RU2748506C1

RU2748506C1 - Method for simulating atherosclerosis against background of diabetes mellitus in experiment

Info

Publication number: RU2748506C1
Application number: RU2020125246A
Authority: RU
Inventors: Гарегин Мурадович Костанян; Тагир Ибрагимович Гайгиев; Татьяна Петровна Храмых; Павел Александрович Ермолаев; Марина Владимировна Колбина
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2021-05-26

Abstract

FIELD: experimental medicine.

SUBSTANCE: invention relates to experimental medicine, namely to pathophysiology and cardiovascular surgery, and can be used to study the mechanisms of occurrence and development of atherosclerotic damage to the cardiovascular system against the background of diabetes mellitus in experimental animals. The method for simulating atherosclerosis against the background of diabetes mellitus in the experiment is that outbred male rabbits are daily taken throughout the experiment, products containing 0.8-1 g of cholesterol per 1 kg of body weight with free access to 5% glucose solution, average calorie content 4000-5000 kcal/day. After 3 weeks from the beginning of the diet, an analysis of the lipid and glycemic profile of the whole blood of rabbits is carried out with the determination of the atherogenic index to ascertain the fact of dyslipidemia, as well as a study of glycosylated hemoglobin. Then dithizone is injected intravenously at a dose of 25 mg/kg. 24 hours after the injection of dithizone, the level of glucose in the capillary blood of rabbits is determined using a glucometer and the glycosylated hemoglobin is re-examined. For 6 months from the start of the experiment, the rabbits continue to receive the indicated diet. The blood glucose level is adjusted by subcutaneous injection of short-acting insulin, maintaining it in the range of 10-12 mmol/l. After 6 months from the beginning of the experiment, the development of atherosclerosis against the background of diabetes mellitus in rabbits was confirmed by the study of blood biochemical parameters, ultrasound Doppler sonography of the arteries of the extremities, morphological examination of the heart and arteries after the animal was removed from the experiment.

EFFECT: invention makes it possible to simulate atherosclerosis against the background of diabetes mellitus.

1 cl

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к патофизиологии и сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использовано для изучения механизмов возникновения и развития повреждений сердечно-сосудистой системы на фоне сочетанного нарушения метаболизма углеводов и липидов у экспериментальных животных, а также для разработки способов профилактики, консервативного и хирургического видов лечения развивающихся сердечно-сосудистых осложнений.The invention relates to experimental medicine, namely to pathophysiology and cardiovascular surgery, and can be used to study the mechanisms of occurrence and development of damage to the cardiovascular system against the background of a combined violation of the metabolism of carbohydrates and lipids in experimental animals, as well as to develop methods of prevention, conservative and surgical treatments for developing cardiovascular complications.

Сердечно-сосудистые заболевания остаются основной причиной смертности населения, несмотря на некоторое улучшение исходов за счет совершенствования методов ранней диагностики и современных подходов их коррекции, в том числе хирургических [Европейские рекомендации по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний в клинической практике (пересмотр 2016 г.)]. Наряду с дислипидемией, являющейся специфическим фактором, ускоряющим развитие сосудистых поражений, ключевым звеном в цепи метаболических и последующих структурно-функциональных расстройств признана гипергликемия [Петрик Г.Г., Павлищук С.А. Оценка влияний параметров метаболизма и гемостаза на прогрессирование диабетических ангиопатий // РКЖ. - 2011. - № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-vliyaniy-parametrov-metabolizma-i-gemostaza-na-progressirovanie-diabeticheskih-angiopatiy (дата обращения: 26.05.2020)].Cardiovascular diseases remain the main cause of mortality in the population, despite some improvement in outcomes due to improved methods of early diagnosis and modern approaches to their correction, including surgical [European guidelines for the prevention of cardiovascular diseases in clinical practice (revised 2016)] ... Along with dyslipidemia, which is a specific factor that accelerates the development of vascular lesions, hyperglycemia is recognized as a key link in the chain of metabolic and subsequent structural and functional disorders [Petrik G.G., Pavlishchuk S.A. Assessment of the influence of metabolic and hemostasis parameters on the progression of diabetic angiopathies // RKZH. - 2011. - No. 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-vliyaniy-parametrov-metabolizma-i-gemostaza-na-progressirovanie-diabeticheskih-angiopatiy (date of access: 26.05.2020)].

Общие факторы риска развития микро- и макрососудистых осложнений, высокая распространенность поражения органов-мишеней и их главенствующая роль в инвалидизации и смертности больных, позволили сформулировать гипотезу “единой природы” патогенеза кардиоваскулярных нарушений на фоне атеросклероза (АС) и сахарного диабета (СД) [Демидова Татьяна Юрьевна Атеросклероз и сахарный диабет типа 2: механизмы и управление // CardioСоматика. - 2011. - № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ateroskleroz-i-saharnyy-diabet-tipa-2-mehanizmy-i-upravlenie (дата обращения: 26.05.2020)]. Риск сердечно-сосудистых осложнений у пациентов, страдающих одновременно СД и АС, намного выше, а ожидаемая продолжительность жизни значительно ниже, чем при изолированном АС. Однонаправленность механизмов развития эндотелиальной дисфункции, сходство звеньев развития метаболических нарушений, общность взаимоотягощающих признаков ухудшения качества жизни пациентов еще раз подтверждают тесную связь атеросклероза и СД, особенно 2 типа.General risk factors for the development of micro- and macrovascular complications, the high prevalence of target organ damage and their dominant role in the disability and mortality of patients, allowed us to formulate the hypothesis of the “common nature” of the pathogenesis of cardiovascular disorders against the background of atherosclerosis (AS) and diabetes mellitus (DM) [Demidova Tatyana Yurievna Atherosclerosis and type 2 diabetes mellitus: mechanisms and management // CardioSomatics. - 2011. - No. 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ateroskleroz-i-saharnyy-diabet-tipa-2-mehanizmy-i-upravlenie (date of access: 05/26/2020)]. The risk of cardiovascular complications in patients with simultaneous diabetes and AS is much higher, and life expectancy is much lower than in isolated AS. The unidirectionality of the mechanisms of development of endothelial dysfunction, the similarity of the links in the development of metabolic disorders, the commonality of mutually aggravating signs of deterioration in the quality of life of patients once again confirm the close relationship of atherosclerosis and diabetes mellitus, especially type 2.

Показано, что интегральным патогенетическим звеном СД является ангиопатия, при этом частота и выраженность ее коррелирует с длительностью и выраженностью метаболических нарушений [Балаболкин М. И., Клебанова Е. М., Креминская В. М. Патогенез ангиопатий при сахарном диабете // Сахарный диабет. - 1999. - № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/patogenez-angiopatiy-pri-saharnom-diabete (дата обращения: 26.05.2020)]. Важно отметить, что в клинической практике, несмотря на профилактическую направленность медицины, в подавляющем большинстве случаев исследуется уже манифестное течение СД и сформировавшиеся сердечно-сосудистые осложнения, изучение же напрямую ранних стадий формирования метаболических нарушений, в частности эндотелиальной дисфункции, затруднено, но может быть реализовано в эксперименте. Кроме того, разработка новых, более эффективных и безопасных методов хирургической коррекции гемодинамических нарушений, также требует их апробации в условиях эксперимента.It has been shown that the integral pathogenetic link of diabetes is angiopathy, while its frequency and severity correlates with the duration and severity of metabolic disorders [Balabolkin MI, Klebanova EM, Kreminskaya VM Pathogenesis of angiopathies in diabetes mellitus // Diabetes mellitus ... - 1999. - No. 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/patogenez-angiopatiy-pri-saharnom-diabete (date of access: 05/26/2020)]. It is important to note that in clinical practice, despite the prophylactic focus of medicine, in the overwhelming majority of cases, the already manifest course of diabetes and the formed cardiovascular complications are being investigated, while the study of the early stages of the formation of metabolic disorders, in particular endothelial dysfunction, is difficult, but can be implemented. in the experiment. In addition, the development of new, more effective and safer methods of surgical correction of hemodynamic disorders also requires their approbation under experimental conditions.

Существуют следующие способы моделирования СД: хирургический, химический, эндокринный, иммунный и генетический.There are the following methods for modeling diabetes: surgical, chemical, endocrine, immune and genetic.

Хирургический способ моделирования СД основан на полном или частичном удалении поджелудочной железы. У лабораторных животных с таким СД отмечается глюкозурия в сочетании с полиурией, выраженный голод, быстрая потеря веса и астения. Уровень глюкозы крови резко повышается, отмечается кетонурия, запас гликогена в органах практически исчезает. Недостатком этого способа является гибель экспериментальных животных в ранние сроки послеоперационного периода, еще до появления морфологической картины ангиопатии [Баранов В.Г. Экспериментальный сахарный диабет: монография / В.Г. Баранов // Л.: Наука, 1983. – 240 с.].The surgical method for modeling diabetes is based on complete or partial removal of the pancreas. Laboratory animals with this type of diabetes have glucosuria combined with polyuria, severe hunger, rapid weight loss, and asthenia. The blood glucose level rises sharply, ketonuria is noted, and the supply of glycogen in the organs practically disappears. The disadvantage of this method is the death of experimental animals in the early postoperative period, even before the appearance of the morphological picture of angiopathy [Baranov V.G. Experimental diabetes mellitus: monograph / V.G. Baranov // L .: Nauka, 1983. - 240 p.].

Более распространенными способами моделирования СД являются химические, которые индуцируются различными препаратами (аллоксан, стрептозотоцин, дитизон и др.), избирательно воздействующими на β-клетки островков Лангерганса [Etuk E.U. Animals models for studying diabetes mellitus / Agric. Biol. J. N. Am. – 2010. - Vol. 1, № 2, P. 130–134; Fazan S.V.P., De Vasconcelos C.C.A., Valença M.M., Nessler R., Moore K.C. Diabetic peripheral neuropathies: a morphometric overview / Int. J. Morphol. – 2010. - Vol. 28, № 1. - P. 51–64].More common methods for modeling diabetes are chemical, which are induced by various drugs (alloxan, streptozotocin, dithizone, etc.), selectively affecting β-cells of the islets of Langerhans [Etuk E.U. Animals models for studying diabetes mellitus / Agric. Biol. J. N. Am. - 2010. - Vol. 1, no. 2, P. 130-134; Fazan S.V.P., De Vasconcelos C.C.A., Valença M.M., Nessler R., Moore K.C. Diabetic peripheral neuropathies: a morphometric overview / Int. J. Morphol. - 2010. - Vol. 28, No. 1. - P. 51–64].

Аллоксан оказывает прямое токсическое действие на β-клетки поджелудочной железы, накапливаясь в них посредством поглощения с помощью транспортера GLUT-2 глюкозы и вызывая окисление ДНК и белков за счет образования активных форм кислорода, что приводит к их деструкции и развитию СД 1 типа [Баранов В.Г. Экспериментальный сахарный диабет: монография / В.Г. Баранов. – Л.: Наука, 1983.– 240 с.; Mozheyko L.A. Eksperimental’nye modeli dlya izucheniya sakharnogo diabeta chast’ I. Alloksanovyy diabet [Experimental models for studying diabetes mellitus part 1. Alloxan diabetes]. Zhurnal Grodnenskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta [Journal of Grodno State Medical University], 2013, no. 3 (43), pp. 26–29]. Недостатками этого способа являются высокая летальность экспериментальных животных, связанная с токсичностью препарата, а также тот факт, что выжившие в эксперименте животные рано погибают от агрессивного течения СД еще до развития ангиопатий [Способ моделирования аллоксанового диабета / Данилова И.Г. с соавт URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2534411C1_20141127 (дата обращения 13.04.2020 г.)]. Alloxan has a direct toxic effect on β-cells of the pancreas, accumulating in them through absorption of glucose with the help of the GLUT-2 transporter and causing oxidation of DNA and proteins due to the formation of reactive oxygen species, which leads to their destruction and the development of type 1 diabetes [Baranov V .G. Experimental diabetes mellitus: monograph / V.G. Baranov. - L .: Nauka, 1983. - 240 p .; Mozheyko L.A. Eksperimental'nye modeli dlya izucheniya sakharnogo diabeta chast 'I. Alloksanovyy diabet [Experimental models for studying diabetes mellitus part 1. Alloxan diabetes]. Zhurnal Grodnenskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta [Journal of Grodno State Medical University], 2013, no. 3 (43), pp. 26-29]. The disadvantages of this method are the high lethality of experimental animals associated with the toxicity of the drug, as well as the fact that the animals that survived the experiment die early from the aggressive course of diabetes even before the development of angiopathies [Method for modeling alloxan diabetes / Danilova I.G. et al. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2534411C1_20141127 (date of access 13.04.2020)].

Стрептозотоцин вызывает гибель β-клеток поджелудочной железы за счет алкилирующей активности его метильной группы и подавления синтеза ДНК, а также активации свободнорадикального окисления, связанного с генерацией пероксинитрита из избыточно образующегося оксида азота, донатором которого является нитрозогруппа стрептозотоцина [Мазо В.К. Стрептозотоциновые модели сахарного диабета / В.К. Мазо, Ю.С. Сидорова, С.Н. Зорин, А.А. Кочеткова // Вопросы питания. – 2016. – Т. 85, № 4. – С. 14–21; Байрашева, В.К. Моделирование сахарного диабета и диабетической нефропатии в эксперименте / В. К.Байрашева // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4]. Стептозотоциновая модель СД характеризуется гипергликемией, кетонурией, снижением веса и изменением шерсти животных, появлением многочисленных геморрагий и некротизированных участков на коже, конечностях и хвосте, а также сопровождается выраженной полидипсией и полиурией. Отмечаются поражения век и конъюнктивы, помутнение зрачка и склеры, с большим количеством кровоизлияний различной величины [Хейфец И.А. Изучение гипогликемической активности субетты и росилиглитазона на модели стрептозотоцинового диабете у крыс / И.А. Хейфец, А.А. Спасов, М.П. Воронкова, Ю.Л. Дугина, О.И. Эпштейн // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2012. – Т. 153, № 1. – С. 62–64; Arison R.N. Light and electron microscopy of lesions in rats rendereddiabetic with streptozotocin / R.N. Arison, E.I. Ciaccio, M.S. Glitzer, J.A. Cassaro, M.P. Pruss // Diabetes. – 1967. – Vol. 16, № 1. – P. 51–56]. Недостатками этого способа являются высокая летальность экспериментальных животных, связанная с токсичностью препарата, а также ранняя гибель выживших в остром эксперименте животных от агрессивного течения СД [Tesch GH, Allen TJ. Rodent models of streptozotocin-induced diabetic nephropathy / Nephrolog (Carlton). 2007;12(3): 261-266].Streptozotocin causes the death of β-cells of the pancreas due to the alkylating activity of its methyl group and suppression of DNA synthesis, as well as the activation of free radical oxidation associated with the generation of peroxynitrite from excessively formed nitric oxide, the donor of which is the nitroso group of streptozotocin [Mazo V.K. Streptozotocin models of diabetes mellitus / V.K. Mazo, Yu.S. Sidorova, S.N. Zorin, A.A. Kochetkova // Nutritional issues. - 2016. - T. 85, No. 4. - P. 14–21; Bayrasheva, V.K. Simulation of diabetes mellitus and diabetic nephropathy in experiment / V. K. Bayrasheva // Modern problems of science and education. - 2015. - No. 4]. The steptozotocin model of diabetes is characterized by hyperglycemia, ketonuria, weight loss and changes in animal hair, the appearance of numerous hemorrhages and necrotic areas on the skin, limbs and tail, and is also accompanied by severe polydipsia and polyuria. There are lesions of the eyelids and conjunctiva, clouding of the pupil and sclera, with a large number of hemorrhages of various sizes [Kheifets I.A. Study of the hypoglycemic activity of subetta and rosiliglitazone on a model of streptozotocin diabetes in rats / I.A. Kheifets, A.A. Spasov, M.P. Voronkova, Yu.L. Dugin, O. I. Epstein // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. - 2012. - T. 153, No. 1. - P. 62–64; Arison R.N. Light and electron microscopy of lesions in rats rendereddiabetic with streptozotocin / R.N. Arison, E.I. Ciaccio, M.S. Glitzer, J.A. Cassaro, M.P. Pruss // Diabetes. - 1967. - Vol. 16, No. 1. - P. 51-56]. The disadvantages of this method are the high lethality of experimental animals associated with the toxicity of the drug, as well as the early death of surviving animals in the acute experiment from the aggressive course of diabetes [Tesch GH, Allen TJ. Rodent models of streptozotocin-induced diabetic nephropathy / Nephrolog (Carlton). 2007; 12 (3): 261-266].

Дитизоновая модель СД отличается манифестным течением и сопровождается высокой гипергликемией, глюкозурией, кетонурией, полиурией, полидипсией и уменьшением массы тела, что приводит к гибели животного от состояния, напоминающего диабетическую кому [Основы патологии. Учебное пособие / В.Т. Долгих. – М.: Издательство Юрайт. – 2019. – С. 180]. Недостатком данного способа является быстрое развитие декомпенсации заболевания, что не позволяет планировать хронические эксперименты, направленные на изучение микро- и макроангиопатий.Dithizone model of diabetes is characterized by a manifest course and is accompanied by high hyperglycemia, glucosuria, ketonuria, polyuria, polydipsia and weight loss, which leads to the death of the animal from a condition resembling a diabetic coma [Fundamentals of pathology. Study guide / V.T. Dolgikh. - M .: Yurayt Publishing House. - 2019. - P. 180]. The disadvantage of this method is the rapid development of decompensation of the disease, which does not allow planning chronic experiments aimed at studying micro- and macroangiopathies.

Способ эндокринного моделирования СД основан на действии контринсулярных гормонов. Для этого применяется длительное введение гормонов аденогипофиза – соматотропного, адренокортикотропного гормонов, вызывающих гипофизарный диабет, и введение глюкокортикоидов, вызывающих стероидный диабет [Чурилов, Л. П. Метаболическая логистика стресса, сахарный диабет и труды Бернардо Альберто Усая / Л. П. Чурилов, В. И. Утехин // Педиатр. – 2015.– Т. 6, № 3. – С. 104–111]. Общим недостатком данных моделей является развитие, наряду с СД, других состояний, характерных для эндокринопатии.The method of endocrine diabetes modeling is based on the action of counterinsular hormones. For this, long-term administration of hormones of the adenohypophysis is used - somatotropic, adrenocorticotropic hormones that cause pituitary diabetes, and the administration of glucocorticoids that cause steroid diabetes [Churilov, L.P. Metabolic logistics of stress, diabetes mellitus and the works of Bernardo Alberto Usai / L.P. Churilov, V. I. Utekhin // Pediatrician. - 2015.– T. 6, No. 3. - P. 104-111]. A common disadvantage of these models is the development, along with diabetes, of other conditions characteristic of endocrinopathy.

Для иммунного способа моделирования СД животным вводят антитела против инсулина, что более соответствует патогенезу СД 1 типа, при которомFor the immune method for modeling diabetes, animals are injected with antibodies against insulin, which is more consistent with the pathogenesis of type 1 diabetes, in which

организм вырабатывает антитела против собственного инсулина, а также против клеток островков Лангерганса. В результате возникает аутоиммунное повреждение β-клеток поджелудочной железы, приводящее к абсолютной недостаточности инсулина в организме [Баранов, В. Г. Экспериментальный сахарный диабет: монография / В. Г. Баранов. – Л.: Наука, 1983.the body produces antibodies against its own insulin, as well as against the cells of the islets of Langerhans. As a result, autoimmune damage to β-cells of the pancreas occurs, leading to absolute insufficiency of insulin in the body [Baranov, V. G. Experimental diabetes mellitus: monograph / V. G. Baranov. - L .: Science, 1983.

– 240 с.]. Недостаток данного метода заключается в сложности получения необходимых антител по сравнению с химическими моделями. Еще одним ограничением является быстрая гибель экспериментальных животных еще до первых признаков формирования ангиопатий.- 240 p.]. The disadvantage of this method is that it is difficult to obtain the required antibodies in comparison with chemical models. Another limitation is the rapid death of experimental animals even before the first signs of the formation of angiopathies.

Генетический диабет моделируется у специально выведенных, линейных, животных с генетической предрасположенностью к формированию различных видов СД [Гвазава, И. Г. Патогенез сахарного диабета 1 типа и экспериментальные модели на лабораторных грызунах / И. Г. Гвазава, О. С. Роговая, М. А. Борисов, Е. А. Воротеляк, А. В. Васильев // Acta Naturae. – 2018. – Т. 10, № 1 (36). – С. 25–35; Титок, Т. Г. Модели сахарного диабета, их выбор и использование в экспериментальных исследованиях / Т. Г. Титок, А. А. Евсеенко, Ф. Аджамиян, В. А. Кордюм // Биополимеры и клетка. – 1999. – Т. 15, № 2. –Genetic diabetes is modeled in specially bred, linear, animals with a genetic predisposition to the formation of various types of diabetes [Gvazava, I. G. Pathogenesis of type 1 diabetes mellitus and experimental models in laboratory rodents / I. G. Gvazava, O.S. Rogovaya, M A. Borisov, E. A. Vorotelyak, A. V. Vasiliev // Acta Naturae. - 2018. - T. 10, No. 1 (36). - S. 25–35; Titok, TG Models of diabetes mellitus, their choice and use in experimental studies / TG Titok, AA Evseenko, F. Adzhamiyan, VA Kordyum // Biopolymers and cells. - 1999. - T. 15, No. 2. -

С. 103–108.]. Основным недостатком этого способа моделирования является гибель животных от осложнений основного заболевания еще до формирования ангиопатий.Pp. 103–108.]. The main disadvantage of this modeling method is the death of animals from complications of the underlying disease even before the formation of angiopathies.

Существует большое количество способов моделирования атеросклеротического поражения артерий [способ моделирования атеросклероза путем скармливания животным «Западной диеты»: метод имеет ряд недостатков обусловленных необоснованностью выбора пола и возраста опытных животных, отсутствием комплексного воздействия факторов риска заболевания, в том числе стрессовых факторов, долгосрочность формирования атеросклероза (до 4-5 месяцев) [Jawieñ J. Mouse model sof experimental atherosclerosis. / J. Jawieñ, P. nasta£ek, R. Korbut/Joumal of physiology and Pharmacology. - 2004. - V.55. - №3, - р.503-517]; Способ моделирования атеросклероза путем скармливания экспериментальным животным атерогенной диеты с избытком витамина D2, ионов кальция на фоне угнетения функции щитовидной и паращитовидной желез мерказолилом [Крепкова Л.В. Использование модели гиперлипидемии и атеросклероза у крыс в токсикологическом эксперименте/ Л.В. Крепкова // Биомедицина.- 2011. - №3. - с.103- 105]; п. RU 2524127 C1 – моделирование осуществляют на крысах самцах, возраст которых превышает 1 год, которым на протяжении 46-60 суток моделирования атеросклероза, с частотой 1 раз в двое суток перорально вводят витамин D2 в количестве от 35000 МЕ/кг до 60000 МЕ/кг массы тела; кл. G09В 23/28, 1995 - способ моделирования атеросклероза, включающий кормление исследуемых животных атерогенным рационом, состоящий из добавления в корм порошка холестерина в количестве 1%, маргарина 10%, мерказолила 10 мг/кг и витамина D - 2,5 ME на кг массы тела крысы, отличающийся тем, что наряду с кормлением атерогенным рационом животным проводят операцию, состоящую из наложения лигатуры на почечную ножку левой почки нерассасывающимся шовным материалом и прошивания верхнего полюса правой почки, при этом оставляя 2/3 органа;], однако представленные модели предусматривают введение медикаментозных препаратов: обзидана - 1 мг на 100 г массы [п. RU № 2033646], суспензии гидрокортизона ацетата - 1,5 мг на 100 г массы животного [п. RU 2192048 C2], уридина в дозе 50 мг на 1 кг массы тела один раз в сутки в течение 6-8 дней [п. RU 2127113 C1] на фоне диеты, обогащенной жирами. Существенным недостатком известных способов моделирования АС является искусственное изменение метаболизма животного, что не отражает формирование истинных механизмов, играющих основную роль в развитии атеросклероза [Григорюк А.А., Турмова Е.П., Маркелова Е.В. Способ моделирования атеросклероза URL: https://patents.google.com/patent/RU2500041C1/ru Дата обращения: 26.05.2020 г.].There are a large number of methods for simulating atherosclerotic lesions of the arteries [a method for simulating atherosclerosis by feeding animals a "Western diet": the method has a number of disadvantages due to the unreasonable choice of sex and age of experimental animals, the lack of a complex effect of disease risk factors, including stress factors, long-term formation of atherosclerosis ( up to 4-5 months) [Jawieñ J. Mouse model sof experimental atherosclerosis. / J. Jawieñ, P. nasta £ ek, R. Korbut / Joumal of physiology and Pharmacology. - 2004. - V.55. - No. 3, - p.503-517]; A method for modeling atherosclerosis by feeding experimental animals an atherogenic diet with an excess of vitamin D2, calcium ions against the background of suppression of the function of the thyroid and parathyroid glands with mercazolil [Krepkova L.V. Using the model of hyperlipidemia and atherosclerosis in rats in a toxicological experiment / L.V. Krepkova // Biomedicine. - 2011. - №3. - p.103- 105]; n. RU 2524127 C1 - modeling is carried out on male rats, whose age exceeds 1 year, which for 46-60 days of atherosclerosis modeling, with a frequency of 1 time in two days, vitamin D2 is orally administered in an amount from 35,000 IU / kg to 60,000 IU / kg of body weight; cl. G09В 23/28, 1995 - a method for modeling atherosclerosis, including feeding the studied animals with an atherogenic diet, consisting of adding cholesterol powder in an amount of 1%, margarine 10%, mercazolil 10 mg / kg and vitamin D - 2.5 ME per kg weight the body of a rat, characterized in that, along with feeding an atherogenic diet to animals, an operation is performed, consisting of the imposition of a ligature on the renal pedicle of the left kidney with non-absorbable suture material and stitching of the upper pole of the right kidney, while leaving 2/3 of the organ;], however, the presented models provide for the introduction medications: obzidana - 1 mg per 100 g of weight [p. RU No. 2033646], a suspension of hydrocortisone acetate - 1.5 mg per 100 g of animal weight [p. RU 2192048 C2], uridine at a dose of 50 mg per 1 kg of body weight once a day for 6-8 days [p. RU 2127113 C1] against the background of a diet enriched with fats. A significant drawback of the known methods for modeling AS is an artificial change in the metabolism of an animal, which does not reflect the formation of true mechanisms that play a major role in the development of atherosclerosis [Grigoryuk AA, Turmova EP, Markelova Ye.V. Method for modeling atherosclerosis URL: https://patents.google.com/patent/RU2500041C1/ru Date of access: 05/26/2020].

В этой связи создание воспроизводимого способа моделирования АС на фоне СД в эксперименте, применимого для изучения повреждений сердечно-сосудистой системы и их коррекции, представляется актуальной.In this regard, the creation of a reproducible method for modeling AS against the background of diabetes in an experiment, applicable to study damage to the cardiovascular system and their correction, seems relevant.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка в эксперименте способа моделирования АС на фоне СД, заключающейся в развитии атерогенной дислипидемии, дисфункции β-клеток поджелудочной железы, инсулинорезистентности периферических тканей, к ангиопатиям смешанного генеза.The technical problem to be solved by the claimed invention is the development in an experiment of a method for modeling AS against a background of diabetes, which consists in the development of atherogenic dyslipidemia, dysfunction of β-cells of the pancreas, insulin resistance of peripheral tissues, to angiopathies of mixed genesis.

Способ моделирования АС на фоне СД в эксперименте осуществляется следующим образом:The method of modeling the AS against the background of the SD in the experiment is carried out as follows:

Кроликов содержат в условиях 12/12-часового светотемнового режима на фоне специальной диеты, предусматривающей ежедневный прием на протяжении всего эксперимента продуктов, содержащих 0,8-1 г холестерина на 1 кг массы тела при свободном доступе к 5% раствору глюкозы. Среднесуточная калорийность при этом составляет 4000-5000 ккал. Через 3 недели от начала диеты, проводится анализ липидного и гликемического профиля цельной крови кроликов с определением индекса атерогенности для констатации факта дислипидемии, а также исследование гликозилированного гемоглобина, являющегося интегральным показателем конечного гликозилирования в тканях. Далее производится однократное внутривенное введение дитизона в дозе 25 мг/кг. Через 24 часа после инъекции дитизона определяют уровень глюкозы в капиллярной крови кроликов при помощи глюкометра и повторно исследуют гликозилированный гемоглобин. После введения дитизона кролики продолжают находиться на указанной диете, уровень глюкозы крови корректируют подкожным введением инсулина короткого действия, поддерживая его в диапазоне 10-12 ммоль/л. Через 6 месяцев от начала эксперимента развитие АС на фоне СД у кроликов подтверждают исследованием биохимических показателей крови, данными ультразвуковой допплерографии артерий конечностей, морфологического исследования сердца и артерий после выведения животного из эксперимента.Rabbits are kept in a 12/12 hour light-and-dark regime against the background of a special diet that provides for daily intake of products containing 0.8-1 g of cholesterol per 1 kg of body weight throughout the experiment with free access to a 5% glucose solution. The average daily calorie content is 4000-5000 kcal. After 3 weeks from the beginning of the diet, the analysis of the lipid and glycemic profile of the whole blood of rabbits is carried out with the determination of the atherogenic index to ascertain the fact of dyslipidemia, as well as the study of glycosylated hemoglobin, which is an integral indicator of the final glycosylation in the tissues. Further, a single intravenous injection of dithizone is performed at a dose of 25 mg / kg. 24 hours after the injection of dithizone, the level of glucose in the capillary blood of rabbits is determined using a glucometer and the glycosylated hemoglobin is re-examined. After the introduction of dithizone, the rabbits continue to be on the specified diet, the blood glucose level is corrected by subcutaneous administration of short-acting insulin, maintaining it in the range of 10-12 mmol / l. After 6 months from the beginning of the experiment, the development of AS against the background of diabetes mellitus in rabbits was confirmed by the study of blood biochemical parameters, data of ultrasound Doppler ultrasonography of the arteries of the extremities, morphological examination of the heart and arteries after the animal was removed from the experiment.

Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый в качестве изобретения способ моделирования АС на фоне СД в эксперименте, позволяет изучать течение сочетанного нарушения метаболизма углеводов и липидов у кроликов, а также использовать данную модель для разработки способов профилактики, консервативного и хирургического лечения развивающихся сердечно-сосудистых осложнений.The data obtained indicate that the proposed method of modeling AS against the background of diabetes in the experiment allows to study the course of combined disorders of carbohydrate and lipid metabolism in rabbits, as well as to use this model to develop methods of prevention, conservative and surgical treatment of developing cardiovascular complications.

Claims

A method for simulating atherosclerosis against the background of diabetes mellitus in an experiment, characterized in that outbred male rabbits, against the background of daily intake throughout the experiment, of products containing 0.8-1 g of cholesterol per 1 kg of body weight with free access to a 5% glucose solution, the average caloric content is 4000-5000 kcal / day, after 3 weeks from the start of the diet, the lipid and glycemic profile of the whole blood of rabbits is analyzed with the determination of the atherogenic index to ascertain the fact of dyslipidemia, as well as the study of glycosylated hemoglobin followed by a single intravenous administration of dithizone at a dose of 25 mg / kg , 24 hours after the injection of dithizone, the level of glucose in the capillary blood of rabbits is determined using a glucometer and the glycosylated hemoglobin is re-examined; within 6 months from the beginning of the experiment, the rabbits continue to receive the specified diet, the blood glucose level is corrected by subcutaneous administration of short-acting insulin, maintaining it in the range of 10-12 mmol / l, after 6 months from the beginning of the experiment, the development of atherosclerosis against the background of diabetes mellitus in rabbits is confirmed by research biochemical parameters of blood, data of Doppler ultrasound of the arteries of the extremities, morphological examination of the heart and arteries after removing the animal from the experiment.