CC BY
21
педиатрия
УДК [612.64.014.46.+612.216.014.46+612.284]:57.0898
С. Е. БОЛЫЧЕВСКИЙ, Е. А. ЗИНЧЕНКО, И. В. МИРОШНИЧЕНКО
влияние пренатального пассивного табакокурения на центральную респираторную активность новорождённых крыс (in vitro)
Оренбургский государственный медицинский университет
S. E. BOLYCHEVSKY, E. A. ZINCHENKO, I. V. MIROSHNICHENKO
effect of prenatal passive smoking on the central respiratory activity of newborn rats (in vitro)
Orenburg State Medical University
РЕЗЮМЕ.
В настоящее время установлено, что пассивное курение матери во время беременности приводит к увеличению риска наступления внезапной остановки дыхания у новорожденного, приводящей к смерти.
Целью настоящего исследования являлось изучение особенностей респираторной активности бульбо-спинальных препаратов мозга новорожденных крыс, перенесших пренатальное пассивное табакокурение, воспроизводимое путем экспонирования беременных самок крыс в камере, содержащей табачный дым.
Исследование выполнено на бульбоспинальных препаратах (БСП) мозга новорожденных крыс (n=107) в условиях in vitro. Моделирование пассивного курения осуществлялось посредством фумигации сигаретным дымом самок с 1 по 20 день беременности.
У БСП мозга новорожденных крыс, группы пассивного курения, значения продолжительности респираторного цикла, амплитуды и продолжительности инспираторного разряда были достоверно меньше относительно контрольных величин.
Таким образом, воздействие факторов пассивного курения в период пренатального развития респираторной нейронной сети изменяет характер функционирования центральных механизмов генерации инспи-раторного ритма и паттерна у новорожденных крыс.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: НОВОРОЖДЕННЫЕ КРЫСЫ, ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР, IN VITRO, ПАССИВНОЕ КУРЕНИЕ, БУЛЬБОСПИНАЛЬНЫЙ ПРЕПАРАТ.
SUMMARY.
It is now established that passive smoking during pregnancy increases the risk of sudden respiratory arrest, result-
Болычевский станислав Евгеньевич — аспирант кафедры нормальной физиологии; 89033981796; [email protected] Зинченко евгений Анатольевич — к. б. н., доцент кафедры нормальной физиологии; 89325569205; [email protected] мирошниченко Мгорь васильевич — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии; 89123555655; [email protected]
ing in the death of her baby.
The purpose of this study was to investigate the features of respiratory and non-respiratory activity bulbospinal preparations brain of newborn rats underwent prenatal passive smoking, reproduced by exposure of pregnant female rats in a chamber containing tobacco smoke.
The study was performed on bulbospinal preparations (BSP) in the brain of newborn rats (n = 107) in a in vitro. Modeling of passive smoking was carried out by fumigation cigarette smoke females from 1 to 20 days of gestation.
In BSP brain of newborn rats, the group of passive smoking, the values of the time of the respiratory cycle, amplitude and duration of the inspiratory discharge were significantly smaller relative to the control values.
Thus, the impact factors of passive smoking, in the period of prenatal development of respiratory neural network alters the functioning of the central mechanisms of generating inspiratory rhythm and pattern in newborn rats.
KEY WORDS: RESPIRATORY CENTER, PASSIVE SMOKING, BRAIN STEM PREPARATIONS.
ВВЕДЕНИЕ.
Одним из неблагоприятных факторов окружающей среды, воздействующих на организм беременной женщины, является пассивное курение, которое по количеству вредных веществ, таких как никотин, окись углерода (CO), тяжелые металлы, смолы, фенол, попадающих в организм женщины и плода, приравнивается к «слабому» курению матери во время беременности. Gisell S. и соавт. (2010) установили, что воздействия пассивного курения не могут избежать 30% некурящих беременных женщин. Установлено, что синдром внезапной младенческой смерти (SIDS) возникает значительно чаще у детей, чьи матери были подвержены пассивному курению во время беременности (Eugenin J., Otarola, 2008).
В исследованиях влияния пассивного табакокурения на организм широко используется модель фумигации сигаретным дымом подопытных животных (Emily R., 2008), в то же время в литературе отсутствуют дан-
ные о влиянии пренатального пассивного табакокурения на функционирование дыхательного центра после рождения.
Целью настоящего исследования являлось изучение особенностей респираторной активности бульбо-спинальных препаратов мозга новорожденных крыс, перенесших пренатальное пассивное табакокурение, воспроизводимое путем экспонирования беременных самок крыс в камере, содержащей табачный дым.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Исследование выполнено на 107 изолированных БСП мозга новорожденных белых беспородных крыс в условиях in vitro, полученных от 107 новорождённых крыс в возрасте одних суток.
После установления беременности крысы помещались в вентилируемую (95 м3/час) стеклянную камеру объемом 0,374 м3. В течение всего срока беременности (1-20 сутки) производилась фумигация экспериментальной группы (ПК) животных сигаретным дымом в течение 8 часов в сутки по одной сигарете через каждые 60 минут 5 дней в неделю. Концентрация твёрдых взвешенных частиц в воздухе при этом составляла 1 мг/м3. Контрольная группа животных (НК) помещалась в другую камеру, при этом фумигации не проводилось.
БСП были получены по методике, описанной Suzue T. в 1984 году. Электрическая активность вентральных корешков сегментов С3-С4 отводилась с помощью всасывающего электрода.
При обработке нейрограмм измерялись продолжительность цикла респираторной активности (с), продолжительность (с) и амплитуда инспираторных разрядов (мкВ). Спектральный анализ разрядов производился с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье. В спектрограммах респираторных разрядов выделялись максимальные пики в низко-(1-10 Гц) и среднечастотном (10-50 Гц) диапазонах. Для описания пиков спектра респираторных разрядов использовались следующие параметры: частота пика (Гц) и спектральная плотность мощности (СПМ) пика (относительные единицы).
Анализ статистических различий производился с помощью t-теста Стьюдента для средних величин. Различия считались достоверными при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
При анализе амплитудно-временных параметров респираторных разрядов БСП мозга новорожденных крыс было отмечено, что значения амплитуды и продолжительности инспираторных разрядов препаратов группы ПК меньше аналогичных показателей в группе НК в среднем на 16,1% и 10,9% (53,79±2,86 и 45,13±2,12 мкВ; 1,04±0,04 и 0,95±0,03 с соответственно) (p<0,05). При этом коэффициент вариабельности продолжительности инспираторного разряда в обеих
группах достоверно не различался. Продолжительность респираторного цикла у БСП из группы ПК была на 15,3% меньше (17,75±1,17 и 15,34±0,72 с соответственно) (p<0,05), а его коэффициент вариабельности значимо не различался.
При спектральном анализе выявлено меньшее значение СПМ в низкочастотном (1-10 Гц) и средне-частотном (11-50 Гц) диапазонах спектра инспира-торных разрядов С3-С4 БСП новорожденных крыс группы ПК по сравнению с группой НК на 16,3% и 33,4% (4,88±0,31 и 4,09±0,23 о. е.; 4,37±0,76 и 2,91±0,17 соответственно) (p<0,05). Частота низкочастотного пика осцилляций группы ПК была меньше, чем в контроле на 11,2% (5,95±0,32 и 5,29±0,26 Гц) (p<0,05), частота среднечастотного пика на 14,3% (18,52±1,31 и 15,87±0,63 Гц) (p<0,05). Анализ соотношения мощностей пиков низко- и среднечастотного диапазона не выявил существенных различий в данных, полученных от БСП крысят обеих групп.
ОБСУЖДЕНИЕ.
Характер электрической активности респираторной нейронной сети в процессе перинатального развития претерпевает существенные изменения (Мирошниченко И. В., Пятин В. Ф., 2002). Одним из показателей зрелости респираторной нейронной сети в условиях in vitro является степень вариабельности генерируемого ритма. В исследованиях in vitro (Eugenín J. с соавт., 2008) показано, что хроническое пренатальное воздействие никотина приводит к повышению вариабельности респираторного ритма. Однако в нашем исследовании с использованием модели фумигации и исследовании Robinson D. с соавт. (2002) с хроническим введением никотина не было выявлено существенного увеличения вариабельности дыхательного ритма.
При изучении влияния перинатального введения никотина на частоту генерации инспираторных разрядов предыдущими исследователями были получены неоднозначные данные. В исследованиях Slotkin T. с соавт. (1997) и Robinson D. с соавт. (2002) не было обнаружено изменений ритмической активности дыхательного центра. Тогда как Hu H. с соавт. (2012) установили, что пренатальное введение никотина приводит к снижению частоты генерации инспираторных разрядов БСП мозга новорожденных мышей. В нашем исследовании пренатальное фумигирование табачным дымом приводило к учащению дыхательного ритма, что согласуется с данными Hafstram O. с соавт. (2002), полученными в исследованиях in vivo у новорождённых ягнят.
Механизм выключения инспираторной активности у новорождённых млекопитающих реализуется по принципу «истощения», так как механизм синаптического торможения, функционирующий во «взрослом» дыхательном центре, еще не сформиро-
вался (Onimaru H., 1997). Следовательно, меньшая продолжительность инспираторных разрядов у БСП мозга новорожденных крыс группы ПК может быть следствием большей скорости «истощения» залповой активности или меньшей мощности центрального ин-спираторного возбуждения, что также подтверждается результатами спектрального анализа инспиратор-ных разрядов.
Таким образом, установлено, что воздействие факторов пассивного курения в период пренатального развития респираторной нейронной сети изменяет характер функционирования центральных механизмов генерации дыхательного ритма и инспираторного паттерна у новорожденных крыс.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Мирошниченко, И. В. Особенности спектральных характеристик электрической активности дыхательного центра в процессах мозга плодов и новорожденных крыс in vitro / И. В. Мирошниченко, В. Ф. Пятин, А. С. Алексеева, Н. Л. Тюрин // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. — 2002. — Том 88. — № 2. — С. 248-256.
2. Emily, R. An animal model of cigarette smoke-induced in utero growth Retardation / R. Emily, H. Kristin // Toxicology. — 2008 April 18. — 246 (2-3): 193-202. doi:10.1016/j.tox.2008.01.014.
3. Eugenin, J. Prenatal to early postnatal nicotine exposure impairs central chemoreception and modifies breathing pattern in mouse neonates: a probable link to sudden infant death syndrome / J. Eugenin, M. Otarola, E. Bravo, C. Coddou // Neurosci. — 2008 Dec 17. — 28
(51): 13907-17. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4441-08.2008.
4. Gisell, S. Environmental tobacco smoke exposure and perinatal outcomes: a systematic review and meta-analyses / S. Gisell, R. Grady, J. Jones, S. D. Mc Donald // Acta Obstet Gynecol Scand. — 2010. — 89 (4). — 423-41.
5. Hafstrom, O. Altered breathing pattern after prenatal nicotine exposure in the young lamb / O. Hafstrom, J. Mil-erad, H. W. Sundell // Am JRespirCrit Care Med. — 2002 Jul 1. — 166(1). — 92-7.
6. Hu, H. Prenatal nicotine exposure alters the response of the mouse in vitro respiratory rhythm to hypoxia / H. Hu, A. Brahmbhatt, R. Upadhyaya, D. Vega // Respir Physiol Neurobiol. — 2012 Apr 30. — 181 (2). — 234-47. doi:10.1016/j.resp. 2012.03.015. Epub2012 Mar 29.
7. Onimaru, H. Neuronal mechanisms of respiratory rhythm generation: an approach using in vitro preparation / H. Onimaru, A. Arata, I. Homma // J Physiol. — 1997 Oct. — 47 (5). — 385-403.
8. Robinson, D. M. Prenatal, nicotineexposure increases apnoea and reduces nicotinic potentiation of hypoglossal inspiratory outputin mice / D. M. Robinson, K. C. Peebles, H. Kwok, BMA dams // J Physiol. — 2002 Feb 1. — 538 (Pt 3). — 957-73.
9. Slotkin, T. A. Impaired cardiac function during postnatal hypoxia in rats exposed to nicotineprenatally: implications foperinatal morbidity and mortality, and for sudden infant death syndrome / T. A. Slotkin, J. L. Saleh, E. C. Mc-Cook, F. J. Seidler // Teratology. — 1997 Mar. — 55 (3). — 177-84.
10. Suzue, T. Respiratory rhythm generation in the in vitro brain stem-spinal cord preparation of the neonatal rat / T. Suzue // J Physiol. — 1984 Sep. — 354. — 173-83.
УДК 616.61-002.27
А. А. ВЯЛКОВА1, И. В. ЗОРИН1, О. О. УСТИНОВА2, Л. А. ГАЙКОВА2
современные патогенетические подходы к прогнозированию течения тубулоинтерстидиального поражения почек у детей
1 — Оренбургский государственный медицинский университет
2 — Городская клиническая больница № 6 г. Оренбурга
A. A. VYALKOVA1, I. V. ZORIN 1, O. O. USTINOVA2, L. A. GAIKOVA2
modern pathogenetic approaches to the prediction of the course of tubulo-interstitial renal disease in children
1 — Orenburg State Medical University
2 — Orenburg clinical hospital № 6
РЕЗЮМЕ.
Научно обосновать современные подходы к прогнозированию течения тубулоинтерстициального поражения почек (ТИПП) у детей. Пациенты и методы. Определены и сопоставлены комплекс клини-ко-анамнестических и параклинических данных 150 детей в возрасте от 1 года до 17 лет, 120 пациентов с рефлюкс-нефропатией и 30 детей контрольной груп-
пы. Разработаны критерии прогрессирования ТИПП с оценкой частоты артериальной гипертензии; скорости клубочковой фильтрации и показателей каналь-цевых функций почек; частоты рецидивов ренальной инфекции; показателя альбуминурии/протеинурии; параметров интраренальной гемодинамики; экскреции с мочой провоспалительных цитокинов и противовоспалительного ИЛ-10.
