Способ моделирования дефицита селена у животного в эксперименте

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕФИЦИТА СЕЛЕНА У ЖИВОТНОГО В ЭКСПЕРИМЕНТЕ(71) Заявитель Государственное учреждение Научнопроизводственный центр Институт фармакологии и биохимии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Мойсеенок Андрей Георгиевич Королв Птр Матвеевич Пеховская Татьяна Александровна Коваленчик Ирина Леонидовна Катковская Инна Николаевна(73) Патентообладатель Государственное учреждение Научно-производственный центр Институт фармакологии и биохимии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ моделирования дефицита селена у животного в эксперименте, включающий введение животному химического вещества, отличающийся тем, что в качестве химического вещества используют 10 -ный раствор 3, который вводят внутрибрюшинно в дозе 190 мг/кг массы животного в первый и третий дни эксперимента, при этом развитие дефицита селена устанавливают по истечении 14 дней после первого введения препарата. Изобретение относится к области экспериментальной медицины и может быть использовано для моделирования дефицита селена у животного. Селен является эссенциальным, жизненно необходимым микроэлементом, который играет чрезвычайно важную роль в регуляции метаболизма и функций организма человека и животных. Селен не только обладает собственным мощным антиоксидантным действием, но и является важным элементом в синтезе глютатионпероксидазы - одного из самых важных ферментов нашего организма, который содержит четыре атома селена и нейтрализует свободные радикалы. Дефицит селена ведет к развитию процессов поражения клетки, лежащих в основе возникновения многих заболеваний. Болезни селеновой недостаточности человека и животных широко распространены во многих странах мира и причиняют большой экономический ущерб. Республика Беларусь также относится к регионам с низким содержанием 15261 1 2011.12.30 селена в почве и воде, вследствие чего среднесуточное потребление микроэлемента населением приобретает критическое значение. Чаще всего дефицит селена обусловлен недостаточным потреблением микроэлемента с пищей и водой, низким содержанием белков и жиров в рационе, избыточным содержанием в организме токсических металлов (ртуть, свинец, кадмий) и мышьяка, которые нарушают усвоение селена. В свою очередь, недостаточное содержание селена в организме способствует повышению токсичности тяжелых металлов, что еще в большей степени усугубляет серьезные последствия дефицита селена 1. В этой связи актуальность разработки новых моделей дефицита селена не представляет сомнения и дает возможность исследователям всесторонне изучать последствия селенодефицита, а также разрабатывать методы профилактики и лечения указанного патологического состояния. Известно применение разнообразных меркаптанов для снижения активности селенозависимой глутатионпероксидазы у кур, в результате чего у животных развивается дефицит селена, проявляющийся в виде седенодефицитного экссудативного диатеза 2. Однако указанным эффектом обладают не все меркаптаны, при этом эффект ингибирования глутатионпероксидазы наиболее выраженно отмечается в экспериментах. Кроме того, меркаптаны в диапазоне доз испытания значительно увеличивают гибель животных, что ограничивает использование указанных химических веществ для моделирования дефицита селена в условиях. Известны способы моделирования дефицита селена у животных в эксперименте, при осуществлении которых животных переводят на пищевые диеты, лишенные селена или с низким содержанием указанного микроэлемента 3, или же содержат на диете с низким содержанием селена и витамина 4. Недостатками указанных способов являются трудность строгого контроля потребленного количества корма каждым животным и длительность периода времени (от 4 до 8 недель) для моделирования дефицита селена. Наиболее близким к заявляемому является способ моделирования дефицита селена и витамина , при котором лабораторному животному скармливают пищу с добавлением металлов и их солей (серебро, цинк, кадмий, теллур, кобальт, медь, ртуть, олово, свинец,железо, мышьяк, сера) в течение 4 недель 5. Недостатками прототипа являются необходимость длительного периода времени (4 недели) для воспроизведения дефицита селена у животного отсутствие гарантии точного дозирования поступления в организм металлов и их солей при скармливании указанного корма. Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании надежного способа моделирования дефицита селена у животного и сокращение сроков моделирования. Поставленная задача решается путем введения животному 10 -ного раствора 3,который вводят внутрибрюшинно в дозе 190 мг/кг массы животного в первый и третий дни эксперимента, при этом развитие дефицита селена устанавливают по истечении 14 дней после первого введения препарата. Обоснование параметров способа. На предварительном этапе разработки предлагаемого технического решения были апробированы дозы 3 в диапазоне 170-200 мг/кг массы тела. Было установлено, что внутрибрюшинное введение хлорида алюминия по описанной выше схеме в дозе 170 мг/кг не сопровождалось развитием дефицита селена у животных и сопутствующего увеличения показателей окислительного стресса. При использовании дозы препарата 180 мг/кг отмечалась лишь тенденция к развитию селенодефицита. Использование дозы препарата 190 мг/кг надежно и статистически достоверно(0,05) обеспечивало развитие дефицита селена у экспериментальных животных на 2 15261 1 2011.12.30 13-15 дни эксперимента. При дальнейшем увеличении дозы препарата до 195-200 мг/кг не зарегистрировано статистически достоверных различий с результатами при введении препарата в дозе 190 мг/кг. На основании приведенных данных предпочтительным вариантом реализации предлагаемого технического решения выбрано введение хлорида алюминия в дозе 190 мг/кг массы животного на период 14 дней. Способ осуществляют следующим образом. Животному опытной группы вводят внутрибрюшинно 10 -ный раствор 3 в дозе 190 мг/кг массы тела в первый и третий дни эксперимента. Животному контрольной группы вводят внутрибрюшинно эквиобъемные дозы изотонического раствора хлорида натрия по такой же схеме. Развитие дефицита селена устанавливают по истечении 14 дней после первого введения препарата. Животных выводят из эксперимента путем декапитации после предварительной тиопенталовой анестезии, забирают кровь и ткань печени (орган с наибольшим содержанием селена в организме человека и животных) для исследования известными способами содержания селена и маркеров селенового статуса организма уровня селенемии, активности глутатионпероксидаз с использованием в качестве субстратов перекиси водорода - ГПО (22) и трет-бутилгидропероксида - ГПО (-), а также активности глутатионтрансферазы (ГТ). Развитие дефицита селена устанавливают по динамике изменений показателей селена и маркеров селенового статуса у животных опытной и контрольной групп. Применимость и эффективность предлагаемого способа подтверждаются двумя примерами, 1-й из которых осуществлен в октябре месяце, т.е. в период благоприятного сезонного содержания селена в пище, а 2-й - в феврале месяце, когда наблюдается наибольшая сезонная нехватка селена в организме человека и животных (пик дефицита селена). Пример 1. В эксперимент берут белых крыс-самок линиимассой тела 200-220 г. Животным опытной группы (8) вводят внутрибрюшинно 10 -ный раствор 3 в дозе 190 мг/кг массы животного в первый и третий дни эксперимента. Животным контрольной группы (8) вводят эквиобъемные дозы изотонического раствора хлорида натрия внутрибрюшинно по такой же схеме. На 14-е сутки после первого введения препарата животных декапитируют после предварительной тиопенталовой анестезии. У животных обеих групп забирают кровь и ткань печени для исследования содержания селена атомноабсорбционным методом. Для улучшения солюбилизации производных селена используют тритон -100. Дополнительно проводят исследование маркеров селенового статуса организма активности глутатионпероксидаз с использованием в качестве субстратов перекиси водорода - ГПО (22) и трет-бутилгидропероксидаз - ГПО (-), а также активности глутатионтрансферазы (ГТ). Развитие дефицита селена устанавливают по динамике изменений показателей селена и маркеров селенового статуса у животных опытной и контрольной групп. Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2. Таблица 1 Содержание селена и активность глутатионпероксидаз (ГПО) в плазме крови белых крыс ГПО (-),мкМ/мин/мг белка Контроль 324,614,3 4,680,75 Опыт (3) 264,816,7 4,680,39 Примечание-0,05 по отношению к контролю. 15261 1 2011.12.30 Таблица 2 Активность глутатионпероксидаз и глутатионтрансферазы в печени белых крыс Группы животГПО (22),ГПО (-),ГТ, мкмоль/мин/мг ных мкМ/мин/мг белка мкМ/мин/мг белка белка Контроль 2,180,23 223,14,1 0,3920,011 Опыт (3) 1,850,08 175,810,9 0,3290,010 Примечание-0,05 по отношению к контролю. Результаты проведенного эксперимента свидетельствуют об эффективности использования предлагаемого способа моделирования дефицита селена у экспериментальных животных, у которых зарегистрировано статистически достоверное снижение уровня селена и ГПО (22) в плазме крови по сравнению с контролем, а также снижение ГТ и ГПО(-) и в ткани печени. Изменение последнего фермента свидетельствует о падении селенозависимого компонента антиоксидантной защиты организма. Пример 2. В эксперимент берут белых крыс-самок линиимассой тела 200-210 г. Животным опытной группы (10) вводят внутрибрюшинно 10 -ный раствор 3 в дозе 190 мг/кг массы животного в первый и третий дни эксперимента. Животным контрольной группы (10) вводят эквиобъемные дозы изотонического раствора хлорида натрия внутрибрюшинно по такой же схеме. На 14-е сутки после первого введения препарата животных декапитируют после предварительной тиопенталовой анестезии. У животных обеих групп забирают кровь и ткань печени для исследования содержания селена атомноабсорбционным методом. Для улучшения солюбилизации производных селена используют тритон -100. Дополнительно проводят исследование маркеров селенового статуса организма активности глутатионпероксидаз с использованием в качестве субстратов перекиси водорода - ГПО (22) и трет-бутилгидропероксида - ГПО (-), а также активности глутатионтрансферазы (ГТ). Развитие дефицита селена устанавливают по динамике изменений показателей селена и маркеров селенового статуса у животных опытной и контрольной групп. Полученные результаты представлены в таблицах 3 и 4. Таблица 3 Содержание селена и активность ГПО в плазме крови белых крыс ГПО (-),мкМ/мин/мг белка Контроль 200,08,7 4,050,21 Опыт (3) 142,211,6 2,650,14 Примечание-0,05 по отношению к контролю. Активность ферментов в печени белых крыс Группы животГПО (22),ГПО (-),ГТ, мкмоль/мин/мг белных мкМ/мин/мг белка мкМ/мин/мг белка ка Контроль 0,710,07 894,970,3 0,1330,002 Опыт (3) 0,720,12 697,265,90,0940,007 Примечание-0,05 по отношению к контролю. Анализ полученных результатов свидетельствует об эффективности использования предлагаемого способа моделирования дефицита селена у экспериментальных животных,у которых зарегистрировано статистически достоверное снижение уровня селена, ГПО(-) и ГПО (22) в плазме крови по сравнению с контролем, а также снижение ГПО 15261 1 2011.12.30 Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достаточно быстрое, простое и надежное воспроизведение дефицита селена у экспериментального животного, что подтверждается падением содержания микроэлемента в организме (гипоселенемия) и снижением активности селеносодержащих ферментов - глутатионпероксидаз. Кроме того, предлагаемый способ моделирования дефицита селена у животного доступен к применению в научно-исследовательских лабораториях, безопасен, не требует сложного оборудования и дорогостоящих химических веществ и может использоваться для экспериментальной оценки различных аспектов патогенеза и способов коррекции селенодефицита. Источники информации 1.. - 1978. - . 25. - . 77-80. 2... - 1987. - . 117. - . 5. - . 880-885. 3.. . - 1991. - . 8. - . 2. - . 91-96. 4.... - 1998. - . 12. - . 15. - . 1665-1673. 5.. - 1982. - . 43. - . 5. . 851-857 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5