способ моделирования хронической почечной недостаточности

Формула изобретения

1. Способ моделирования хронической почечной недостаточности, включающий удаление одной почки, отличающийся тем, что осуществляют электрокоагуляцию 20-25% коркового вещества другой почки на глубину 0,5-1,0 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрокоагуляцию осуществляют постоянным током с напряжением 20-30 В.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования хронической почечной недостаточности (ХПН).

Известен способ моделирования хронической почечной недостаточности, предусматривающий парентеральное введение фармакологических препаратов (Bertani Т. , Poggi A. et al.: Adriamycin-induced nephrotic syndrom in rats:sequence of patholgic events/ Lab. Invest. 1982, Jan: 46(1): 16-23). К положительным сторонам фармакологического моделирования можно было бы отнести малую инвазивность, однако, большинство методик подразумевает временное прекращение кровотока по одной из почечных артерий для защиты одной почки от токсического воздействия препарата. Недостатком всех фармакологических методик является собственное действие вводимого препарата, причем, в ряде случаев ХПН развивается вторично, что затрудняет, а часто делает невозможным адекватное изучение ряда биохимических и иммунологических параметров.

Известен способ моделирования хронической почечной недостаточности, предусматривающий удаление 5/6 почечной массы (5/6 нефрэктомия), включающий удаление одной почки и резекцию 2/3 другой почки (резекция полюсов) в один или два этапа (Chanutin A. , Ferris E.: Experimental renal insufficiency produced by partial nephrectomy/ Arch. Intern. Med. 49:767-787, 1932). По оценке большинства авторитетных исследователей (например, N. Gretz, et al., Contr. Nephrol., vol. 60, pp. 46-55, 1988) частичную нефрэктомию можно считать достаточно адекватной моделью большинства типов ХПН у человека. Гистологически верифицировано, что в почке отмечаются очаговый и сегментарный гломерулосклероз и гиалиноз, тубулярная атрофия, интерстициальная инфильтрация и фиброз, изменения сосудистого русла и другие, характерные для ХПН нарушения. Неоднократно было показано, что данные очаговые и сегментарные изменения отмечаются и при большинстве форм ХПН у человека (мембранозная нефропатия, минимальные повреждения, сахарный диабет, IgA-нефропатия, рефлюкс-нефропатия и др.).

Однако известный способ моделирования хронической почечной недостаточности обладает целым рядом недостатков:

- трудный гемостаз, требующий временного пережатия почечной артерии, что вызывает ее повреждение и способствует возникновению в послеоперационном периоде нарушений почечной гемодинамики;

- выраженная кровопотеря, увеличивающая интраоперационную и раннюю послеоперационную летальность животных, особенно в случае одноэтапной нефрэктомии;

- большая травматичность, особенно в случае двухэтапной нефрэктомии;

- повреждение коркового слоя в области, прилегающей к разрезу, затрудняет оценку функциональной активности остающейся почки и снижает повторяемость методики;

- не обеспечивает возможности экспериментального изучения механизмов вторичных изменений в органах и системах при ХПН аутоиммунного генеза.

Задачей изобретения является создание способа моделирования хронической почечной недостаточности, имеющего значительно меньшую травматичность и обеспечивающего изучение механизмов вторичных изменений в органах и системах при ХПН аутоиммунного генеза.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе моделирования хронической почечной недостаточности, включающем удаление одной почки, согласно изобретению, осуществляют электрокоагуляцию 20-25% коркового вещества другой почки на глубину 0,5-1,0 мм.

Целесообразно электрокоагуляцию проводить постоянным током с напряжением 20-30 В.

Удаление одной почки и осуществление электрокоагуляции 20-25% коркового вещества другой почки на глубину 0,5-1,0 мм сопровождается минимальной травмой и кровопотерей, не приводит к повреждению артерии остающейся почки. Способ осуществляет дозированное разрушение коркового слоя, что обеспечивает высокую воспроизводимость модели. Модификация антигенов коркового слоя почки в процессе электрокоагуляции позволяет моделировать ХПН, развивающуюся в результате прогрессирующего аутоиммунного процесса, с развитием системного фиброзирующего процесса, что обеспечивает возможность экспериментального изучения механизмов вторичных изменений в других органах и системах при ХПН аутоиммунного генеза.

Осуществление электрокоагуляции коркового вещества оставляемой почки постоянным током с напряжением 20-30 В обеспечивает воздействие на ткань на глубину 0,5-1,0 мм, не вызывая при этом обугливания тканей.

Экспериментально было установлено, что при электрокоагуляции менее 20% коркового вещества почки развитие ХПН у животных отсрочено, что оказывает влияние на результаты динамического изучения параметров и искажает точность моделирования. В то же время, при превышении площади коагулированной поверхности более 25% отмечается повышение ранней послеоперационной летальности животных, что можно объяснить недостаточным для ранней компенсации объемом остающейся почечной ткани (в особенности, коркового вещества); кроме того, у выживших животных уровни креатинина, мочевины и артериального давления в периоде наблюдения выпадают из вариационного ряда. Было также показано, что при превышении выходного напряжения более 30 В возникает обугливание тканей, что является нежелательным с точки зрения изучения иммунных механизмов патологии. При снижении напряжения на выходе менее чем 20 В эффективной электрокоагуляции тканей не возникает.

Способ осуществляют, например, следующим образом.

В качестве экспериментальных животных используют самцов крыс. Операцию выполняют под общей анестезией. После обработки операционного поля выполняют продольный разрез длиной 3 см вдоль позвоночника. По завершении доступа проводят легирование левой почечной артерии и выполняют левостороннюю нерфэктомию. Далее, после частичного выведения в рану правой почки, производят электрокоагуляцию 20-25% ее коркового вещества на глубину 0,5-1,0 мм. Электрокоагуляцию производят с помощью электрокоагулятора, имеющего понижающий трансформатор и выпрямитель, с напряжением на выходе 20-30 В постоянного тока. После достижения гемостаза рану зашивают узловыми швами послойно, проводят повторную обработку операционного поля.

Способ был проверен на самцах беспородных крыс (n=200) массой 150-250 г (питомник "Рапполово" РАМН, Санкт-Петербург). Период адаптации животных к условиям вивария составлял от 1 до 3 недель. Всем животным была удалена одна почка и выполнена электрокоагуляция 20-25% коркового вещества другой почки на глубину 0,5-1,0 мм по описанной выше методике. Животных выводили из эксперимента через 2 месяца, 4 и 6 месяцев после проведения операции.

В качестве критериев оценки развития ХПН у крыс были выбраны такие параметры, как систолическое артериальное давление, измерение которого проводили кровавым способом, а также содержание креатинина и мочевины сыворотки крови. Проводилось также морфологическое исследование ткани почки. Развитие ХПН у опытных животных подтверждалось стойким повышением артериального давления и достоверным увеличением уровня креатинина и мочевины сыворотки крови на всех сроках исследования после проведения операции.

Морфологическое изменение ткани почек на начальных этапах развития ХПН (2 месяца) характеризуется развитием неспецифических изменений изученных компонентов ткани почек. На более поздних сроках эксперимента было выявлено, что прогрессирование ХПН связано со специфическими повреждениями гломерулярного аппарата почек. Патологический процесс приобретает признаки аутоиммунного характера с развитием мембранозно-пролиферативного гломерулонефрита. На сроке ХПН 6 месяцев структурные изменения ткани почек отражают аутоиммунное повреждение гломерулярного аппарата с развитием лобулярного и диффузного гломерулосклероза.

Адекватность модели подтверждена морфологическими и морфометрическими исследованиями не только тканей почки, но и костной ткани, биохимическими и иммунологическими исследованиями крови, исследованиями проницаемости и адгезивности эндотелия брыжейки. Данные исследований приведены в таблице.

Как видно из таблицы, достоверное повышение уровня креатинина и мочевины в сыворотке крови, нарастание систолического артериального давления являются дополнительными подтверждениями развития в организме ХПН. Показатели активности нейтрофилов свидетельствуют о вовлечении в патогенез иммунной системы. Изменение иммунологической реактивности проявляется в повышении аксидативной активности нейтрофилов и снижении их способности к фагоцитозу.

Достоверное снижение числа адгезированных лейкоцитов и повышение проницаемости эндотелия являются признаками расстройства микроциркуляции и свидетельствуют о наличии дисфункции эндотелия.

Изменения содержания ионизированного кальция и щелочной фосфатазы сыворотки крови в сочетании с данными визуальной и морфометрической оценки состояния хряща костной ткани коленных суставов и костей голени являются косвенными признаками низкообменной остеодистрофии у крыс в динамике развития ХПН на созданной модели. При этом было установлено, что наблюдаемые в рассматриваемой модели костные изменения протекают по типу низкообменной остеодистрофии с отсутствием активности остеобластов и остеокластов, на фоне низкого содержания паратиреоидного гормона. Параллельно были выявлены начальные признаки остеомаляции, преимущественно за счет остеоцитарного остеолиза.

Кроме того, выполнялась визуальная и морфометрическая оценка состояния миокарда животных в динамике развития ХПН. Отмечается прогрессирующий интерстициальный фиброз, на поздних стадиях ХПН появляются признаки периваскулярного фиброза.

Таким образом полученные данные свидетельствуют о развитии в организме ХПН, в основе которой лежит аутоиммунный мембранозно-пролиферативный гломерулосклероз, сопровождающийся системными нарушениями в организме.

Использование предложенного способа моделирования хронической почечной недостаточности позволяет снизить травматичность и обеспечивает изучение механизмов вторичных изменений в органах и системах при ХПН аутоиммунного генеза.