Диплом. Обзор литературы

• Название: Обзор литературы
• Дата: 14.11.2018
• Размер: 44.44 Kb.
• Имя файла: Диплом.docx
• Тип: Документы; #56463

Оглавление

1Введение 2

2Обзор литературы 4

2.1.1Эмбриотоксическое, гонадотоксическое, тератогенное и мутагенное действие, токсических веществ 4

2.1.2Адъюванты. Определение, типы, механизм действия и свойства 9

1Введение

На сегодняшний день в животноводстве самая главная задача — это обеспечение страны эффективными и безопасными ветеринарными препаратами. А актуальный вопрос в этой теме, изучение токсических свойств новых лекарственных средств.

Актуальность этой проблемы состоит в том, что за последние годы ассортимент профилактических и лечебных препаратов, применяемых в ветеринарии каждый год расширяется. Также увеличивается список предприятий, разрабатывающих новые препараты.

Зачастую, создатели этих разработок не являются квалифицированными специалистами в области ветеринарии, вследствие чего предлагаемые препараты изучаются с большими погрешностями. Токсикологические исследования ограничиваются изучением острой токсичности, недостаточно исследуется токсикодинамика и токсикокинетика и возможные отдаленные последствия. У препаратов длительного применения (кокцидиостатики, стимуляторы продуктивности и другие) не изучаются сроки выделения из организма животных, устойчивость во внешней среде, кумулятивные, аллергенные, канцерогенные и другие побочные свойства.

В связи с вышеизложенным, важным аспектом повышения качства препаратов является их оценка с точки зрения безопасности для животных на практике. Решение этой проблемы возможно лишь путем резкой интенсификации токсикологических исследований с использованием новых методов, позволяющих точно и быстро прогнозировать токсичность и опасность новых химических веществ и лекарственных средств. Особое внимание должно быть уделено токсикологической оценке с учетом иммунотоксической, эмбриотоксической, тератогенной, мутагенной и канцерогенной активности новых фармакологических средств различных групп (антибактериальных, антипаразитарных, стимуляторов продуктивности, кормовых добавок и других), что отражено в единых требованиях по испытанию и регистрации ветеринарных препаратов (протокол совещания руководителей ветеринарных служб стран-членов ООН, 1982).

Разумеется, абсолютно безвредных веществ в природе не существует и даже при самом тщательном экспериментальном исследовании нового лекарственного препарата сохраняется элемент риска при введении его животному или человеку. Однако современный уровень развития лекарственной токсикологии позволяет прогнозировать появление нежелательного действия нового лекарственного средства в практике, если оно в должной степени охарактеризовано с точки зрения безопасности.

Основой лекарственной токсикологии является оценка соотношения терапевтической ценности препарата и тех нежелательных эффектов, которые могут возникнуть при его применении. Это значит, что экспериментальное исследование безвредности нового лекарственного средства имеет в настоящее время не меньшее значение, чем оценка его фармакологической активности.

В последние годы наметилась тенденция к созданию четкой регламентированной системы изучения новых лекарственных средств в отношении их токсичности, однако эта проблема требует не только организационного, но и чисто научного решения, особенно вопросы создания адекватных экспериментальных моделей, экстраполяции на сельскохозяйственных животных данных, полученных в опытах на лабораторных животных, выяснения отдаленных проявлений побочного действия лекарственных средств и др.

Следовательно, успешное решение проблемы по обеспечению ветеринарии и животноводства высокоэффективными и безопасными лекарственными средствами во многом зависит от наличия единой методологии в проведении экспериментальных исследований на стадии изучения новых препаратов.

Изучение токсикологических свойств лекарственных препаратов является сложной задачей, требующее применения фармакологических, токсикологических, биохимических, гематологических эмбриологических, онкологических, иммунологических и других методов исследований. Поэтому токсикологическая оценка новых препаратов проводится комплексно рядом с лабораторией или институтом.

Таким образом, из большого количества препаратов, предлагаемых для испытания и последующего применения, необходимо отбирать наиболее качественные, эффективные и безвредные. Нельзя допускать к внедрению стойкие вещества, разлагающиеся в естественных условиях на нетоксичные компоненты позже чем через один год, а также образующие более токсичные и стойкие продукты превращения. Нельзя внедрять препараты с резко выраженной кумуляцией, длительное время задерживающихся в организме и выделяющиеся с молоком. Не должны внедряться лекарственные средства, которые могут привести к отрицательным отдаленным последствиям и обладающие резко выраженными аллергенными и другими побочными свойствами.

2Обзор литературы

2.1.1Эмбриотоксическое, гонадотоксическое, тератогенное и мутагенное действие, токсических веществ

Отдельные токсические вещества при поступлении в организм животных вместе с кормом или в результате обработок могут отрицательно влиять на репродуктивную функцию животных, вызывая эмбриотоксическое, тератогенное, гонадотоксическое действие. По этой причине токсические вещества, которые могут поступать в организм животных с кормом постоянно или в течение определенного периода, должны подвергаться исследованию на эмбриотоксичность, тератогенность и гонадотоксичность. Также целесообразно исследовать на наличие этих действий некоторые лекарственные препараты и премиксы, если их используют многократно.

Эмбриотоксическое действие. Это способность исследуемого вещества отрицательно действовать на развивающиеся эмбрионы. В медицинской токсикологии эмбриотоксическое действие изучают на самках белых крыс, которым в течение всей беременности вводят внутрь через зонд или дают с кормом препарат. На 17—19-й день беременности, начало которой устанавливают по результатам исследования вагинальных мазков, крыс убивают, подсчитывают число плодовместилищ, желтых тел в яичниках, живых и мертвых плодов. Сравнивая результаты этих исследований в опытной и контрольной группах, устанавливают степень эмбриотоксической активности препарата. Часть беременных крыс из опытных групп оставляют для родов, при этом учитывают продолжительность беременности, число плодов, их массу, длину туловища новорожденных крысят, их развитие (увеличение длины и массы за определенный срок, время открытия глаз, покрытия шерстью, начала самостоятельного передвижения по клетке и поедания корма). Кроме того, учитывают выживаемость крысят, распределение их по полу. При этом отмечают: избирательную эмбриотоксичность — эффект проявляется в дозах, не токсичных для материнского организма; общую эмбриотоксичность — проявляется одновременно с развитием интоксикации организма матери; отсутствие эмбриотоксичности — эффект не отмечается при признаках интоксикации материнского организма (Медведь, 1968).

Каких-либо методических подходов к определению эмбриотоксических свойств препаратов ветеринарного назначения нет.

Нa первых этапах, по-видимому, целесообразно в качестве модели использовать также белых крыс, так как опыты на сельскохозяйственных животных затруднительны из-за продолжительных сроков беременности и сравнительно небольшого числа особей в помете (за исключением свиней). В том случае, если будет установлено, что исследуемые соединения обладают общей или избирательной эмбриотоксичностью, ставят опыты на животных, и прежде всего на свиньях. Препараты в зависимости от их целевого назначения и способа применения целесообразно давать с кормом, вводить внутримышечно или наносить накожно.

Тератогенное действие. Это такое действие, при котором нарушается формирование плода в период его эмбрионального развития. Проявляется оно в виде уродств. Тератология как наука получила развитие после случаев с талидомидом — лекарственным препаратом, широко применявшимся беременными женщинами в Западной Европе в качестве снотворного и седативного средства. В результате было зафиксировано рождение детей с врожденными пороками развития. [3]

В медицинской токсикологии тератогенное действие пестицидов определяют на белых крысах. Для этого препарат животным вводят внутрь через 1 день в течение всей беременности. Часть животных опытных групп убивают на 17—20-й день беременности, часть оставляют до родов. При вскрытии убитых крыс определяют среднее число желтых тел на одну самку, нормально и ненормально развивающихся зародышей, а также резорбтированных плодов.

При естественных родах учитывают число родивших самок, народившегося потомства, в том числе мертворожденных, устанавливают среднюю массу потомства, длину туловища, конечностей и другие морфологические особенности (Медведь, 1969).

Тератогенное действие препаратов на сельскохозяйственных животных не изучают.

При проявлении тератогенного эффекта возможны следующие уродства: отсутствие головного мозга (анэнцефалия); недоразвитие головного мозга (микроцефалия); повышенное содержание цереброспинальной жидкости в желудочках головного мозга (гидроцефалия); мозговая грыжа (энцефалоцелия); расщепление первых дужек позвонков (спина бифида). Кроме того, возможны аномальности в других органах: отсутствие глаз (анофтальмия); наличие одного глаза (циклопия); заячья губа; волчья пасть; отсутствие конечностей (перамилия); отсутствие хвоста; укорочение хвоста и др.

Гонадотоксическое действие. При изучении гонадотоксического действия устанавливают влияние исследуемого препарата отдельно на половую сферу самок и самцов. Опыты проводят на белых крысах. На самках исследуют действие препарата на астральный цикл и овогенез, на самцах — на подвижность, морфологию, резистентность спермиев и сперматогенез.

Эстральный цикл определяют, исследуя мазки из влагалища. Для этого глазной пипеткой вводят во влагалище подогретый физиологический раствор (2—3 капли), несколько раз пропускают его через пипетку, а затем вводят обратно во влагалище. После этой процедуры с помощью предметных стекол готовят мазки из влагалища, фиксируют их над пламенем и окрашивают в течение 1 мин 1%-ным водным раствором метиленовой сини. Мазок просматривают под микроскопом при малом увеличении.

Различают следующие основные стадии эстрального цикла:

фаза проэструса (предтечки) продолжается несколько часов и характеризуется преобладанием в мазках эпителиальных клеток; [5]

фаза эструса (течки) продолжается 1—2 дня. В этой стадии в основном присутствуют ороговевшие полигональные клетки (чешуйки); [16]

метэструс (послетечка) имеет длительность 1—2 дня и характеризуется присутствием наряду с чешуйками эпителиальных клеток и лейкоцитов; [5]

фаза диэструса (фаза покоя между течками) характерна присутствием лейкоцитов и слизи. Продолжительность этой фазы равна половине всего цикла. [16]

Изменение продолжительности стадий эстрального цикла или характера клеток на различных его стадиях является показателем действия исследуемого вещества.

Для изучения действия химического вещества на овогенез готовят гистологические срезы из яичников и определяют стадии развития фолликулов в опытных и контрольных группах животных.

При изучении гонадотоксического действия препаратов на самцов определяют соотношение подвижных и неподвижных форм спермиев, наличие патологических форм, их резистентность и фазы сперматогенеза. [5]

Мутагенное действие. Некоторые химические вещества нарушают передачу генетической информации, вследствие чего возможно появление мутантов — особей с признаками, не свойственными данному виду. Поэтому изучение мутагенных свойств пестицидов и других химических веществ — один из необходимых этапов токсикологического исследования. В ряде стран с этой целью используется скрининговый тест — тест Эймса. В качестве тест-организма используются отдельные штаммы бактерий группы сальмонелл, высокочувствительных к химическим мутантам. При наличии потенциальной мутагенности у исследуемого химического вещества происходит расщепление генов и резко возрастает количество колоний на плотной питательной среде. Однако мутагенность химического вещества, выявленная с помощью этого теста, не может быть признана абсолютной, так как высшие животные имеют мощные защитные системы, которые предохраняют клетки, ответственные за передачу генетической информации, от воздействия внешних факторов, в том числе и химических веществ. Во многих случаях под действием ферментных систем химическое вещество может быть детоксицировано, прежде чем оно достигнет «мишени».

2.1.2Адъюванты. Определение, типы, механизм действия и свойства

Адъюва́нт (adjuvant) — соединение или комплекс веществ, используемое для усиления иммунного ответа при введении одновременно с иммуногеном. В отличие от иммуномодуляторов, они применяются для усиления конкретного иммунного ответа (например, при вакцинации) чаще всего в здоровом организме, а не для нормализации нарушенных реакций иммунной системы при патологии.[3]

Огромное количество веществ, действующих как адъюванты (от патоки до кремния), поражает. [5] Наиболее распространенными в иммунопрофилактике есть такие адъюванты: естественные (минерально-солевые, масляные (эмульсии)) и синтетические (углеводородные, ПАВы и липосомы). Минерально-солевые адъюванты нашли наибольшее применение в медицине и ветеринарии, такие как гидроокись алюминия, алюмокалиеви галуны, алюминия фосфат и другие. [13]Наиболее часто антиген смешивают с гелем адъюванта, на который происходит его осаждение - сорбированные или преципитованные иммунобиологические препараты. [12]

Неорганические гели

В 1926 г. Glenny, выделяя дифтерийный анатоксин, смешивал его с квасцами [KA1(S0₄)₂12Н₂0], в результате чего образовывались преципитаты, которые оказались более иммуногенными, чем растворимый анатоксин. Вакцины, преципитированные квасцами, стали широко использоваться для иммунизации человека и животных.[13] Для замены квасцов анатоксины иногда смешивают с преформированным гелем А1(ОН)₃ или А1Ро₄, с которым анатоксины связываются посредством ионов, образуя абсорбированные вакцины. На сегодняшний день в медицинской и ветеринарной практике большинство противовирусных вакцин содержит гидрат окиси алюминия. [4]

Эмульсия типа «вода в масле»

Этот тип адъюванта был разработан Фрейндом в 40-х годах нашего века. Водный раствор антигена эмульгируется в очищенном минеральном масле с помощью эмульгатора для образования водно-масляной эмульсии. Таким образом, антиген физически включается в капельки воды в масляной фазе. Вакцина против злокачественной лихорадки крупного рогатого скота с неполным адъювантом Фрейнда не обеспечивала защиты от экспериментальной и естественной инфекции, несмотря на индукцию ВН-антител в высоком титре. Из этих и других данных следует, что при данной инфекции решающая роль принадлежит клеточным факторам иммунитета, практически не стимулирующимся данным адъювантом.

Эмульсии типа «вода в масле» освобождают антиген в течение более длительного времени, чем сорбированные вакцины, и это частично может объяснить более мощную иммунную стимуляцию после первой дозы препарата. Масляные эмульсии используются в ветеринарных вакцинах; Животным водно-масляную эмульсию обычно вводят внутримышечно. Минеральное масло не метаболизируется, поэтому капли эмульсии с находящимися внутри них антигенами удерживаются в месте введения длительное время. От применения таких эмульсий у людей в настоящее время отказались, поскольку у небольшого числа реципиентов в местах инъекций образуются стерильные абсцессы. [4]

Масляные адъюванты (эмульсии) - адъюванты на основе минеральных масел. При этом предварительно растворенный в воде антиген диспергированных в масле в результате чего образуется эмульсия типа вода-масло, капли воды с антигеном находятся в масляной фазе. Для повышения вязкости используют гидрофильные эмульгаторы типа Твин-80. [12]

Минерально-масляные полные адъюванты представляют собой эмульсию водного адъюванта в минеральном масле с низким удельным весом, характеризуются образованием напряженного иммунитета. Но введение полных адъювантов сопровождается резкой болью и формированием абсцессов, лихорадки, нарушением кожных покровов, поэтому они не получили широкого распространения. [8] В отличие от полных адъювантов неполные являются водно-масляной эмульсией с убитыми клетками бактерий. Адъювантное действие масляных эмульсий реализуется за счет постепенного высвобождения антигена, то есть создает депо антигенов в организме вакцинированного. Для усиления иммунного ответа антиген должен находиться в каплях воды, диспергированных в липидной фазе. Эмульгированные вакцины высвобождают антиген более дольше чем сорбированные. [5] Животным водно-масляную эмульсию вводят внутримышечно. Минеральное масло не метаболизируется, поэтому эмульсия с антигеном удерживается на месте введения долго, то есть так пролонгируют высвобождения антигена и создания напряженного иммунитета при однократном введении вакцины. Основным недостатком водно-масляных вакцин - высокая реактогенность и нестабильность эмульсий. [12]

Адъювантным действием обладает много природных веществ: белки, пептиды, липополисахариды (наиболее распространенный О-антиген - эндотоксина сальмонелл), нуклеиновые кислоты и другие. Они не создают депо антигенов, поэтому их можно вводить в различные области тела и в разные времена. Эти вещества стимулируют антитело образующих систему и называются адъювантом прямого действия. [12]
Углеводороды адъюванты - низкомолекулярные, нетоксичные синтетические соединения с С₁₆. [12]
Липосомы. С целью замены минеральных масел используют липосомы - микроскопические структуры, состоящие из нескольких концентрических липидных бимембранних структур, окруженных водой. Их использовали для изучения природы клеточных мембран и приняли в качестве фармакологических капсул для доставки терапевтических агентов к клеткам-мишеням. Введение водорастворимых и липоидорастворимых компонентов в липосомы защищает их от разрушающего действия и обеспечивает доставку антигенов к иммунокомпетентным клеткам, с которыми они взаимодействуют. [12]
Поверхностно-активные адъюванты. Сапонины из американского дерева Guillaja saponaria Molina используют в качестве адъюванта в ветеринарной иммунологии. Очищенный препарат сапонина (Квил-А) относится к гликозидам и может солюбилизуваты гидрофобные молекулы поверхностных вирусных белков. При этом образуются структуры типа пчелиных сот, образующих иммуностимулирующее действие, намного превышающую эффективность вирусных белков, неорганизованных в молекулярные структуры. [12]

Механизм действия адъювантов обсуждается в ряде научных публикаций. Усиление иммунного ответа за счет действия адъювантов обусловлено воздействием указанных ниже факторов или их сочетанием:

- формированием ≪депо≫ антигена, замедлением его всасывания;

- развитием воспалительной реакции в месте введения вакцины;

- защитой антигена от деградации и элиминации;

- изменением физико-химических свойств антигена (структуры, полимерности, растворимости и др.);

- ускорением транспорта антигена к иммунокомпетентным клеткам;

- активацией компонентов системы врожденного иммунитета;

- усилением фагоцитоза и функции вспомогательных клеток;

- усилением процессинга и презентации антигена Т-клеткам;

- стимуляцией образования цитокинов, участвующих в развитии иммунного ответа;

- стимуляцией пролиферации, дифференцировки и функциональной активности Т-, В-клеток и их взаимодействия;

- активацией системы комплемента;

- усилением синтеза белков. [3]

В зависимости от природы и свойств адъюванты могут стимулировать гуморальный или клеточный иммунитет, или одновременно оба вида иммунного ответа.[13] Наряду со стимуляцией гуморального и (или) клеточного иммунитета, адъюванты могут менять характер иммунного ответа. Например, низкомолекулярный антиген без адъюванта может вызвать толерантность или временную супрессию иммунного ответа, в то время как его введение в смеси с адъювантом вызывает, как правило, стимуляцию этого ответа. [11]

С целью установления основного механизма действия адъюванта проводят исследования по оценке его иммунотропной активности, т.е. выявлению направленности и определению характера иммунного ответа при включении адъюванта в вакцинный препарат. Результаты проведенных исследований позволяют идентифицировать то звено иммунитета, на которое может воздействовать адъювант. Объем доклинических исследований по оценке иммунотропной активности и набор используемых методов определяются индивидуально в зависимости от природы и свойств адъюванта. [4]

При изучении иммунотропной активности адъюванта используют комплекс апробированных методов для оценки влияния исследуемого препарата на гуморальный или клеточный иммунный ответ, компоненты системы врожденного иммунитета, фагоцитарную активность клеток, систему комплемента, функции антигенпрезентирующих клеток и систему цитокинов. [8]

Как правило, изучение иммунотропной активности проводят в рамках исследования иммунологической безопасности препарата. Поскольку антигены, предполагаемые для включения в вакцины, различаются по физическим, биологическим и иммуногенным свойствам в каждом конкретном случае необходим подбор соответствующих адъювантов. Выбор адъюванта, включаемого в вакцину, должен быть обусловлен типом желаемого иммунного ответа. [9]

Адъювант должен быть соединен с антигеном таким способом, чтобы обеспечить развитие оптимального типа иммунного ответа с минимальными побочными эффектами. Выбор адъюванта должен быть подтвержден соответствующими научными данными, обосновывающими включение адъюванта в состав вакцины. Результаты исследований позволяют установить оптимальное соотношение доз антигена и адъюванта. [10]