Способ моделирования жировой болезни печени смешанного генеза у крыс Российский патент 2021 года по МПК A61D99/00 G09B23/28 C13K11/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной гепатологии, и может быть использовано для изучения механизмов формирования, прогрессирования, диагностики и терапии заболеваний печени неинфекционного генеза.

Ввиду отсутствия четкого понимания этиологии и патогенеза развития жировой болезни печени в настоящее время не существует эффективных методов профилактики и лечения этого заболевания. Помочь решить эти проблемы может поиск адекватных экспериментальных моделей этого заболевания.

Экспериментальные модели должны обладать следующими характеристиками: позволять изучить морфологические и функциональные нарушения исследуемого органа, формировать патологию в наиболее короткие сроки, отражать все патофизиологические особенности, встречающиеся у человека при исследуемой патологии. При моделировании жировой болезни печени должны быть воспроизведены следующие основные патогенетические механизмы: дислипидемия, инсулинорезистентность, гипергликемия, ожирение.

На сегодняшний момент существуют несколько алиментарных моделей формирования жировой дистрофии печени. Среди них есть модель с гиперхолестериновой диетой [Fan J.G. Commonly used animal models of non-alcoholic steatohepatitis / J.G. Fan, L. Qiao // Hepatobiliary and Pancreatic Disease International. - 2009. - №8. - P. 233-40]. Экспериментальным животным на протяжении 12 недель добавляют в корм большое количество животного сала и холестерина.

Недостатком этой модели является то, что патогенетические аспекты формирования стеатоза при ней отличаются от классического течения заболевания, отсутствует инсулинорезистентность. Модель требует длительного времени исполнения, это существенно ограничивает ее применение.

Известна модель токсического стеатогепатита и цирроза печени у лабораторных крыс, которая предусматривает выпаивание грызунов 70% раствором формалина [Пат. РФ № 94026117]. Таким образом, крыс выдерживают в течение 5-7 месяцев.

Недостатками этого способа являются длительность эксперимента, отсутствие патогенетических звеньев развития жировой болезни печени, характерных для человека, значительный уровень летальности и побочных эффектов формалина на сердечно-сосудистую, дыхательную и другие системы организма.

В основе модели, разработанной для крыс, лежит пролонгированное воздействие на животных (в течение 180-ти суток) высокожировой диеты, обогащенной топленым говяжьим салом (19%) и холестерином (2% от общего рациона) [Караман Ю.К., Новгородцева Т.П., Гвозденко Т.А. Моделирование неалкогольного стеатогепатита // Бюлл. Эксп. Биол. И мед. - 2012. - Т. 153, №3. - С. 378-382].

Значительным недостатком данных моделей является то, что они отличаются от реального патогенеза этой болезни у человека, сопровождаются значительным уровнем летальности и требуют длительного эксперимента.

У человека же основными предикторами развития жировой дистрофии печени являются употребление алкоголя, гиперкалорийное питание, гиподинамия, генетическая детерминированность.

Проведенный анализ научной медицинской литературы и патентные исследования показали, что конкретных рекомендаций по моделированию жировой болезни печени, характерных для реальных условий развития данного заболевания у человека, не существует.

Наиболее близким к заявляемому является способ формирования алиментарной гиперлипидемии гиперуглеводным рационом по Ackermann [Ackerman Z. Fructose-Induced Fatty Liver Disease Hepatic Effects of Blood Pressure and Plasma Triglyceride Reduction / Z. Ackerman, M. Oron-Herman, M. Grozovski, T. Rosenthal, O. Pappo, G. Link, B.A. Sela // Hypertension. - 2005. - Vol. 45. - P. 1012-1018].

Согласно этому способу, животные на протяжении 5 недель получали питание, содержащее 60% углеводов (фруктозы).

К недостаткам способа, выбранного в качестве прототипа, можно отнести отсутствие всех основных этиологических факторов развития жировой болезни печени у человека, в частности влияния алкоголя, в процессе моделирования, вероятность развития глубоких структурных повреждений печени, способствующих формированию стеатогепатита и фиброза, летальность животных.

Задача изобретения – максимальное приближение модели к этиологии и клинике у человека при сокращении длительности эксперимента и снижении смертности животных.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в способе моделирования жировой болезни печени смешанного генеза у крыс, основанном на применении гиперуглеводной диеты, в течение 30 дней ежесуточно крысы получают 10% раствор этилового спирта и корм для грызунов массой 120 грамм, в который вводят 10 г фруктозы.

Учитывая возможность развития жировой болезни печени, при чрезмерном употреблении алкоголя и диеты с преобладанием фруктозы, одновременное введение фруктозы и этилового спирта точно воспроизводит этиологические основы формирования жировой болезни печени смешанного генеза у современного человека.

Один из основных этиологических факторов развития жировой болезни печени – гиперкалорийное питание, насыщенное углеводами. Использование ежедневно 10 г фруктозы в рационе – оптимальная доза, отвечающая пищевым тенденциям современного человека.

Употребление алкоголя – также значимый и часто сопутствующий фактор повреждения печени у человека. Применение 10% раствора этилового спирта обусловлено тем, что меньший процент не будет вызывать токсического повреждения печени в столь краткие сроки (30 суток), а больший процент будет приводить к более серьезным повреждениям печени с развитием стеатогепатита и фиброза органа.

Сочетание двух основных факторов развития жировой болезни печени у человека: гиперкалорийного питания и употребление алкоголя при ежесуточном приеме позволяют воспроизвести модель в наиболее короткие сроки – 30 дней, при отсутствии случаев летальности в экспериментальных группах. Это минимальный срок, за который происходит развитие жировой болезни печени у крыс, более длительный срок удлинил бы эксперимент.

Способ осуществляется следующим образом. Экспериментальные крысы, весом 180-200 грамм, в течение 30 дней ежесуточно получают стандартный корм для грызунов, массой 20 грамм, в который вводят 10 г фруктозы и 10%-й раствор этилового спирта. При этом по истечении 30 суток от начала такого рациона у животных диагностируется сформировавшаяся жировая болезнь печени.

Пример. Крысе с 22.09.20 по 22.10.20 вводили смешанную диету по заявляемому способу. В ходе биохимического анализа плазмы крови животного по истечении 4 недель выявлено: значительное повышение уровня внутриклеточных ферментов аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, уровня общего билирубина, преимущественно за счет непрямой его фракции, увеличение уровня общего холестерина и триглеридов, что говорит о значительных изменениях всех видов метаболизма подопытного животного, тяжелых нарушениях пигментного, липидного обменов, развитии цитолитического и холестатического синдромов, что подтверждает факт развития жировой болезни печени.

Также проведено гистологическое исследование печени, при котором выявлено развитие жировой дистрофии гепатоцитов, зафиксированы участки некроза с лимфомакрофагальными элементами, свидетельствующие о воспалительно-дегенеративных процессах в печени. Это подтверждает морфологическую картину жировой болезни печени.

В экспериментальной группе, состоящей из 15 лабораторных крыс, случаев летальности выявлено не было.

Предлагаемым способом моделирования воспроизводится надежная модель жировой болезни печени смешанного генеза, что подтверждено морфологическим анализом печени и биохимическими показателями животных. Кроме того, отсутствует летальность, что обеспечивает возможность дальнейшего изучения развития исследуемой патологии в динамике.

Заявляемый способ отражает наиболее важные этиологические факторы и патогенетические механизмы формирования патологии печени, позволяет сократить сроки эксперимента и дает 100% воспроизводимость у подопытных животных. Предлагаемый способ моделирования не сложен в техническом воспроизведении и создает условия для проведения оригинальных и имеющих важное практическое значение для гепатологии и экспериментальной медицины работ по выяснению механизмов формирования жировой болезни печени, а также отработки методов терапии и своевременной коррекции дисфункций печени.

Изобретение относится к экспериментальной гепатологии, в частности к способу моделирования жировой болезни печени смешанного генеза у крыс. Способ характеризуется тем, что в течение 30 дней ежесуточно крысы получают 10% раствор этилового спирта и корм для грызунов массой 120 грамм, в который вводят 10 г фруктозы. Использование изобретения позволит создать модель жировой болезни печени и отработать на ней новые методы терапии.

Способ моделирования жировой болезни печени смешанного генеза у крыс, основанный на применении гиперуглеводной диеты, отличающийся тем, что в течение 30 дней ежесуточно крысы получают 10% раствор этилового спирта и корм для грызунов массой 120 грамм, в который вводят 10 г фруктозы.