CC BY
5
КРИСТАЛЛОСКОПИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СУБХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ ГАЗООБРАЗНОГО МОНООКСИДА АЗОТА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ
А.К. Мартусевич, С.П. Перетягин, А.А. Мартусевич
Приволжский медицинский исследовательский медицинский университет, Нижний Новгород, Россия
Ассоциация российских озонотерапевтов, Нижний Новгород, Россия
Целью работы явилось изучение особенностей модификации кристаллогенных свойств сыворотки крови крыс при субхроническом воздействии ингаляций оксида азота. Эксперимент выполнен на 40 половозрелых крысах-самцах линии Вистар, разделенных на 4 равных по численности группы. Контрольная группа (n=10) включала животных, которым не производили никаких воздействий, кроме однократного получения образцов крови. Крысы основных (второй, третьей и четвертой) групп получали ежедневные ингаляции оксида азота в концентрации 20, 50 и 100 ppm соответственно на протяжении 30 дней. У животных основных групп забирали образцы крови из подъязычной вены сразу после завершения полного курса ингаляций (на 30-е сутки эксперимента). Изучали кристаллогенную активность сыворотки крови животных. Установлено, что проведение длительного курса ингаляций оксида азота (30 ежедневных процедур) обеспечивает модуляцию кристаллогенных свойств сыворотки крови, причем наиболее физиологичный ответ на воздействие имеет место при использовании минимальной концентрации агента (20 ppm). В этом случае наблюдали минимальное отклонение кристаллоскопической картины от характерной для интактных животных и полноценное ее восстановление через 1 месяц после завершения курса.
Ключевые слова: оксид азота, хроническая токсичность, кристаллогенные свойства, кровь
Abstract
The aim of this paper is study of modification of blood serum crystallization in rats with suschronic influence of nitric oxide. Experiments were executed on 40 Wistar rats, divided into 4 groups. Control group (n=10) included animals without any manipulations and with single getting of the blood specimens. Rats of the second, third and fourth groups were inhaled with 20, 50 and 100 ppm of nitric oxide, respectively, during 30 days. Blood specimens from animals of these groups were taked after the full course of inhalations (in 30th day of experiment) and after recovery period (in 60th day of experiment). Crystallogenic properties of blood serum were estimated morphologically and parametrically. It was stated that prolonged course of inhalations causes the modulation of crystallization of the blood serum. Most physiological
response of this parameter is including minimal changes after the course and fast recovery was fixed for low NO does (20 ppm). Use of higher NO concentration (50 and 100 ppm) led to more marked transformation of crystallogenic properties of blood serum with prolonlation of recovery period.
Key words: nitric oxide, subchronic toxicity, crystallogenic properties, blood
На протяжении последних трех десятилетий не угасает интерес исследователей и практикующих врачей к применению различных методов биорадикальной терапии, к которой следует отнести озонотерапию и NO-терапию [1-3]. При этом особенности химической активности оксида азота [3, 4] и отсутствие других обоснованных методов его системного введения обусловили широкое использование ингаляций соединения с лечебной целью при респираторном дистресс-синдроме, легочной гипертензии и иной патологии у взрослых пациентов и детей [5, 6]. В то же время токсикологические аспекты данной медицинской технологии практически не раскрыты.
В предшествующих работах нами было показано, что влияние NO на различные физико-химические параметры изолированной крови человека in vitro, в том числе окислительный и энергетический метаболизм, состояние систем ферментной детоксикации, носит дозозависимый характер, а также определяется формой введения агента (свободной газообразной или депонированной) [7, 8]. Это в полной мере относится к одному из интегральных индикаторов компонентного состава и свойств биологических жидкостей - их кристаллогенным свойствам [9]. На основании вышеперечисленного целью работы явилось изучение особенностей модификации кристаллогенных свойств сыворотки крови крыс при субхроническом воздействии ингаляций оксида азота.
Материал и методы
Эксперимент выполнен на 40 половозрелых крысах-самцах линии Вистар, разделенных на 4 равных по численности группы. Контрольная группа (n=10) включала животных, которым не производили никаких воздействий, кроме однократного получения образцов крови. Крысы основных (второй, третьей и четвертой) групп получали ежедневные ингаляции оксида азота в концентрации 20, 50 и 100 ppm соответственно на протяжении 30 дней. Продолжительность одной процедуры составляла 10 минут, скорость газового потока - 2 л/мин. Для проведения ингаляций животных (по одному) помещали в эксикатор, в котором производили подачу и отведение газовой смеси. Синтез NO-содержащей воздушной смеси осуществляли с помощью экспериментального генератора, разработанного в РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров) [10]. У животных основных групп забирали образцы крови из подъязычной вены сразу после завершения полного курса ингаляций (на 30-е сутки эксперимента). Для получения сыворотки крови производили центрифугирование всех образцов при 1500 об/мин в течение 15 мин. Затем сыворотку крови в объеме 100 мкл. наносили на предметное стекло и приготавливали микропрепараты высушенной биологической жидкости в соответствии с методом кристаллоскопии, позволяющим оценивать собственную кристаллогенную активность биосреды [9]. Полученные данные были обработаны статистически в программном пакете Statistica 6.1 for Windows.
Результаты
Проведенные исследования позволили установить, что характер действия длительного курса ингаляций оксида азота существенно зависит от дозы воздействующего агента.
Е? 1,4
ч «
^ 1,2 «
а
^ 1 « 1
0,2 0
Кр
ИС
СДФ
□ контроль
□ ингаляции N0 20 ррт
□ ингаляции N0 50 ррт
□ ингаляции N0 100 ррт
Кз
Рис. 1. Результат параметрической оценки кристаллоскопических фаций сыворотки крови крыс после завершения курса ингаляций оксида азота (30-й день эксперимента; * - статистическая значимость различий относительно уровня контрольной группы р<0,05; Кр - кристаллизуемость, ИС - индекс структурности, СДФ - степень деструкции фации, Кз - выраженность краевой
зоны фации)
Так, по количественному показателю активности структуризации -кристаллизуемости - у животных, получавших оксид азота в наименьшей концентрации (20 ррт) не обнаруживали значимых различий с интактными крысами (рис. 1).. Применение более высоких концентраций соединения демонстрирует отчетливую тенденцию к дозозависимому увеличению кристаллизуемости, причем уже ингаляции 50 ррт N0, как и максимальная из его использованных доз (100 ррт), обеспечивают пропорциональное нарастание уровня показателя (р<0,05 для обоих случаев). Аналогичные тенденции имели место для индекса структурности, отображающего сложность построения образуемых кристаллических элементов высушенного образца, а также степени деструкции фации. Последняя достигает уровня умеренной деструкции по завершении курса ингаляций 50 ррт оксида азота, тогда как при длительном действии соединения в концентрации 100 ррт наблюдали более выраженное увеличение параметра (р<0,05 для обоих случаев). Сформированность краевой зоны фации оказалась показателем, наименее чувствительным к
рассматриваемому воздействию (рис. 1). Так, сразу по завершении курса ингаляций не регистрировали значимых отклонений по данному параметру при использовании 20 и 50 ppm NO. В то же время наиболее высокая концентрация оксида азота уменьшает выраженность краевой белковой зоны, что потенциально связано с увеличением фракции нитрозилированных белков плазмы.
Заключение
Установлено, что проведение длительного курса ингаляций оксида азота обеспечивает модуляцию кристаллогенных свойств сыворотки крови, причем наиболее физиологичный ответ на воздействие имеет место при использовании минимальной концентрации агента (20 ppm). В этом случае наблюдали минимальное отклонение кристаллоскопической картины от характерной для интактных животных и полноценное ее восстановление через 1 месяц после завершения курса. Напротив, применение более высоких доз NO не только приводит к существенному сдвигу кристаллогенной активности биожидкости сразу по завершении воздействия, но и затрудняет протекание восстановительных процессов. Следует отметить, что данная модификация касается как кристаллической части картины, так и структуры краевой белковой ее зоны.
Список литературы
1. Перетягин С. П., Стручков А. А., Мартусевич А. К. с соавт. Применение озона как средства детоксикации в раннем периоде ожоговой болезни. Скорая медицинская помощь. 2011. Т. 12, №3. С. 39-43.
2. Костюк В. А., Потапович А. И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск. 2004.
3. Nitric Oxide. Basic Research and Clinical Application / Ed. R.J. Gryglewsky, P. Minuz. Amsterdam; Berlin; Oxford; Tokyo; Washington: IOS Press, DC, 2001.
4. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. М.: Вузовская книга, 2004. 360 с.
5. Kincella J.P. Early inhaled nitric oxide therapy in premature newborns with respiratory failure // New England Journal. 2006. Vol. 355. P. 354-364.
6. Kumar P. et al. Use of inhaled nitric oxide in preterm infants // Pediatrics. 2014. Т. 133, №1. С. 164-170.
7. Мартусевич А. К., Перетягин С. П., Соловьева А. Г., Ванин А. Ф. Оценка некоторых молекулярных эффектов газообразного оксида азота на кровь человека in vitro // Биофизика. 2013. Т. 58, №5. С. 871-875.
8. Мартусевич А. К., Соловьева А. Г., Перетягин С. П. Влияние свободного и депонированного оксида азота на энергетический метаболизм крови // Современные технологии в медицине. 2013. Т. 5, №4. С. 33-38.
9. Мартусевич А.К., Перетягин С.П. Модификация дегидратационной структуризации сыворотки крови при ее обработке оксидом азота // Биофизика. 2013. Т. 58, №6. С. 1038-1042.
10. Карелин В.И., Буранов С.Н., Пименов О.А. и др. Плазмохимическая установка для NO-терапии // Медиаль. 2013. №4. С. 46.
