CC BY
47
Бнораднжалы н Аятнокснданты 201; Тем 2. Nsl
54
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА С ОС ТОЯНИЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ СИСТЕМНОЛ1 ВВЕДЕНИИ ОЗОНИРОВАННОГО ФИЗИОЛОГИЧЕС КОГО РАСТВОРА П.В. Перетягпн, А.К. Мпртусевпч, С.П. Перетягпн
ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава Рос си л
Abstract
The aim of this paper is study of microcirculation state under prolonged parenteral use of the ozonized saline. Our experiment was performed oil 40 Wistar rats, divided into 4 groups. Rats of first group (n=10) got 30 infusions of saline daily (control group). Animals of second, third and fourth groups (n=l 0 in each group) were infused with ozonized saline (saturating ozone concentration - 3000. 10000 and 40000 mcg-1. ozone dose - 0,6: 2 and 3 meg. respectively) during 30 days experiment was performed on 40 Wistar rats, divided into 4 groups. Rats of first group (n=10) got 30 infusions of saline daily (control group). Animals of second, third and fourth groups (n=10 in each group) were infused with ozonized valine (saturating ozone concentration - 3000, 10000 and 40000 mcg-'l, ozone dose - 0,6: 2 and В meg. respectively) during 30 days. Microcirculation state was studied by lazer Doppler flowmetry with "LAXK-02'" device and by morphological investigation of vascular structure. Intensity of micro circulatory blood flow, its regulatory mechanisms and bypass activation degree. Statistical analysis of the data was performed with Statistic a 6.0 program. Our investigation allow to state that prolonged (30 days) infusions of ozonized sodium chloride solution lead to prevalent increasing of microcirculation intensity ш comparison with use of oxygenated saline. It is important that most optimal action on microcirculation state was observed for low ozone doses (0.6 meg''day). This tendency was supported with dynamics of regulatory mechanisms. Thus, the most optimal effect is providing adaptation of microcirculation should be recognizing for the use of low doses of ozone.
Keywords: ozone, microcirculation, regulatory systems, clironic intoxication
Цепью исследования явилось изучение адаптации микроциркуляторного русла к длительному курсу внутривенного введения физиологического раствора. Эксперимент выполнен на 40 крысах-самцах лнннн Внстар. рандомизированных на 4 равных по численности группы. Животные первой (контрольной) группы (п=10) получали ежедневные внутрнорюшинные ннфузии оксигенированного физиологического раствора (1 мл) на протяжении 30 дней. Крысам, включенные во втор™, третью н четвертую группы вводили 1 мл озонированного физиологического раствора (дозы о ¿она - 0.6: 2 и 3 мкг соответственно) ежедневно в течение 30 дней. Состояние микроцнркуляторного русла оценивали методом лазерной доплеровской флоуметрии на аппарате «ЛАКК-02».
Проведенное исследование позволило выявить дозозавненмоегь ответа микроцнркуляцни на ннфузнн озонированного физиологического раствора в хроническом эксперименте. При этом показано, что продолжительный (30-дневный) курс внутри брюшинного введения озонированного раствора способствует более выраженной интенсификации кровотока по микроцнркуляторному русло по сравнению с животными, у которых проводили ннфузнн окенгеннров энного раствора хлорида натрия, причем наиболее оптимальный ответ объемного кровотока и его регуляторных факторов отмечали при введении низкой дозы озона (0.6 мкг/суткн).
Ключевые слова: озон, мнкроциркуляцня, системы регуляции, хроническая интоксикация
Многочисленными экспериментальными и клиническими исследованиями показано лечебное действие озона как в газовой фазе, так и при использовании различных озонированных растворов [2-3. 10, 15-18]. При этом предполагается, что основным трнгтерным механизмом реализации оно логических эффектов озона служит влияние на состояние окислительного метаболизма крови и тканей, причем особенностью последнего является умеренная стимуляция процессов перекненого окисления лнпндов на фоне превалирующей активации ангноксидантного потенциала [9. 11. 13. 14. 17]. В свою очередь, указанный первичный ответ инициирует совокупность метаболических реакций, в том числе оптимизацию энергопродукцнн, интенсификацию окислительной и ферментативной детокенкации и т.д. [11-16].
С другой стороны, системное действие озонотерапии. прежде всего ее влияние на функциональное состояние жизненно важных систем организма, в частности на систему мнкроциркуляцнн изучено недостаточно подробно. Гак не изучался характер ответа этой системы при длительных воздействиях этой активной формы кислорода. Эта информация важна при определении эффективных лечебных доз озона [1]. В то же время известно, что в клинической практике используются курсы введения озонированного физиологического раствора на протяжении 10-21 дня [6. S. 10]. Поэтому вопрос оптимальной дозы озона для его системного применения остается открытым [4-8, 12-16].
На основании этого целью настоящего исследования явилось изучение адаптации микроцнркуляторного русла к длительному курсу внутривенного введения физиологического раствора.
Материал и методы исследования
Эксперимент выполнен на 40 крысах-самцах линии Внстар. рандомизированных на 4 равных по численности группы. Животные первой (контрольной) группы (п=10) получали ежедневные внутрибрюшннные ннфузнн океигеннровэнного физиологического раствора (1 мл) на протяжении 30 дней. Крысам, включенные во вторую, третью и четвертую группы (по 10 животных в каждой) вводили 1 мл озонированного физиологического раствора (насышаюгцие концентрации озона в озоно-кнедородной смеси - 3000. 10000 и 40000 мкг'л.
полненные дозы озона — 0.6: 2 и 3 мкг соответственно [11, 13]) также ежедневно в течение 30 дней.
Озоно-кнс дородную смесь создавали с помощью генератора i- Me до зоне -систем» (Нижний Новгород. Россия).
Состояние мнкроцнркуляторного русла оценивали методом лазерной доплеровской флоумегрнн (ЛДФ) на аппарате «ЛАКК-02» (НПО «Лазма», Москва). Изучали интенсивность кровотока по микрососудам, активность факторов его регуляции н вовлечение шунтирующих путей мнкроцнркуляторного русла [14]. В частности, интенсивность микроцнркуляцни исследовали с применением показателя микроцнркуляцни (ПМ), регистрируемого в пер фу знойных единицах (перф. ед.). Амплитудно-частотный анализ ЛДФ-грамм животных позволил установить активность компонентов регуляции микроцнркуляцни (эндотелнального, нейрогенного. многенного. дыхательного и сердечного). Роль шунтирующих путей микрокровотока оценивали путем расчета показателя шунтирования (ПШ).
Регистрацию состояния микроцнркуляцни и выведение животных из эксперимента проводили под комбинированным наркозом («золетнл» - «кенла»).
Анализ и статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием программы Statistic а 6.1 for Windows.
Результаты
В условиях общей анестезии перед началом хронического воздействия ПМ составлял 9.57=0.37 перф. ед. Показатель шунтирования кровотока равнялся 1.0±0.09 усл. ед. В исходном состоянии параметры регуляторных систем составили: эндотелнальный фактор - 11,15±1,0 усл. ед.. нейрогенный фактор -S.7±0.6 усл. ед.. многенный фактор - S.6±0.7 усл. ед.. пассивные факторы регуляции микроцнркуляцни - пульсовая волна - 3.9=0.3 усл. ед.. дыхательная волна - 7,4±0,б усл. ед.
В контрольной серии у крыс, которым в течение 30 суток применяли внутрибрюшинное введение насыщенного кислородом физиологического раствора, установлено уменьшение объемного микрокровотока на 25% (р<0,05). Наряду с этим, уменьшалась активность всех групп факторов, влияющих на тонус сосудов. Наибольшая динамика зафиксирована для нейрогенного механизма контроля - нарастание на 45% (р<0.05) и многенного - 37% (р:;:0.05) с одновременно сниженными пассивными факторами - амплитуда пульсовой волны составляла 64'% от своей исходной величины (р<0.05). а амплитуда дыхательной волны - 61% (р<0.05). В меньшей степени были зафиксированы отрицательные сдвиги медленных эндотелнальных колебаний -(-13%: р:: 0.05) (Рис. 2).
Подобная общая реакция уменьшения эффективной микроцнркуляцни н ее регуляторных механизмов на фоне хронического системного воздействия кнслород-насыщенного физиологического раствора сопровождалась компенсаторным уменьшением шунтирования до значений ниже 1 усл. ед.. что должно было увеличивать поступление больших объемов крови в нутритнвное русло.
Рис. 1. Показатель микроцнркуляцнн по завершении курса ннфузнойной терапнн в зависимости от количества введенного озона ("*" - статистическая значимость различий по сравнению с животными контрольной группы р<0,05)
Исследование состояния микроцнркуляцнн н ее регуляторных функций у животных с ежедневным хроническим воздействием на них активным кислородом путем внутрнбрюшннного введения озонированного физиологического раствора с разными дозами озона (0,6, 2 и Ё мкг) показало, что к концу срока эксперимента (30 суток) его динамика претерпела дозозавнснмые нелинейные изменения.
Рис. 2. Активность отдельных факторов регуляции микроцнркуляцнн по завершении курса ннфузноннон терапнн в зависимости от количества введенного озона (в % к уровню контрольной группы, принятому за 100%)
Общим проявлением ответной реакции со стороны мнкроцнркуляторного русла было увеличение объемного мнкрокровотока. При ежедневном воздействии
0.6 мкг озона в физиологическом растворе отмечено максимальное возрастание ПМ по 141% от исходных цифр (р:;:0.05). Увеличение содержания растворенного озона в физиологическом растворе не приводило к дальнейшему росту объемного микрокровотока в хроническом эксперименте: при ежедневном применении 2 мкг озона в конце срока наблюдения отмечено повышение ПМ до 110% (р-0,05). а при ежедневном использовании 3 мкг озона ПМ был увеличен до 125% (р<0,05) от своего исходного уровня [рис. 1).
Важной особенностью реакций микрокровотока на хроническое системное воздействие активными формами кислорода явилась динамика изменений факторов, участвующих в его регуляции (рис. 2).
Парентеральное введение в течение 30 дней озона, растворенного в физиологическом растворе, сопровождалось дозозавненмым включением поддерживающих мнкроцнркуляцню регуляторных систем Наиболее благоприятным вариантом компенсаторной поддержки с нашей точки зрения было состояние функционирования регуляторных факторов микроцнркуляцнн при использовании низких доз озона (0,6 мкг). По сравнению с контрольной серией (воздействие кислород насыщенным физиологическим раствором) все компоненты активной регуляции - эндотелнальный (104%; р<0,05), нейрогенный (36%; р<0.05), миогеннын (97%: р<0,05), а также дыхательный (74%: р<0.05) были на более высоком уровне и близки к показателям ннтакгных животных. Кроме того, на этом фоне отмечено большее поступление объемов крови в нутрнтивное звено, чем при воздействии средних (2 мкг) и высоких (В мкг) доз озона за счет наиболее близкого к исход ному уровню показателя шунтирования кровотока (рис. 3).
Применение более высоких доз растворенного озона в хроническом эксперименте сопровождалось прогрессивным снижением активности факторов, непосредственно воздействующих на систему мнкроцнркуляцнн (эндотелнальный, многенный и нейрогенный механизмы регуляции просвета сосудов, их тонуса), а также пассивных факторов, вызывающих колебания кровотока вне системы микроцнркуляцнн (пульсовая волна со стороны артерий и дыхательная волна, обусловленная динамикой венозного давления). Установлено, что при применении средних доз озона (2 мкг) достоверно меньшим было участие в регуляции зил отел нал ьного фактора - 52% (р<0,05) и нейрогенного - 83% (р<0.05). а также многенного - 51% (р<0,05). Амплитуда пульсовой волны и дыхательной также были снижены соответственно до 66% (р<0.05) и 56% (р<0,05) от исходного уровня. Максимальная из примененных доза озона (В мкг) при длительном воздействии обладала более сильным отрицательным влиянием на активность систем регуляции, снижая активность эндотелиального компонента до 73'% (р<0.05) по сравнению с исходным. Отмечено прогрессивное снижение активности также нейрогенного компонента до 42'% (р<0.05) и многенного - до 36% (р<0.05). Сохранялись сниженными амплитуды пульсовой волны - 66% (р<0.05) и дыхательной волны-43% (р<0,05).
Результативность дозозависимого зффекта повышенного микрокровотока при хроническом воздействии растворенного озона оценивалась также по динамике изменений показателя шунтирования.
Изучение роли шужгнрующнх путей кровотока после продолжительной инфузионной озонотерапнн продемонстрировало, что введение низкой дозы озона (0,6 мкг/суткн) вызывало лишь умеренное нарастание показателя шунтирования -105% от исходного значения (р<0,05), тогда как ннфузнн средних (2 мкг/суткн) и высоких (8 мкг/суткн) доз озона приводили к выраженному увеличению уровня параметра до 150% (р<0,05) н 120% (р<0,05) соответственно (рис. 3).
Известно, что последняя тенденция, связанная с нарастанием роли шунтирующих путей микрокровотока, косвенно свидетельствует об уклонении тока крови от нутритнвного русла и, следовательно, формировании «синдрома обкрадывания». Днз адаптивность этих сдвигов особенно четко проявляется у животных, длительно получавших ннфузнн физиологического раствора, насыщенного озоном в высокой концентрации (40000 мжг/л).
Рнс. 3. Уровень показателя шунтирования по завершении курса инфузионной терапии в зависимости от количества введенного озона ("*" - статистическая значимость различий по сравнению с животными контрольной группы р<0,05)
Заключение
В целом, проведенное исследование позволило выявить дозозавнснмосгь ответа микроцнркуляцнн на ннфузнн озонированного физиологического раствора в хроническом эксперименте. Прн этом показано, что продолжительный (30-дневный) курс внутри брюпшнного введения озонированного раствора способствует более выраженной интенсификации кровотока по мнкроцнркуляторному руслу по сравнению с животными, которым проводили ннфузнн оке нгеннров энного раствора хлорида натрия.
Длительное применение кислородсодержащего физиологического раствора в хроническом эксперименте сопряжено со снижением объемного мнкрокровотока и угнетением активности факторов, его регулирующих. В отличие от этого применение низких и средних доз озона в физиологическом растворе сопровождается существенным увеличением микроцнркуляцнн, и большей чем прн использовании окенгеннров энного физиологического раствора
Бнорэднкалын Анпкжсндангы 2015 Тем 2.
60
интенсификацией факторов его регуляции (преимущественно активных). Использование высоких поз озона, растворенных в физиологическом растворе (особенно - В мкг'сутки), поддерживая объемный кровоток на уровне выше исходного, снижает активность всех регуляторных систем. Дпя применения активных форм кислорода в клинической медицине, а также в ветеринарии, по-видимому. наиболее оптимальным будет вариант системного применения низких доз озона, поскольку они. обеспечивая интенсификацию объемного микрокровотока. вместе с эгнм в меньшей степени угнетали поддерживающие его факторы в хроническом эксперименте.
Список литературы
1. Фисенко В.П. с соаЕТ. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических средств. М., 2000. 370 с.
2. Andreula C.F.. Simonetti L.. De Santis F. et al. Minimally invasive oxygen-ozone therapy for lumbar disk herniation // APJR. Am. J. Neuioradiol. 2003. Vol. 24. №5. P. 996-1000.
3. Aydos Т.К. В a jar MM, Kul O. et al. Effects of ozone therapy and taurine on ischemia/reperfusion-induced testicular injury in a rat testicular torsion model !i Turk. J. Med. Sci. 2014. Vol. 44. №5. P. 749-755."
4. Bartz R.K... Piantadosi C.A. Clinical review: oxvgen as a signaling molecule. Cnt. Care. 2010. Vol. 14. №5. P. 234.
5. Bocci V. Oxygen-Ozone Tlierapy, a Critical Evaluation. Do or dree lit: Kluwer Academic Publishers, 2002.
6. Bocci V.. Zanardi I.. Huijberts M.S.. Travagli V. It is time to integrate conventional tlierapy by ozone therapy m type-2 diabetes patients h Ann. Transl. Med. 2014. Vol. 1. №12. P. 117.
7. Bocci V., Zanardi I.. Travagli V. Has oxygen-ozonetherapy a future in medicine?// Rev. Esp. Ozonother. 2010.№1. P. 33-39.
8. Domb WC. Ozone therapy ш dentistry. A brief review for physicians fl Intetv. Neuioradiol. 2014. Vol. 20. №5. P. 632-636.
9. Griendling K.K.. FitzGerald G.A.. Oxidative stress and cardiovascular injury. Part I: basic mechanisms and ш vivo monitoring of ROS // Circulation. 2003. Vol. 21. P. 1912-1916.
10. Magalhaes F.N., Dotla L., Sasse A. et al. Ozone therapy as a treatment for low back pain secondary to herniated disc: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials П Pain Physician. 2012. Vol. 15. №2. P. El 15-129.
11. Martusevich A.K.. Soloveva A.G., Peretyagin S.P., Didenko N.V. Estimation of different ozone doses action on rat liver oxidoreductases state // Int. J. Ozone Ther. 2013. Vol. 12. №2. P. 179-1 SI.
12. Nogales C.G., Ferrari P.H.. Kantorovich E.O.. Lage-Marques J.L. Ozone therapy in medicine and dentistry7 ■ ■' J. Contemp. Dent. Pract. 200S. Vol. 9. №4. P. 75-84.
13. Peretyagin S.P., Martusevich A.K., Solovyeva A.G. et al. Enzymological evaluation of hepatotropic effect of ozone in a subchroiuc expenment // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2013. Vol. 154. №6. P. 789-791.
BHOpsoHiifLTEi H AHTHOfcCHjaHTbi 2015 TCM 2. N?1
61
14. Peretyagin S .P., Martusevich A.K., Struchkov A. A. et al. Respiratory function and blood gases transport state at experimental hypoxia: ozone therapy correction // Re vista Espanola de Ozonoterapia. 2012. Vol. 2. №1. P. 141-146.
15. Sukhotmk L, Starifcov A., Coran A.G. et al. Effect of ozone on intestinal epithelial homeostasis in a rat model // ELambam Maimonides Med. J. 2015. Vol. 6. №1 P. e0006.
16. Viebalin R. Tlie use of ozone in medicine. Heidelberg: Karl F. Haug Publisher. 1994.
17. Wang L.. Chen H.. Liu X.H. et al. Ozone oxidative preconditioning inhibits renal fibrosis induced by ischemia and reper fusion injury in rats il Exp. Hier. Med. 2014. Vol. 8. P. 1764-1768.
IS. Zaky 5., Kamel S.E.. Hassan M.S. et al. Preliminary results of ozone therapy as a possible treatment for patients with chronic hepatitis C // J. Altern. Complement. Med. 2011. Vol. 17. №3. P. 259-263.
