Раз в месяц мы отправляем дайджест с самыми популярными статьями.

Изучение биологических эффектов высоких доз газообразного оксида азота in vitro

А.К. Мартусевич, А.Г. Соловьева, С.П. Перетягин, А.Д. Плеханова

ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России

ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Биорадикалы и Антиоксиданты. Том 1, №1, Стр. 34-47

Key words: nitric oxide, blood, energy metabolism, acid-base balance, lactate dehydrogenase

Ключевые слова: оксид азота, кровь, энергетический метаболизм, параметры кислотно-щелочного равновесия, лактатдегидрогеназа

Изучена реакция цельной крови здоровых доноров (n=14) на её обработку NO-содержащей холодной плазмой, полученной с помощью аппарата «Плазон». В образцах крови оценивали активность лактатдегидрогеназы в прямой и обратной реакциях, альдегиддегидрогеназы и супероксиддисмутазы, уровень общего белка, концентрацию лактата, показатели кислотно-щелочного равновесия и парциальное давление газов крови. С целью интегральной оценки сдвигов энергетического метаболизма использовали ряд производных параметров (коэффициент баланса энергетических реакций, коэффициент субстратного обеспечения). Также проведено 2 серии экспериментов, направленных на уточнение наличия активных форм кислорода в газовой фазе, генерируемой аппаратом «Плазон», и в физиологическом растворе при его барботаже NO-содержащей холодной плазмой. Установлено, что в газовом потоке, генерируемом медицинским аппаратом NO-терапии «Плазон», определяется наличие активных форм кислорода в концентрации 350-600 мкг/л. При растворении газового потока в 0,9% растворе хлорида натрия в нем обнаруживается и сохраняется более чем 10 минут концентрация АФК на порядок выше регистрируемой в газовой фазе. Показано, что обработка цельной крови человека NO-содержащим газовых потоком (концентрация оксида азота – 800 ppm, расстояние от сопла аппарата –10 см.) приводит к существенным изменениям физико-химических показателей крови. Наблюдается ингибирование энергетического метаболизма, снижение антиоксидантных резервов плазмы, развитие ионного дисбаланса и нарушения кислотно-щелочного равновесия в образцах крови in vitro.

The aim of this work is complex estimation of nitric oxide action on whole blood of healthy people. We tested reaction of whole human blood (n=14) on processing with NO-contained cold plasma. We executed of direct sparging of blood samples by gaseous flow with NO in special plant. NO-contained cold plasma generated by apparatus «Plazon» (Russia). We modeled typical conditions of gaseous flow action with NO concentration 800 mcg/l. Middle power of gas flow was used. Blood sparging time was 2 min., exposition time - 3 min. Every blood sample volume was 5 ml. We tested lactate dehydrogenase activity in direct and reverse reactions, aldehyde dehydrogenase and superoxide dismutase activity, total protein and lactate level, acid-base balance and blood gases partial pressure. For integral assessment of energy metabolism changes number of derivative parameters (coefficients of energy reaction balance and substrate provision) were used. Two series of experiments are executed for estimation of reactive oxygen species (ROS) presence in gas phase (from «Plazon») and in 0,9% sodium chloride solution, processed by this gas products. It was stated, that there are 350-600 mcg/l of ROS in gas flow, generating by «Plazon». At this gas salvation in sodium chloride solution ROS level was over 10 mg/l, saving during 10 minits. Our experiments shown, that whole human blood processing with gas flow NO-contained (NO concentration – 800 mcg/l) causes strong changes of its physical and chemical parameters. This exposure leads to inhibition of erythrocytes energy metabolism, decreasing of plasma antioxidant reserves, moderate ionic disorders and of acid-base misbalance in blood samples in vitro.

  1. Ванин А.Ф. Оксид азота в биомедицинских исследованиях // Вестник Российской Академии медицинских наук, 2000, №4, С. 3-5.
  2. Ванин А.Ф., Писаренко О.И., Студнева И.М. и соавт. Действие динитрозильного комплекса железа на метаболизм и клеточные мембраны ишемизированного сердца крысы // Кардиология, 2009, №12, С. 43-49.
  3. Владимиров Ю.А., Проскурина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция // Успехи биологической химии, 2009, 49, С. 341-385.
  4. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. М.: Вузовская книга, 2004. 360 с.
  5. Ефименко Н.А., Хрупкин В.И., Марахонич Л.А. и соавт. Воздушно-плазменные потоки и NO-терапия – новая технология в клинической практике военных лечебно-профилактических учреждений // Военно-медицинский журнал, 2005, №5, С. 51-54.
  6. Зинченко В.Д. и соавт. О динамике насыщения озоном водных растворов хлористого натрия // Нижегородский медицинский журнал, 2005, Прил. Озонотерапия, С. 41-42.
  7. Карелин В.И., Буранов С.Н., Пименов О.А. с соавт. Плазмохимическая установка для NO-терапии // Медиаль. 2013. №4. С. 46.
  8. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск: БГУ, 2004. 174 с.
  9. Лапитан Д.Г. и соавт. Медико-физические аспекты стимуляции микроциркуляции крови оксидом азота при лечении заболеваний ЛОР-органов //Медицинская физика, 2012, №1, С. 61-68.
  10. Липатов К.В., Сопромадзе М.А., Шехтер А.Б. и соавт. Применение газового потока, содержащего оксид азота (NO-терапия) в комплексном лечении гнойных ран // Хирургия, 2002, №2, С. 41-43.
  11. Мартусевич А.К., Перетягин С.П., Ванин А.Ф. Исследование продуктов от терапевтического аппарата для получения NO-содержащей холодной плазмы // Медицинская физика. – 2012. - №4. – С. 80-86.
  12. Марцевич С.Ю. Современные взгляды на терапию нитратами больных ишемической болезнью сердца // Сердце. 2003. Т. 8. №2. С. 88–90.
  13. Миронова И.Г., Антипов А.В. Влияние озона на химическую структуру физиологического раствора // Нижегородский медицинский журнал, 1998, №1, С. 24-27.
  14. Островский В.Н., Никитюк С.М., Киричук В.Ф., Креницкий А.П. и др. Комплексное лечение ожоговых ран терагерцовыми волнами молекулярного спектра оксида азота // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. – 2004. – № 11. - С. 55-61.
  15. Martusevich A.K., Peretyagin S.P., Soloveva A.G., Vanin A.F. Estimation of some molecular effects of gaseous nitrogen oxide on human blood in vitro // Biophysics. 2013. Vol. 58, N 5. P. 689-692.
  16. Martusevich A.K., Soloveva A.G., Peretyagin S.P., Vanin A.F. Action of gaseous nitric oxide on some physical and chemical parameters of human blood samples // J. Biomedical Science and Engineering. 2014. Vol. 7, №9. P. 675-681.
  17. Mayer B., Beretta M. The enigma of nitroglycerin bioactivation and nitrate tolerance: news, views and troubles // British Journal of Pharmacology. 2008. Vol. 155. P. 170-184.
  18. Murad F. The role of nitric oxide in modulating guanylyl cyclase // Neurotransmissions, 1994, 10, P.1-4.
  19. Nitric Oxide. Basic Research and Clinical Application / Ed. R.J. Gryglewsky, P. Minuz. Amsterdam; Berlin; Oxford; Tokyo; Washington: IOS Press, DC, 2001.
  20. Shekhter A.B., Serezhenkov, V.A., Rudenko, T.G. et al. Beneficial effect of gaseous nitric oxide on the healing of skin wounds // Nitric oxide, 2005, 12, P. 210-219.
  21. Stamler J.S., Singel D.J., Loscalso J. Biochemistry of nitric oxide and its redox-activated forms // Science. 1992. Vol. 258. P. 1898-1902.
  22. van der Vliet A.., Eiserich J.P., Halliwell B., Cross C.E. Formation of reactive nitrogen species during peroxidase-catalyzed oxidation of nitrite. A potential additional mechanism of nitric oxide-dependent toxicity // J. Biol. Chem., 1997, 272. P. 7617-7625.
  23. van Faassen E., Vanin A.F. (Eds.) Radicals for Life: The Various forms of Nitric Oxide. Elsevier, Amsterdam, 2007.
Полный текст статьи