Модели воспаления на животных

Модели воспаления на животных thumbnail

РЕФЕРАТ

На тему: «Экспериментальное моделирование воспаления.»

Выполнили студентки 3 курса

лечебного факультета 7-8 группы

Якимова Анастасия Анатольевна и Кравчук Дарья Александровна

Проверила: Маслова М.В.

г.Рязань, 2016

План:

Цель работы

Задачи работы

Введение

1.Экспериментальные модели воспаления

2. Экспериментальное моделирование периодонтита у

животных

Заключение

Библиографический список

Введение

Воспаление есть патологический процесс, который возникает при повреждении тканей и проявляется нарушением кровообращения, изменением крови и соединительной ткани в виде альтерации, экссудации и пролиферации. В этот, по преимуществу местный процесс, в той или иной степени вовлекается весь организм и прежде всего такие системы как иммунная, эндокринная и нервная. Внешние признаки воспаления известны очень давно. Они сформулированы в знаменитой пентаде Цельса — Галена. Это припух­лость (tumor), краснота (rubor), жар (calor), боль (dolor) и нарушение функции (functio laesa). Хотя эти симптомы известны уже более 2000 лет, они не утратили своего значения и сегодня; со временем менялось только их объяснение.

Воспаление является важной проблемой и предметом изучения всех отраслей медицины. Отличие заключается лишь в методах ис­следования. Например, врач- терапевт наблюдает течение воспаления легких (пневмонии) у постели больного, патологоанатом — при вскры­тии трупа, а патофизиолог — в эксперименте на животном. Ученик Вирхова Конгейм (1867 г.) впервые изучил в эксперименте на лягушке кровообращение в брыжейке при воспалении, установив при этом все стадии его от гиперемии до стаза. Конгейм также описал процесс эмиграции лейкоцитов через сосудистую стенку. Экспериментальная модель его широко используется ив настоящее вре­мя на практических занятиях со студентами (опыт Конгейма) и в научных исследованиях. В 1920 г. Е. Л. Кларк и Е. Р. Кларк применили следующую методику. На двух противоположных участках кожи уха кролика удалили эпидермис и на его место вставили диски из слюды. Между дисками находился тонкий слой ткани. В таком прозрачном окошке можно было непрерывно наблюдать кровообращение, в том числе и при действии флогогенных (воспалительных) агентов. По этой же методике изучают кровообращение в мозговых оболочках. Позже Селье предложил изучать кровообращение в сосудах за­щечных мешков хомяка. Раздувая мешки воздухом, можно изучать микроциркуляцию крови в них с помощью микроскопа. Данная методика позволяет изучать этот процесс и в динамике. Сегодня для этого сконструированы совершенные икрокинематографические приспособления.

Важнейшим этапом в изучении воспаления было применение биохимических методик. Одним из первых исследователей, применивших эти методики, был Менкин (1948). В настоящее время выделены многие биологически активные вещества-медиаторы воспаления и детально изучено их действие. С помощью электронной микроскопии, ультрацентрифугирования и других методов получены сведения о биологических мембра­нах, способствующие раскрытию механизма воспалительного отека, прохождения лейкоцитов через сосудистую стенку, скопления их в очаге воспаления и т. д. Эксперимент важен еще и тем, что с его помощью были детально изучены и внедрены в клинику многие противовоспалительные средства. В изучении воспаления особую роль сыграли эксперименты И. И. Мечникова. Особенность его исследований заключалась в том, что воспаление он рассматривал с эволюционных позиций. И. И. Мечников был первым, кто изучил воспаление в филогенезе, т. е. у жи­вотных, стоящих на различных ступенях эволюционного развития. На прозрачной личинке морской звезды, представителе беспозвоночных, он открыл явление фагоцитоза и отвел ему основную роль в динамике воспаления. На основании этих наблюдений была построена теория воспаления, которая вошла в науку под названием сравнительно-патологической или эволюционной. В дальнейшем патологи стали широко использовать эволюционный принцип в экспериментальном моделировании, исходя из того, что патологические явления у низших животных, «представляя условия наиболее простые и первобытные, дают ключ к пониманию сложных патологических явлений, входящих в область медицины» (И. И. Мечников, 1892).

Цель работы: изучить особенности экспериментального моделирования воспаления

Задачи:

1.Моделирование воспаления, исследование этого процесса в динамике (от начала до конца);

2.Разработка принципов экспериментальной терапии с дальнейшим использованием данных эксперимента в клинике.

Экспериментальное моделирование воспаления. История.

Воспаление является важной проблемой и предметом изучения всех отраслей медицины. Отличие заключается лишь в методах ис­следования. Например, врач-терапевт наблюдает течение воспаления легких (пневмонии) у постели больного, патологоанатом — при вскры­тии трупа, а патофизиолог — в эксперименте на животном.

Ученик Вирхова Конгейм (1867 г.) впервые изучил в эксперимен­те на лягушке кровообращение в брыжейке при воспалении, устано­вив при этом все стадии его от гиперемии до стаза. Конгейм также описал процесс эмиграции лейкоцитов через сосудистую стенку. Экс­периментальная модель его широко используется и в настоящее вре­мя на практических занятиях со студентами (опыт Конгейма) и в на­учных исследованиях.

В 1920 г. Е. Л. Кларк и Е. Р. Кларк применили следующую мето­дику. На двух противоположных участках кожи уха кролика удали­ли эпидермис и на его место вставили диски из слюды. Между диска­ми находился тонкий слой ткани. В таком прозрачном окошке можно было непрерывно наблюдать кровообращение, в том числе и при дей­ствии флогогенных (воспалительных) агентов. По этой же методике изучают кровообращение в мозговых оболочках.

Читайте также:  Влияет ли курение на воспаление лимфоузлов

Позже Селье предложил изучать кровообращение в сосудах за­щечных мешков хомяка. Раздувая мешки воздухом, можно изучать микроциркуляцию крови в них с помощью микроскопа. Данная мето­дика позволяет изучать этот процесс и в динамике. Сегодня для этого сконструированы совершенные микрокинематографические приспо­собления.

Важнейшим этапом в изучении воспаления было применение био­химических методик. Одним из первых исследователей, применив­ших эти методики, был Менкин (1948). В настоящее время выделены многие биологически активные вещества-медиаторы воспаления и де­тально изучено их действие.

С помощью электронной микроскопии, ультрацентрифугирова­ния и других методов получены сведения о биологических мембра­нах, способствующие раскрытию механизма воспалительного отека, прохождения лейкоцитов через сосудистую стенку, скопления их в очаге воспаления и т. д.

Эксперимент важен еще и тем, что с его помощью были деталь­но изучены и внедрены в клинику многие противовоспалительные средства.

В изучении воспаления особую роль сыграли эксперименты И. И. Мечникова. Особенность его исследований заключалась в том, что воспаление он рассматривал с эволюционных позиций. И. И. Ме­чников был первым, кто изучил воспаление в филогенезе, т. е. у жи­вотных, стоящих на различных ступенях эволюционного развития. На прозрачной личинке морской звезды, представителе беспозвоноч­ных, он открыл явление фагоцитоза и отвел ему основную роль в дина­мике воспаления. На основании этих наблюдений была построена тео­рия воспаления, которая вошла в науку под названием сравнительно-патологической или эволюционной. В дальнейшем патологи стали широко использовать эволюционный принцип в экспериментальном моделировании, исходя из того, что патологические явления у низ­ших животных, «представляя условия наиболее простые и первобыт­ные, дают ключ к пониманию сложных патологических явлений, входящих в область медицины» (И. И. Мечников, 1892).

ЭТИОЛОГИЯ

Любой повреждающий агент, который по силе и длительности превосходит адаптационные возможности ткани, может вызвать вос­паление. Все флогогенные факторы принято делить на внешние и внутренние (эндогенные). К внешним относятся микроорганизмы (бак­терии, вирусы, грибы); животные организмы (простейшие, черви, насекомые); химические вещества (кислоты, щелочи); механические (инородное тело, давление, разрыв) и термические воздействия (хо­лод, тепло); лучевая энергия (рентгеновские, радиоактивные, ультра­фиолетовые лучи).

К эндогенным факторам относят те, которые возникают в самом организме в результате другого заболевания. Например, воспаление может возникнуть как реакция на опухоль, желчные или мочевые камни, образовавшийся в сосудах тромб. Причиной воспаления мо­гут стать комплексы антиген — антитело, если они фиксируются в ка­ком-либо органе.

ПАТОГЕНЕЗ

Среди множества патогенетических факторов воспаления можно выделить несколько, которые имеют решающее значение, определя­ют начало процесса, его развитие и исход: повреждение от действия флогогенного агента (первичная альтерация); выброс из клеток биоло­гически активных веществ — медиаторов воспаления; освобождение и активация лизосомальных ферментов, действие ^х на биологичес­кие макромолекулы (вторичная альтерация); нарушение микроцирку­ляции, повышение проницаемости стенки сосудов, экссудация; размно­жение клеток (пролиферация), восстановление дефекта.

Воспаление всегда начинается с повреждения ткани(первичная альтерация). После воздействия этиологического фактора клетки претерпевают ряд структурных и метаболических изменений. Отме­чено набухание митохондрий, просветление их матрикса, дезоргани­

зация крист, изменение мембраны эндоплазматической сети, умень­шение числа рибосом, появление в цитоплазме различных включений. В поврежденной ткани повышается осмотическое давление, возникает ацидоз, увеличивается содержание воды. Альтерация касается не только тканевых элементов, но и крови; изменяются ее реологические свойства.

Вслед за первичной наступаетвторичная альтерация. Если первич­ная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная не зависит от этого. Причина состоит в том, что повреждение клеток касается прежде всего их цитолеммы, а также мембраны лизосом. При повреждении лизосом осво­бождаются заключенные в них ферменты (кислые гидролазы), способ­ные расщеплять все вещества, входящие в состав клетки (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды). Далее эти ферменты, при на­личии этиологического фактора или уже без него, продолжают про­цесс альтерации, а также деструкции, в результате чего образуются биологически активные вещества— медиаторы воспаления.По этой причине лизосомы называют еще «стартовой площадкой» воспаления.

В последнее время изучено свыше 10 биологически активных ве­ществ, участвующих в воспалительной реакции. Их можно разде­лить на две группы: медиаторы, образующиеся в клетках (клеточ­ные), и медиаторы, образующиеся в жидких средах организма

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник

А.С. Ивкина(1), научный сотрудник ЦЭФ Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета, Д.Ю. Ивкин(1), кандидат биологических наук, начальник ЦЭФ СПбГХФУ, Е.Д. Семивеличенко(1), младший научный сотрудник ЦЭФ СПбГХФУ, Г.А. Плиско(1), младший научный сотрудник ЦЭФ СПбГХФУ, П.В. Буренков(2), руководитель сектора доклинических исследований ООО «Самсон-Мед» 1-Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А 2-ООО «Самсон-Мед», 196158, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 13 E-mail: evgeniy.semivelichenko@pharminnotech.com

Читайте также:  Трихопол от воспаления отзывы

На базе Центра экспериментальной фармакологии СПХФУ на кроликах-самцах породы советская шиншилла как наиболее доступной и релевантной тест-системе проведено моделирование травматической эрозии (ТЭ) по методу С. Hanna, J.Е. O’Brien (1960) и кислотного ожога роговицы глаза с последующей гистологической оценкой патологического процесса. Для получения статистически достоверных результатов животных было достаточно. Описаны условия содержания животных и воспроизведение моделей, предложена балльная оценка выраженности травматического повреждения, в которой учитывались наличие или отсутствие патологических изменений, наличие и выраженность текущего экссудативного воспаления с последующей патологической васкуляризацией роговицы, наличие и распространенность фибропластических изменений роговицы как проявлений обратного развития патологического процесса и организации в его исходе. Состоятельность моделей подтверждена гистологически, выраженность повреждений преобладает при моделировании ТЭ; в дальнейшем интерес может представлять оценка состояния роговицы не только на 29-й день после моделирования патологии, но также на 8-й, 15-й, 22-й дни. Эксперимент позволяет исследовать развитие патологического процесса в динамике, что чрезвычайно актуально при исследовании глазных форм лекарственных препаратов с регенерирующим, антигипоксантным и антиоксидантным эффектами.

Введение

Экспериментальные модели повреждений роговицы глаза чрезвычайно актуальны для исследования глазных форм лекарственных
препаратов с регенерирующим, антигипоксантным и антиоксидантным эффектами. Проведено моделирование
травматической эрозии (ТЭ) и кислотного ожога (КО) роговицы глаза кролика с гистологическим исследованием
на 29-й день. 

Цель исследования – отработка травматических моделей офтальмопатологии и гистологическая оценка
патологического процесса.

Материалы и методы

В качестве тест-системы были выбраны лабораторные кролики-самцы породы советская шиншилла (n=12). Число
животных для исследования было достаточным для получения статистически достоверных результатов, но минимальным
с точки зрения биоэтических принципов. Лабораторные кролики являются стандартной тест-системой в опытах по
изучению специфической активности глазных капель [1]. Имеющиеся научные данные и утвержденные рекомендации не
предоставляют приемлемых in vitro альтернатив к использованию лабораторных животных в качестве
тест-системы в настоящем исследовании. Результаты эксперимента на полноценном живом организме наиболее
правильно и полно отражают всю динамику взаимодействий различных типов клеток, тканей и органов
в организме человека [2, 3].

Животные содержались в стандартных условиях в соответствии с санитарно-эпидемиологическими
требованиями к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)
(утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ №51 от 29 августа 2014 г.), Методическими
указаниями по содержанию и использованию лабораторных животных (Guide for the care and use of laboratory
animals. National Academy press. – Washington, D.C., 1996) и Директивой 2010/63/EU Европейского
Парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных
целях, а также Правилами, утвержденными Приказом Минздрава России от № 199н 01 апреля 2016 г. «Об
утверждении правил надлежащей лабораторной практики».

Животные в период карантина и эксперимента содержались по 1 особи в металлических клетках для кроликов
типа Europa BIOSCAPE с пластиковым поддоном (ZOONLAB, Германия) (размер клетки 73×73×52 см).
Условия содержания соответствовали требованиям Директивы 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета
Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных (площадь пола клетки ≥4200 см2, высота
≥45 см для кроликов массой от 3 до 5 кг). Клетки были оборудованы кормушками из нержавеющей стали, пластиковыми
поилками и держателями этикеток. Подстил не использовался.

Животные содержались в контролируемых условиях окружающей среды при температуре 17–23°C
и относительной влажности 30–70%. В комнатах содержания животных поддерживался 12-часовой цикл
освещения и по крайней мере 10-кратная смена объема воздуха комнаты в час. Температура и влажность
постоянно контролировались с помощью термогигрометров Testo 608-h1 (Китай).

Животные получали стандартный гранулированный корм «Полнорационный комбикорм для лабораторных кроликов
и морских свинок» К-122, производства ООО «Лабораторкорм», Россия ad libitum
в кормушку клетки. Животным давалась вода, соответствующая ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая, приготовленная
методом фильтрации водопроводной воды через систему фильтров Аквафор. Питьевая вода давалась ad libitum
в стандартных питьевых бутылочках с полной заменой воды 3 раза в неделю. 

Период карантинирования животных составил 14 дней до начала эксперимента. Во время этого периода осуществлялся
ежедневный ветеринарный осмотр и визуальный контроль потребления корма и воды. Животных
с отклонениями в период карантина не зарегистрировано. Перед началом исследования все животные, прошедшие
карантин, были включены в эксперимент и распределены на группы, которые формировали случайным образом,
отклонение массы тела животных от среднего значения допускалось не более чем на 10%. В период карантина
животные размещались в клетках, которые были идентифицированы карточкой, содержащей следующую информацию: пол
и число животных, дата получения, возраст/масса тела при получении, назначение. После карантина каждому
отобранному для исследования животному был присвоен индивидуальный идентификационный номер. Нумерация была
сквозной – от 1-го до 12-го номера. Идентификационный номер был нанесен специальным нетоксичным маркером
на внутреннюю поверхность уха животного. Каждая клетка была идентифицирована карточкой, содержащей следующую
информацию: название исследования, номер исследуемой группы, а также индивидуальный номер животного.

Читайте также:  Воспаление глаза лечение антибиотиками

Процедуры с животными были рассмотрены и утверждены биоэтической комиссией СПХФУ Минздрава России (Протокол
№ Rabbits-1/2-17 от 07.11.2017).

Внешний вид животных оценивали ежедневно во время ветеринарного осмотра в период карантина и проведения
эксперимента. Клинический осмотр каждого животного на открытой площадке с обязательным офтальмологическим
осмотром проводился при формировании групп, еженедельно в последующем на 8 и 15, 22 и 29-й дни.

Ежедневно проводили осмотр подопытных животных в клетках содержания, с целью выявления смерти или признаков
отклонения в их состоянии здоровья. 

Массу тела регистрировали при формировании групп, непосредственно перед первым введением,
и еженедельно – в ходе исследования.

Моделировали патологию глаз – ТЭ и КО. При формировании ТЭ применяли метод С. Hanna, J.Е.
O’Brien (1960) [1], согласно которому под местной анестезией (закапывание раствора 0,4% инокаина) на роговицу
наносили метку 0,1% раствором флюоресцеина натрия. В пределах метки лезвием соскабливали эпителий роговицы.
Дефект эпителия повторно окрашивали раствором флюоресцеина для того чтобы отчетливее визуализировались форма
и размер ТЭ роговицы. КО в эксперименте формировали под местной анестезией (0,4% инокаином) аппликацией
фильтровальной бумаги (в виде круга диаметром 8 мм), смоченной 3% раствором уксусной кислоты с экспозицией
5 с на роговицу [1].

Из 12 животных были сформированы 3 группы животных по 4 особи в каждой: 1-я – интактная
с животными без индукции патологии; 2-я и 3-я группы состояли из животных, подвергшихся
моделированию патологии (соответственно ТЭ и КО) без лечения.

На 29-й день эксперимента  животные подвергались эвтаназии путем наркотизации углекислым газом
в CO2-боксе с последующим извлечением глазных яблок, которые фиксировали в 10% нейтральном
формалине. 

Выполнялось гистологическое исследование структур передних отделов глазных яблок всех животных. После стандартной
гистологической проводки и имбибиции парафином с помощью ротационного микротома были изготовлены срезы
ткани толщиной 4 мкм, помещенные на предметные стекла, окрашенные гематоксилином и эозином и заключенные
под покровные стекла. Гистологические препараты изучались в проходящем свете. 

Результаты и обсуждение

Все животные переносили моделирование удовлетворительно: процедура не сопровождалась какими-либо негативными
явлениями. 

Внешний вид животных. По результатам проведенного клинического осмотра в период
эксперимента изменений в поведении, общем состоянии и состоянии нервной системы у животных не
выявлено. После индукции патологии (как КО, так и ТЭ) поведение животных не изменялось. У всех подопытных
животных нос был умеренно влажный, патологические выделения отсутствовали. Уши – бледно-розовые, обычной
температуры, нагноений, воспаления, загрязнений за весь период наблюдения ни у одного не отмечено. Зубы
у всех сохранены. Дыхание в целом было нормальным у всех экспериментальных животных, признаков одышки
не отмечалось. 

Шерсть у всех животных – опрятная, блестящая, без очагов облысения. Тонус мускулатуры у всех
животных был нормальным. Видимые слизистые оболочки бледно-розовой окраски, блестящие. Деформации или отека
конечностей нет. Кожа без признаков раздражения или воспаления. Половые органы самцов правильно выражены.

Все животные нормального телосложения, удовлетворительного питания. У 100% кроликов всех групп двигательная
активность была в норме. В целом поведение было стандартным. Кровотечений у животных не
наблюдали. 

Согласно офтальмологическому осмотру, на этапе формирования групп роговица глаз у всех кроликов находилась
в состоянии нормы. На следующий день после моделирования патологии у групп кроликов с КО наблюдалось
помутнение роговицы, отек и слизистое нагноение (рис. 1а), а животные с ТЭ характеризовались
наличием слезотечения и светобоязни, а также зеленоватым оттенком роговицы глаза после взаимодействия
белков раневой поверхности с флуоресцеином (см. рис. 1б, в).

Модели воспаления на животных

Масса тела кроликов. Масса тела равномерно увеличивалась в течение всего периода
наблюдения. В период наблюдения животные потребляли корм и воду в рамках физиологических
потребностей. 

Гистологическое исследование. Гистологической оценке подвергались глазные яблоки всех животных.
У животных интактной группы значимой патологии не выявлено. Роговица – из 5 слоев, многослойный
плоский эпителий – обычного строения, сосуды не определяются, патологической клеточной инфильтрации не
выявлено (рис. 2а). Строение радужки, ресничного тела не нарушено (рис. 2б). Строение лимба
обычное строения, с минимально выраженной лимфогистиоцитарной инфильтрацией (см. рис. 2в).
Склера – сосудистая, строение сетчатой оболочки –в норме. 

При моделировании обеих патологий наблюдали гистологические изменения (см. рис. 2).

Модели воспаления на животных

Для объективизации морфологических изменений роговицы при ТЭ и КО была использована полуколичественная шкала
характера и степени выраженности патологического процесса. Учитывались наличие или отсутствие патологических
изменений, наличие и выраженность текущего экссудативного воспаления (с последующей патологической
васкуляризацией роговицы), наличие и распространенность фибропластических изменений роговицы (как проявления
обратного развития патологического процесса и организации в его исходе): «нет
патологии» – 0 баллов;  фибропластическая реакция роговицы с формированием ограниченного
или обширного рубца – 1 или 2 балла соответственно; кератит разной степени выраженности от слабо
выраженного (3 балла), средней степени выраженности (4 балла), до тяжелого язвенного (5 баллов). Распределение
патологических изменений, отраженных в баллах при различных моделях отражено в таблице.

Модели воспаления на животных

Согласно результатам исследования, состоятельность моделей подтверждена гистологически, выраженность повреждения
преобладает при моделировании ТЭ. В дальнейшем целесообразно оценивать состояние роговицы не только на 29-й
день после моделирования патологии, но также на 8-й, 15-й и 22-й дни. В таком случае появится возможность
исследовать развитие патологического процесса в динамике.

Источник