Спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу на фоні розвитку експериментального цукрового діабету

Реферат: Спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу на етапах перебігу стрептозотоцинового цукрового діабету включає моделювання тваринам експериментального цукрового діабету шляхом одноразового внутрішньоочеревинного введення стрептозотоцину в дозі 6 мг на 100 грам маси тіла. На фоні розвитку цукрового діабету з 14 доби експерименту тварини піддаються щоденній жорсткій іммобілізації у спеціальних клітках-пеналах по 6 годин на добу у різні часові інтервали. UA 121970 U (12) UA 121970 U UA 121970 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини, зокрема анатомії, патофізіології, клінічної анатомії та ендокринології, і може бути використана для моделювання іммобілізаційного стресу та вираженої інсулінової недостатності в експериментальних тварин з метою дослідження їх морфофункціонального стану при поєднаній патології. Стрес - це сукупність неспецифічних реакцій організму у відповідь на дію екзо- чи ендогенних тригерних чинників, що проявляється порушенням адаптації до змінених умов середовища за участю нейрогуморальної регуляції. Стрес є фізіологічною реакцією організму, захисним механізмом, що підтримує біологічний оптимум усіх життєвих функції органів та систем при несприятливих умовах існування. Проте під час розвитку хронічних патологій, зокрема стану стабільної гіперглікемії, зумовленої вираженою недостатністю інсуліну, перебіг стресу відрізняється від класичних фаз, має більш бурхливий характер та призводить до швидшого виснаження компенсаторних механізмів, що проявляється значним порушенням вуглеводного обміну, порівняно зі здоровими тваринами, які зазнають стресу, збільшенням частоти виникнення діабетичних ком, що може призвести до смерті [Проніна О.М. Вплив експериментального хронічного стресу на легені щурів / О.М. Проніна, М.М. Коптев, Ю.В. Підмогильний [та ін.] // Вісник проблем біології і медицини. - 2011. - Т. 2, № 2. - С. 230-232]. Для моделювання стресу з метою відтворення хвороб тварин, характерних для людини, існує цілий ряд різноманітних методів, зокрема застосування надпорогових подразників (больових, світлових, звукових, електричних), гіпотермії, гіподинамії, фармакологічних середників чи хірургічних втручань. Відомим аналогом є спосіб відтворення експериментальної моделі гострого іммобілізаційного стресу ненаркотизованих щурів шляхом іммобілізації в горизонтальному положенні на спині. Тварину при цьому фіксують за кінцівки без порушення гемоциркуляції впродовж 6 годин. Експеримент проводиться одноразово натщесерце з 9.00 до 15.00. Через 2 години після завершення фіксації щурів проводиться їх забій під тіопенталовим наркозом шляхом декапітації (Тимошенко А.В. Морфологічна оцінка впливу гострого іммобілізаційного стресу на серце щура (А.В. Тимошенко, Д.О. Дяуленко, Μ.Μ. Коптев //Актуальні проблеми сучасної медицини. - 2014. - Т. 14, № 4 (48)). Однак цей спосіб має недоліки: недостатня тривалість експерименту, моделювання гострого стресу при відсутності індукції цукрового діабету, фіксація тварини за кінцівки, що може спричиняти больовий синдром. Відомим аналогом є спосіб моделювання хронічного емоційного стресу у експериментальних тварин шляхом знерухомлення щурів кожного дня зранку по 4 години впродовж 60 днів, який полягає у поміщенні тварин у спеціальні клітки-пенали по три щурі, після чого клітки-пенали збирають у блоки по 9 кліток, щоб тварини відчували присутність інших представників виду (Пат. 64841 Україна МПК G09B 23/28 Спосіб моделювання хронічного емоційного стресу в експерименті / Ю.М. Дехтяр, Ф.І. Костєв, Б.А. Насібуллін; заявник та патентовласник Одеський державний медичний університет. - № 201103453; заявл. 23.03.2011; опубл. 25.11.2011, Бюл. № 22, 2011 p.). Спільними ознаками винаходу, що заявляється, та аналога є щоденне моделювання стресу у тварин та використання спеціальних кліток-пеналів. Як випливає з вищенаведеного, недоліками даного аналога є відсутність відтворення моделі цукрового діабету, а також значна тривалість експериментальних робіт, недостатній щоденний час іммобілізації (4 год.), крім того основним недоліком даного способу є те, що знерухомлення проводять у одні і ті ж самі години, при цьому уже через кілька діб тварини пристосовуються до змінених умов існування, які для них стають варіантом норми. Відомим аналогом є спосіб моделювання стресу шляхом відтворення гіподинамії, який полягає в тому, що після завершення іммобілізації тваринам додатково порушують режим отримання їжі та води, у випадковому порядку змінюють їх чисельність і склад у клітках (Пат. 61221 Україна МПК G09B 23/28 Спосіб моделювання хронічного стресу /Т.А. Золотарьов, Т.А. Насібуллін [та ін.]; заявник та патентовласник Український науково-дослідний інститут медичної реабілітації та курортології. - № 201015935; заявл. 29.12.2010; опубл. 11.07.2011, Бюл. № 13, 2011 p.). Однак за допомогою даної методики моделюється поліфакторний стрес, при цьому важко оцінити, впливу якого несприятливого чинника надається перевага і які морфофункціональні зміни можуть виникати в органах при поєднанні даних чинників. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу, що включає щоденну іммобілізацію тварин протягом 60 днів, окрім неділі, шляхом поміщення щурів по одному у клітки пенали, з яких складають блоки по 5 тварин так, щоб вони знаходилися у тісному контакті. Після завершення іммобілізації різної тривалості додатково моделюють ситуаційний стрес завдяки випадковій зміні кількості щурів у клітках і порушення режиму отримання їжі та води (Пат. 82414 Україна МПК G09B 23/28 Спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу / О.В. Ніколаєва, М.В. Ковальцова, Т.Г. 1 UA 121970 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Євтушенко; заявник та патентовласник Харківський національний медичний університет. - № u201303868; заявл. 29.03.2013; опубл. 25.07.2013, Бюл. № 14, 2013 p.). Спільними суттєвими ознаками прототипу та винаходу, що заявляється є: наявність "вихідного дня" стресування з метою покращення загального стану тварин та часткового відновлення їх фізіологічних функцій; велика тривалість експерименту, що достатньо для вивчення впливу стресу протягом тривалого часу; період іммобілізації має різну тривалість, тому тварини не звикають до одних і тих же годин стресування. Відомим аналогом є також спосіб моделювання цукрового діабету, який полягає у тому, що тваринам різного віку моделюють стрептозотоциновий цукровий діабет, зокрема тваринам віком 1-5 місяців вводять стрептозотоцин в дозі 7 мг на 100 г маси тіла, тваринам віком 5-17 місяців вводять 6 мг на 100 г маси тіла, а тваринам старше 18 місяців - 5 мг на 100 г маси тіла діабету (Пат. 62966 Україна МПК G09B 23/28 Спосіб моделювання цукрового діабету 1-го типу у тварин різного віку / В.А. Левицький, О.Я. Жураківська, В.А. Міськів [та ін.]; заявник та патентовласник: В.А. Левицький, О.Я. Жураківська, В.А. Міськів [та ін.]. - № u201101566; заявл. 11.02.2011; опубл. 26.09.2011, Бюл. № 18, 2011 p.). Проте тільки при наявності додаткового пошкоджуючого фактора чи стресової ситуації виникає погіршення протікання цукрового діабету. При цьому перебіг останнього набуває особливостей, більш близьких до людських (швидше прогресування, кетоацидоз чи потреба в екзогенно введеному інсуліні). Спільними ознаками є моделювання цукрового діабету, проте недоліком являється відсутність моделювання стресу, вплив якого не можливо нівелювати в умовах, найбільш наближених до реальних. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу моделювання хронічного іммобілізаційного стресу на фоні розвитку експериментального цукрового діабету шляхом щоденної жорсткої іммобілізації тварин з 14 доби експерименту у спеціальних кліткахпеналах по 6 годин на добу у різні часові інтервали, що дозволить підвищити точність відтворення цукрового діабету за умов стресу з наближенням перебігу патології до людини і збільшити тривалість існування моделі завдяки двом розвантажувальним дням по середам та неділям. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу, при якому статевозрілим щурам лінії Вістар масою тіла 160-180 г моделюють експериментальний цукровий діабет шляхом одноразового внутрішньоочеревинного введення стрептозотоцину в дозі 6 мг на 100 грам маси тіла, розведеного в 0,1 Μ цитратному буфері з рН 4,5, а починаючи з 14 доби експерименту тваринам вперше моделюють хронічний стрес шляхом жорсткої іммобілізації по 6 годин на добу у різні часові інтервали у спеціальних кліткахпеналах. Зв'язок між сукупністю ознак, що з'являються, та технічним результатом дозволяє створити аналогічний стан цукрового діабету та стресу в експериментальної тварини і забезпечити стабільність такого стану впродовж усього експерименту завдяки розвантажувальним дням, зокрема забір матеріалу проводять через 14, 28, 42, 56 та 70 діб від початку введення стрептозотоцину. Відтворена тривала в часі точна модель цукрового діабету та стресу дозволяє покращити ймовірність результатів доклінічних досліджень без додаткових витрат на поповнення експериментальних тварин, закупівлю препаратів чи інших засобів і найбільш точно відтворює ЦД та стрес, характерний для людини. Корисну модель виконують наступним чином. Як експериментальні тварини використовують статевозрілих щурів, самок чи самиць лінії Вістар. Усі тварини утримуються в умовах віварію з необмеженим доступом до їжі та води. Спершу проводять оцінку загального стану тварин: покрив шкіри, поведінку, рухову активність та фізіологічні функції. Наступним етапом є випадковий розподіл тварин на групи та моделювання у них експериментального цукрового діабету шляхом одноразового внутрішньоочеревинного введення стрептозотоцину в дозі 6 мг на 100 грам маси тіла, розведеного в ОД Μ цитратному буфері. Днем початку створення моделі ЦД вважають перший день введення стрептозотоцину. Стан предіабету триває впродовж 14 діб, тому тільки з цієї доби дослідній групі розпочинають моделювати стрес. Через 14 діб після моделювання діабету контрольній групі тварин внутрішньоочеревинно вводять еквівалентну дозу 0,1 Μ цитратного буферу та не моделюють стрес. Дослідну групу піддають щоденній жорсткій іммобілізації. Для цього щурів поміщають у спеціальні клітки-пенали і піддають іммобілізації по 6 годин на добу у різні години іммобілізації у спеціальних клітках-пеналах. Приклад. Дослідний щур - білий безпородний самець масою тіла 2 г утримувався в умовах віварію на стандартному харчовому та питному раціоні. Щуру введений антибіотик стрептозотоцин одноразово внутрішньоочеревинно. З 14 доби розпочато моделювання стресу по 6 годин на 2 UA 121970 U 5 10 добу у різні часові інтервали. На 56 добу від початку експерименту проводять забір матеріалу, попередньо визначивши кількість випитої рідини на добу та рівень глюкози та кортизолу у крові, які у даної тварини становили відповідно: 60,36 мл та 24,12 ммоль/л та 23, 12 нг /мл. У той же день у контрольного щура масою 195 г, що знаходився в аналогічних умовах віварію визначені кількість випитої рідини та рівень глюкози та кортизолу, що становили відповідно 38,18 мл, 17,43 ммоль/л та 10,85. Таким чином, приведені результати підтверджують, що корисна модель дозволяє найбільш точно відтворити порушення вуглеводного обміну та стресу, відповідні до тих, що спостерігаються у хворих з інсулінозалежним цукровим діабетом, які знаходяться в умовах постійного стресу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб моделювання хронічного іммобілізаційного стресу на етапах перебігу стрептозотоцинового цукрового діабету, що передбачає моделювання тваринам експериментального цукрового діабету шляхом одноразового внутрішньоочеревинного введення стрептозотоцину в дозі 6 мг на 100 грам маси тіла, який відрізняється тим, що на фоні розвитку цукрового діабету з 14 доби експерименту тварини піддаються щоденній жорсткій іммобілізації у спеціальних клітках-пеналах по 6 годин на добу у різні часові інтервали. 20 Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3