Модель гострої теплової травми в щурів, залежність терморезистентності від статі та скринінг потенційних термопротекторів
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-4852.2024.301620Ключові слова:
гостра теплова травма, гіпертермія, терморезистентність, стать, глюкозаміну гідрохлорид, нестероїдні протизапальні препарати, експериментАнотація
Теплова травма (ТТ) – актуальна медична та соціальна проблема. Теплові ураження є широко розповсюдженим впливом довкілля на людину. Це обумовлено глобальним потеплінням, поширеністю військових конфліктів, техногенних катастроф, працею в гарячих цехах, заняттям екстремальними видами спорту й туризму.
Мета дослідження – запропонувати модель гострої ТТ у щурів, що не викликає загибелі тварин, визначити залежність терморезистентності від статі та порівняти ефективність термопротекторного ефекту низки НПЗП, парацетамолу та глюкозаміну гідрохлориду на цій моделі.
Матеріали та методи. Експеримент виконано на дорослих білих щурах обох статей. Гостру ТТ моделювали спеціально розробленим способом шляхом теплової експозиції тварин при +55°С протягом 30 хв. та подальшим відновленням протягом 60 хв. Кожні 15 хв. вимірювали ректальну температуру. Визначали ступінь гіпертермії у самців і самок. Оцінювали наявність і виразність термопротекторного впливу глюкозаміну гідрохлориду (Г г/х), диклофенаку натрію, ацетилсаліцилової кислоти (АСК), німесуліду, еторикоксибу, целекоксибу, парацетамолу за внутрішньошлункового введення за 60 хв. до теплового впливу. Результати обробляли з використанням програми STATISTICA 12.0.
Результати. Встановлено, що теплова експозиція щурів при +55°С протягом 30 хв. добре відтворює гостру ТТ. Модель не викликає загибелі тварин і відповідає вимогам біоетики. Температура тіла підвищується на 10-13 %, що характеризується як тепловий удар. В одиничних випадках трапляються терморезистентні тварини, в яких протягом перших 15 хв. експозиції температура тіла зростає менше ніж на 1°С. Їх не слід використовувати для подальшого моделювання теплової травми. Самці щурів чутливіші за самок до дії високої температури довкілля, гостра ТТ в них характеризується більшою гіпертермією (приріст температури 5,03±0,39°С проти 3,72±0,22°С у самок, p<0,01). Термопротекторний ефект Г г/х залежить від статі: у самців він виразніший, ніж у самок. З-поміж 6 протестованих інгібіторів ЦОГ найбільший термопротекторний ефект виявлено у високоселективного інгібітора ЦОГ-2 целекоксибу та слабкого неселективного центрального інгібітора парацетамолу, що заслуговують на поглиблене дослідження впливу на стан органів і систем за теплової травми, механізмів термопротекторної дії. Із селективностю щодо ЦОГ термопротекторний ефект не пов’язаний: він не виявляється у високоселективного інгібітора ЦОГ-2 еторикоксибу та помірно селективного інгібітора ЦОГ-2 німесуліду, неселективних інгібіторів ЦОГ диклофенаку натрію та АСК, яка до того ж уповільнює відновлення температури тіла після теплової експозиції.
Висновки. Запропоновано зручну та просту модель гострої ТТ у щурів, доведено вищу термочутливість і виразніший термопротекторний ефект Г г/х у самців. Виявлено виразний термопротекторний ефект у целекоксибу та парацетамолу, які перевершують інші досліджені НПЗП. Механізм та особливості цього ефекту потребують з’ясування
Посилання
- Atlas of Mortality and Economic Losses from Weather, Climate and Water Extremes (1970–2019) (2021). World Meteorological Organization, No. 1267.
- Lu, R., Xu, K., Chen, R., Chen, W., Li, F., Lv, C. (2023). Heat waves in summer 2022 and increasing concern regarding heat waves in general. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 16 (1), 100290. https://doi.org/10.1016/j.aosl.2022.100290
- Ballester, J., Quijal-Zamorano, M., Méndez Turrubiates, R. F., Pegenaute, F., Herrmann, F. R., Robine, J. M. et al. (2023). Heat-related mortality in Europe during the summer of 2022. Nature Medicine, 29 (7), 1857–1866. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02419-z
- Nybo, L., Rasmussen, P., Sawka, M. N. (2014). Performance in the Heat—Physiological Factors of Importance for Hyperthermia‐Induced Fatigue. Comprehensive Physiology, 657–689. https://doi.org/10.1002/cphy.c130012
- Bondar, M. V., Pylypenko, M. M., Ovsiienko, T. V., Nevmerzhytskyi I. M. (2018). Hipertermichni syndromy: etiolohiia, patohenez, diahnostyka ta intensyvna terapiia. Medytsyna nevidkladnykh staniv, 2 (89).
- Pryor, R. R., Casa, D. J., Holschen, J. C., O’Connor, F. G., Vandermark, L. W. (2013). Exertional Heat Stroke: Strategies for Prevention and Treatment From the Sports Field to the Emergency Department. Clinical Pediatric Emergency Medicine, 14 (4), 267–278. https://doi.org/10.1016/j.cpem.2013.10.005
- Pro zatverdzhennia ta vprovadzhennia medyko-tekhnolohichnykh dokumentiv zi standartyzatsii ekstrenoi medychnoi dopomohy (2019). Nakaz MOZ Ukrainy No. 1269. 05.06.2019. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/go/v1269282-19 Last accessed: 22.02.2024
- Faiumi, Kh. A. D., Shtryhol, S. Yu., Zupanets, I. A., Tovchyha, O. V., Koiro, O. O. (2016). Pat. No. 110629. Zastosuvannia hliukozaminu hidrokhlorydu yak zasobu, shcho zakhyshchaie orhanizm vid systemnoho vplyvu vysokykh temperatur. MPK: (2016.01) A61K 31/726 (2006.01), A61P 43/00. No. a201308217; declareted: 01.07.2013; published: 25.01.2016, Bul. No. 2, 6.
- Koiro, O. O., Shtryhol, S. Yu. (2017). Hliukozaminu hidrokhloryd yak perspektyvnyi termoprotektor. V Natsionalnyi zizd farmakolohiv Ukrainy. Zaporizhzhia, 64.
- Fedorov, V. N. (1999). Farmakodinamika adaptogenov: eksperimentalnoe i klinicheskoe issledovanie. [PhD theses; Moscow].
- Sharma, H. S. (2007). Methods to produce hyperthermia-induced brain dysfunction. Neurobiology of Hyperthermia, 162, 173–199. https://doi.org/10.1016/s0079-6123(06)62010-4
- Damanhouri, Z. A., Tayeb, O. S. (1992). Animal models for heat stroke studies. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods, 28 (3), 119–127. https://doi.org/10.1016/1056-8719(92)90073-a
- Bondariev, Ye. V. (2011). Stattevi vidminnosti chutlyvosti myshei do hostroho okholodzhennia. Farmakom, 1/2, 79–81.
- Voloshchuk, N. I., Yuhimchuk, A. V. (2023). Sex peculiarities of survival of animals with acute cold injury and correction with glucosamine hydrochloride. Pharmacology and Drug Toxicology, 17 (4), 248–254.
- Yevropeiska konventsiia pro zakhyst khrebetnykh tvaryn, shcho vykorystovuiutsia dlia doslidnykh ta inshykh naukovykh tsilei (1986). Konventsiia; Rada Yevropy 18.03.1986. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/go/994_137 Last accessed: 22.02.2024
- Pro zakhyst tvaryn vid zhorstokoho povodzhennia (2006). Zakon Ukrainy No. 3447-IV. 21.02.2006. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/go/3447-15 Last accessed: 22.02.2024
- Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes (2010). Available at: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:276:0033:0079:en:PDF
- Botting, R. M. (2000). Mechanism of Action of Acetaminophen: Is There a Cyclooxygenase 3? Clinical Infectious Diseases, 31 (5), S202–S210. https://doi.org/10.1086/317520
- Graham, G. G., Scott, K. F. (2005). Mechanism of Action of Paracetamol. American Journal of Therapeutics, 12 (1), 46–55. https://doi.org/10.1097/00045391-200501000-00008
- Graham, G. G., Davies, M. J., Day, R. O., Mohamudally, A., Scott, K. F. (2013). The modern pharmacology of paracetamol: therapeutic actions, mechanism of action, metabolism, toxicity and recent pharmacological findings. Inflammopharmacology, 21 (3), 201–232. https://doi.org/10.1007/s10787-013-0172-x
- Kapelka, I. G., Shtrygol’, S. Yu. (2019). The comparative research of frigoprotective properties of nonsteroidal anti-inflammatory drugs оn the model of acute general cooling. Pharmacology and Drug Toxicologу, 13 (5), 338–343. https://doi.org/10.33250/13.05.338
- Kapelka, I. H., Shtryhol, S. Yu., Lesyk, R. B., Lozynskyi, A. V., Khomiak, S. V., Novikov, V. P. (2020). The comparative research of arachidonic acid cascade inhibitors for frigoprotective activity. Pharmacology and Drug Toxicologу, 14 (2), 122–128. https://doi.org/10.33250/14.02.122
- Refinetti, R., Ma, H., Satinoff, E. (1990). Body temperature rhythms, cold tolerance, and fever in young and old rats of both genders. Experimental Gerontology, 25 (6), 533–543. https://doi.org/10.1016/0531-5565(90)90019-x
- Yuhimchuk, A. V., Voloshchuk, N. I., Shtrygol, S. Yu., Nefodov, O. O., Piliponova, V. V., Oliinyk, Yu. M. et al. (2023). Vascular mechanisms in the formation of gender differences in the protective effect of glucosamine in experimental cold injury. World of Medicine and Biology, 19 (86), 243–247. https://doi.org/10.26724/2079-8334-2023-4-86-243-247
- Davis, W. M., Pharm, B. S. (1998). Impact of gender on drug responses. Drug topics, 91–101.
- Kapelka, I., Shtrygol, S., Koiro, O., Merzlikin, S., Kudina, O., Yudkevych, T. (2021). Effect of arachidonic acid cascade inhibitors on body temperature and cognitive functions in rats in the Morris water maze after acute cold injury. Pharmazie, 76 (7), 313–316.
- Shtrygol’, S., Koiro, O., Kudina, O., Tovchiga, O., Yudkevych, T., Oklei, D. (2022). The influence of non-steroidal anti-inflammatory drugs with different mechanisms of action on the course of stress reaction, the functional state of kidneys, liver, and heart on the model of acute general cooling. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 2 (36), 46–55. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.255797
- Shtrygol’, S. Yu., Koiro, O. O., Kudina, O. V., Yudkevych, T. K., Gorbach, T. V. (2022). Comparative analysis of the effect of diclofenac sodium and etoricoxib on energy metabolism in rat liver in the acute general cooling model. Medicni Perspektivi, 27 (4), 51–57. https://doi.org/10.26641/2307-0404.2022.4.271171
- Shtrygol, S., Tovchiga, O., Kudina, O., Koiro, O., Yudkevich, T., Gorbach, T. (2022). The effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs with different mechanisms of action on the body temperature and cyclooxygenase pathway of the arachidonic acid cascade on the model of acute general cooling (air hypothermia) in rats. Česká a Slovenská Farmacie, 71(5), 214–223. https://doi.org/10.5817/csf2022-5-214
- Anderson, B. J. (2008). Paracetamol (Acetaminophen): mechanisms of action. Pediatric Anesthesia, 18 (10), 915–921. https://doi.org/10.1111/j.1460-9592.2008.02764.x
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Polina Chuykova, Sergii Shtrygol’, Andrii Taran, Tetiana Yudkevych, Iryna Lebedinets, Denys Oklei
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.