Абсолютные значения и массовые коэффициенты внутренних органов относительно массы тела и головного мозга собак породы бигль для использования в доклинических исследованиях

Введение. В токсикологических исследованиях новых лекарственных препаратов наряду с грызунами обязательно задействованы животные, не относящиеся к грызунам, например собаки [1]. Наиболее широко используемой породой собак является бигль, благодаря их темпераменту, дрессируемости, приемлемым размерам и массе тела, репродуктивным характеристикам [2][3]. Собаки задействованы в исследованиях с выявлением органов-мишеней в краткосрочных, субхронических и хронических исследованиях, особенно часто — в определении токсичности пероральных лекарственных форм [4–6].

Анализ массы органов в токсикологических исследованиях является необходимой процедурой для выявления органов-мишеней токсического действия тестируемых объектов [7]. Общество токсикологической патологии (STP) рекомендует взвешивать головной мозг, сердце, печень, почки, семенники, надпочечники, яичники, тимус, селезенку [8]. Массы тимуса и селезенки используют для оценки влияния исследуемого препарата на иммунную систему, в частности, в изучении иммунотоксических свойств [9], а при ингаляционном способе введения изучаемого препарата целесообразно оценивать массу легких.

Следует учесть, что на массу органов могут влиять различные факторы, не связанные с действием исследуемых препаратов. Так, например, масса селезенки может варьироваться из-за стресса, полнокровия, опосредованного эвтаназией, физиологических факторов. Масса тимуса зависит от индивидуальных особенностей и степени возрастной инволюции. Масса яичников коррелирует со стадией полового цикла [10]. Немаловажное значение имеет техника препарирования: необходимо обладать профессиональным навыком для корректного выделения органа, поскольку массовые показатели всех органов напрямую связаны с качеством их отделения от посторонних тканей [11][12].

Литературные данные, содержащие сведения о массах органов собак, немногочисленны. В статье Choi S.Y. и др. [13] представлены данные по абсолютным и относительным массам органов собак породы бигль возрастом 6–9 месяцев. В работе Jackson B. и др. [14] получены данные от 8–38-месячных собак, при этом не указана масса тела животных, а относительные массы органов рассчитаны на килограмм массы тела. В таком случае сравнивать абсолютные значения масс не представляется возможным. Необходимые значения фигурируют в различных исследованиях у животных контрольных групп, но контрольные группы, как правило, малочисленны [15–17]. Ни в одной опубликованной работе не проведен расчет относительно массы головного мозга. Таким образом, цель исследования — определить абсолютные значения масс и массовые коэффициенты внутренних органов собак породы бигль относительно массы тела и массы головного мозга, а также провести сравнение полученных массовых коэффициентов (относительно массы тела) с данными литературы.

Материалы и методы. Для формирования ориентировочных интервалов использовали данные массы тела и органов собак породы бигль из контрольных групп экспериментов, проведенных в АО «НПО «ДОМ ФАРМАЦИИ» (Ленинградская область) и одобренных биоэтической комиссией. Эвтаназии были проведены летом и осенью 2022 г. Количество животных в совокупности составило 25 самцов и 17 самок (небеременных и нерожавших), массой тела от 11 до 17 кг. Возраст животных — от 14 до 22 месяцев.

Животных содержали в одинаковых стандартных условиях вивария: при температуре воздуха 15–21 °C, влажности 30–70 %, 12-часовом световом дне [18]. Использовалось групповое содержание в вольерах от 2 до 5 особей одного пола, при формировании групп содержания учитывались сложившиеся социальные отношения во избежание конфликтов, также учитывалась масса тела. Кормление собак проводили в соответствии с Директивой 2010/63/EU¹, поение не ограничивали.

Животные были лишены корма в ночь перед эвтаназией, доступ к воде не был ограничен. Масса тела была определена непосредственно перед некропсией. Эвтаназию осуществляли с помощью передозировки анестетика совместно с миорелаксантом, седативным и анальгезирующим средствами, с последующим удалением жизненно важных внутренних органов. Обескровливание трупов специально не проводили. Органы были освобождены от окружающих тканей, легкие взвешивали с трахеей, трахея была перерезана у входа в грудную клетку, парные органы взвешивались вместе.

Регистрацию масс тимуса, яичников и надпочечников осуществляли на электронных весах Adventurer, модель RV 214 (OHAUS, Китай). Максимальный предел взвешивания составлял 210 г, минимальный — 0,001 г. Цена поверочного деления 0,001 г. Класс точности II. Сердце, легкие с трахеей, печень, селезенку, почки, головной мозг, семенники взвешивали на электронных весах ВК-3000.1 (АО «МАССА-К», Россия). Максимальный предел взвешивания составлял 3000 г, минимальный — 5 г. Цена поверочного деления 0,1 г. Класс точности I.

Для дальнейшей корректной интерпретации полученных данных ориентировочные интервалы органов представлены в виде абсолютных значений (г), массовых коэффициентов относительно массы тела (%) и массовых коэффициентов относительно массы головного мозга (%). Так как в экспериментах ввиду различных причин нередки случаи изменения нормальной динамики массы тела (чаще отрицательной на фоне токсических эффектов исследуемых препаратов), целесообразнее оценивать несколько показателей, включающих в себя анализ абсолютной массы органов и относительной массы (к массе головного мозга и тела). Анализ массы органов относительно массы головного мозга предпочтителен в описанных выше случаях, поскольку масса мозга наиболее стабильна при изменениях массы тела.

Массовые коэффициенты относительно массы тела были рассчитаны по формуле:

где mо — масса органа, mт — масса тела животного.

Для определения массовых коэффициентов относительно массы головного мозга использовали следующую формулу:

где mо — масса органа, mгм — масса головного мозга.

Данные по массовым коэффициентам органов относительно массы тела и головного мозга, а также абсолютные значения органов представлены отдельно для самцов и самок.

Статистические выбросы не оценивали, поскольку количество животных было небольшим, и предпочли непараметрический метод расчета интервалов. Для последующего визуального сравнения собственных полученных данных с литературными осуществляли расчет среднего значения и стандартного отклонения в программе Statistica 10 (StatSoft, США).

Результаты исследования. Согласно рекомендациям Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) для данных по массовым коэффициентам органов был проведен расчет диапазона 2,5–97,5 процентили, который является референтным интервалом [19]. В таблице 1 представлены ориентировочные интервалы абсолютных масс органов самцов и самок. В таблице 2 — значения массовых коэффициентов органов самцов и самок собак, рассчитанные как отношение массы органа к массе тела. В таблице 3 — значения массовых коэффициентов органов самцов и самок собак, рассчитанные как отношение массы органа к массе головного мозга.

При оценке полученных интервалов различий между самцами и самками визуально не выявлено.

Сравнение собственных полученных данных с литературными представлено в таблицах 4 и 5. Стоит отметить, что собаки, задействованные в нашем исследовании, были старше животных, описанных в литературе [13][15–17]. Для визуального сравнения с литературными данными были выбраны только массовые коэффициенты органов собак, рассчитанные как отношение массы органа к массе тела. В целом, полученные значения по органам совпадали с таковыми в опубликованных работах, за исключением тимуса. Массовые коэффициенты, рассчитанные нами, согласуются с таковыми у Choi S.Y. и др. [13]. В то же время в работах Wang X. и др. и Li F. и др. [15, 16] данный показатель был значительно выше полученных нами значений. Аналогичная картина наблюдается и у самок собак. Как известно, возрастная инволюция тимуса происходит у собак в период с 6 до 23 месяцев [20], что согласуется с полученными нами данными.

При сравнении с литературными данными были выявлены различия в массе печени самок, что может быть связано с различной степенью обескровливания органа в ходе некропсии.

Обсуждение и заключение. Для проведения доклинических исследований наличие внутрилабораторных интервалов имеет большое значение, так как позволяет корректно интерпретировать полученные результаты измерений масс органов, избегая ложноположительных и ложноотрицательных результатов. При анализе массовых коэффициентов органов нужно учитывать, что при выраженной динамике массы тела животного предпочтительнее использовать расчет относительно массы головного мозга (как наиболее стабильного показателя), также можно опираться на абсолютные массы органов и массовые коэффициенты органов собак, рассчитанные как отношение массы органа к массе тела. В целом, полученные нами значения по массам внутренним органов и их коэффициентам совпали с таковыми в опубликованных работах, за некоторым исключением (тимус, печень). Выявленные противоречия вероятно связаны с возрастной неоднородностью животных, а также различиями в техниках некропсии и сепарации органов, что еще раз свидетельствуют о необходимости создания собственных внутрилабораторных интервалов. Продолжение данной работы позволит снизить разброс получаемых данных, что повысит качество, достоверность и воспроизводимость научных результатов, а также, в перспективе, будет способствовать снижению количества используемых в эксперименте интактных животных.