ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ОКСИДА АЗОТА НА ДИНАМИКУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 616-092.9:57.084.1

Перетягин П. В., Соловьева А. Г., Бояринов Г. А., Дерюгина А. В., Дударь А. И.

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ОКСИДА АЗОТА НА ДИНАМИКУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

ФГБОУ ВО «Приволжский Исследовательский Медицинский Университет» Минздрава России, г. Нижний Новгород

Peretyagin P. V., Solovieva A. G., Boyarinov G A., Deryugina A. V., Dudar A. I.

THE STUDY OF THE INFLUENCE OF EXOGENOUS SOURCES OF NITRIC OXIDE ON THE DYNAMICS OF INDICATORS OF MICROCIRCULATION BY OXIDATIVE STRESS IN THE EXPERIMENT

Privolzhskij Research Medical University, Nizhny Novgorod, Russia РЕЗЮМЕ

Целью исследования является изучение анатомо-физиологических особенностей путей микроциркуляции крови в ожоговой ране, в частности в системе микрососудов области парабиоза на фоне применения экзогенных источников оксида азота на примере динитрозильного комплекса железа. Эксперимент проведен на 30 крысах-самцах линии Wistar весом 200 - 250г. Животные разделены на 3 равные по численности группы. 1 группа - здоровые интактные животные, 2 группа - контрольные животные с комбинированной термической травмой (КТО+ТИТ) и ежедневным внутрибрюшинным введением 1 мл. физиологического раствора, 3 группа - основная группа с комбинированным ожогом, животным в которой в течении 10 дней внутрибрюшинно вводили 10% раствор ДНКЖ (1 мл., 0,3 ммоль/л). Для оценки микроциркуляции использовали метод лазерной допплеровской флоуметрии в группах с травмой на 3 и 10 сутки, областью исследования явилась пограничная зона термической травмы. При этом отмечено, что микрогемодинамика пограничной области ожога контрольной группы в период шока резко повышена, и снижается ниже интактного уровня к 10-м суткам. Возможно, это связано с воспалительными процессами зоны парабиоза. Для основной группы с применением ДНКЖ характерно более стабильное состояние на уровне чуть выше интактного. Установлено, что показатель шунтирования в контрольной группе происходит смена режимов кровотока с центрального на коллатеральный, а в основной группе преобладает центральный микрокровоток. В целом, применение экзогенного оксида азота при термической травме позволяет с ранних этапов оптимизировать микрокровоток и сохранить эффект при дальнейшем применении.

Ключевые слова: микроциркуляция, динитрозильные комплексы железа, термическая травма, окислительный стресс, ожоги.

SUMMARY

The aim of the study is to study the anatomical and physiological characteristics of the ways of blood microcirculation in the burn wound, in particular in the microvessel system of the parabiosis region against the background of the use of exogenous sources of nitric oxide on the example of the dinitrosyl iron complex. The experiment was conducted on 30 male Wistar rats weighing 200-250 g. The animals are divided into 3 equal groups. Group 1 - healthy intact animals, group 2 - control animals with combined thermal injury (WHO+TIT) and daily intraperitoneal administration of 1 ml. saline, group 3 main group with combined burn, the animals where in for 10 days were injected intraperitoneally with 10% solution dncg (1 ml of 0.3 mmol/l). For the assessment of the microcirculation we used the method of laser Doppler flowmetry in groups with injury at 3 and 10 days, the study area was the border zone of thermal injury. At the same time, it was noted that the microhemodynamics of the boundary region of the burn of the control group during the shock period was sharply increased and decreased below the intact level by the 10th day. Perhaps this is due to the inflammatory processes of the parabiosis zone. For the main group with the use of dncg characterized by a more stable state at a level slightly above intact. It is established that the rate of bypass surgery in the control group, the change of modes of blood flow from the Central to the collateral, and in the main group is dominated by the Central microcirculation. In General, the use of exogenous nitric oxide in thermal trauma allows to optimize microcirculation from the early stages and preserve the effect in further application. Key words: microcirculation, dinitrosyl iron complexes, thermal trauma, oxidative stress, burns.

Введение

Известно, что микроциркуляторное русло является той частью сердечно-сосудистой системы, в которой в конечном итоге реализуется ее основная функция - обеспечение транскапиллярного обмена и реакции на воздействие факторов внешней и внутренней среды (1, 2), в том числе при травматических повреждениях, таких как ожоговая рана. При подобных травмах повреждение микрососудов кожи, приводит к развитию ишемии. Ожоговая ишемия тканей предшествует некрозу. В настоящее время поиски эффективных методов лечения ожоговой ишемии кожи продолжаются. Благодаря изучению структурных основ путей микроциркуляции разработано представление о микрососуди-

стом модуле как анатомической основе структурно-функциональных элементов органов и тканей. В результате многолетних исследований было выяснено, что в организме присутствует соединение, способное ускорять заживление ран с образование новой ткани, а также выступать в роли стимулирующего агента при расширении просвета сосудов, их ремоделировании и образовании новых. Таким соединением является монооксид азота (3,4). В свете подобных исследований чрезвычайно важным представляется изучение анатомо-физиологических особенностей путей микроциркуляции крови в ожоговой ране, в частности в системе микрососудов области парабиоза на фоне применения экзогенных источников оксида азота на примере динитрозильного комплекса железа.

Материалы и методы

Эксперимент проведен на 30 крысах-самцах линии Wistar весом 200 - 250 г. Животные разделены на 3 равные по численности группы. 1 группа - здоровые интактные животные, 2 группа - контрольные животные с комбинированной термической травмой (КТО+ТИТ) и ежедневным внутрибрюшинным введением 1 мл. физиологического раствора, 3 группа - основная группа с комбинированным ожогом, животным в которой в течении 10 дней внутрибрюшинно вводили 10% раствор ДНКЖ (1 мл., 0,3 ммоль/л). Для оценки микроциркуляции использовали метод лазерной допплеровской флоуметрии в группах с травмой на 3 и 10 сутки, областью исследования явилась пограничная зона термической травмы. Оценивались следующие показатели микроциркуляции: ПМ - показатель микроциркуляции, интегральный показатель, характеризующий уровень перфузии ткани; а также активные (эндотелиальные, нейрогенные, миогенные) и пассивные (дыхательный, сердечный) факторы регуляции. Дополнительно был исследован показатель шунтирования (ПШ), параметр информирующий о соотношении нутритивного и шунтового кровотока.

Результаты

Уровень перфузии пограничной области ожога в контрольной группе на 3-и сутки был выше ин-тактных значений на 80%, а к 10-м суткам снизился уже на 20% ниже уровня здоровых животных. В основной группе с лечением на 3-и сутки наблюдался незначительный прирост (на 10%) ПМ по отношению к интактным значениям, и сниженный (на 39%) уровень показателя относительно контрольной группы. На 10-е сутки значения показателя микроциркуляции основной группы по отношению к интактной группе животных не претерпели кардинальных изменений, однако были выше контрольных значений на 34%. Эндотелиальный компонент на 3-и сутки у животных контрольной группы был снижен на 13% по отношению к здоровым, и повысился к 10-м суткам до уровня, на 23% превосходящего интактные значения. На 3-и сутки после травмы колебания эндотелиального диапазона у животных основной группы с ДНКЖ были выше интактных значений на 35%, а к 10-м суткам их уровни сравнялись. Колебания эндотелия основной группы на 3-и сутки были выше контрольных значений на 54%, а через 7 дней показатель снизился до уровня на 20% ниже контроля. Нейрогенные колебания в контрольной группе на 3-и сутки были ниже интактных значений на 8%, а к 10-м суткам уровень колебаний увеличился до уровня, превосходящего здоровый на 50%. Основная группа по уровню нейрогенного компонента была ниже интактных и контрольных

Таблица 1

значений на 3-и сутки на 18% и 10%, к 10-м - на 12% и 41%, соответственно. Колебания миогенно-го диапазона в контрольной группе на 3-и сутки были выше, чем в группе здоровых животных на 40%, к 10-м суткам снизились до уровня интакт-ных значений. Для основной группы относительно интактных значений характерна сходная динамика миогенного компонента - на 3-и сутки выше на 10%, а на 10-е сутки ниже на 30%. Также миогенные колебания в основной группе были ниже контрольных значений к 3-м суткам на 22%, к 10-м -на 30%. Дыхательный компонент к 3-им суткам в контрольной группе был ниже интактных значений на 9%, а к 10-м суткам был выше, чем в группе здоровых животных на 69%. В основной группе колебания дыхательного диапазона к 3-им суткам были ниже группы здоровых животных на 38%, и ниже значений контрольной группы на 32%, а к 10-м суткам превысили уровень интактных значений на 48%, и при этом были ниже контрольных показателей на 12%. Сердечные колебания в контрольной группе превысили интактные значения к 3-им суткам на 10%, а к 10-м - на 191%. Основная группа с применением ДНКЖ на 3-и сутки показала рост сердечного компонента на 89% и 73% относительно интактной и контрольной групп. К 10-м суткам по диапазону сердечных колебаний основная группа была выше интактной на 54% и ниже контрольной на 47%, соответственно. Показатель шунтирования контрольной группы относительно интактных значений на 3-и сутки был ниже на 27%, а на 10-е сутки выше на 20%. Уровень ПШ основной группы был зарегистрирован более высоким, чем в интактной (на 3-и сутки - на 66%, на 10-е сутки - на 62%) и контрольной (на 3-и сутки -на 54%, на 10-е сутки - на 68%) группах.

Обсуждение и выводы

Отмечено, что микрогемодинамика пограничной области ожога контрольной группы в период шока резко повышена, и снижается ниже интактного уровня к 10-м суткам. Возможно, это связано с воспалительными процессами зоны парабиоза. Для основной группы с применением ДНКЖ характерно более стабильное состояние на уровне чуть выше интактного (табл.1).

Показатели микрогемодинамики при термической травме и под влиянием ДНКЖ

Интактные ПМ, перф.ед. Э, отн.ед. Н, отн.ед. М, отн.ед. Д, отн.ед. С, отн.ед. ПШ, отн.ед.

10,59±0,96 9,26±0,84 8,06±0,73 11,10±1,01 8,49±0,77 1,81±0,16 1,01±0,09

КТТ, 3 сутки 19,03±1,73* 8,08±0,73 7,41±0,67 15,53±1,41* 7,69±0,69 1,98±0,18 0,73±0,06*

КТТ, 10 сутки 8,60±0,78 * 11,41±1,04* 12,07±1,09* 11,13±1,01 14,34±1,30* 5,26±0,47* 1,21±0,11*

КТТ+ДНКЖ, 3 сутки 11,65±1,06# 12,48±1,13* 6,64±0,61 12,20±1,12# 5,22±0,47 * 3,42±0,31*, # 0,34±0,04*, #

КТТ+ДНКЖ, 10 сутки 11,50±1,04# 9,19±0,83 # 7,13±0,64 7,81±0,72 # 12,59±1,15* 2,77±0,25*, # 0,38±0,03*, #

Примечания: * - различия статистически значимы по сравнению с здоровыми крысами (р<0.05); # - различия статистически значимы по сравнению с КТТ (р<0.05).

Показано, что изменения параметров локальной регуляции разнонаправлены. Эндотелиальный компонент, связанный с регуляцией монооксида азота,

при этом в основной группе на начальном этапе выше, чем в контрольной и интактной группах. На этапе 10-х суток уровень эндотелиальной компо-

ненты снижается, в отличии от контрольной группы, где происходит рост за счет выработки эндогенного оксида азота. Нейрогенный компонент при этом возрастает в в группах с травмой, однако в основной группе с ДНКЖ рост показателя значительно ниже, возможно из-за меньшего вовлечения симпатической нервной системы в процессы местной регуляции. Динамика снижения миогенного компонента к 10-м суткам наблюдается в двух группах животных с ожогом, при этом в основной группе исследуемый компонент на десятые сутки был зарегистрирован на уровне, ниже интактного, что может являться свидетельством процессов ва-зодилатации в области повреждения. Выявлено, что

Литератур

1. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность (Руководство для врачей). - М.: Книжный дом "ЛИБРОКОМ"; 2013. [Krupatkin A. I., Si-dorov V. V. Functional diagnostics of the state of microcirculatory-tissue systems: Oscillations, information, nonlinearity. Moscow: Book house "LIBROKOM"; 2013. (in Russ.)]

2. Мач Э. С. Значение функциональных тестов в оценке нарушения микроциркуляции при некоторых заболеваниях. / II Всероссийский симпозиум «Применение лазерной допплеровской фло-уметрии в медицинской практике»; 1998; Москва. [Mach E. S. The value of functional tests in assessing impaired microcirculation in some diseases. (Conference proceedigs) II All-Russian Symposi-

системная регуляция в группе с применением ди-нитрозильных комплексов железа наиболее сбалансирована, так как наблюдается снижение венозного застоя относительно контрольных данных, с сохранением притока артериальной крови на уровне, близком к здоровым животным. Установлено, что показатель шунтирования в контрольной группе происходит смена режимов кровотока с центрального на коллатеральный, а в основной группе преобладает центральный микрокровоток. В целом, применение экзогенного оксида азота при термической травме позволяет с ранних этапов оптимизировать микрокровоток и сохранить эффект при дальнейшем применении.

/References

um "Application of laser Doppler flowmetry in medical practice"; 1998; Moscow. (in Russ.)]

3. Кузнецова В. Л., Соловьева А .Г. Оксид азота: свойства, биологическая роль, механизмы действия. // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №4 - С. 462. [Kuznetsova V. L., Solovyova A. G. Nitric oxide: properties, biological role, mechanisms of action. Modern problems of science and education. 2015;(4):462.(in Russ.)]

4. Ванин А. Ф. Оксид азота и его обнаружение в биосистемах методом электронного парамагнитного резонанса. // Успехи физических наук. - 2000. - Т. 170. - №>4 - С. 455-458. [Vanin A. F. Nitric oxide and its detection in biosystems by electron paramagnetic resonance. Advances in Physical Sciences. 2000;170(4):455-458. (in Russ.)]

Сведения об авторах

Перетягин Петр Владимирович - младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, тел. 8 (831) 436-25-31, peretyaginpv@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-0707-892X

Соловьева Анна Геннадьевна - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, тел. 8 (831) 436-25-31, sannag5@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-6890-4530

Дударь Анна Ивановна - лаборант-исследователь лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н.Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, тел. 8 (831) 436-25-31, aid-queen@rambler.ru https://orcid.org/0000-0002-3278-6154

Дерюгина Анна Вячеславовна - доктор биологических наук, доцент, зав. каф. физиологии и анатомии ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского». Проспект Гагарина, 23, Нижний Новгород, Нижегородская обл., Россия, 603022

Конфликт интересов. Авторы данной статьи заявляют об отсутствии конфликта Conflict of interest. The authors of this article confirmed financial or any other support with should

интересов, финансовой или какой-либо другой поддержки, о которой необходимо сообщить. be reported.

Поступила 28.04.2018 г. Received 28.04.2018