RU2255375C1

RU2255375C1 - Method for modelling chronic toxic nephropathy

Info

Publication number: RU2255375C1
Application number: RU2004101335/14A
Authority: RU
Inventors: Н.Р. Албегова (RU); Н.Р. Албегова; В.Б. Брин (RU); В.Б. Брин
Original assignee: Северо-Осетинская государственная медицинская академия
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-06-27

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: method includes injection of cobalt chloride solution into stomach once in a day each day during two months in dose 4.0-10.0 mg/kg, in metal terms, where in a unit of solution equal to 0.2 ml, there is 0.4-1.0 mg of cobalt.

EFFECT: higher efficiency.

3 tbl, 1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, экологии, токсикологии и может быть использовано при исследовании механизмов токсического действия тяжелых металлов, в частности кобальта, на функции почек.The invention relates to medicine, experimental biology, ecology, toxicology and can be used to study the mechanisms of toxic effects of heavy metals, in particular cobalt, on kidney function.

Кобальт является важным биологически активным элементом, необходимым для нормального осуществления процессов жизнедеятельности - обеспечения эритропоэза, синтеза нуклеиновых кислот, витаминов и гормонов, регуляции активности ферментов и всех видов обмена веществ.Cobalt is an important biologically active element necessary for the normal implementation of vital processes - providing erythropoiesis, the synthesis of nucleic acids, vitamins and hormones, regulating the activity of enzymes and all types of metabolism.

Все более широкое использование кобальта и его соединений в промышленности в последние десятилетия способствовало выявлению токсических эффектов кобальта на организм человека (Е. Szakmary et al., 2001), вплоть до мертворождаемости и аномалий развития. Избыточное поступление кобальта в организм ведет к его накоплению в тканях, в наибольшей мере печени и почек, поскольку основными путями экскреции являются секреция желчи и мочевыделение. Токсическое действие кобальта наряду с широко изученным избирательным поражением миокарда в виде так называемых кобальтовых кардиомиопатий (М.П. Чекунова, 1978; И.М. Суворов и соавт., 1978; А.Е. Вермель и соавт., 1991) проявляется со стороны почек - основного места экскреции кобальта из организма и поэтому органа-мишени для повреждающего токсического эффекта. При действии избытка кобальта на организм описаны дистрофические и некробиотические изменения почечного эпителия (Е. Szakmary et al., 2001), нарушения функции почечных канальцев и трансмембранного транспорта ионов и воды (О.А. Гончаревская и соавт., 1985; A. Jungwirth et al., 1990; Y.B. Zhang et al., 1998; и др.).The increasing use of cobalt and its compounds in industry in recent decades has contributed to the identification of toxic effects of cobalt on the human body (E. Szakmary et al., 2001), up to stillbirth and developmental anomalies. Excessive intake of cobalt in the body leads to its accumulation in the tissues, to the greatest extent of the liver and kidneys, since the main ways of excretion are secretion of bile and urination. The toxic effect of cobalt along with the widely studied selective myocardial damage in the form of the so-called cobalt cardiomyopathies (M.P. Chekunova, 1978; I.M.Suvorov et al., 1978; A.E. Vermel et al., 1991) is manifested by kidneys - the main site of cobalt excretion from the body and therefore the target organ for a damaging toxic effect. Under the action of excess cobalt on the body, dystrophic and necrobiotic changes in the renal epithelium are described (E. Szakmary et al., 2001), impaired renal tubule function and transmembrane transport of ions and water (O.A. Goncharevskaya et al., 1985; A. Jungwirth et al., 1990; YB Zhang et al., 1998; et al.).

Известен способ (Джиоев И.Г. Экспериментально-клинический анализ механизмов действия минеральной воды “Тиб-2” на функции почек//Автореферат дис. на соиск. уч. ст. д.м.н. - 2003. - С.11) моделирования токсического поражения почек, создаваемого однократным подкожным введением нефротоксической смеси, состоящей из 0,5 мг уранилацетата, растворенного в 0,5 мл глицерина на 100 г массы тела. Данная модель взята нами в качестве прототипа.There is a method (Dzhioev I.G. Experimental and clinical analysis of the mechanisms of action of mineral water “Tib-2” on the function of the kidneys // Abstract of dissertation for the academic year of medical science - 2003. - P.11) simulation of toxic damage to the kidneys created by a single subcutaneous injection of a nephrotoxic mixture consisting of 0.5 mg of uranyl acetate dissolved in 0.5 ml of glycerol per 100 g of body weight. This model was taken by us as a prototype.

Недостатком описываемого способа является то, что, во-первых, отсутствует хроническое воздействие токсического вещества на организм; во-вторых, в качестве нефротоксического вещества используется специальная смесь, которая не присутствует в окружающей внешней среде и не является ее загрязнителем.The disadvantage of the described method is that, firstly, there is no chronic effect of a toxic substance on the body; secondly, a special mixture is used as a nephrotoxic substance, which is not present in the external environment and is not its pollutant.

У заявляемого изобретения имеются следующие существенные признаки: ежедневно 1 раз в сутки интрагастрально (через зонд в желудок) вводится раствор хлорида кобальта в дозе 4,0 или 10,0 мг/кг в течение двух месяцев.The claimed invention has the following essential features: every day, 1 time per day intragastrally (through a tube into the stomach), a solution of cobalt chloride in a dose of 4.0 or 10.0 mg / kg is administered for two months.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в разработке способа моделирования хронической токсической нефропатии.The claimed invention is aimed at solving the problem of developing a method for modeling chronic toxic nephropathy.

Решение этой задачи позволяет расширить представление о действии избытка кобальта на организм, его повреждающем воздействии на структуру почечной ткани и ее функции при длительном воздействии тяжелого металла; создать способ моделирования хронической токсической нефропатии, повышающий воспроизводимость, удобный для проведения эксперимента на животных и экономически выгодный.The solution to this problem allows us to expand our understanding of the effect of excess cobalt on the body, its damaging effects on the structure of renal tissue and its function during prolonged exposure to heavy metal; to create a method for modeling chronic toxic nephropathy, which increases reproducibility, convenient for conducting an experiment on animals, and cost-effective.

Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа моделирования хронической токсической нефропатии включает следующие существенные признаки: в качестве токсического вещества интрагастрально через зонд в желудок вводят раствор хлорида кобальта в дозе 4,0-10,0 мг/кг ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев.To achieve this technical result, the claimed invention of a method for modeling chronic toxic nephropathy includes the following essential features: as a toxic substance, a solution of cobalt chloride in a dose of 4.0-10.0 mg / kg daily 1 time per day for two times is administered intragastrally through the probe into the stomach months.

У заявляемого изобретения имеются следующие преимущества: доступное, безопасное, воспроизводимое, относительно недорогое исследование способа моделирования хронической токсической нефропатии путем введения через зонд в желудок раствора хлорида кобальта.The claimed invention has the following advantages: an accessible, safe, reproducible, relatively inexpensive study of a method for modeling chronic toxic nephropathy by introducing a solution of cobalt chloride through a tube into the stomach.

Между признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: введение хлорида кобальта экспериментальным животным через зонд в желудок ежедневно в течение двух месяцев в дозе 4,0-10,0 мг/кг приводит к возникновению хронической токсической нефропатии, что создает экспериментальный способ моделирования хронической токсической нефропатии, удобный для проведения эксперимента, экономически выгодный, повышающий воспроизводимость.Between the features of the claimed invention and the technical result, there is the following causal relationship: the introduction of cobalt chloride to experimental animals through a tube into the stomach daily for two months at a dose of 4.0-10.0 mg / kg leads to chronic toxic nephropathy, which creates an experimental a method for modeling chronic toxic nephropathy, convenient for the experiment, cost-effective, increasing reproducibility.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “новизна”.According to the information available to the authors, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of “novelty”.

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 моделирования токсической нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию “изобретательский уровень”.According to the authors, the essence of the claimed invention should not be obvious for specialists from a known level of medicine, since the above possibility of obtaining a method for modeling toxic nephropathy is not revealed from it, which allows us to conclude that the criterion of “inventive step” is met.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением результата, заключающегося в более точном и легко воспроизводимом способе получения хронической токсической нефропатии, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “промышленная применимость”.The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used in medicine to obtain a result consisting in a more accurate and easily reproducible method for producing chronic toxic nephropathy, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of “industrial applicability”.

Данный способ осуществляется следующим образом.This method is as follows.

Для получения токсического вещества хлорид кобальта растворяется в стерильной дистиллированной воде таким образом, что на единицу раствора, равную 0,2 мл, приходится 0,4 мг кобальта для дозировки 4,0 мг/кг и 1,0 мг кобальта для дозировки 10,0 мг/кг (т.е. 4,0 мг/кг = 0,4 мг/100 г/0,2 мл раствора; 10,0 мг/кг = 1,0 мг/100 г/0,2 мл раствора). На каждые 100 г веса крысы вводится 0,2 мл токсического раствора, что не является чрезмерной водной нагрузкой на организм экспериментального животного. Раствор хлорида кобальта вводится через зонд в желудок, ежедневно 1 раз в сутки в течение двух месяцев.To obtain a toxic substance, cobalt chloride is dissolved in sterile distilled water in such a way that 0.4 mg of cobalt for a dosage of 4.0 mg / kg and 1.0 mg of cobalt for a dosage of 10.0 are obtained per unit of solution equal to 0.2 ml mg / kg (i.e. 4.0 mg / kg = 0.4 mg / 100 g / 0.2 ml of solution; 10.0 mg / kg = 1.0 mg / 100 g / 0.2 ml of solution) . For every 100 g of rat weight, 0.2 ml of a toxic solution is injected, which is not an excessive water load on the body of an experimental animal. A solution of cobalt chloride is introduced through a probe into the stomach, daily 1 time per day for two months.

Пример 1. Пятнадцати белым крысам самцам линии Вистар массой 200-300 г через зонд в желудок вводили раствор хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг 1 раз в день в течение двух месяцев. Каждые 2 недели наблюдали функциональные изменения почек: диуреза, клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции воды, экскреции натрия, калия и кальция. Сравнения проводили с показателями интактных животных (контроль).Example 1. Fifteen white rats male Wistar strain weighing 200-300 g through a probe into the stomach was injected with a solution of cobalt chloride at a dose of 10.0 mg / kg once a day for two months. Every 2 weeks, functional changes in the kidneys were observed: diuresis, glomerular filtration, tubular reabsorption of water, excretion of sodium, potassium and calcium. Comparisons were made with indicators of intact animals (control).

Анализируя данные табл.1 и 2, можно отметить, что процессы мочеобразования через 1,5 месяца достоверно менялись: клубочковая фильтрация падала (р<0,02), а канальцевая реабсорбция воды возрастала (р<0,05), что привело к существенному падению диуреза (р<0,01). Через 2 месяца значение диуреза еще более уменьшалось (р<0,001), что было обусловлено дальнейшим падением клубочковой фильтрации (р<0,01) и ростом канальцевой реабсорбции воды (р<0,01). Экскреция натрия достоверно уменьшалась (р<0,01) через 1,5 месяца, а к концу 2 месяца падала еще значительнее (р<0,001). Определение экскреции калия через 2 недели; 1; 1,5 и 2 месяца эксперимента не выявило достоверных отклонений от фона. Выведение кальция с мочой было достоверно выше фона через 2 недели (р<0,001) и 1 месяц (р<0,01), а, приблизившись через 1,5 месяца к фоновому значению, к концу второго месяца значительно снижалась (р<0,001).Analyzing the data in Tables 1 and 2, it can be noted that the processes of urination after 1.5 months were significantly changed: glomerular filtration decreased (p <0.02), and tubular reabsorption of water increased (p <0.05), which led to a significant a drop in diuresis (p <0.01). After 2 months, the value of diuresis decreased even more (p <0.001), which was due to a further decrease in glomerular filtration (p <0.01) and an increase in tubular reabsorption of water (p <0.01). Sodium excretion significantly decreased (p <0.01) after 1.5 months, and by the end of 2 months it fell even more (p <0.001). Determination of potassium excretion after 2 weeks; 1; 1.5 and 2 months of the experiment did not reveal significant deviations from the background. Urinary calcium excretion was significantly higher than the background after 2 weeks (p <0.001) and 1 month (p <0.01), and, approaching the background value after 1.5 months, significantly decreased by the end of the second month (p <0.001) .

Через 1 и 2 месяца эксперимента крысы забивались с использованием тиопентала для исследования ткани почек. Определение содержания кобальта в ткани почек, моче и экскреции с мочой выявило значительное увеличение содержания металла через 1 и 2 месяца эксперимента, что отображают данные табл.3.After 1 and 2 months of the experiment, the rats were sacrificed using thiopental to study kidney tissue. Determination of cobalt content in the tissue of the kidneys, urine and urinary excretion revealed a significant increase in the metal content after 1 and 2 months of the experiment, which is shown in Table 3.

Для гистологических исследований образцы ткани почки фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 7-8 микрон. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводилось в проходящем свете при помощи микроскопа Микмед-1 под увеличением 80×200×400. Гистологические исследования выявили некротический нефроз эпителия почечных канальцев, структура канальцев не определялась (фиг.1, 2). Был выражен отек и скопление белка в просвете канальцев.For histological studies, samples of kidney tissue were fixed in 10% neutral formalin, and then subjected to paraffin filling, followed by preparation of sections 7-8 microns thick. Sections were stained with hematoxylin and eosin. The sections were studied in transmitted light using a Mikmed-1 microscope under a magnification of 80 × 200 × 400. Histological studies revealed necrotic nephrosis of the renal tubule epithelium, the structure of the tubules was not determined (figure 1, 2). Edema and accumulation of protein in the lumen of the tubules were pronounced.

Функциональные изменения почечной ткани были подтверждены гистологическими исследованиями, выявившими картину токсической нефропатии.Functional changes in renal tissue were confirmed by histological studies, which revealed a picture of toxic nephropathy.

Таблица 1Table 1 Основные процессы мочеобразования у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м)The main processes of urine formation in rats under conditions of spontaneous diuresis against the background of intragastric administration of cobalt chloride at a dose of 10.0 mg / kg (M ± m) Длительность введения; ДозыDuration of administration Doses Процессы мочеобразованияUrination processes Диурез, мл/час/100 гDiuresis, ml / hour / 100 g Фильтрация, мл/час/100 гFiltration, ml / hour / 100 g Реабсорбция, %Reabsorption,% ФОНBACKGROUND 0,099±0,0090.099 ± 0.009 11,26±1,0911.26 ± 1.09 99,15±0,0799.15 ± 0.07 2 недели СоСl₂ (10,0 мг/кг)2 weeks CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 0,083±0,0080.083 ± 0.008 11,41±0,8911.41 ± 0.89 99,28±0,0399.28 ± 0.03 1 месяц СоСl₂ (10,0 мг/кг)1 month CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 0,090±0,0130.090 ± 0.013 12,81±1,8512.81 ± 1.85 99,29±0,0599.29 ± 0.05 1,5 месяца СоСl₂ (10,0 мг/кг)1.5 months CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 0,052±0,012*)0.052 ± 0.012 *) 8,01±0,79*)8.01 ± 0.79 *) 99,38±0,08*)99.38 ± 0.08 *) 2 месяца СоСl₂ (10,0 мг/кг)2 months CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 0,038±0,007*)0.038 ± 0.007 *) 6,78±0,88*)6.78 ± 0.88 *) 99,44±0,07*)99.44 ± 0.07 *) *) - р относительно фона*) - p relative to the background

Таблица 2table 2 Экскреция электролитов у крыс в условиях спонтанного диуреза на фоне интрагастрального введения хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м)Excretion of electrolytes in rats under spontaneous urine output with intragastric administration of cobalt chloride at a dose of 10.0 mg / kg (M ± m) Длительность введения; ДозыDuration of administration Doses Экскреция электролитов, мкмоль/час/100 гExcretion of electrolytes, μmol / hour / 100 g NaNa КTO СаSa ФОНBACKGROUND 12,80±2,5412.80 ± 2.54 7,81±1,477.81 ± 1.47 0,24±0,030.24 ± 0.03 2 недели СоСl₂ (10,0 мг/кг)2 weeks CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 8,54±0,668.54 ± 0.66 6,37±0,966.37 ± 0.96 0,81±0,05*)0.81 ± 0.05 *) 1 месяц СоСl₂ (10,0 мг/кг)1 month CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 8,04±1,488.04 ± 1.48 7,85±0,967.85 ± 0.96 0,52±0,10*)0.52 ± 0.10 *) 1,5 месяца СоСl₂ (10,0 мг/кг)1.5 months CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 4,86±0,49*)4.86 ± 0.49 *) 7,81±1,287.81 ± 1.28 0,27±0,070.27 ± 0.07 2 месяца СоСl₂ (10,0 мг/кг)2 months CoCl ₂ (10.0 mg / kg) 2,07±0,37*)2.07 ± 0.37 *) 7,20±0,997.20 ± 0.99 0,11 ±0,01*)0.11 ± 0.01 *) *) - р относительно фона*) - p relative to the background Таблица 3Table 3 Накопление кобальта в ткани почек, содержание в моче и экскреция с мочой при интрагастральном введении хлорида кобальта в дозе 10,0 мг/кг (М±м)The accumulation of cobalt in the kidney tissue, the content in the urine and urinary excretion with the intragastric administration of cobalt chloride at a dose of 10.0 mg / kg (M ± m) Длительность введения; дозыDuration of administration doses Почка, мкг/гKidney, mcg / g Моча, экс-я; мкг/час/100 гUrine, ex-I; mcg / hour / 100 g Моча, сод-е; мкг/млUrine, soda; mcg / ml ФОНBACKGROUND 0,236±0,0340.236 ± 0.034 0,007±0,00120.007 ± 0.0012 0,074±0,0100.074 ± 0.010 Через 1 месяц (СоСl₂ 10,0 мг/кг)After 1 month (CoCl ₂ 10.0 mg / kg) 10,470±0,650*)10.470 ± 0.650 *) 8,47±1,87*)8.47 ± 1.87 *) 71,07±14,82*)71.07 ± 14.82 *) Через 2 месяца (СоСl₂ 10,0 мг/кг)After 2 months (CoCl ₂ 10.0 mg / kg) 14,320±0,910*)14.320 ± 0.910 *) 6,34±0,41*)6.34 ± 0.41 *) 103,80±13,54*)103.80 ± 13.54 *) *) - р относительно фона*) - p relative to the background

Таким образом, предлагаемый способ моделирования хронической токсической нефропатии показывает эффективность его использования.Thus, the proposed method for modeling chronic toxic nephropathy shows the effectiveness of its use.

Claims

A method for modeling chronic toxic nephropathy, including the administration of a toxic substance to experimental animals, characterized in that the toxic substance is a cobalt chloride solution introduced into the stomach 1 time per day for two months at a dose of 4.0-10.0 mg / kg , in terms of metal, where per unit of solution equal to 0.2 ml, 0.4-1.0 mg of cobalt is accounted for.