Влияние режима питания на рост опухолей у экспериментальных животных Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

© НЕГОВОРОВА В. А., ИНЖЕВАТКИН Е.В., СУХОВОЛЬСКИЙ В.Г.

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ПИТАНИЯ НА РОСТ ОПУХОЛЕЙ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ

В. А. Неговорова, Е.В.Инжеваткин, В.Г. Суховольский Сибирский федеральный университет, ректор - акад. Е.А.Ваганов; кафедра биофизики, зав. - д.б.н., проф. В.А. Кратасюк;

Международный научный центр исследования экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН, директор - д.ф-м.н., проф. Р.Г.

Хлебопрос;

Красноярская государственная медицинская академия, ректор - д.м.н.,

проф. И.П. Артюхов.

Резюме. В работе рассматривалась проблема оценки влияния кормовой нормы на выживаемость экспериментальных животных с перевитыми опухолевыми клетками в рамках феноменологической модели развития опухолей. Для постановки эксперимента использовались белые лабораторные мыши-самцы аутбредной популяции ICR. В качестве экспериментальной опухоли использовалась асцитная карцинома Эрлиха. Различные группы животных получали корм по 12, 9, 6 и 3 г на особь ежедневно. Максимум выживаемости животных с опухолью, привитой в количестве 500 клеток, наблюдается при кормовых нормах от 6 до 9 г.

Анализ экспериментальных данных показал, что при определенном кормовом рационе наблюдается максимум выживания животных с перевитыми опухолевыми клетками, что согласуется с предложенной ранее феноменологической моделью роста опухолевых клеток.

Ключевые слова: режим питания, асцитная карцинома Эрлиха,

выживаемость.

В настоящее время существует значительное число работ, посвященных изучению влияния режима питания на рост и развитие злокачественных новообразований (ЗНО). По утверждению ряда исследователей, в условиях голодания или недостаточного объема питания организма интенсивно питающиеся злокачественные клетки зачастую погибают [3, 6]. В связи с этим рекомендуют различные виды диет и голоданий, направленных на профилактику и лечение раковых заболеваний [4]. Однако терапевтический эффект голодания при развитии ЗНО до сих пор не подтвержден достоверными экспериментальными данными.

Для проверки влияния режима питания на рост ЗНО в настоящей работе оценены результаты воспроизведенной экспериментальной модели лабораторных животных (мышей), которым была привита асцитная карцинома Эрлиха (АКЭ).

Согласно феноменологической модели развития опухолей [2, 5] в экспериментах по прививанию опухоли животным существует критическое число прививаемых трансформированных клеток, когда возможно развитие опухоли. Ранее автором на опытах с введением различных доз опухолевых клеток было показано, что значение критической дозы воздействия, при которой начинается значимый рост опухоли в организме, находится в пределах от 300 до 1000 клеток [1].

В соответствии с феноменологической моделью теоретическая кривая, описывающая зависимость выживаемости животных с привитыми опухолевыми клетками от массы выданного корма, должна носить немонотонный характер. Выживаемость должна быть мала при малых объемах корма (когда животное гибнет от голода), достигать максимума при увеличении объема получаемого корма, и вновь уменьшаться при дальнейшем увеличении объема выдаваемого корма, когда опухоль активно развивается, и животное гибнет вследствие роста опухоли [5].

В связи с этим целью настоящей работы являлась оценка влияния режима питания на выживаемость экспериментальных животных с перевитыми опухолевыми клетками в дозе, близкой к критической.

Материалы и методы

В работе использовались белые лабораторные мыши-самцы аутбредной популяции ICR с массой тела 15 - 20 г в возрасте 2 - 2,5 месяца. В брюшную полость животных инокулировали клетки асцитной карциномы Эрлиха в концентрации 500 клеток в 0,2 мл 0,9 % раствора NaCl.

Корм мышей составляла приготовленная на пару пшеница с добавлением нерафинированного подсолнечного масла и сухого молока.

Были проведены три серии опытов, в которых кормовой режим для животных устанавливался за 9 дней до инокуляции клеток АКЭ, непосредственно в день инокуляции и через 9 дней после инокуляции, соответственно. В каждой из трех серий опытов различные группы животных (по 25 мышей в группе) получали ежедневно по 12, 9, 6 и 3 г корма на мышь. В среднем здоровая мышь потребляет до 12 г корма в сутки. Три контрольные группы составляли непривитые мыши, получающие ежедневно по 3, 6 и 9 г корма на мышь, для которых режим питания устанавливался в день перевивки опухоли. В целом в эксперименте использовалось 350 мышей.

После инокуляции за животными в течение двух месяцев велось наблюдение, для каждой погибшей мыши фиксировалась дата и возможная причина смерти.

Результаты и обсуждение

Первый этап реакции животных на введение опухолевых клеток характеризуется периодом времени, в течение которого ни одно из подопытных животных не умерло (латентный период). После прохождения латентного периода начинается стадия, в ходе которой наблюдается гибель подопытных

животных. При этом животные в контрольной группе умирали только в группе с кормовой нормой в 3 г.

Кормовой режим введен:

40

35

Ё 30

<? 25

ш <=■ 20

.0

I

I

ф

15

¿5 10

3 6 9 12

Масса выданного корма, г

за 9 дней до перевивки опухоли

■ в день перевивки

через 9 дней после перевивки опухоли

Рис. 1. Зависимость величины латентного периода мышей с инокулированной АКЭ от массы выданного корма.

Как видно из рисунка 1, самым коротким латентным периодом (1 - 2 дня) характеризовалась группа животных с кормовой нормой 3 г, умерших от недостатка корма. С увеличением кормовой нормы этот тип смертности перестал наблюдаться, и мыши умирали уже в связи с развитием АКЭ. При кормовой норме 6 - 9 г продолжительность латентного периода для этих животных увеличивалась (от 15 до 38 дней), но затем для группы животных с максимальной кормовой нормой (12 г) вновь начинала уменьшаться до 23 дней. При этом не выявлено однозначной зависимости между временем установления кормового режима и продолжительностью латентного периода для погибших мышей.

При изучении связи между выживаемостью экспериментальных животных и объемом доступного корма в ходе эксперимента была выявлена немонотонная зависимость между этими показателями (рис. 2).

Кормовой режим введен:

е

ю

о

о

о

X

и

3

в

.0

в

н

н

е

о

р

а

Масса выданного корма, г

Рис. 2. Суммарная выживаемость особей в группах с различными кормовыми режимами (знаком I обозначена ошибка процента выживших особей).

Как видно, для группы мышей, у которой режим кормления был установлен в день перевивки, максимум выживаемости (64%) наблюдается при кормовой норме 6 г. При этом в группах с минимальной кормовой нормой (3 г) гибель животных наступала от недостаточного объема корма, в то время как животные в группах с повышенной кормовой нормой (9 и 12 г) погибали от развития АКЭ.

Для мышей с другими режимами кормления (за 9 дней до перевивки и через 9 дней после перевивки) также наблюдалась немонотонная зависимость выживания от кормовой нормы, однако максимум выживания составлял только

32% и 52% соответственно от числа мышей, использованных в экспериментах и наблюдался при режиме кормления в 9 г.

При увеличении кормовой нормы до 12 г выживаемость животных при всех режимах кормления была близка (около 24%).

Таким образом, немонотонная зависимость между массой выданного корма и выживаемостью животных с перевитыми раковыми клетками, предсказываемая феноменологической моделью роста опухоли, подтверждается в ходе проведенных экспериментов. Полученные результаты указывают на то, что при дозе перевитых клеток АКЭ, близкой к критической, ограниченный (до 6г.) режим питания как фактор, способствующий повышению резистентности животных к воздействию опухолевых клеток, эффективен. Следовательно, при кормлении животных выше того уровня, при котором мыши гибнут от недостатка корма (3 г.), наблюдается увеличение выживаемости животных. При дальнейшем увеличении кормовой нормы выживаемость животных падает, то есть такой режим питания не препятствует развитию опухолевых клеток.

THE INFLUENCE OF FOOD RATION ON TUMOR GROWTH OF EXPERIMENTAL ANIMALS

V. A. Negovorova, E. V. Inzhevatkin, V. G. Soukhovolsky Siberian Federal University

In this paper the problem of influence of food ration evaluation on the survival of experimental animals with inoculated tumor cells in phenomenological model frame of tumor’s development was considered. The white laboratory mice-males of ICR population were used as a test group. Ascitic Ehrlich’s carcinoma was used as experimented tumor. Different groups of animals were getting different amount of food. There were 12, 9, 6 and 3 gram of food for an animal per day.The maximum survival was registered in animals, which were vaccinated with about 500 tumor cells and got food from 6 to 9 grams. The analysis of the data obtained showed that the maximum survival of the experimental animals inoculated with tumor cells was observed when the food ration was less than required (6 - 9 gr). This fact proves the suggested theory.

Литература

1. Неговорова В.А. Влияние кормового режима на рост опухолей у экспериментальных животных: тез. докл. науч. конф. студ., аспир. и молод. уч. физиков НКСФ-XXXV (2006). - Красноярск: РИО КрасГУ, 2006. - 76 с.

2. Слепков В. А., Суховольский В.Г., Хлебопрос Р.Г. Моделирование роста и формообразования раковых опухолей // ДАН 2006. - Т. 411, № 4. - С. 562 - 566.

3. Dietary Energy Restriction in Breast Cancer Prevention / Henry J. Thompson,

Zongjian Zhu, Weiqin Jiang // Journal of Mammary Gland Biology and

Neoplasia. - 2003. - Vol. 8. - P. 133-142.

4. Gorman C. How to starve a tumor // Time. - 1995, Vol. 145, № 1. - P. 60.

5. Khlebopros R.G, Slepkov V.A., Soukhovolsky V.G. Mathematical Model of

Solid Tumor Formation// Proceedings of the 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics. - 2004, Orlando, Florida, USA, SCI 2004/ ISAS 2004. V. XVI. P. 43-49.

6. New Fat-Cancer Study Underscores an Important Evolution (Not a Revolution) in Scientific Thinking // http://www.aicr.org/site/PageServer.