Изучение тератогенного влияния инсулина Актрапид НМ на эмбриональное развитие куриных зародышей

Автор: Кокорева Ксения, лицей №84, 10 класс

Научные руководители: Лотош Ефим Абрамович,
КБН, доцент, ИКПГ и ПЗ Притчина Ольга Александровна,
руководитель т/о «Орнитолог» ГСЮН.

г. Новокузнецк

ВВЕДЕНИЕ

Делом большой государственной важности является проводимое тестирование лекарственных веществ на предмет выявления их эмбриотоксического и тератогенного действия, что является одним из главных условий пренатальной охраны здоровья потомства, параллельно с тестированием химических веществ, загрязняющих среду, на определенных производствах, в сельском хозяйстве и т. д. Целесообразно интенсифицировать поиск препаратов (витаминов, антиоксидантов и др.), купирующих тератогенные тех или иных веществ. В будущем с помощью этих методов станет реальной возможность изменения генотипов животных для удаления нежелательных и внесения новых признаков, а также моделирование некоторых наследственных болезней человека. Они будут способствовать поиску рациональных путей коррекции генетических аномалий развития. Эти методы помогут раскрыть особенности тонкой организации генов и механизмы их экспрессии в ходе эмбрионального развития.

Указанные проблемы стали предметом активного обсуждения на двух специальных конференциях по медицинской эмбриологии, состоявшихся:

в 1979 г на базе 2-го Московского медицинского института;

в 1983 г на базе Крымского медицинского института.

В настоящее время во многих странах происходит стремительное развитие химической промышленности и соответственно той ее отрасли, которая занята синтезом новых лекарственных веществ.

За последние два десятилетия было создано огромное количество новых медикаментов, среди которых в первую очередь следует назвать антибиотики и другие химиотерапевтические средства, кортикостероды и другие гормональные препараты, средства, действующие на центральную нервную систему, противоопухолевые средства, что в значительной степени обусловило те грандиозные успехи практической медицины, свидетелями которых мы являемся.

Большинство лекарственных веществ наряду с основным лечебным влиянием оказывает на организм нежелательное действие. Одним из многих побочных действий лекарственных веществ является тератогенное действие, т. е. способность вызывать пороки эмбрионального развития, уродства.

До последнего времени в качестве тератогенных агентов наиболее интенсивно изучали такие факторы, как различные виды ионизирующей радиации, ультрафиолетовое облучение, гипоксия, температурные воздействия, изменения атмосферного давления, неполноценность диеты по различным ее компонентам, бактериальные и вирусные инфекции.

С момента так называемой талидомидной катастрофы (т. е. массового появления дефектов развития у новорожденных) внимание клиницистов, фармакологов, эмбриологов и патофизиологов, генетиков и цитологов, а также представителей многих других медико-биологических дисциплин было переключено на изучение тератогенного действия лекарственных веществ – как хорошо известных и давно применяемых на практике, так и вновь синтезируемых препаратов. В связи с этим за сравнительно короткий срок (менее 5 лет) в научных журналах появилось огромное количество (несколько тысяч) работ, посвященных тератогенному действию лекарственных и химических веществ, используемых в клинике и эксперименте. Уже к 1963 году было известно около 400 различных соединений, в том числе и лекарственных препаратов, обладающих в опытах на животных тератогенной активностью.

Тератология

По книге Г. Н. Лазюка тератология (от греч. teras, teratos – урод, чудовище) – наука об этиологии, патогенезе и проявлениях врожденных пороков развития.

Попытка объяснить причины врожденных пороков имеют многовековую историю, однако как наука тератология стала развиваться лишь с начала XIX столетия, после того, как Этьенн Жоффруа Сент-Илер [Saint-Nilaire E., 1822] применил экспериментальный метод для изучения причин уродств.

В последние годы тератология привлекает к себе пристальное внимание различных исследователей, о чем свидетельствуют многочисленные международные конгрессы и симпозиумы, собирающие тысячные аудитории врачей и биологов, а также тысячи публикаций по различным вопросам тератологии. Столь значительный интерес к врожденным порокам развития следует объяснить двумя факторами. Во-первых, тератология из науки описательной благодаря достижениям эмбриологии, сравнительной анатомии, генетики и воспроизведению в эксперименте многих врожденных пороков стала познавать причины врожденных пороков, что послужило предпосылкой к их профилактике. Во-вторых, врожденные пороки являются частыми и нередко тяжелыми страданиями, занимающими одно из первых мест в структуре детской заболеваемости, перинатальной и ранней детской смертности.

Наиболее действенными мерами профилактики врожденных пороков в настоящее время являются медико-генетическое консультирование и пренатальная диагностика с последующей тератаназией. Однако без уточненного диагноза немыслимы ни определение конкретного риска рождения ребенка с врожденными порками в конкретной семье, ни выбор методов пренатальной диагностики. Вместе с тем диагностика многих пороков, особенно генных и хромосомных синдромов, налажена недостаточно. Это объясняется главным образом тем, что систематический курс по тератологии ни в одном вузе или институте усовершенствования страны не читается, а самостоятельное изучение тератологии практическими врачами связано со сложностями получения литературы, поскольку публикации по различным вопросам тератологии рассеяны в многочисленных, нередко труднодоступных изданиях, руководство же по тератологии прошлого выпуска – библиографическая редкость.

Инсулин.

Инсулин – белковый гормон, вырабатываемый поджелудочной железой.

Недостаток в крови инсулина приводит к сахарному диабету. Инсулин – универсальный аноболический гормон. Один из наиболее важных физиологических эффектов инсулина – снижение содержания сахара в крови (повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, способствую ее переходу в ткани, стимулирует превращение глюкозы в мышцах и синтез глюкозы в печени). Инсулин обеспечивает нормальное окисление глюкозы цикле трикарбоновых кислот, способствует образованию макроэргических соединений и поддержанию энергетического баланса кистон.

Обуславливает преобладание синтеза белков и жирных кислот над их распадом, способствуя переходу углеводов в жирные кислоты и образованию жиров. Препараты инсулина, получаемого из поджелудочных желез убойного скота и других животных, применяют в медицине.

Тератогенное действие инсулина.

Эксперименты на животных, выполненные с целью изучения тератогенного действия инсулина, показали, что этот гормон может вызвать аномалии развития.

Введение инсулина куриным эмбрионам приводит к появлению различных аномалий: клюва, глаз, конечностей и осевого скелета. Одновременное введение глюкозы повышало вылупляемость цыплят, но усиливало также тератогенное действие инсулина.

В экспериментах, изучающих тератогенное влияние, использовался простой свиной инсулин. Тератогенное действие генно-инженерного инсулина Актрапид НМ ранее не изучалось.

Актрапид НМ является нейтральным раствором биосинтетического человеческого инсулина, изготовленного с помощью технологии рекомбинантной ДНК при использовании дрожжевых клеток в качестве продуцирующего организма.

Цель исследования

Работа заключалась в опробирование имеющейся методики тератогенного действия веществ на развитие куриного зародыша с целью оценки тератогенного действия инсулина Актрапид НМ.

Для достижения этой цели обозначились следующие задачи: составление обзора литературы по изучаемой проблеме, знакомство с режимом инкубации и изучения эмбрионального развития птиц, а так же изучения влияния инсулина на выживаемость куриных зародышей при однократном воздействии и учёт аномалий развития у куриных эмбрионов.

Методика и основные этапы исследования.

Работа проводилась на ГСЮН. Использовался инкубатор ИБ1НБ. Инкубирование проводилось при t=37,8 - 37,9 ºС и влажности 50 - 55%.

Предварительно было изучено развитие куриного эмбриона в нормальных условиях. Изучалось развитие внезародышевых оболочек (амниона, аллантоиса, серозной оболочки, желточного мешка) на разных стадиях развития – 30 часов, 7 и 14 дней. Стадии развития куриного зародыша показаны в примечании.(таблица 3)

Тератогенное действие инсулина изучалось путём введения его в белок куриного зародыша. На шестой день инкубирования вводили 5 единиц инсулина с помощью тонкой инсулиновой иглы.

Для опыта было взято 37 яиц породы Ломан - Браун. Из них 12 яиц были контрольными, а в 25 яиц вводился инсулин. После введения отверстие заклеивалось лейкопластырем.

Два раза в сутки яйца переворачивались и перемещались из центра к стенкам.

На 15-ый день инкубации проводилось вскрытие яиц, зародыш с оболочками помещался в воду, после чего проводилось отделение зародыша от амниотической оболочки и последующая его фиксация в растворе Буэна: (15 частей пикриновой кислоты, 5 частей формалина, 1 часть ледяной уксусной кислоты).

Куриные зародыши взвешивались на аналитических весах для последующего расчёта средних масс зародышей каждой группы.

Результаты исследования

Контрольная группа.

Из 12 контрольных яиц - 3 яйца (25%) оказались неоплодотворёнными, 9 яиц (75%) с нормальным развитием. Средняя масса эмбрионов этой группы, взвешенных после вскрытия, составила 10,21г. Развитий с аномалиями не отмечено.

Опытная группа

Из 25 яиц 3 яйца - (12%) оказались неоплодотворёнными, 12 эмбрионов (48%) замерли после введения препарата. Для последних отмечено явное недоразвитие глаз. 10 эмбрионов (40%) развились с аномалиями. Для них отмечена общая задержка развития (средняя масса 9,15 г), укорочение и искривление задних конечностей, недоразвитие клюва. Один эмбрион из опытной группы имел 5 задних конечностей, для него также отмечено недоразвитие лицевого черепа и незамкнутая брюшная стенка.

Эмбрионов с нормальным развитием не отмечено.

Таким образом, почти половина эмбрионов из опытной группы замерли после введения инсулина. Оставшиеся 40% развивались с аномалиями.

Вывод.

Данная методика наглядно и однозначно показывает тератогенное действие инсулина Актрапид НМ на развитие куриных эмбрионов. Возможна высокая вероятность аналогичного влияния и на развитие человеческого организма, поэтому использование данного препарата должно быть строго в указанных дозировках, особенно в период беременности.

Методика может быть использована для изучения тератогенного влияния лекарственных веществ и наркотических препаратов.

Разработана модель для демонстрации тератогенного действия различных веществ в учебных и просветительских целях.

Список литературы

1. Актуальные проблемы развития человека и млекопитающих: Труды Крымского ордена Трудового Красного знамени медицинского института. - Симферополь, 1983 г.

2. Большой энциклопедический словарь "Биология". - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998 г.

3. Иванов И.Ф. , Ковальский П.А. Цитология, гистология и эмбриология. - М.: Колос, 1969 г.

4. Лазюк Г.И. Наследственные синдромы множественных врождённых пороков развития. - М.: Медицина, 1983 г.

5. Лазюк Г.Н. Тератология человека. - М.: Медицина 1991 г.

6. Мануилова Н.А. Гистология с основами эмбриологии. - М.: Просвещение, 1973 г.

7. 7. Чернух А.М. , Александров П.Н. О тератогенном действии химических (лекарственных) веществ. - М.: Медицина, 1969 г.