Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИУРЕЗА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при изучении выделительной (экскреторной) функции почек у лабораторных животных.

Известен способ получения диуреза путем внутрижелудочного введения лабораторным животным водной нагрузки в количестве 2-5% от веса животного, размещения их в метаболические (обменные) клетки на заданное время (4 и/или 24 часа) для сбора мочи и последующего анализа полученных проб мочи (Е.Б. Берхин, Ю.И. Иванов. «Методы экспериментального исследования почек и водно-солевого обмена», Барнаул, 1972, стр.6-10, 14-19, 58, 108-116).

Недостатком данного способа является малое количество собранной мочи, что является причиной недостаточной точности результатов исследований, необходимость двукратной водной нагрузки (за сутки до эксперимента - так называемое «размачивание» - и в день эксперимента непосредственно перед посадкой в метаболические клетки) (Физиология водно-солевого обмена и почки / Под ред. Ю.В. Наточина. В сер. «Основы современной физиологии». - СПб, Наука, 1993, 576 с.; А.А. Лебедев «Фармакология почек. Очерки к 50-летию исследования проблемы», Самара, 2002, 104 с.).

Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов анализа, отражающих выделительную функцию почек.

Поставленная цель достигается тем, что после введения лабораторному животному водной нагрузки в количестве 3-5% от веса животного, его помещают в клетку-пенал, удаленную на 1 метр от центра вращения платформы нагрузочного механизма с центральной осью вращения, и производят дозированное гравитационное воздействие от +2g до +4g в течение 10 минут, так, чтобы вектор центробежного ускорения был направлен к почкам или к хвосту животного.

Сравнение предлагаемого способа с известным способом показало его соответствие критериям изобретения.

Способ поясняется графическим материалом. На фиг.1 изображено устройство для создания гравитационного воздействия. На фиг.2 изображены варианты расположения клеток-пеналов на платформе.

Устройство для создания гравитационной нагрузки содержит круглую платформу 1 с центральной осью вращения 2, клетки-пеналы 3, размещенные на платформе и выполненные прямыми (что позволяет размещать животных с направлением центробежного ускорения к голове, к хвосту) и изогнутыми на 120° на 1/3 длины от проксимального конца (что позволяет размещать животных с направлением центробежного ускорения к почкам, от почек) (см. фиг.2). На платформе 1 выполнена шкала 4 расстояний от оси 2 (см. фиг.1).

Способ реализуется следующим образом. Формируются 2 группы (контрольная и опытная). Животным контрольной группы через зонд внутрижелудочно вводят водную нагрузку в количестве 3 или 5% от веса животного. Животных помещают в метаболические клетки для сбора мочи (на рисунке не указаны) на заданное время (4 и/или 24 часа). Производят сбор мочи и ее анализ (измерение объема выделенной мочи, определение содержания в ней ионов натрия и калия, а также продукта белкового обмена креатинина).

Испытуемым животным также вводят водную нагрузку в количестве 3 или 5% от веса животного и размещают их в клетках-пеналах 3 в четырех позициях: I позиция -вектор центробежного ускорения направлен к почкам животного, II позиция - вектор центробежного ускорения направлен от почек животного, III позиция - вектор центробежного ускорения направлен к голове, IV позиция - вектор центробежного ускорения направлен к хвосту (см. фиг.2). Проводят дозированное гравитационное воздействие в течение 10 минут. После чего перемещают лабораторных животных в метаболические клетки и в течение заданного времени (4 и/или 24 часа) производят сбор мочи, а затем ее анализ с регистрацией параметров, отражающих выделительную функцию почек (фиксируют объем выделенной мочи - диурез, содержание в моче ионов натрия и калия - натриурез и калиурез соответственно, а также креатинина - креатининурез).

По объему мочи, выделенной контрольной группой и опытной группой животных, судят об увеличении или уменьшении выведения воды почками из организма в опытной группе по отношению к контролю. В организме действуют 3 процесса мочеобразования:

клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция и канальцевая секреция. Первые 2 процесса являются главенствующими и могут значительно изменять объем, качественный и количественный состав образуемой мочи. По изменению содержания ионов натрия и калия в моче в опытных порциях по отношению к контрольным порциям определяют, как изменился один из процессов мочеобразования (канальцевая реабсорбция - т.е. процесс обратного всасывания ионов из мочи в кровь). По изменению содержания креатинина в моче опытных животных в отношении контрольных определяют, как изменился другой процесс мочеобразования (клубочковая фильтрация - т.е. процесс образования первичной мочи из плазмы крови). Одновременная регистрация этих параметров (диурез, натриурез, калиурез, креатининурез) позволяет определить, как тот или иной режим гравитационного воздействия влияет на работу почек - стимулирует или угнетает, одну выделительную функцию (клубочковую фильтрацию - за счет изменения почечного кровотока), другую (канальцевую реабсорбцию - за счет изменения всасывания ионов натрия и калия в почечных канальцах) или обе функции сразу. В итоге по полученным данным производят комплексную оценку выделительной функции почек, делят режимы гравитационного воздействия на группу стимулирующих и группу угнетающих, как оба процесса мочеобразования, так и по отдельности.

Клетки-пеналы 3 с животными размещают в различных позициях (I, II, III, IV) на разном расстоянии от центра 2 вращения, а также регулируют скорость вращения устройства - так получают различные режимы воздействия на лабораторных животных. Таким образом, I позиция обеспечивает в момент гравитационного воздействия приток крови к поясничной области животного, непосредственно к располагающимся там почкам. II позиция, наоборот, во время гравитационного воздействия приводит к оттоку крови от поясничной области, от почек в частности, к головному и хвостовому концу тела животного, обескровливая тем самым почки. В свою очередь, III позиция обеспечивает отток крови от хвостового конца и приток к головному концу туловища животного, за счет этого почечный кровоток обкрадывается в момент гравитационного воздействия. IV позиция приводит к притоку крови к хвостовому концу животного, к органам малого таза и почкам.

Кроме того, добавляя к водной нагрузке (питьевой воде) различные лекарственные препараты (или вводя их парентеральными путями - внутривенно, внутрибрюшинно, внутримышечно, подкожно и т.д.), возможно определить влияние лекарственных препаратов на организм животного при различных режимах гравитационного воздействия.

Доклинический пример (экспериментальное исследование на лабораторных животных). Опыты были поставлены на белых лабораторных беспородных половозрелых крысах обоего пола, массой 200-280 грамм.

Контрольные животные (в количестве 10 особей) получали внутрижелудочно водную нагрузку в объеме 5% от массы тела животного и рассаживались в метаболические клетки на 24 часа, по окончании 1-го, 2-го, 3-го (почасовой диурез) и 21-ого (суточный диурез) часа измерялся объем выделенной мочи в мл. Далее моча анализировалась на пламенном фотометре с целью определения содержания в ней ионов натрия и калия - натриуреза и калиуреза соответственно (в мкмоль). Фотоэлектроколориметрически определялось содержание креатинина в моче - креатининурез (в мг). Все исследуемые показатели пересчитывались на 100 грамм веса животного за 1-й, 2-й, 3-й и 21 час эксперимента (в сумме составляет 24 часа).

Опытные животные (в количестве 10 особей) получали водную нагрузку в объеме 5% от массы тела животного и рассаживались в клетки-пеналы (удаленные от центра вращения на 1 метр) в I, II, III, или IV позицию. Далее производилось гравитационное воздействие +2g, +3g или +4g в течение 10 минут. Скорость выхода центрифуги на заданную мощность (скорость разгона) составляла 30 секунд. После сеанса гравитационного воздействия животные рассаживались по метаболическим клеткам на 24 часа, по окончании 1-го, 2-го, 3-го (почасовой диурез) и 21-го (суточный диурез) часа измерялся объем выделенной мочи в мл. Далее моча анализировалась на пламенном фотометре с целью определения содержания в ней ионов натрия и калия - натриуреза и калиуреза соответственно (в мкмоль). Фотоэлектроколориметрически определялось содержание креатинина в моче - креатининурез (в мг). Все показатели пересчитывались на 100 грамм веса животного за 1-й, 2-й, 3-й и 21 час эксперимента (в сумме составляет 24 часа). Полученные данные обрабатывались статистически по критерию Манна-Уитни и оформлялись в сводные таблицы. Приведены только достоверные данные, р<0,05.

В результате было выявлено следующее.

Направление вектора ускорения к почкам животного (I позиция) - это ведущая позиция, дающая увеличение диуреза, натриуреза, калиуреза и креатининуреза на всех трех изученных ускорениях (+2, +3, и +4g) (табл.1-3). Причем максимальное одновременное увеличение всех исследуемых показателей получено при ускорении +3g в 1-й ч и за 21 ч исследования (табл.2). Особенно важно, как изменяются показатели в 1 ч эксперимента (показатели диуреза должны расти, а не уменьшаться, иначе возникнут осложнения со стороны мочевыделительной системы). Достоверное изменение диуреза в опытной группе по отношению к контрольной свидетельствует о влиянии гравитации на увеличение выведения воды почками из организма животного. Параллельно увеличивается выведение почками электролитов (натрия и калия), что свидетельствует о снижении канальцевой реабсорбции, как электролитов, так и воды в почечных канальцах. Следом за водой и электролитами возрастает почечная экскреция креатинина - что свидетельствует о другом процессе, параллельно протекающем в почках, об увеличении клубочковой фильтрации за счет усиления кровотока в почечной ткани под действием гравитации. Данная позиция может быть использована для лечения в эксперименте острой постишемической почечной недостаточности (возникшей в связи со снижением почечного кровотока), как в виде монотерапии, так и на фоне лекарственных средств.

Направление вектора ускорения от почек животного (II позиция) - это позиция, которая при гравитационном воздействии +2g в 1-й ч дает отрицательную динамику показателей (за счет оттока крови от почек во время сеанса), т.е. их снижение, во 2-й ч показатели выравниваются с контрольными, в 3-й и за 21 ч начинают расти (табл.4). Гравитационное воздействие +3g во 2 ч исследования дает выраженное увеличение диуреза натриуреза и калиуреза) (табл.5). При воздействии радиального ускорения +4g отмечаются разнонаправленные изменения показателей экскреторной функции почек (табл.6). Эта позиция может использоваться как для создания, так и для усиления ишемии почек в эксперименте.

Направление вектора ускорения к голове животного - III позиция, дающая четкое снижение исследуемых показателей почечной экскреции при радиальном ускорении +2g, несколько слабее выраженное снижение показателей при +4g и разнонаправленные изменения диуреза, натрийреза, калиуреза и креатининуреза при гравитационном воздействии +3g (в основном за счет оттока крови от хвостового конца к голове животного) на всех 3-х изученных ускорениях (табл.7-9). Причем данная позиция и наиболее опасная из всех 4-х (несколько животных в ходе сеанса гравитационного воздействия погибли от назального кровотечения). Эта позиция может использоваться только для создания или усиления ишемии почек.

Направление вектора ускорения к хвосту животного (IV позиция). Данная позиция при ускорении +2g за 1-й ч, 2-й ч, 3-й ч и 21 ч эксперимента дает достоверное увеличение показателей диуреза и натриуреза (за исключением 3 ч), кроме того, во 2-й ч и за 21 ч достоверно увеличивается калиурез (табл.10). Ускорения +4g и +3g действуют несколько слабее (табл.11-12). Пик стимуляции экскреторной функции почек для режима +4g приходится на 3 ч исследования, а для режима +3g на 2 ч эксперимента. Таким образом, данная позиция схожа с I позицией по действию на выделительную функцию почек.

Таким образом, полученные результаты экспериментов указывают на несколько вариантов расположения тела животного (к почкам и к хвосту), при различных гравитационных воздействиях (от +2g до +4g) позволяющих получать возрастание почечной экскреции воды, натрия, калия и креатинина различной степени выраженности.

Полученные результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что предлагаемый способ получения диуреза у лабораторных животных повышает точность и достоверность результатов анализа (диуреза, натриуреза, калиуреза, креатининуреза) за счет увеличения объема полученной мочи в опытных порциях путем подбора оптимального режима гравитационного воздействия, а также позволяет регулировать выделительную функцию почек путем подбора режимов.

Предлагаемый способ целесообразно использовать в экспериментальной медицине. Его использование позволяет изучить воздействие различных режимов гравитационного воздействия на выделительную функцию почек и использовать эти режимы для стимуляции или угнетения почечной экскреции воды, натрия, калия и креатинина.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Е.Б. Берхин, Ю.И. Иванов «Методы экспериментального исследования почек и водно-солевого обмена», Барнаул, 1972, стр.6-10, 14-19, 58, 108-116.

2. Физиология водно-солевого обмена и почки / Под ред. Ю.В. Наточина. В сер. Основы современной физиологии. - СПб, Наука, 1993, 576 с.

3. А.А. Лебедев «Фармакология почек. Очерки к 50-летию исследования проблемы», Самара, 2002, 104 с.