Способ моделирования полиорганной недостаточности у крысы в эксперименте

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛИОРГАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ У КРЫСЫ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный медицинский университет(72) Авторы Кизюкевич Леонид Стефанович Кизюкевич Дмитрий Леонидович Амбрушкевич Анна Юрьевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный медицинский университет(57) Способ моделирования полиорганной недостаточности у крысы в эксперименте, при котором под общим наркозом крысе через хирургический доступ перевязывают и пересекают общий желчный проток на расстоянии 0,3-0,5 см от места его впадения в 12 перстную кишку. 14567 1 2011.06.30 Изобретение относится к области экспериментальной медицины, а именно к экспериментальной гепатологии, хирургии и патологической физиологии, и может использоваться для изучения эффективности воздействия различных медикаментозных препаратов на состояние внутренних органов при развитии полиорганной недостаточности. Необходимость в создании такого изобретения вызвана тем, что с каждым новым десятилетием в мире отмечается неуклонный рост и большая распространенность заболеваний печени и желчных путей. Возникновение при этом ряда осложнений в других органах и системах организма, нарушение обменных процессов указывают на необходимость более глубокого изучения клиники и патогенеза этих заболеваний. Вопросы предупреждения и лечения это грозного осложнения при печеночной патологии можно изучить только в экспериментах на животных. Данная модель поможет экспериментальным путем обосновать возможности коррекции развивающейся патологии. В экспериментальной практике известен ряд способов моделирования острой печеночной недостаточности. Один из них связан с перевязкой у собак печеночной артерии,пузырного протока и введением в общий желчный проток 40-50 раствора 4 в подсолнечном масле в дозе 0,05-0,15 мл/кг Локшин Л.С., Пустовалова Л.М. Изменения некоторых ферментов при острой печеночной недостаточности в эксперименте // Экспериментальная хирургия. - 1973. -3. - С. 40-42. Недостатками этого метода являются дополнительное использование дорогостоящих высокотоксичных препаратов и невозможность моделирования сочетанной полиорганной недостаточности. Известен способ моделирования гепаторенального синдрома Кизюкевич Л.С., Кизюкевич И.Л., Савчук А.Н. Способ моделирования гепаторенального синдрома Пат. 8840. Афцыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь.- 2006. -6. - С. 138. Поставленная задача решается путем последовательного, рассчитанного экспериментальным путем, моделирования вначале 72-часового холестаза (достигается пик билирубинемии), а затем, на протяжении последующих 72 часов, полной потери желчи организмом. Такие последовательно чередующиеся, строго выдержанные по времени, разнонаправленные нарушения внешнесекреторной функции печени и позволяют моделировать гепаторенальный синдром. Недостатками данного способа являются использование специальной стеклянной канюли, изготовление которой требует дополнительных финансовых затрат, длительное время, необходимое для воспроизводства модели (6 суток). Известен способ моделирования острого панкреатита у крыс, достигающийся путем создания тонким полиэтиленовым катетером искусственного обходного соустья между проксимальной (в области ворот печени) и дистальной (возле 12-перстной кишки) частями общего желчного протока. После чего на общий желчный проток с обеих сторон от мест введения концов полиэтиленового катетера накладывают по две шелковые лигатуры, фиксирующие катетер внутри протока. При этом ток желчи сохраняется в полном объеме. Выключенный из энтерогепатической циркуляции участок общего желчного протока,расположенный вдоль созданного соустья, становится замкнутым резервуаром для сбора всего панкреатического сока, поступающего сюда по многочисленным протокам поджелудочной железы, впадающим в общий желчный проток на всем его протяжении Кизюкевич Л.С., Туревский А.А. Способ моделирования острого панкреатита Пат. 5398. Афцыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь.- 2003. -3, Ч. 1. - С. 227. Недостатками этого способа являются невозможность моделирования печеночной недостаточности (внешнесекреторная функция печени не нарушается) и, как следствие, развитие в краткосрочной перспективе сочетанной полиорганной патологии. Задача изобретения - создание модели, позволяющей вызывать сочетанную полиорганную недостаточность. 14567 1 2011.06.30 Поставленная задача решается путем перевязывания и пересечения общего желчного протока крысы под общим наркозом через хирургический доступ на расстоянии 0,3-0,5 см от места его впадения в 12-перстную кишку. При этом полностью выключенный из энтерогепатической циркуляции общий желчный проток становится резервуаром, где скапливается как желчь, так и панкреатический сок, поступающий в последний по протоковой системе поджелудочной железы. На фигуре изображена схема выполнения способа. Способ осуществляют следующим образом. Под эфирным наркозом у крыс производят послойный разрез передней брюшной стенки по белой линии живота. Извлекают брыжейку 12-перстной кишки и выделяют общий желчный проток (фигура). В его дистальной трети, отступая 0,3-0,5 см от места впадения общего желчного протока в 12 перстную кишку (1), накладывают две шелковые лигатуры, между которыми общий желчный проток полностью пересекают. После чего операционную рану ушивают послойно и присыпают белым стрептоцидом. Данный участок протока выбран не случайно, поскольку до этого места в общий желчный проток на всем его протяжении впадают многочисленные ветви (около 15) панкреатических протоков (пп) Кизюкевич Л.С., Туревский А.А. К топографии панкреатических протоков у крыс / Гродненский государственный медицинский университет. -Гродно,2001. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.11.01,24-49-В 2001. В результате проведенных манипуляций нарушается внешнесекреторная функция как печени, так и поджелудочной железы, т.к. прекращается ток желчи и панкреатического сока в 12-перстную кишку, при этом панкреатический сок от всей паренхимы поджелудочной железы по многочисленным панкреатическим протокам поступает и накапливается в созданном резервуаре общего желчного протока, заключенном между шелковыми лигатурами (1) и долевыми печеночными протоками. В результате одновременного нарушения внешнесекреторной функции печени и поджелудочной железы моделируется полиорганная недостаточность с постепенным вовлечением в патологический процесс почек, надпочечников, тонкого и толстого кишечника и др. Приводим пример, доказывающий возможность осуществления способа. Пример Беспородная крыса-самец массой 220 г. Под эфирным наркозом производят послойный разрез передней брюшной стенки по белой линии живота. Извлекают брыжейку 12 перстной кишки и выделяют общий желчный проток (фигура). В его дистальной трети,отступая 0,3-0,5 см от места впадения общего желчного протока в 12-перстную кишку (1),накладывают две шелковые лигатуры, между которыми общий желчный проток полностью пересекается. После чего операционную рану ушивают послойно и присыпают белым стрептоцидом. В результате проведенных манипуляций нарушается внешнесекреторная функция как печени, так и поджелудочной железы (прекращается ток желчи и панкреатического сока в 12-перстную кишку). Через 72 часа от начала эксперимента под эфирным наркозом производят забой животного. Для биохимических исследований берут сыворотку крови и мочу. Результаты исследований показали, что концентрация билирубина и желчных кислот в сыворотке крови увеличивается соответственно до 126,4 и 130,0 мкмоль/л, уровень средних молекул (показатель степени эндогенной интоксикации) возрастает до 0,258 у.е., а концентрация кортизола увеличивается до 120,5 нмоль/л. Увеличивается активность АЛТ (101,0 /) и содержание -амилазы - до 236,0 г/ч.л. Концентрация мочевины возрастает до 6,9 ммоль/л,активность -глютамилтранспептидазы - до 2,8 ммоль/(чл), а концентрация ионов натрия в крови падает до 134,0 ммоль/л. Развивается полиурия - увеличивается до 23,6 мл в сутки диурез, значительно снижаетсяклиренс мочевины и уменьшается концентрация мочевины в моче (до 175,0 ммоль/л). В эпителиоцитах канальцевого аппарата нефронов значительно снижается активность сукцинатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы при 3 14567 1 2011.06.30 одновременном увеличении активности лактатдегидрогеназы и маркерного фермента лизосом - кислой фосфатазы. Наблюдается напряжение метаболической активности в покровном эпителии ворсин и крипт 12-перстной, тощей и подвздошной кишки, что сопровождается разнонаправленным изменением в различных участках ворсин и крипт изучаемых отделов тонкого кишечника содержания гликопротеидов, активности сукцинатдегидрогеназы, дегидрогеназы восстановленного НАД, лактатдегидрогеназы, щелочной и кислой фосфатазы. Данные изменения наиболее выражены в донных отделах крипт тощей и подвздошной кишки и характеризуются достоверным угнетением активности оксидоредуктаз, увеличением содержания рибонуклеопротеидов и активности маркерного фермента лизосом - кислой фосфатазы. Электронно-микроскопические исследования указывают на то, что у животных с такой продолжительностью холестаза в эпителиоцитах донных отделов крипт (клетках Панета) тощей и подвздошной кишки значительно увеличивается содержание секреторных гранул и лизосом. В клубочковой и пучковой зонах коркового вещества надпочечников несколько возрастает активность СДГ, тогда как в сетчатой она резко снижается. Таким образом, развивается мультиорганная патология. В пользу развития почечной недостаточности свидетельствуют полиурия Роговий Ю.Е., Федорук О.С., Флпова Л.О.,и др. Роль пероксидного окисления лпдвантиоксидного захисту в патогенез полурично стад гостро нирково недостатност // Мед. хм. - 2000. - Т. 2,2. - С. 23-27, повышение концентрации мочевины в крови и уменьшение ее концентрации в моче возрастание уровня мочевины в крови выше 6,66 ммоль/л уже можно рассматривать как признак патологии, поскольку едва ли какой-либо пищевой режим способен поднять содержание мочевины выше этого значения при отсутствии выделительных расстройств Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. - Изд. второе перераб. и доп. - Минск Беларусь, 1982. - 366 с., уменьшение средней величины клиренса мочевины Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. - Изд. второе перераб. и доп. - Минск Беларусь, 1982. - 366 с., снижение концентрации натрия в сыворотке крови Милованов Ю.С., Николаев А.Ю. // Анестезиология и реаниматология. - 1998. -6. С. 65-68 и, наконец, резкое падение в эпителиоцитах канальцевого аппарата нефронов активности сукцинатдегидрогеназы, дегидрогеназы восстановленного НАД, лактатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы при одновременном увеличении активности маркерного фермента лизосом - кислой фосфатазы. В условиях данного эксперимента налицо признаки поражения печеночной паренхимы. Понятие печеночная недостаточность характеризует состояние, при котором имеется несоответствие между потребностями организма и возможностями печени в удовлетворении этих потребностей. Печеночная недостаточность - состояние, при котором функциональная деятельность печени не обеспечивает гомеостаз. В условиях нашего эксперимента печеночная недостаточность характеризуется частичным или полным нарушением основных функций печени, одной из которых является желчеобразование. Сам факт даже кратковременного прерывания физиологической энтерогепатической циркуляции желчи это и есть нарушение ее секреции. При этом хорошо известно, что нарушение желчеобразования проявляется в увеличении или уменьшении секреции желчи, как правило, с одновременным изменением ее состава Зайко Н.Н., Бутенко Г.М., Быц Ю.В. и др. Патологическая физиология Учебник для студентов мед. институтов. - Элиста АОЗТ Эсен, 1994. В пользу токсического поражения печеночной паренхимы свидетельствуют увеличение в сыворотке крови концентрации билирубина, АЛТ и активности -глютамилтранспептидазы, а также уменьшение концентрации мочевины в моче Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. - Изд. второе перераб. и доп. - Минск Беларусь, 1982. - 366 с Резкое увеличение активности -амилазы в сыворотке крови (в 10 и более раз) является характерным признаком острого панкреатита Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. - Изд. второе перераб. и доп. - Минск Беларусь, 1982. - 366 с 4 14567 1 2011.06.30 Угнетение активности окислительно-восстановительных ферментов в энтероцитах различных отделов тонкого кишечника свидетельствует о повреждении митохондриального аппарата, что может явиться причиной нарушения внутриклеточного пищеварения и процессов реабсорбции (важнейших функций тонкого кишечника), поскольку, с одной стороны, эти процессы значительно энергозатратны, а с другой стороны, повреждение митохондрий приводит к уменьшению количества эпителиальных клеток на поверхности ворсинок и крипт тонкой кишки, поскольку митохондрии участвуют в апоптозных процессах . 13 . .., , 1976. - . 3 Ревуцкая А.Е., Денисова М.Ф. Всасывающая функция кишечника у больных хроническим холеци-стохолангитом на фоне скорригированной диеты // Педиатрия, акушерство и гинекология. - 1980. -4. - С. 16-17. Указывая на роль эндогенной интоксикации в механизмах расстройств функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и развитии полиорганной недостаточности при тяжелой травме и шоке замечено, что эндогенная интоксикация усиливает выброс в кровь гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и угнетает процессы их биосинтеза. При этом развивается надпочечниковая недостаточность. Как следствие, снижение утилизации стероидных гормонов тканями обуславливает и вненадпочечниковую недостаточность. Поскольку рецепторы к стероидным гормонам имеются практически во всех тканях организма, вненадпочечниковая недостаточность отражает факт развития полиорганной недостаточности Золотухин С.Е. Активность гипоталамогипофизарно-надпочечниковой системы на этапах формирования полиорганной недостаточности при травматическом токсикозе // Ортопедия, травматол. и протезир. (Москва). 2000. -1. - С. 41-44. Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о развитии сочетанной патологии - полиорганной недостаточности. Основываясь на результатах собственных исследований можно утвердительно отметить, что патология желчевыводящей системы сопровождается расстройством функций большого количества органов и систем, вызывая их недостаточность. Важность этого заключения в общей патогенетической цепи заключается в том, что исход многих заболеваний во многом зависит от количества вовлеченных в патологический процесс органов.,,.,. , ,//. - 2000. - . 22,1. - . 87-97., - .,- . // . ... . - 2001. - . 8,4. - . 245-246. Одним из прогностически неблагоприятных является полиорганная недостаточность с поражением трех и более органов Миронов Л.Л. Гомеостаз и особенности клинического течения ренальной острой почечной недостаточности // Нефрология. - 1998. - Т. 2,4. С. 25-31. По данным,.,,.уу// . . - 1998. . 111,7. - . 247-250 в контингенте больных с почечной и полиорганной недостаточностью смертность составляет 78,6 , у пациентов с поражением 3 или 4 систем летальность превышает 83,,,.//. - 2001. - . 23,2. - . 207-215, а наиболее высокая смертность (99 ) наблюдается при недостаточности 5 любых органов длительностью более 5 дней.// .. - 1989. . 6,2. - . 6-8. При этом.// .. - 1989. - . 6,2. - . 6-8 подчеркивается, что летальность от некоторых заболеваний определяется лишь патологическими процессами,обусловленными мультиорганной недостаточностью, и не зависит от метаболических нарушений, которые адекватно коррегируются. 14567 1 2011.06.30 Таким образом, предлагаемый способ действительно обеспечивает 100 возможность создание модели полиорганной недостаточности на мелких лабораторных животных. Используя данное техническое решение, появляется возможность моделирования такого грозного осложнения, как полиорганная недостаточность. Предлагаемое изобретение является доступным для выполнения и может использоваться в научно-исследовательских лабораториях для экспериментальной оценки вопросов патогенеза, диагностики и способов коррекции полиорганной недостаточности, которая часто встречается в клинических условиях. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6