Способ моделирования оксидативного стресса в эксперименте Российский патент 2022 года по МПК G09B23/28 A61N5/00 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и ветеринарии, может быть использовано для создания экспериментальной модели оксидативного стресса в теплокровном организме, в частности у лабораторных животных (мышей и крыс).

Известны способы экспериментального моделирования активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) у крыс и мышей путем введения им четыреххлористого углерода [1, Арчаков А.И.], охлаждения в климатокамере «Fentron» при температурном режиме -15°С по 3 часа ежедневно в течение 15 дней [2, Доровских В.А.]. Недостатками этих способов являются необходимость применения токсического препарата или необходимость длительного охлаждения животных.

Известен способ экспериментального моделирования активации процессов перекисного окисления липидов биологических мембран путем воздействия ультрафиолетовых лучей на лабораторных животных ежедневно по 3 минуты в течение 7 дней в стеклянной камере с встроенной ультрафиолетовой горелкой ДРТ-240-1 [3, Патент РФ №2348079]. Данное техническое решение взято нами за прототип.

Технической проблемой, решаемой данным изобретением, является достижение более выраженного прооксидантного эффекта в условиях сокращения сроков моделирования оксидативного стресса в теплокровном организме и, следовательно, повышения экономической эффективности.

Проблема решена путем разработки нового способа моделирования оксидативного стресса в эксперименте воздействием ультрафиолетовых лучей непосредственно после внутрибрюшинного введения лабораторным животным антибактериального препарата группы фторхинолонов II поколения ципрофлоксацин. В спектр побочных эффектов ципрофлоксацина входит фотосенсибилизация - повышенная чувствительность организма к ультрафиолетовому облучению (УФО): проникая в кожный покров, ципрофлоксацин способен приводить к фототоксической реакции вследствие модификации конфигурации лекарственного соединения под воздействием ультрафиолетовых лучей [4, Sunderland J., Tobin С, White L. et al., 2000].

Сущность изобретения заключается в том, что в способе моделирования оксидативного стресса в эксперименте, включающем воздействие на лабораторных животных ультрафиолетовых лучей ежедневно по 3 мин с помощью ультрафиолетовой горелки ДРТ-240-1, встроенной в поднимающуюся крышку стеклянной камеры, непосредственно перед облучением крысам вводят ежедневно внутрибрюшинно ципрофлоксацин в дозе 10 мг/кг в течение 3-х дней.

Осуществление способа. Экспериментальным животным (крысам), находящимся в стандартных условиях вивария, в течение 3-х дней непосредственно перед воздействием в течение 3 мин ультрафиолетовых лучей от ультрафиолетовой горелки ДРТ-240-1, встроенной в поднимающуюся крышку стеклянной камеры, не пропускающей ультрафиолетовые лучи, ежедневно внутрибрюшинно вводят ципрофлоксацин в дозе 10 мг/кг (5 мл/кг).

Эксперимент проводили на 30 белых беспородных крысах-самцах массой 180-220 г, содержащихся на стандартном рационе питания, в течение 4 дней. Животные были разделены на 3 группы: 1-я - интактная группа, животные находились в стандартных условиях вивария, получали ежедневно внутрибрюшинно эквиобъемное вводимому препарату ципрофлоксацин (3-я группа) количество раствора натрия хлорида 0,9% (5 мл/кг); 2-я - контрольная группа, животных подвергали воздействию ультрафиолетовых лучей ежедневно в течение 3 дней на фоне ежедневного внутрибрюшинного введения животным непосредственно перед УФО раствора натрия хлорида 0,9% (5 мл/кг); 3-я - экспериментальная группа, животным в течение 3 дней ежедневно внутрибрюшинно вводили препарат ципрофлоксацин в дозе 10 мг/кг (5 мл/кг) непосредственно перед УФО. На 4^й день эксперимента животные забивались путем декапитации. Результаты учитывались по соотношению содержания продуктов ПОЛ (гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида), основных компонентов антиоксидантной системы (АОС) - церулоплазмина, витамина Е, каталазы - в крови и ткани печени крыс экспериментальной группы в сравнении с животными интактной и контрольной групп, обработаны стандартными параметрическими методами с использованием t-критерия Стьюдента.

Способ позволил смоделировать оксидативный стресс в эксперименте воздействием ультрафиолетовых лучей, базируемый на увеличении содержания продуктов пероксидации в крови и ткани печени животных и уменьшении активности компонентов АОС, в условиях сокращения длительности воздействия на крыс ультрафиолетового облучения до 3-х дней и обеспечения более выраженного прооксидантного эффекта в сравнении с прототипом.

Исследовано содержание продуктов ПОЛ в плазме крови крыс интактной, контрольной и экспериментальной групп на 4^й день эксперимента (таблица 1). Результаты исследования показали, что содержание гидроперекисей липидов в плазме крови контрольных животных, подвергнутых воздействию УФО, достоверно выше на 59,6% относительно интактных крыс (р<0,05), диеновых конъюгатов - на 35,2% (р<0,05), малонового диальдегида - на 15,4% (р<0,05). Введение ципрофлоксацина непосредственно перед воздействием ультрафиолетовых лучей (экспериментальная группа) позволило обеспечить более выраженное накопление продуктов липопероксидации в крови крыс: в сравнении с аналогичными параметрами в интактной группе концентрация гидроперекисей липидов достоверно выше на 82,7% (р<0,05), диеновых конъюгатов - на 43,2% (р<0,05), малонового диальдегида - на 61,5% (р<0,05). Необходимо отметить, что в экспериментальной группе (ципрофлоксацин+УФО) уровень гидроперекисей липидов и малонового диальдегида достоверно выше, чем у контрольных животных (УФО), на 14,5% и 40,0% соответственно (р<0,05).

Подтверждением формирования оксидативного стресса в условиях воздействия прооксидантных факторов является снижение активности основных компонентов АОС (таблица 2): уровень церулоплазмина в плазме крови животных группы контроля ниже на 18,2% относительно интактных крыс (р<0,05), активность каталазы - на 12,3% (р<0,05). В отношении витамина Б наметилась тенденция к снижению эндогенного антиоксиданта в плазме крови облучаемых крыс в отличие от экспериментальных животных, получавших ципрофлоксацин на фоне УФО, где уровень витамина Е достоверно ниже, чем у интактных крыс, на 17,5% (р<0,05), перулоплазмин - на 32,3% (р<0,05), каталаза - на 22,5% (р<0,05). По последним двум показателям значения параметров в экспериментальной группе достоверно ниже, чем в контрольной, на 16,1% и 11,7% соответственно (р<0,05).

В ткани печени лабораторных животных содержание гидроперекисей липидов в контрольной группе (УФО) достоверно выше в 1,8 раза относительно интактных крыс (р<0,05), диеновых конъюгатов - на 47,7% (р<0,05), в отношении малонового диальдегида - обозначилась тенденция к увеличению концентрации вторичного продукта ПОЛ (таблица 3). Введение ципрофлоксацина непосредственно перед воздействием ультрафиолетовых лучей (экспериментальная группа) позволило обеспечить более выраженное накопление продуктов липопероксидации в ткани печени крыс: концентрация гидроперекисей липидов достоверно выше в 2,1 раза (р<0,05), диеновых конъюгатов - на 71,6% (р<0,05), малонового диальдегида - на 20,7% (р<0,05) в сравнении с аналогичными параметрами в интактной группе. Необходимо отметить, что в экспериментальной группе (ципрофлоксацин+УФО) уровень гидроперекисей липидов и диеновых конъюгатов в ткани печени крыс достоверно выше, чем у контрольных животных (УФО), на 19,4% и 16,2% соответственно (р<0,05).

Активность основных компонентов АОС в ткани печени достоверно ниже, чем у интактных крыс, у облучаемых животных (контроль) на 24,8% (р<0,05), у облучаемых на фоне введения ципрофлоксацина - на 46,1% (р<0,05), что превзошло контроль на 28,4% (таблица 4). Обозначенную тенденцию к снижению уровня витамина Е в контрольной группе удалось зарегистрировать введением облучаемым крысам ципрофлоксацина: в экспериментальной группе концентрация витамина Е в ткани печени лабораторных животных достоверно ниже относительно интактной группы на 22,9% (р<0,05).

Таким образом, увеличение содержания продуктов ПОЛ и снижение активности основных компонентов АОС подтверждает формирование оксидативного стресса у лабораторных животных при воздействии ультрафиолетовых лучей. Более выраженный прооксидантный эффект УФО регистрируется при введении ципрофлоксацина непосредственно перед воздействием ультрафиолетовых лучей.

В целом, базируясь на полученных результатах, предложенный способ обеспечивает моделирование оксидативного стресса в теплокровном организме ультрафиолетовым облучением в комбинации с внутрибрюшинным введением ципрофлоксацина, потенцирующего прооксидантное действие ультрафиолетовых лучей, в условиях сокращения сроков моделирования з сравнении с прототипом.

Технический результат использования изобретения заключается в уменьшении длительности курса воздействия ультрафиолетовых лучей до 3-х дней в условиях введения лабораторным животным непосредственно перед ультрафиолетовым облучением препарата ципрофлоксацин, обладающего фотосенсибилизирующим действием, позволяющего достичь более выраженного прооксидантного эффекта в сравнении с прототипом.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. - М.: Наука, 1975. - 324 с.

2. Доровских В.А. Фармакологическая регуляция холодового воздействия в эксперименте: Дис. д-ра мед. наук. - Ленинград, 1987. - 368 с.

3. Доровских В.А., Симонова Н.В. Способ и устройство для экспериментального моделирования активации процессов перекисного окисления липидов биологических мембран. - Патент РФ на изобретение №2348079. – Опубл.: 27.02.2009, Бюл. №6.

4. Sunderland J., Tobin С, White L. et al. In vitro comparison of the phototoxic potential of ciprofloxacin, lomefloxacin and moxifloxacin on human corneal fibroblast cells // 10th Eur.Congr.Clin.Microbiol.Inf.Dis., Stockholm, 2000; Abstracts: N WePl16. In: Clin. Microbiol. Inf., 2000; 6: suppl. 1.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и ветеринарии. Крысам в течение 3-х дней ежедневно внутрибрюшинно вводят ципрофлоксацин в дозе 10 мг/кг непосредственно перед воздействием в течение 3 мин ультрафиолетовых лучей от ультрафиолетовой горелки ДРТ-240-1, встроенной в стеклянную камеру, не пропускающую ультрафиолетовые лучи. Изобретение позволяет обеспечить моделирование оксидативного стресса в эксперименте и более выраженный прооксидантный эффект. 4 табл.

Способ моделирования оксидативного стресса в эксперименте, включающий ежедневное по 3 мин воздействие на лабораторных животных ультрафиолетовых лучей с помощью ультрафиолетовой горелки ДРТ-240-1, встроенной в стеклянную камеру, не пропускающую ультрафиолетовые лучи, отличающийся тем, что непосредственно перед ультрафиолетовым облучением крысам ежедневно внутрибрюшинно вводят ципрофлоксацин в дозе 10 мг/кг, при этом длительность курса ультрафиолетового облучения составляет 3 дня.