Способ диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 G01N33/48 A61B5/145 

Изобретение относится к медицине, в частности к экологии и патофизиологии, и касается способа диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических нарушениях интоксикационного синдрома - сатурнизма в эксперименте.

В настоящее время не существует единой патогенетической теории для оценки патофизиологических механизмов токсических проявлений ацетата свинца, а также разработки эффективного способа своевременной диагностики нарушений. В связи с этим требуется проведение фундаментальных исследований патогенетической направленности. Анализ результатов информационно-патентного поиска способствовал изучению вопроса о выявлении функциональных и морфологических изменений в организме при свинцовой интоксикации.

Известен способ лечебной эффективности цинка при свинцовой интоксикации, при котором определяли микроэлементный состав организма и для ускоренного выведения свинца и восстановления обмена цинка, меди, железа использовали введение сульфата цинка через 14 дней после окончания введения ацетата свинца (см. Абеуова О.А., Мурзалиева Г.Т., Тукубаева Г.Н. [и др. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ уменьшения нефротоксичности ацетата свинца]. Лечебная эффективность цинка при свинцовой интоксикации // Актуальные научные исследования в современном мире. - 2017. - №1 -2(21). - С. 65-67).

Недостатком аналога является ограниченный подход к оценке токсичности свинцовой интоксикации, т.е. неполная картина анализа токсичности ацетата свинца для достоверности, уровня воспроизводимости, адекватности и точности диагностики метаболических изменений при интоксикации свинцом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ уменьшения нефротоксичности ацетата свинца, включающий свинцовую интоксикацию ежедневным введением крысам ацетата свинца, (см. патент РФ №2461072, МПК^01.2006 G09B 23/28, А61К 33/06, А61Р 39/00, опубл. 10.09.2012 г.).

Недостатками прототипа являются недостаточная точность, достоверность и адекватность полученных результатов, а также низкая эффективность результата, характеризующего токсичность и опасность для жизнедеятельности биологического объекта, при употреблении больших количеств кальция и ацетата свинца.

Технический результат предлагаемого способа диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях, заключается в повышении точности и достоверности, уровня воспроизводимости, адекватности, доступности и безопасности для жизнедеятельности организма.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях, включающим свинцовую интоксикацию ежедневным введением крысам ацетата свинца, согласно изобретению, введение ацетата свинца осуществляют в течение 30 дней в дозе 5 мг/кг массы тела, после свинцовой интоксикации забирают образцы органов и кровь из сердца, центрифугируют, затем в эритроцитах и органах определяют концентрацию малонового диальдегида - МДА, активность антиокислительной системы - АОС, органоспецифических ферментов АлАТ, АсАТ, ГГТП и щелочной фосфатазы в плазме крови и Na⁺, К⁺ АТФ-азы в клетках почечной, миокардиальной и печеночной тканях, а также в плазме крови определяют содержание суммарных метаболитов оксида азота, адреналина, общего холестерина - ОХС, холестерина липопротеинов низкой плотности - ХС ЛПНП, холестерина липопротеинов высокой плотности - ХС ЛПВП и триацилглицеридов - ТАГ и при активности Na⁺, K⁺АТФ-азы в корковом слое почки 1,31±0,006 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, К⁺АТФ-азы в мозговом слое почки 3,35±0,016 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, К⁺АТФ-азы в миокарде 0,745±0,0065 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, К⁺АТФ-азы в печени 0,36±0,05 мкмольРн/мг белка/час, активности АлАТ 1,98±0,016 мкмоль/с*л, активности АсАТ 2,69±0,03 мкмоль/с*л, активности ГТТП 1678,1±51,18 нмоль/с*л, активности щелочной фосфатазы 835,43±12,64 нмоль/с*л, при повышении от нормы ОХС в 2,48 раза, ХС ЛПНП в 3,8 раза, снижении от нормы ХС ЛПВП в 2,48 раза, и при их отклонении от нормы в сторону повышения концентрации МДА в эритроцитах в 1,33 раза, в корковом и мозговом веществе почек от нормы соответственно в 1,25 и 1,76 раза, сердце в 1,79 раза, в печени в 1,94 раза, и снижения уровня активности АОС от нормы в 1,6 раза, содержания суммарных метаболитов оксида азота в 1,73 раза и повышения адреналина от нормы в 1,17 раз, судят о наличии эндотелиальной дисфункции при метаболических нарушениях у крыс со свинцовой интоксикацией.

Данный способ диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях, позволит способствовать повышению точности и достоверности, уровня воспроизводимости, доступности и безопасности жизнедеятельности организма.

Сущность заявляемого способа диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях подтверждена графически и таблицами, где на фиг. 1 - изображена динамика показателей ПОЛ в норме, при интоксикации ацетатом свинца, на фиг. 2 - показатели активности антиокислительной системы и концентрация суммарных метаболитов оксида азота (NOx) в норме, при интоксикационном синдроме, в таблице 1 - динамика изменений показателей липидного спектра крови при интоксикации ацетатом свинца, в таблице 2 - показатели активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в клетках органов и органоспецифических ферментов в плазме крови.

Способ диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях осуществляли следующим образом.

Для анализа токсической картины, нарушений перекисного окисления липидов (ПОЛ), активности антиокислительной системы (АОС), общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), триацилглицеридов (ТАГ), активности Na⁺, К⁺ АТФ-азы в клетках органов и органоспецифических ферментов в плазме крови, содержания оксида азота (NO), адреналина (см. табл. 1) экспериментальные крысы получали в течение 30 дней ацетат свинца в дозе 5 мг/кг массы тела. По истечении срока интоксикации, через 30 дней в гемолизате эритроцитов, клетках внутренних органов (корковом, мозговом веществе почечной ткани, миокарде и печени) определяли концентрацию малонового диальдегида (МДА), активность супероксидисмутазы (СОД), а в плазме крови активность каталазы, концентрацию церулоплазмина (ЦП), содержание суммарных метаболитов оксида азота (NOx), адреналина, а также общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП) и триацилглицеридов (ТАГ) и активность органоспецифических ферментов: АлАТ, AcAT, ГГТП и щелочной фосфатазы в плазме крови и Na⁺, К⁺ АТФ-фазы в клетках почечной, миокардиальной и печеночной тканях.

Пример

В эксперименте у крыс после 30 дней систематической интоксикации ацетатом свинца в дозе 5 мг/кг массы тела под наркозом производили операцию, забирали кровь из сердца, образцы внутренних органов: почек, печени, миокарда. Кровь центрифугировали, эритроцитарную массу дважды промывали, затем лизировали и определяли содержание МДА, активность СОД (см. фиг. 1, 2). В плазме крови определяли активность каталазы, концентрацию ЦП, содержание суммарных метаболитов оксида азота (NOx), адреналина (см. фиг 1, 2), общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП) и триацилглицеридов (ТАГ) (см. табл. 1) и органоспецифических ферментов в плазме крови, а также забирали кусочки из коркового, мозгового вещества, почек, миокарда и печени (см. табл. 2), гомогенизировали при t=4°С, центрифугировали и в надосадочной жидкости определяли концентрацию МДА и активность Na⁺, К⁺ АТФ-азы (см. фиг. 1, табл. 2).

Исследования проводились на базе отдела патобиохимии ИБМИ ВНЦ РАН, где определяли интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ), о которой судили по изменению концентрации малонового диальдегида (МДА) в гемолизате эритроцитов, клетках внутренних органов: коркового, мозгового вещества почек, миокарда и печени, определяемую колориметрически с тиобарбитуровой кислотой. Состояние антиоксидантной системы в эритроцитах оценивали по активности супероксидцисмутазы (СОД), которую определяли методом аутоокисления адреналина, а в плазме крови активность каталазы методом М.А. Королюка, концентрацию церулоплазмина модифицированным методом Равина. Концентрацию суммарных метаболитов оксида азота (NOx) определяли экспресс-методом в модификации В.А. Метельской по реакции деазотирования, содержание адреналина цитохимическим методом. О нарушении метаболизма холестерина судили по данным общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), триацилглицеридов (ТАГ). Функциональными показателями являлись данные содержания МДА и активности Na⁺, К⁺ АТФ-фазы в клетках коркового и мозгового вещества почек, в гепатоцитах и кардиомиоцитах, а также активность АлАТ, АсАТ, ГГТП и щелочной фосфатазы в плазме крови.

У крыс интоксикация ацетатом свинца вызывает интенсификацию окислительных процессов (см. фиг. 1 и фиг. 2), повышение концентрации МДА в эритроцитах. Анализ полученных показателей активности АОС показал снижение активности СОД и повышение активности каталазы и концентрации ЦП. Развивается окислительный стресс, который сопровождается снижением концентрации суммарных метаболитов оксида азота (NO) и повышением содержания адреналина по данным среднего цитохимического коэффициента (СЦК). Активность АОС оказывается несостоятельной, поэтому окислительный стресс принимает системный характер, приводящий к нарушению NO-продуцирующей функции эндотелия, снижению содержания оксида азота (NO), образующийся из L-аргинина с участием фермента синтазы оксида азота (NO-синтазы), а также повышенного уровня адреналина. Проявлением дисфункции эндотелия является отклонение от нормы содержания NOx и повышение уровня адреналина в крови. Другим важным фактором нарушения доступности L-аргинина к eNOS было нарушение обмена холестерина, гиперхолестеринемия, а также окислительная модификация холестерина атерогенных липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), при их образовании и нарушении в кровеносном русле под влиянием продуктов липопероксидации. Помимо этого, неадекватная утилизация холестерина клетками тканей поддерживает его повышенное содержание в крови. При исследовании липидного спектра крови на фоне интоксикации ацетатом свинца выявлено повышение содержания общего холестерина (ОХС) и холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП) при одновременном снижении холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП) (см. табл. 1). При анализе полученных результатов у подопытных крыс выявлены высокие концентрации холестерина (ХС), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), триацилглицеридов (ТАГ) и снижение холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП). Общий холестерин повысился в 2,48 раза, а ХС ЛПНП в 3,8 раза против контроля, в то время как снизился ХС ЛПВП в 2,48 раза. Содержание ТАГ также подверглось изменениям. Нарушение обмена холестерина (ХС) вызывает атерогенные изменения в эндотелии сосуда. Возможно, изменения такого плана принимают участие в снижении степени биодоступности L-аргинина для NO-образующего фермента - эндотелиальной NO-синтазы (eNOS), что приводит к снижению продукции NOx в крови.

Таким образом, полученные результаты явились основанием для разработки и использования нового, комплексного подхода, для диагностики дисфункции эндотелия при метаболических и функциональных нарушениях, вызванных свинцовой интоксикацией. Показателем нарушения биодоступности субстрата синтеза NO - L-аргинина были изменения в обмене ХС: повышение общего ХС, ХС ЛПНП, снижение ХС ЛПВП. Диагностическими показателями нарушения внутренних органов: сердца, печени, почек послужили данные концентрации МДА в органах, активности Na⁺, K⁺ ATA-азы в тканях органов и в плазме крови активности органоспецифических ферментов: АлАТ, AcAT, ГГТП и щелочной фосфатазы (табл. 2.). Одновременно для диагностики послужили данные интенсивности ПОЛ, активности антиокислительной системы (АОС): СОД, каталазы, церулоплазмина, содержание суммарных метаболитов оксида азота (NO) и адреналина (см. фиг. 1, 2).

Использование предлагаемого способа диагностики дисфункции эндотелия при метаболических и функциональных нарушениях, позволит по сравнению с прототипом своевременно выявить особенности нарушения функции эндотелия при метаболических изменениях, повысить точность и достоверность, уровень воспроизводимости, доступность и безопасность для жизнедеятельности организма.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при диагностике эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях свинцовой интоксикации в эксперименте. Способ включает свинцовую интоксикацию ежедневным введением крысам ацетата свинца. При этом введение ацетата свинца осуществляют в течение 30 дней в дозе 5 мг/кг массы тела. После свинцовой интоксикации забирают образцы органов и кровь из сердца, центрифугируют, затем в эритроцитах и органах определяют, концентрацию малонового диальдегида-МДА, активность антиокислительной системы-АОС, органоспецифических ферментов АлАТ, АсАТ, ГГТП и щелочной фосфатазы в плазме крови и Na⁺, Ka⁺ АТФ-азы в клетках почечной, миокардиальной и печеночной тканях, а также в плазме крови определяют содержание суммарных метаболитов оксида азота, адреналина, общего холестерина-ОХС, холестерина липопротеинов низкой плотности-ХС ЛПНП, холестерина липопротеинов высокой плотности-ХС ЛПВП, и при активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в корковом слое почки 1,31±0,006 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в мозговом слое почки 3,35±0,016 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в миокарде 0,745±0,0065 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в печени 0,36±0,005 мкмольРн/мг белка/час, активности АлАТ 1,98±0,016 мкмоль/с*л, активности АсАТ 2,69±0,03 мкмоль/с*л, активности ГГТП 1678,1±51,18 нмоль/с*л, активности щелочной фосфатазы 835,43±12,64 нмоль/с*л, и при повышении от нормы ОХС в 2,48 раза, ХС ЛПНП в 3,8 раза, снижении от нормы ХС ЛПВП в 2,48 раза, и при их отклонении от нормы в сторону повышения концентрации МДА в эритроцитах в 1,33 раза, в корковом и мозговом веществе почек от нормы соответственно в 1,25 и 1,76 раза, сердце в 1,79 раза, в печени в 1,94 раза, и снижении уровня активности АОС от нормы в 1,6 раза, содержания суммарных метаболитов оксида азота в 1,73 раза и повышении адреналина от нормы в 1,17 раз, судят о наличии эндотелиальной дисфункции при метаболических нарушениях у крыс со свинцовой интоксикацией. Изобретение позволяет своевременно выявить нарушения функции эндотелия при метаболических изменениях, повысить точность и достоверность. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ диагностики эндотелиальной дисфункции при метаболических и функциональных нарушениях, включающий свинцовую интоксикацию ежедневным введением крысам ацетата свинца, отличающийся тем, что введение ацетата свинца осуществляют в течение 30 дней в дозе 5 мг/кг массы тела, после свинцовой интоксикации забирают образцы органов и кровь из сердца, центрифугируют, затем в эритроцитах и органах определяют концентрацию малонового диальдегида-МДА, активность антиокислительной системы-АОС, органоспецифических ферментов АлАТ, АсАТ, ГГТП и щелочной фосфатазы в плазме крови и Na⁺, Ka⁺ АТФ-азы в клетках почечной, миокардиальной и печеночной тканях, а также в плазме крови определяют содержание суммарных метаболитов оксида азота, адреналина, общего холестерина-ОХС, холестерина липопротеинов низкой плотности-ХС ЛПНП, холестерина липопротеинов высокой плотности-ХС ЛПВП и триацилглицеридов-ТАГ, и при активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в корковом слое почки 1,31±0,006 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в мозговом слое почки 3,35±0,016 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в миокарде 0,745±0,0065 мкмольРн/мг белка/час, активности Na⁺, K⁺ АТФ-азы в печени 0,36±0,005 мкмольРн/мг белка/час, активности АлАТ 1,98±0,016 мкмоль/с*л, активности АсАТ 2,69±0,03 мкмоль/с*л, активности ГГТП 1678,1±51,18 нмоль/с*л, активности щелочной фосфатазы 835,43±12,64 нмоль/с*л, и при повышении от нормы ОХС в 2,48 раза, ХС ЛПНП в 3,8 раза, снижении от нормы ХС ЛПВП в 2,48 раза, и при их отклонении от нормы в сторону повышения концентрации МДА в эритроцитах в 1,33 раза, в корковом и мозговом веществе почек от нормы соответственно в 1,25 и 1,76 раза, сердце в 1,79 раза, в печени в 1,94 раза, и снижении уровня активности АОС от нормы в 1,6 раза, содержания суммарных метаболитов оксида азота в 1,73 раза и повышении адреналина от нормы в 1,17 раз, судят о наличии эндотелиальной дисфункции при метаболических нарушениях у крыс со свинцовой интоксикацией.