CC BY
69
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИГИПОКСАНТОВ ПРИ ТОКСИЧЕСКОМ ОТЕКЕ ЛЕГКИХ, ВЫЗВАННОМ ОКСИДОМ АЗОТАОУ)
УДК 615.035.4 DOI: 10.17816/RCF14265-68
© К.А. Шербашов, В.А. Башарин, В.В. Марышева, Ю.О. Коньшаков, П.Д. Шабанов
ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию 12.04.2016 Принята к печати 05.06.2016
Ключевые слова:_
токсический отек легких; диоксид азота; антигипоксанты; амтизол; цитофлавин.
Резюме_
Изучали эффективность антигипоксантов при профилактическом применении на модели токсического отека легких, вызванного оксидом азота(^). Было установлено, что антигипоксанты амтизол (25 мг/кг) и цитофлавин (100 мг/кг по янтарной кислоте) повышают суточную выживаемость крыс,
♦ Keywords: toxic pulmonary edema; nitrogen dioxide; antihypoxants; amtizol; cytoflavin.
♦ Abstract. The The efficiency of antihypoxants for prophylactic use on the model of toxic pulmonary edema caused by the use of nitrogen oxide (IV) was studied. It was found that the antihypoxants amtizol (25 mg/kg) and cytoflavin (100 mg/kg for succinic acid), increase the daily survival of rats have a pronounced anti-edematous action.
обладают выраженным противоотечным действием. Применение цитофлавина и амтизола повышает суточную выживаемость на 50 и 40% соответственно. Антигипоксанты амтизол и цитофлавин снижают легочный коэффициент и степень гидратации легких, повышают сухой остаток легких. Коэффициент защиты для цитофлавина составил 1,33 и 1,28 для ам-тизола. Применение янтарной кислоты в дозах 25 и 100 мг/кг не приводило к повышению суточной выживаемости животных и значимому изменению гравиметрических показателей по сравнению с контрольной группой.
04.2016 Accepted: 05.06.2016
The use of cytoflavin and amtizol increased the daily survival rate to 50 and 40%, respectively. Antihypoxants amtizol and cytoflavin decreased the pulmonary coefficient and the degree of hydration of the lungs, increased the dry residue of the lungs. The coefficient of protection for cytoflavin was 1.33 and 1.28 for amtizol. The use of succinic acid at a dose of 25 and 100 mg/kg did not lead to a higher daily survival rate of the animals and significant change in gravimetric parameters in comparison with the control group.
EXPERiMENTAL ESTiMATiON OF EFFiCiENCY OF ANTiHYPOXANTS AT TOXiC PULMONARY EDEMA CAUSED BY NiTROGEN OXiDE (iV)
© K.A. Sherbashov, V.A. Basharin, V.V. Marysheva, Y.O. Konshakov, P.D. Shabanov S.M. Kirov Military Medical Academy, St Petersburg, Russia
For citation: Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy, 2016;14(2):65-68 Received: 12.
ВВЕДЕНИЕ
Токсический отек легких (ТОЛ) в настоящее время согласно критериям Берлинской классификации 2012 года [1] приводит к развитию острого респираторного дистресс-синдрома химической этиологии. Данное состояние может быть вызвано большим количеством химических веществ, в том числе и диоксидом азота (NO2) [2].
Оксид азота(^), являясь сильным окислителем, повреждает мембраны альвеолоцитов I и II типов, межальвеолярные плотные контакты, нарушает межклеточное взаимодействие и функционирова-
ние ионных насосов, при этом активируются процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и сво-боднорадикального окисления [3].
Альвеолоциты и плотные контакты между ними обеспечивают более 90 % сопротивлению транспорта белков и жидкости через аэрогематический барьер (АГБ). Эпителиальные натриевые каналы (ENaCs), присутствующие на апикальной поверхности альвеолоцитов обоих типов, аквапорины, а также Na+/K+-АТФаза, находящаяся на базолатеральной поверхности, участвуют в переносе ионов Na+ в подлежащий интерстиций, где создают осмотический градиент. Это направлено на удаление воды из про-
света альвеол через аквапорины и внутриклеточные пути в альвеолярные эпителиальные клетки [4].
Нарушение функционирования вышеперечисленных клеточных структур в результате воздействия оксида азота(М) приводит к развитию отека легих. Увеличивается толщина АГБ и уменьшается диффузия кислорода через него, развивается гипоксемия, степень тяжести которой зависит от объема пораженной паренхимы легких и нарушения газообмена. Гипоксемия приводит к развитию гипоксии органов и тканей.
Знание основных звеньев патогенеза токсического отека легких позволило рассматривать анти-гипоксанты в качестве средств фармакологической коррекции данного состояния [5-7].
Целью нашего исследования была оценка профилактической эффективности антигипоксантов амтизола, цитофлавина, тримина и янтарной кислоты на модели токсического отека легких, вызванного N0,.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование выполнено на 108 белых беспородных крысах-самцах массой 170-210 г из питомника лабораторных животных «Рапполово» (пос. Рапполово Ленинградской обл.). При проведении исследования выполняли требования нормативно-правовых актов о порядке экспериментальной работы с использованием животных, в том числе по гуманному отношению к ним [8, 9].
Моделирование острого ингаляционного отравления проводили в герметичной затравочной камере объемом 0,1 м3 статическим методом. Диоксид азота получали химическим способом непосредственно перед экспериментом путем взаимодействия 230 мг нитрита натрия (NaN02) с 5 мл 40 % серной кислоты (Н^04).
Забор смешанной венозно-артериальной крови осуществляли методом декапитации животных через 24 часа после ингаляционного воздействия токсиканта.
Определение LCt50 производили методом В.Б. Прозоровского [10]. LCt50 составила 3,04 мг/л * мин, ингаляционное воздействие осуществляли в течение 15 минут. Достижение уровня LCt50 определяли по фактической гибели животных в контрольной группе через 24 часа после воздействия. Для изучения были выбраны антигипоксанты — тримин 50 мг/кг, янтарная кислота в дозах 25 и 100 мг/кг, цитофлавин 100 мг/кг по янтарной кислоте, а также эталонный антигипоксант амтизол 25 мг/кг [11].
Животных разделили на 7 групп. Шесть групп по двенадцать животных в каждой, одна из которых ин-тактная, и в седьмой — контрольной группе — 24 крысы.
Антигипоксанты амтизол, тримин и янтарную кислоту растворяли в физиологическом растворе (0,9 % NaCl), цитофлавин использовали в готовом виде («Полисан», Россия). Полученные растворы вводили внутрибрюшинно за 30 минут до ингаляции токсикан-
та в объеме не более 5 мл. Контрольная группа получала растворитель (0,9 % NaCl) в равном объеме.
В процессе проведения исследования определяли суточную выживаемость животных, а также коэффициент защиты (КЗ) [12].
Степень выраженности отека легких оценивали по гравиметрическим показателям: легочный коэффициент (масса легких (г) / масса животного (г) х 1000), сухой остаток легких (масса высушенных легких (г) / масса влажных легких (г) х 100 (%)), степень гидратации легких (масса легких опытных особей (г)/масса легких интактных особей (г) х 100 (%)) [13].
Полученные при исследовании данные подвергали стандартной статистической обработке с использованием программы Statistica+ 2005 версии 3.5.0.5, пакета программ Excel. Показатели выживаемости определяли по таблицам Генеса с определением статистической значимости при помощи Хи-квадрата. Данные в таблицах представлены в виде M ± т. Вероятность p < 0,05 считали достаточной для оценки статистической значимости полученных данных [14, 15].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В ходе проведенного исследования на модели токсического отека легких, вызванного N0^ установлено, что антигипоксанты амтизол и цитофлавин при профилактическом введении повышают суточную выживаемость крыс.
Цитофлавин и амтизол статистически значимо повышают суточную выживаемость животных по сравнению с контрольной группой на 50 и 40 % соответственно, выживаемость в контрольной группе при моделировании токсического отека легких оксидом азота(^) составила 50 ± 10 % (табл. 1).
Применение тримина (50 мг/кг) и янтарной кислоты (25 и 100 мг/кг) не приводило к статистически значимому повышению суточной выживаемости крыс, которая составила 75 ± 13, 42 ± 15 и 58 ± 15 % соответственно.
Противоотечная активность, измеряемая коэффициентом защиты [12], для амтизола составила 1,28, цитофлавина — 1,33, тримина — 1,17, янтарной кислоты 0,95 и 1,06 для доз 25 и 100 мг/кг соответственно.
С целью подтверждения эффективности проти-воотечного действия антигипоксантов нами были исследованы гравиметрические показатели: легочный коэффициент, сухой остаток и степень гидратации легких (табл. 2). При оценке гравиметрических показателей амтизола, тримина и цитофлавина установлено статистически значимое снижение легочного коэффициента: 12,23 ± 0,73, 12,78 ± 0,37 и 10,37 ± 0,43 соответственно и степени гидратации легких: 154,7 ± 10,5, 158,1 ± 3,7 и 143,9 ± 7,4 % по сравнению с контрольной группой. Сухой остаток легких при использовании антигипоксантов амтизо-ла, тримина и цитофлавина был значительно выше
■ Таблица 1. Влияние антигипоксантов на выживаемость крыс при токсическом отеке легких, вызванном N0, (М ± т)
Препарат Выживаемость Коэффициент защиты
выжило/общее %
Амтизол 11/12 90 ± 8* 1,28
Тримин 9/12 75 ± 13 1,17
Цитофлавин 12/12 100-8* 1,33
Янтарная к-та (25 мг/кг) 5/12 42 ± 15 0,95
Янтарная к-та (100 мг/кг) 7/12 58 ± 15 1,06
Контроль 12/24 50 ± 10 -
* — значимые различия по сравнению с контрольной группой по Хи-квадрату Пирсона, р < 0,05
■ Таблица 2. Влияние антигипоксантов на гравиметрические показатели легких крыс при ингаляционной интоксикации N0,, (М ± т)
Препарат Легочной коэффициент Сухой остаток легких Степень гидратации легких(%)
Амтизол 12,23 ± 0,73*л 19,43 ± 0,68*л 154,7 ± 10,5*л
Тримин 12,78 ± 0,37*л 17,02 ± 0,31*л 158,1 ± 3,7*л
Цитофлавин 10,37 ± 0,43*л 21,04 ± 0,70*л 143,9 ± 7,4*л
Янтарная к-та (25 мг/кг) 16,89 ± 0,5Г 14,17 ± 0,47л 209,9 ± 6,3Л
Янтарная к-та (100 мг/кг) 16,35 ± 0,67л 14,19 ± 0,72л 200,5 ± 6,9Л
Контроль 17,41 ± 0,7Г 13,78 ± 0,54л 229,4 ± 14,8Л
Интактные 6,20 ± 0,51* 23,64 ± 0,43* 100,00*
* — р <0,05 по t-критерию Стьюдента по сравнению с контрольной группой; л — р < 0,05 по t-критерию Стьюдента по сравнению с интактной группой
по сравнению с контрольной группой и составил 19,43 ± 0,68, 17,02 ± 0,31 и 21,04 ± 0,70 соответственно. Янтарная кислота ни в одной из применяемых дозировок не показала статистически значимых различий гравиметрических показателей.
Цитофлавин, коэффициент защиты которого составил 1,33, проявил самую высокую противоотеч-ную активность среди используемых препаратов. Янтарная кислота в дозе 100 мг/кг, коэффициент защиты 1,06, не оказывала противоотечного действия: легочный коэффициент — 16,35 ± 0,67, сухой остаток легких — 14,19 ± 0,72, степень гидратации легких — 200,5 ± 6,9 %, суточная выживаемость в группе составила 58 ± 15 %. Предполагаем, что введенные в состав цитофлавина дополнительные активные вещества, такие как никотинамид, рибоксин (инозин) и рибофлавина мононуклеотид (рибофлавин), усиливают фармакологическую активность янтарной кислоты [16] по подавлению процессов перекисного окисления липидов [12] и способствуют ее более активному включению в процессы тканевого дыхания. Антигипоксант амтизол обладает противоотечным действием за счет предотвращения подавления факторов антиоксидантной защиты [12].
ВЫВОДЫ
1. Профилактическое введение антигипоксантов цитофлавина (100 мг/кг по янтарной кислоте) и амтизола (25 мг/кг) повышает суточную выживаемость животных на 50 и 40 % соответственно на модели токсического отека легких, вызванного диоксидом азота. Коэффициент защиты цитофлавина составил 1,33, амтизола — 1,28.
2. Антигипоксанты амтизол, тримин и цитофлавин статистически значимо снижают степень выраженности отека легких по сравнению с контрольной группой, что характеризуется снижением легочного коэффициента, степенью гидратации легких и повышением значения сухого остатка легких.
ЛИТЕРАТУРА (REFERENCES)
1. ARDS Definition Task Force. Ranieri VM, Rubenfeld GD, et al. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA. 2012;307(23):2526-33. doi: 10.1001/ jama.2012.5669.
2. Зверев М.И., Анестиади М.Я. Токсический отек легких. - Кишинев: Штиинца, 1981. - 108 c. [Zverev MI, Anestiadi MIa. Toxic Oedema of Lungs. Kishinev: Shtiintsa; 1981. 108 p. (In Russ).]
3. Плужников Н.Н., Тяптин А.А., Лупачев Ю.А., и др. Состояние антиоксидантной системы крови и легких крыс при токсическом отеке легких // Вопросы медицинской химии. - 2000. - Т. 46. - №. 6. - С. 564-573. [Pluzhnikov NN, Tiaptin AA, Lupachev luA, et al. Status of the blood and lung antioxidant system of the rat in toxic pulmonary edema. Voprosy meditsinskoi khimii. 2000;46(6):564-573. (In Russ).]
4. Short KR, Kroeze EJ, Fouchier RA, et al. Pathogenesis of influenza-induced acute respiratory distress syndrome. Lancet Infect Dis. 2014;14(1):57-69. doi: 10.1016/ S1473-3099(13)70286-X.
5. Кушнерова Н.Ф., Кропотов А.В., Фоменко С.Е., Мо-мот ТВ. Влияние интоксикации оксидами азота на состояние липидно-углеводного обмена печени и возможности фармакопрофилактики гепатозов // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2014. - № 2. -
С. 77-80. [Kushnerova NF, Kropotov AV, Fomenko SE, Momot TV. Effect of nitrogen oxides intoxication on the liver lipid-carbohydrate metabolism and probability of hepatosis pharmaco-prophylaxis. Tikhookeanskii meditsinskii zhumal. 2014; 2:77-80. (In Russ).]
6. Марышева В.В., Торкунов П.А., Варлашова М.Б., и др. Антигипоксическая и противоотечная активность новых конденсированных производных индола // Экспер. и клин. фармакол. - 2002. - Т. 65. - №. 4. - С. 51-55. [Marysheva VV, Torkunov PA, Varlashova MB, et al. Antihypoxic and antiedemic activity of new condensed indole derivatives. Eksperimental'naya I klinicheskaya farmakologiya. 2002;65 (4):51-55. (In Russ).]
7. Рахманин Ю.А., Кушнерова Н.Ф., Кропотов А.В., Весел-ков О.В. Профилактическое влияние антигипоксанта амтизола при интоксикации оксидами азота // Гигиена и санитария. - 1998. - № 2. - С. 34-37. [Rakhmanin IA, Kushnerova NF, Kropotov AV, Veselkov OV. Profilakticheskoe vliianie antigipoksanta amtizola pri intoksikatsii oksidami azota. Gigiena isanitariia. 1998;2:34-37. (In Russ).]
8. ГОСТ 33044-2014. Принципы надлежащей лабораторной практики. - М.: Стандартинформ, 2015. -16 с. [GOST 33044-2014. Principles of good laboratory practice. Moscow: Standartinform; 2015. 16 p. (In Russ).]
9. Directive 2010/63/EU of the european parliament and of the councilon the protection of animals used for scientific purposes. Official J of the European Union. 2010;276(53):33-79. doi:10.3000/17252555.L_2010.276.eng.
10. Прозоровский В.Б., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки // Фармакология и токсикология. -1978. - Т. 34. - С. 497-502. [Prozorovskii VB, Prozorovskaia MP, Demchenko VM. Ekspress-metod opredeleniia srednei effektivnoi dozy i ee oshibki. Farmakologiia i toksikologiia. 1978;34:497-502. (In Russ).]
11. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств / Под ред. Л.Д. Лукьяновой. - М.: б. и., 1990. - 18 с.
♦ Информация об авторах
Константин Анатольевич Шербашов — адъюнкт кафедры военной токсикологии и медицинской защиты. ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия. E-mail: sherbashov@gmail.com.
Вадим Александрович Башарин — д-р мед. наук, начальник кафедры военной токсикологии и медицинской защиты. ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия. E-mail: basharin1@mail.ru.
Вера Васильевна Марышева — д-р биол. наук, доцент, заведующая учебной лабораторией кафедры фармакологии. ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова» МО РФ.
Юрий Олегович Коньшаков — адъюнкт кафедры военно-полевой хирургии. ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова» МО РФ.
Петр Дмитриевич Шабанов — д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой фармакологии. ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова» МО РФ. E-mail: pdshabanov@mail.ru.
[Metodicheskie rekomendatsii po eksperimental'nomu izucheniiu preparatov, predlagaemykh dlia klinicheskogo izucheniia v kachestve antigipoksicheskikh sredstv. Ed by L.D. Luk'ianovoi. Moscow: B.I.; 1990. 18 p. (In Russ).]
12. Лукк М.В., Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Антиокси-дантные свойства аминотиоловых и триазининдо-ловых антигипоксантов // Психофармакол. и биол. наркология. - 2008. - Т. 8. - № 1-2. - C. 1-2255-12263. [Lukk MV, Zarubina IV, Shabanov PD. Antioxidant properties of aminothiol and triazinoindol antihypoxants. Psikhofarmakologiia i biologicheskaia narkologiia. 2008;8(1-2):1:1-2255-1-2263. (In Russ).]
13. Торкунов П.А., Шабанов П.Д. Токсический отек легких: патогенез, моделирование, методология изучения // Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. - 2008. - Т. 6. -№ 2. - С. 3-48. [Torkunov PA, Shabanov PD. Toksicheskii otek legkikh: patogenez, modelirovanie, metodologiia izucheniia. Obzory po klinicheskoi farmakologii i lekarstvennoi terapii. 2008;6 (2):3-48. (In Russ).]
14. Генес В.С. Некоторые простые методы кибернетической обработки данных диагностических и физиологических исследований. - М.: Наука, 1967. - 208 c. [Genes VS. Nekotorye prostye metody kiberneticheskoi obrabotki dannykh diagnosticheskikh i fiziologicheskikh issledovanii. Moscow: Nauka; 1967. 208 p. (In Russ).]
15. Платонов А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы. - М.: Издательство РАМН, 2000. - 52 с. [Platonov AE. Statisticheskii analiz v meditsine i biologii: zadachi, terminologiia, logika, komp'iuternye metody. Moscow: Izdatel'stvo RAMN; 2000. 52 p. (In Russ).]
16. Маркевич П.С., Даниленко С.Ю., Янкин А.В., Плеханов А.Н. Точки приложения цитофлавина на внутриклеточные биохимические процессы (обзор литературы) // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2011. - №. 1 (77). - C. 232-236. [Markevich PS, Danilenko SYu, Yankin AV, Plekhanov AN. Points of application of cytoflavin on intracellular biochemical processes (the review of literature). Biulleten' VSNTs SO RAMN. 2011;1(77):232-236. (In Russ).]
♦ Information about the authors
Konstantin A. Sherbasov — post-graduate student, Dept. of Toxicology and Medical Defense. S.M. Kirov Military Medical Academy.
E-mail: sherbashov@gmail.com.
VadimA. Basharin — Dr. Med. Sci. (Toxicology), Head, Dept. of Toxicology and Medical Defense. S.M. Kirov Military Medical Academy.
E-mail: basharin1@mail.ru.
Vera V. Marysheva — Dr. Bio. Sci. (Pharmacology), Assistant Professor, Dept. of Pharmacology. S.M. Kirov Military Medical Academy.
Yury O. Konshakov — post-graduate student, Dept. of Milirary Field Surgery. S.M. Kirov Military Medical Academy.
PetrD. Shabanov — Professor, Head, Dept. of Pharmacology. S.M. Kirov Military Medical Academy. E-mail: pdshabanov@mail.ru.
