкетонемической комы. Летальность в группе СД30 достигала 30%, в то время как в Группе СД17 менее 5%.

Таким образом, методика моделирования аллоксанового диабета может быть воспроизводимой и предсказуемой при условии дробления дозы аллоксана и введения раствора препарата внутрибрюшинно натощак.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балаболкин М.И., Чернышова Т.Е., Трусов В.В., Гурьева И.В. // Диабетическая нейропатия (учебно-методическое пособие) - М. - 2003. - 109 с.

2. Балахонов Л.В., Непомнящих Л.М., Айдагулова СВ., Бакарев М.А., Власова Л.Ф. Структурные реакции слизистой оболочки полости рта при диабетической пародонтопатии. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006. - Т. 142.- №11.- С.581-584.

3. Гаряев П.П., Кокая А.А., Мухина И.В., Леонова-Гаряева Е.А., Кокая Н.Г. Влияние модулированного биоструктурами электромагнитного излучения на течение аллоксанового сахарного диабета у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007.- Т. 143. - №2. С.155-158.

4. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Патофизиология. Т. 2. Основы патохимии. Санкт-Петербург. Элби-СПб. 2001.- 687 с.- С. 268-279.

5. Новиков В.И., Молотков О.В., Подчеко А.П. и др. Влияние раздельного и сочетанного применения Т-активина и а-токоферола на течение экспериментального сахарного диабета.// Проблемы эндокринологии. - 1999. -Т. 45. - №2. - С. 45-47.

6. Хавинсон В.Х. Влияние тетрапептида на биосинтез инсулина у крыс с аллоксановым диабетом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005. - Т. 140. - №10. - С.453-456.

PARTICUARLITY OF MODELLING ALLOXAN DIABETES MELLITUS

I.G.Danilova, I.F.Goette

Key words: alloxan diabetes mellitus, experimental model

Abstract

It was presented modification of experimental alloxan diabetes mellitus model, in accordance with subcompensated and noncompensated stages.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения сахарного диабета, а также при разработке новых методов лечения изменений, вызванных сахарным диабетом I типа. Для этого моделируют аллоксановый диабет белым беспородным крысам. Для развития сахарного диабета в субкомпенсированной форме крысам вводят раствор аллоксана дробно внутрибрюшинно натощак, поочередно в дозе 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом в 7 дней, а для развития сахарного диабета в декомпенсированной форме раствор аллоксана вводят также троекратно в дозе по 10 мг/100 г через день. Способ обеспечивает повышение вероятности удачной повторяемости и предсказуемости результатов воспроизведения данного заболевания путем модификации модели, соответствующей его субкомпенсированной и декомпенсированной формам. 1 табл.

Способ моделирования аллоксанового диабета, отличающийся тем, что для развития сахарного диабета в субкомпенсированной форме белым беспородным крысам вводят раствор аллоксана дробно внутрибрюшинно натощак, поочередно в дозе 5 мг/100 г, 7 мг/100 г и 5 мг/100 г веса животных с интервалом в 7 дней, а для развития сахарного диабета в декомпенсированной форме раствор аллоксана вводят также троекратно в дозе по 10 мг/100 г через день.