Результат интеллектуальной деятельности: Способ уменьшения гипертензивного эффекта хлорида кобальта кальцитонином

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании методов профилактики токсического действия тяжелых металлов, в частности кобальта, на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы.

Прогрессирующее увеличение концентрации кобальта в окружающей среде приводит к постоянному ухудшению экологической обстановки, что делает актуальной проблему поиска эффективных средств профилактики токсического влияния кобальта на организм человека.

Физиологические и патофизиологические эффекты кобальта разнообразны. Есть сведения о влиянии его на метаболизм углеводов и липидов [Калиман П.А., Беловецкая И.В. Влияние хлорида кобальта на активность ключевых ферментов метаболизма гема в печени крысы // Биохимия. - 1986. - Т. 51, №8. - С. 1307-1308], на функцию щитовидной железы [Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.], состояние миокарда [Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.] [Taylor А. Detection and monitoring of disorders of essential trace elements // Ann. Clin. Biochem. - 1996. - Vol. 33. - P. 486-510]. Именно так называемая «пивная кардиомиопатия» привлекла внимание к токсическим влияниям кобальта, что привело к прекращению его использования для лечения анемий. Дело в том, что в некоторых странах в течение ряда лет (60-е гг. XX столетия) для улучшения пенообразования к пиву добавляли кобальт (1.2-1.5 мг/л), и это повлекло тяжелые заболевания вплоть до летальных исходов у любителей этого напитка. Кобальт может способствовать развитию опухолей [Львова Г.Н., Чопикашвили Л.В., Васильева И.М. и др. Защитные действия аскорбиновой кислоты в клетках людей, контактирующих с хлоридом кобальта // Генетика. - 1990. - №7. - С. 1316-1319], он даже внесен в перечень канцерогенных агентов IARC (Агентства по исследованию рака Международной Организации Здравоохранения), в то же время его комплексные соединения оказывают противоопухолевое действие [Осинский С., Левитин И., Бубновская Л. и др. Селективность действия редокс-активных комплексов кобальта (III) на опухолевую ткань // Экспериментальная онкология - 2004. - Т. 26, №2. - С. 18-24.]. Он токсичен [Ветров В.А., Кузнецова А.И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. - Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1999. - 234 с.] (первые сведения о токсичности кобальта появились еще в 1883 г.[Anderson S.P.T. Nickel and cobalt: Their physiological action on the animal organism // J. Anat. Physiol. - 1883. - Vol. 17. - P. 89-123.]), в то же время и сам может выступать как противоядие при интоксикации цианидами. Есть сведения об эпилептогенном действии кобальта [.Осинский С., Левитин И., Бубновская Л. и др. Селективность действия редокс-активных комплексов кобальта (III) на опухолевую ткань // Экспериментальная онкология - 2004. - Т. 26, №2. - С. 18-24.], так же есть данные которые [Ветров В.А., Кузнецова А.И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. - Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1999. - 234 с.], свидетельствуют о влиянии кобальта на основные параметры системной гемодинамики.

Повышенное поступление кобальта оказывает значительное влияние на параметры системной гемодинамики, об этом свидетельствует ряд научных трудов. Данные немного разнятся, поскольку наблюдали как вазодилатационный, так и вазоконстрикционный эффекты. Больше свидетельств вазодилатационного влияния, хотя в экспериментах по искусственному жизнеобеспечению изолированной почки крысы наблюдали резкую вазоконстрикцию при добавлении хлористого кобальта в циркулирующий раствор [Циммерман М. Микроэлементы в медицине. Москва: Арнебия, 2006, 232 с.]. Проявляя антиатеросклеротическое действие, кобальт способствует снижению уровня холестерина в крови и выведению его из кровеносных сосудов, предупреждая его отложение на стенках сосудов в виде атеросклеротических бляшек [Ноздрюхина Л.Р. Микроэлементы и атеросклероз. Москва: Наука, 1985, 225 с.]. Малые дозы соединений кобальта вызывают довольно значительное снижение кровяного давления у кроликов, кошек, собак и других животных. Некоторые исследователи показали, что введение солей кобальта собакам и кошкам, как правило, вызывает в острых опытах довольно значительное падение кровяного давления. Гипотензивное действие кобальта может быть ослаблено или даже полностью снято предварительным введением цистеина. Кобальт вызывает также ослабление гипертензивного действия адреналина [Пламб Д. Фармакологические препараты в ветеринарной медицине. М.: Аквариум ЛТД, 2002, 856 с.]. Ежедневным добавлением к основному рациону кроликов, страдающих экспериментальной почечной гипертонией, 0,1-1,0 мг хлористого кобальта вызывает снижение кровяного давления.

Являясь основной частью витамина В₁₂ (цианокобаламин), кобальт считается одним из важнейших микроэлементов, участвующих в ферментативной функции витамина. Однако при чрезмерном поступлении металла в организм, в количествах во много раз превышающих предельно допустимую концентрацию, приводит к избыточному накоплению ксенобиотика в тканях и органах и к их структурно-функциональным повреждениям [Талакин Ю.Н., Иванова Л.А, Костецкая Н.И., Гриднева Н.

B., Савченко М. В., Древняк Н.С.Состояние здоровья рабочих, занятых в производстве солей кобальта. / Врачебное дело. - 1990. - №12. - С. 90-93]. Кобальт относится к веществам I класса опасности, вследствие наличия высокой сенсибилизирующей активности, что проявляется в полиморфном поражении сердечно-сосудистой, дыхательной, кроветворной систем. [Орджоникидзе Э.К., Рощин А.В. Кобальт - токсичность, биологический контроль. / Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1991. - №12. - C. 1-4]. Прогрессирующие увеличение концентрации кобальта в окружающей среде приводит к постоянному ухудшению экологической обстановки, что делает актуальной проблему поиска эффективных средств профилактики токсического влияния кобальта на организм человека.

Известно множество детоксикантов, способных снижать токсические эффекты тяжелых металлов при чрезмерном поступлении их в организм. К ним относятся тиоловые соединения - тиосульфат натрия, унитиол, тетацин кальций, различные комплексообразующие соединения - пентацин, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, дефероксамин и др (Машковский М.Д. Лекарственные средства: в 2-х томах. Т. 2. - Харьков «Торсинг», 1998. С. 212-220). Однако длительное применение этих препаратов способно вызвать различные побочные эффекты: расстройства деятельности ЖКТ, аллергические реакции, изменение количества форменных элементов крови, острый некроз проксимальных канальцев нефронов и др. Также наряду с токсинами они повышают экскрецию из организма важных микроэлементов, таких как: железо, кальций, цинк и др. и вызывают тем самым нарушения обменных процессов, что препятствует их длительному профилактическому применению.

В качестве профилактического средства в условиях хронической кобальтовой интоксикации, был выбран синтетический аналог гормона С-клеток щитовидной железы препарат «Миакальцик». Гормон, вырабатываемый С-клетками щитовидной железы, является антагонистом паратиреоидного гормона и совместно с ним участвует в регуляции обмена кальция в организме.

Структура кальцитонина представлена одной цепью из 32 аминокислот и кольцом из 7 аминокислотных остатков на N-конце, последовательность которых неодинакова у разных видов. Поскольку кальцитонин лосося обладает более высоким сродством к рецепторам (по сравнению с кальцитонинами млекопитающих), его действие выражено в наибольшей степени как по силе, так и по продолжительности.

Подавляя активность остеокластов за счет воздействия на специфические рецепторы, кальцитонин лосося существенно снижает скорость обмена костной ткани до нормального уровня при состояниях с повышенной скоростью резорбции, например, при остеопорозе. Как у животных, так и у человека было показано, что препарат «Миакальцик» обладает анальгетической активностью при болях костного происхождения, которая, по-видимому, обусловлена непосредственным воздействием на ЦНС.

Наиболее близким к заявляемому является способ профилактики хронической токсической артериальной гипертонии и кардиопатии у экспериментальных животных взятый нами за прототип (245 5982 С1, опубликованный 20,07,2012 Бюл. 20, заявка 2011106955/15 от 24.02.2011, МКИ А61К 31/28, А61К 31/4045, А61Р 9/02, авторы: Брин В.Б., Митциев А.К., Кабисов О.Т., Митциев К.Г., Засеев P.M., заключающийся в том, что животным ежедневно 1 раз в сутки одновременно внутрижелудочно вводят ацетат свинца в дозе 40 мг/кг и детоксикант. В качестве детоксиканта вводят препарат мелатонина мелаксен в дозе 10 мг/кг.

Недостатком данного способа является то, что используемый в качестве профилактического средства препарат мелатонина мелаксен имеет большой спектр действия (естественный адаптоген, участие в нейроэндокринных функциях мембранопротектор, антиоксидант). Так же препарат мелаксен является дорогостоящим по сравнению с миакальциком.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа уменьшения гипертензивного эффекта хлорида кобальта.

Решение этой задачи обеспечивает значительное снижение гипертензивного эффекта хлорида кобальта.

Для достижения этого технического результата, заявляемое изобретение способ уменьшения гипертензивного эффекта хлорида кобальта кальцитонином имеет следующие существенные признаки: ежедневное с первого дня эксперимента введение действующего вещества и хлорида кобальта подкожно, отличающийся тем, что в качестве действующего вещества применяют синтетический кальцитонин лосося препарат «МИАКАЛЬЦИК», вводимый животным ежедневно в дозе 0,6 МЕ/100, а хлорид кобальта вводят в дозе 4 мг/кг.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что применяется препарат, который стоит намного дешевле и оказывает меньшее влияние на организм.

Ежедневное подкожное введение миакальцика в дозе 0,6 МЕ/100 г веса животного, одновременно с подкожным введением раствора хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг, приводит к снижению показателей системной гемодинамики у экспериментальных животных. Заявленный способ является эффективным, экономически выгодным и легко воспроизводимым.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня медицины, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность получения способа снижения гипертензивного действия кобальта у экспериментальных животных при хроническом отравлении, включающего одновременное с первого дня эксперимента введение препарата и хлорида кобальта подкожно, в качестве препарат применяют микальцик, вводимый животным ежедневно в дозе 0,6 МЕ/100 г веса животного, а хлорид кобальта вводят в дозе 4 мг/кг, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в эффективном и легко воспроизводимом способе снижения гипертензивного действия кобальта, путем снижения токсического действия тяжелого металла при хроническом отравлении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

Данный способ осуществляется следующим образом. Для получения токсического вещества хлорид кобальта растворяют в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 1 мл, приходится 4 мг кобальта (в пересчете на металл). На каждые 100 г веса крысы вводят 0,1 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного.

Препарат микальцик вводится стерильным шприцом подкожно в дозе 0,6 МЕ/100 г веса животного. Раствор хлорида кобальта вводят подкожно в дозировке 4 мг/кг, ежедневно 1 раз в сутки в течение 30 дней двум группам животных (№1 и №2). Одновременно, с первого дня введения хлорида кобальта группе №2 каждый день подкожно вводят микальцик в дозировке 0,6 МЕ/100 грамм массы животного.

По истечении времени эксперимента (30 дней) исследовали функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в частности определяли основные параметры системной гемодинамики. При проведении экспериментов руководствовались статьей 11-й Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964), «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ от 19.06.2003 г. №267). Определение гемодинамических показателей проводилось в остром эксперименте. Животные находились под тиопенталовым наркозом. Определялись следующие показатели: артериальное давление - инвазивно (кровавым способом) путем введения в бедренную артерию пластикового катетера, заполненного 10% раствором гепарина и подключенного к электроманометру «ДДА». При измерении минутного объема крови через левую общую сонную артерию в дугу аорты вводился термистор МТ-54М. Физиологический раствор фиксируемой температуры объемом 0,2 мл вводился в правое предсердие через катетеризуемую правую яремную вену. Кривые термодилюции регистрировались на самописце ЭПП-5. Показания регистрировались с помощью монитора МХ-04. Рассчитывалось среднее артериальное давление (САД) по формуле САД=ДД+1/3 ПД, где ДД - диастолическое давление, ПД - пульсовое давление; частота сердечных сокращений (ЧСС) - с помощью монитора МХ-04; по специальным формулам рассчитывались сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ) и удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПСС).

Пример. Двум группам крыс-самцов линии Вистар массой 200-300 г вводили подкожно раствор хлорида кобальта в дозе 4 мг/кг каждый день в течение 30 дней. Одновременно, с первого дня введения хлорида кобальта, группе №2 каждый день подкожно водился микальцик в дозировке 0,6 МЕ мг/100. Через 30 дней исследовали функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в условиях внутрибрюшинной наркотизации тиопенталом натрия во всех группах определялись следующие показатели: артериальное давление - инвазивно путем введения в бедренную артерию пластикового катетера, заполненного 10% раствором гепарина и подключенного к электроманометру «ДДА». Регистрация производилась с помощью монитора «МХ-04». Рассчитывали среднее артериальное давление (САД) по формуле САД=ДД+1/3 ПД, где ДД - диастолическое давление, ПД - пульсовое давление; частота сердечных сокращений (ЧСС) - с помощью монитора МХ-04; по специальным формулам рассчитывались сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ) и удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПСС).

Результаты исследования показали, что у животных с подкожным введением хлорида кобальта (группа №1) происходило достоверное увеличение среднего артериального давления (САД) по сравнению с интактной группой животных, что было обусловлено достоверным увеличением удельного периферического сосудистого сопротивления (табл. 1). В условиях хронической кобальтовой интоксикации происходило изменение насосной функции сердца, что характеризовалось снижением сердечного индекса вследствие уменьшения ударного индекса относительно значений интактного контроля. Увеличение частоты сердечных сокращений у экспериментальных животных подкожно получавших хлорид кобальта относительно фоновых значений может свидетельствовать об активации симпатических влияний на сердце в условиях хронической кобальтовой интоксикации. Ежедневное введение препарата «микальцик» в условиях хронической кобальтовой интоксикации приводило к снижению среднего артериального давления по сравнению с группой животных, изолировано получавших хлорид кобальта, что было обусловлено наличием менее выраженных изменений удельного периферического сосудистого сопротивления. Одновременно с этим происходило восстановление сердечного и ударного индексов относительно значений группы животных, получавших изолированное подкожное введение хлорида кобальта, что позволяет говорить об улучшении насосной функции сердца в условиях введения препарата.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что применение препарата «МИАКАЛЬЦИК» является эффективным способом снижения гипертензивного эффекта хлорида кобальта у экспериментальных животных.