CC BY
34
из двух механизмов его действия (быстрого и медленного) второй, повторяемый с определенной кратностью [10]. В целом, надеемся, полученные в эксперименте и приведенные в работе результаты послужат объективным обоснованием для выбора правильного подхода в случаях конструирования автоматизированных систем при в/в подаче солевых растворов с отслеживанием в динамике и в хроническом плане у свободно передвигающихся собак осмоляльности жидких сред организма [18] и создания эффективных программ водно-солевого обеспечения пациентов при инфузионной терапии кристаллоидными растворами с волюмометрическими насосами, которые управляются компьютерами [14].
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахмедов И. Г. Основы научной деятельности врача (как планировать, грамотно выполнить и представить научную работу). -Махачкала, 2008. - 172 с.
2. Ахмедханова А. А, Алиметова М. С. Динамика функционально-морфологических параметров почек у спинальных животных // Научн. труды I Съезда физиологов СНГ. - Сочи, Дагомыс, 2005. - Т. 2. - С. 92.
3. Борщенко И. А, Басков А. В., Коршунов А. Г. Некоторые аспекты патофизиологии травматического повреждения и регенерации спинного мозга // Ж. «Вопр. нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко». - 2000. - № 2. - С. 28-31.
4. Генин А. М., Ильин А. Е., Капланский А. С. Биоэтические правила проведения исследований на человеке и животных в авиационной, космической и морской медицине // Авиац. и экол. мед. -
2001. - Т. 35. № 4. - С. 14-20.
5. Кондратьев А. Н. Неотложная нейротравматология. - М., 2009. - 192 с.
6. Кузнецова А. А., Наточин Ю. В. Осморегулирующая функция почек в естественных условиях: соотношение индекса осмотического концентрирования и реабсорбции осмотически свободной воды // Физиология человека. - 1997. - Т. 23. № 2. - С. 115-123.
7. Минасов Б. Ш., Билялова А. Р., Гильманов Г. З., Аид Шаун Хамид. Психоэмоциональный статус и качество жизни больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой // Вестн. восст. медицины. -
2007. - № 2. - С. 72-74.
8. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ 8!а!1в!1са. - М.,
2002. - 305 с.
9. Сулаквелидзе Т. С. Вазопрессин и окситоцин как стрессор-ные гормоны-нейропептиды // Нефрология и диализ. - 2003. -№ 3. - С. 243.
10. Таранова И. И. Роль маннитола в протоколе лечения острой внутричерепной гипертензии // Уральский мед. журн. - 2008. -Т. 41. № 1. - С. 4-11.
11. Шамов И. А. Этический комитет. Памятка для докторанта, аспиранта, соискателя, врача-исследователя. - Махачкала, ИПЦ ДГМА, 2006. -32 с.
12. Швалев В. Н. Иннервация почек. - М. - Л., 1965. - 179 с.
13. Шкулев В. В., Горанский А. И. Почечный резерв у старых крыс. Физиология в высших учебных заведениях России и СНГ: Материалы научн. конф., посвящ. 100-летию каф. нормальной физиологии. - СПб: ГМУ, 1998. - С. 69-71.
14. Яицкий Н. А, Афанасьев Б. В., Барышев Б. А. Достижения трансфузиологии в коррекции нарушений гомеостаза // Эфферентная терапия. - 2004. - Т. 10. № 3. - С. 19-25.
15. Гланц Стентон. Медико-биологическая статистика. - Пер. с англ. - М., 1999. - 459 с.
16. Duranteau J. Hypertonic solutions in emergencies // Tranfus. alternat. med. - 2005. - Vol. 7. № 1 - прилож. - P. 25-27.
17. Onen A, Cigdem M. K., Derveci E. et al. Effects of whole blood, crystalloid and colloid resuscita shock on renal damage in rats: an ultra-structural study // J. pediatr. surg. - 2004.- lul. V. 39. № 7. -P. 1155.
18. Seeliger E., Andersen J. L., Bie P., Reinhardt H. W. Elevated renal perfusion pressure does not contribute to natriuresis induced by isotonic saline infusion in freely moving dogs // J. physiol. - 2004. -Vol. 559. № 3. - P. 939-951.
19. Sirken J., Raja R., larces I., Bloom E. Contrast-induced translocational hyponatremia and hyperkaliemia in advanced kidney disease // A. j. kidney. - 2004. - Vol. 43. № 2. - P. 31-35.
20. Virseda Ch. M., Salinas C. J., Alona A. A. Participation del cuello versical y el esfinter periuretral en la disineegria de pacients con lesion medular traumatica // Arch. esp. urol. - 2002. - Vol. 55. № 3. -P. 293-302.
21. Wade Ch. E. Hypertonic solutions // Transfus. alternat. med. -
2003. - Vol. 4. № 6 - прилож. - P. 17-19.
22. Weld K. J., Wall B., Mangold Th., Steere E., Dmochowski R. R. Influencess on renal function in spinal cord injury patients // Neurourol. and urodyn. - 2000. - Vol. 19. № 3. - P. 354-355.
Поступила 02.09.2010
Т. H. ЗАЙЦЕВА1'2, А. В. HOCAPEB1, E. Ю. ДЬЯКОВА1, Л. В. КАПИЛЕВИЧ1, Б. Г. АГЕЕВ2
ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА НА СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ СЕГМЕНТОВ
ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ
кафедра биофизики ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава,
Россия, 634050, г. Томск, Московский тракт, 2;
2ИОА СО РАЛ,
Россия, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1. E-mail: [email protected]
Методом механографии исследовали влияние нанопорошка оксида железа на сократительные реакции воздухоносных путей морских свинок. При действии наноматериала на изолированные сегменты увеличиваются амплитуды холинэргиче-ских сократительных реакций. Эпителий воздухоносных путей оказывает модулирующее влияние на амплитуду сокращения при введении наноматериала in vitro.
Ключевые слова: гладкие мышцы, наночастицы, воздухоносные пути.
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010 УДК 591.12
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
T. N. ZAYTSEVA12, A. V. NOSAREV1, E. Yu. DYAKOVA1, L. V. KAPILEVICH1, B. G. AGEEV2
EFFECT OF NANO-SIZED IRON OXIDE PARTICLES ON THE CONTRACTILE SMOOTH MUSCLE REACTION SEGMENT AIRWAYS
1Department of biophysics, Siberian state medical university,
Russia, 634050, Tomsk, Moscow trakt, 2;
2Institute of atmospheric optics SB RAS,
Russia, 634021, Tomsk, Academician Zuev square, 1. E-mail: [email protected]
The effect of iron oxide nanopowder on the contractile response of airways of guinea pigs investigated by mehanografic method. The action of nanomaterial into isolated segments of increasing the amplitude of cholinergic contractile responses. The epithelium of the airways has a modulating effect on the amplitude reduction with the introduction of nanomaterial in vitro.
Key words: smooth muscle, nanoparticles, airway.
Решение проблем нанотехнологии, в первую очередь исследовательских, выявило множество пробелов как в фундаментальных, так и в технологических знаниях. Все больший круг исследователей указывает на возможность отрицательного воздействия наночастиц на живые организмы. Параметрами, определяющими негативное влияние вдыхаемых наночастиц на здоровье, является их способность проникать в альвеолярные участки легких, вызывая механические, токсические, иммунологические повреждения. После ингаляции воздушно-капельные частицы осаждаются на поверхностных структурах дыхательных путей. Подобные воздействия стимулируют изменение количественной композиции мембраны легочных эпителиоцитов [1], нарушение целостности эндоплазматических белков, таких как микротрубочки цитоскелета [2], индуцируют оксидативный стресс [3], повышают уровень циркулирующих воспалительных маркеров [4]. При этом изменения мембраны, внутриклеточных структур и т. д. могут изменять метаболизм эпителиальных и гладкомышечных клеток.
Цель работы - изучить особенности регуляции сократительной активности гладких мышц воздухоносных путей морских свинок при воздействии наноразмерных структур.
Материалы и методы
Объект исследования - изолированные гладкомышечные сегменты воздухоносных путей (ВП) морских свинок в количестве 50 особей. Работу проводили в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Изолированные гладкомышечные сегменты представляют собой кольцевые сегменты трахеи и главных бронхов длиной 3-4 мм. Эпителий удаляли механически. Механическое напряжение гладкомышечных сегментов изучали методом механографии, в качестве механоэлектрическо-го преобразователя использовали изометрический датчик силы РТ10в. Сегменты в кювете находятся в аэрируемом растворе Кребса постоянной температуры.
Перед началом исследования сегменты тестировали воздействием гиперкалиевого раствора Кребса, амплитуду ответа на который принимали за 100%. Величины сократительных ответов на тестирующие растворы оценивали в процентном отношении от амплитуды контрольного сокращения.
Производство наночастиц проведено в отделе структурной макрокинетики ТНЦ СО РАМН методом механохимического синтеза из солевых систем.
Для изучения влияния взвеси нанодисперсных частиц на изолированные сегменты в камеру, в которой находились сегменты, добавляли наноразмерный оксид железа в концентрации 0,3 мг/мл.
Анализ данных проводили при помощи программы «Statistica 6.0 for Windows» фирмы «Statsoft». Фактические данные представлены в виде «среднее±ошибка среднего» (X±m).
Результаты исследования
Для изучения механического напряжения в предварительной серии экспериментов была определена концентрация предсокращающего гиперкалиевого раствора, вызывающего полумаксимальное сокращение сегментов ВП, которая составила 40 мМ Kd.
Особенности холинэргической регуляции сократительных реакций гладких мышц воздухоносных путей морских свинок при действии наночастиц магнетита
Для оценки особенностей холинэргической регуляции сократительных реакций гладких мышц (ГМ) использовали карбахолин в диапазоне концентраций 1 нМ - 10 мкМ. При действии карбахолина сегменты всех исследуемых групп отвечали дозозависимым сокращением.
Интактные сегменты, обработанные магнетитом in vitro, развивали механическое напряжение, большее по величине, чем сегменты контрольной группы. Данные различия являлись достоверно значимыми в диапазоне концентраций карбахолина 0,1-10 мкМ (р<0,05) (рис. 1). Величина ЕС50 составила 4,3 мкМ для контрольной группы и 2,1 мкМ - для экспериментальной группы.
Амплитуда сокращения деэпителизированных сегментов, обработанных магнетитом, при действии на них карбахолином в концентрациях 0,1-1 мкМ превышала контрольные значения (р<0,05) (рис. 2). Величина ЕС50 снижалась от 3,0 мкМ в группе контроля до 1,3 мкМ в экспериментальной группе.
Влияние взвеси нанодисперсных частиц на гиста-минэргические сократительные реакции воздухоносных путей морских свинок
Для оценки влияния нанопорошка на гистаминэрги-ческое сокращение оксид железа добавляли в камеру, в которой находились сегменты, после чего в камеру добавляли гистамин в концентрации 0,01-100 мкМ. Все исследуемые сегменты на воздействие гистамина отвечали дозозависимым сокращением.
При сравнении величин механического напряжения сегментов группы контроля и сегментов, обработанных нанопорошками, выяснили, что эти значения мало отличались.
Рис. 1. Зависимость механического напряжения интактных гладкомышечных сегментов
от концентрации карбахолина:
сплошная линия - сегменты воздухоносных путей контрольной группы; пунктирная линия - сегменты, обработанные магнетитом;
по оси ординат - механическое напряжение в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса (МН, %); по оси абсцисс - десятичный логарифм концентрации гистамина (Ьд С);
* - достоверность различий величины амплитуд сократительных реакций (р<0,05)
При этом величина амплитуды сокращения интактных сегментов, обработанных магнетитом, была ниже контрольной, тогда как амплитуда сокращения деэпители-зированных сегментов изменялась в сторону увеличения. Значение величины ЕС50 для интактных сегментов повышалось от 1,4 мкМ (контрольные сокращения) до 11 мкМ (предобработка магнетитом). Для деэпители-зированных сегментов данные значения незначительно изменялись в сторону увеличения: от 7,7 до 8,2 мкМ.
Влияние взвеси нанодисперсных частиц на адре-нэргические сократительные реакции воздухоносных путей морских свинок
В качестве действующего фактора был использован р2-адреномиметик сальбутамол, в качестве пред-сокращающего - гистамин. Предсокращение проводили, используя гистамин в концентрациях, вызывающих полумаксимальное сокращение сегментов. Предсокращение проводили, используя гистамин в концентрациях, вызывающих полумаксимальное сокращение сегментов. Сегменты отвечали дозозависимым расслаблением на воздействие сальбутамола в концентрациях 0,1 нМ - 10 мкМ. Максимальная амплитуда расслабления деэпителизированных сегментов контрольной группы составила -106,22±2,68%. Амплитуда расслабления сегментов, обработанных магнетитом, достоверно не отличалась от контрольной и достигала -107,94±2,73%.
Участие эпителия в регуляции сократительных реакций гладких мышц воздухоносных путей морских свинок
Для оценки влияния эпителия ВП на механическое напряжение ГМ сравнивали амплитуду сокращения интактных и деэпителизированных сегментов, обработанных нанопорошками.
При действии карбахолина максимум амплитуды сокращения интактных сегментов контрольной группы составил 58,93±0,97%, деэпителизированных сегментов - 87,74±14,3%. При оценке влияния эпителия на холинэргическое напряжение сегментов, обработанных магнетитом, выяснили, что сократительный ответ
деэпителизированных сегментов превышал ответ интактных сегментов: 118,19±6,14% и 99,71±5,83% (рис. 3).
Максимальная амплитуда сокращения интактных сегментов контрольной группы на гистамин составила 32,98±4,84%, деэпителизированных - 41,77±5,47%. При обработке сегментов магнетитом также наблюдались различия в механическом напряжении интактных (61,19±9,95%) и деэпителизированных (26,96±4,79%) сегментов (рис. 4). Во всех случаях различия являлись достоверно значимыми (р<0,05).
Обсуждение
Сократительная активность гладких мышц воздухоносных путей опосредована многими механизмами. В настоящем исследовании было показано, что воздействие взвесью наноразмерных структур in vitro приводит к потенцированию сократительных реакций на карбахолин и не изменяет реакции на гистамин и сальбутамол. Эпителий воздухоносных путей оказывает модулирующее влияние на сократительные реакции гладких мышц трахеи и главных бронхов.
Незначительное изменение сократительной активности сегментов, обработанных магнетитом, на гистамин при одновременном повышении механического напряжения на карбахолин позволяет сделать предположение, что механизм действия или последействия взаимодействия ткани с наночастицами может зависеть как от специфических свойств исследуемого материала, так и от вида применяемого биологически активного вещества.
Повышение уровня сократительного ответа и снижение величины ЕС50 при воздействии карбахолином позволяют предполагать повышение биодоступности БАВ вследствие его взаимодействия с наночастицами в рабочем растворе и увеличение адгезивных свойств либо вследствие изменения структуры мембраны ГМК или ее компонент при действии наноматериала.
Изменение амплитуды сокращения при сохранном и удаленном эпителии свидетельствует о наличии факторов, вызывающих расслабление ГМК. В роли такого
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
фактора может выступать оксид азота (N0), выработанный эпителием интактных сегментов. У человека с N0 связано, в частности, расширение бронхов без участия адренэргических или холинэргических рецепторов, блокирование бронхоспазма, вызванного действием гистамина [5]. Этим объясняется и повышение амплитуды сокращения при удалении эпителия.
Данные, полученные на сегментах морских свинок контрольной группы, позволяют предположить, что хо-линэргическая и гистаминэргическая стимуляция бронхов может несколько усиливать выработку эпителием
релаксирующего фактора либо угнетать выработку констрикторных факторов (таких как простагландины, лейкотриены, ацетилхолин [6, 7]). При обработке нанопорошками in vitro эпителий сохраняет данную способность. Это может быть связано с тем, что в данном случае не происходило прижизненного повреждения эпителия ВП [1], и в условиях воздействия биологически активных веществ эпителий обеспечивал выработку достаточного количества факторов расслабления.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 09-04-99124-р_офи; ФЦП контракт № 02.740.11.0083.
Рис. 2. Зависимость механического напряжения деэпителизированных сегментов бронхов
от концентрации карбахолина:
сплошная линия - сегменты воздухоносных путей контрольной группы; пунктирная линия - сегменты, обработанные магнетитом;
по оси ординат - механическое напряжение в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса (МН, %); по оси абсцисс - десятичный логарифм концентрации гистамина (Ьд С);
* - достоверность различий величины амплитуд сократительных реакций (р<0,05)
Рис. 3. Зависимость механического напряжения интактных
и деэпителизированных гладкомышечных сегментов бронхов морских свинок,
обработанных наночастицами магнетита in vitro, от концентрации карбахолина:
сплошная линия - интактные сегменты воздухоносных путей; пунктирная линия - деэпителизированные сегменты воздухоносных путей;
по оси ординат - механическое напряжение в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса (МН, %); по оси абсцисс - десятичный логарифм концентрации гистамина (Lg C);
* - достоверность различий величины амплитуд сократительных реакций (р<0,05)
Рис. 4. Зависимость механического напряжения интактных и деэпителизированных гладкомышечных сегментов бронхов морских свинок, обработанных наночастицами магнетита in vitro, от концентрации гистамина:
сплошная линия - интактные сегменты воздухоносных путей; пунктирная линия - деэпителизированные сегменты воздухоносных путей;
по оси ординат - механическое напряжение в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса (МН, %); по оси абсцисс - десятичный логарифм концентрации гистамина (Ьд С);
* - достоверность различий величины амплитуд сократительных реакций (р<0,05)
ЛИТЕРАТУРА
1. Brandenberger C., Rothen-Rutishauser B., Blank F., Gehr P., Mühlfeld C. Particles induce apical plasma membrane enlargement in epithelial lung cell line depending on particle surface area dose // Respir Res. - 2009. - Vol. 10. № 1. - Р. 22.
2. GheshlaghiZ. N., Riazi G. H., AhmadianS., GhafariM., MahinpourR. Toxicity and interaction of titanium dioxide nanoparticles with microtubule protein // Acta Biochim Biophys Sin. - 2008. - № 40. - Р. 777-782.
3. Stone V., Johnston H., Clift M. J. Air pollution, ultrafine and nanoparticle toxicology: cellular and molecular interactions // IEEE Trans Nanobioscience. - 2007. - Vol. 6. № 4. - Р. 331-340.
4. Niwa Y., Hiura Y., Sawamura H., Iwai N. Inhalation exposure to carbon black induces inflammatory response in rats // Circ J. -
2008. - Vol. 72. № 1. - Р. 144-149.
5. Ellis J. L., Conanan N. L-citrulline reverses the inhibition of nonadrenergic, noncholinergic relaxations produced by nitric oxide synthase inhibitors in guinea pig trachea and human bronchus // J. Pharmacol. and Exp. Ther. - 1994. - № 3. - Р. 1073-1078.
6. Moffatt J. D. Role of the epithelium and acetylcholine in mediating the contraction to 5-hydroxytryptamine in the mouse isolated trachea / J. D. Moffatt, T. M. Cocks, C. P. Page // Br. J. Pharmacol. - 2004. -Vol. 141. № 7. - P. 1159-1166.
7. Ndukwu J. M. Immune sensitization augments epithelium dependent spontaneous tone in guinea pig trachealis / J. M. Ndukwu, J. Solway, K. Arbetter et al. // Amer. J. Pfysiol. - 1994. - № 5. Pt. 1. -P. 2485-2492.
Поступила 05.06.2010
В. И. КАРАНДИН1, А. Г. РОЖКОВ1, Р. М. НАГАЕВ1, Б. А. ЗАХАРОВ1, 3. А. АГАЕВА2
УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИНАЛЬНОГО ОТДЕЛА ГРУДНОГО ПРОТОКА И ГЛУБОКИХ ВЕН ШЕИ ПРИ ПОРТАЛЬНОМ ЦИРРОЗЕ ПЕЧЕНИ
1ФГУ 3 ЦВКГ им. А. А. Вишневского МОРФ,
Россия, 143420, г. Красногорск, п/о Архангельское;
2Краснодарская городская больница скорой медицинской помощи,
Россия, 350042, г. Краснодар, ул. 40-летия Победы, 14, тел. 8 (861) 257-04-26
В работе рассмотрена возможность визуализации грудного протока и магистральных вен шеи с помощью ультразвуковой допплерографии (УЗДГ) у 27 больных с портальным циррозом печени. УЗДГ позволяет уточнить особенности строения и расположения терминального отдела грудного протока и глубоких вен шеи, а также судить о наличии градиента давления между ними. Использование этих данных весьма ценно при определении показаний к наложению разгрузочного лимфовенозного анастомоза.
Ключевые слова: грудной проток, визуализация, портальный цирроз печени.
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010 УДК 616.36-006.6-089(083.41)
